Халықаралық Ғылыми-тәжірибелік конференцияның ЕҢбектері

268 
 
Город с резко-континентальным климатом, расположен относительно уровня моря на высоте 506 м, с 
населением  около  700  тыс.  человек,  а  к  2015  году  ожидается  около  1  млн.  В  городе  насчитывается  69 
промышленных  предприятий,  в  том  числе  цветная  металлургия,  машиностроение,  химическая, 
нефтеперерабатывающая и пищевая промышленности. 
Шымкент  –  один из  самых  загруженных автотранспортом город Казахстана. Не  считая  транзитного 
транспорта,  по  дорогам  города  ездит  350  тыс.  автомобилей  выбрасывая  в  атмосферу  ежегодно  90–95  тыс. 
тонн  вредных  веществ.  Выхлопные  газы  от  автотранспорта  содержат  окиси  азота  и  углерода,  серный 
ангидрид,  а  также  свинец.  Тяжелые  металлы  губительно  воздействуют  на  дыхательные  органы  человека, 
работу его сердца. 
В  летние  месяцы  под  воздействием  высоких  температур  в  воздухе  возрастает  концентрация 
формальдегида.  Поэтому  борьбу  за  чистый  воздух  в  Шымкенте  надо  начинать  в  первую  очередь  с 
автотранспорта, главного загрязнителя воздушной среды. Еще в 60–70 годах прошлого столетия академиком 
Сокольским  Дмитрием  Владимировичем  предлагалось  для  уменьшения  выбросов  токсических  газов  от 
автомобилей  использовать  сменные  вкладыши-патроны  заполненные  сорбентами,  помещаемые  в 
выхлопные трубы автомобилей. 
Отработанные  патроны,  затем  заменялись  на  новые.  Но,  к  сожалению,  данная  мера  хоть  как-то 
улучшить воздушную среду не нашла продолжения. 
Автопарк,  как  общественного  транспорта,  так  и  личного  пополняется  активно  не  только 
автомобилями с бензиновыми двигателями, но и большей частью двигателями, работающими на дизельном 
топливе. 
Рудольф Дизель (1858–1913 гг.), немецкий инженер создал (1897) двигатель внутреннего сгорания с 
воспламенением  от  сжатия.  В  качестве  топлива  использовал  арахисовое  масло,  позже  стали  использовать 
жидкое  нефтяное  топливо:  керосино-газойлевые  фракции  прямой  перегонки  нефти.  В  основном  это 
углеродводородные  цепочки  с  С
13
–С
15
.  В  последнее  время  перед  обществом  встает  проблема 
альтернативных источников энергии: солнечная энергия, энергия ветра и воды, биотопливо и т.п. 
Самым перспективным из нетрадиционных источников энергии есть растительные и животные жиры, 
которые  могут  быть  использованы  для  производства  биодизельного  топлива  (биодизель).  Значительных 
достижений в этой области достигли Европейские государства. По желанию автовладельца на заправочных 
станциях биодизель могут заливать в бак автомобиля, как в чистом виде, так и в качестве добавки (обычно 
5–35  %)  к  дизельному  топливу.  Около  80  %  выпускаемого  Евросоюзом  биодизеля  производится  из  рапса. 
Так в 2004 году на производство этого экологически чистого вида топлива ушло около трети всего урожая 
рапса.  Одному  из  авторов  этой  статьи  удостоилось  работать  в  Таиланде  и  участвовать  в  запуске  двух 
минизаводов по производству биодизеля из фритюрного жира (отходов пальмового масла). 
Так  первичные  преимущества  биодизельного  топлива  состоят  в  том,  что  оно  является  одним  из 
наиболее  возобновляемых  топлив,  также  неядовитым  и  при  попадании  на  почву  разлагаемым 
микроорганизмами. 
Увеличение срока службы двигателя. При работе двигателя на биодизеле одновременно производится 
смазка  его  подвижных  частей,  в  результате  которой,  как  показывают  испытания,  достигается  увеличение 
срока службы самого двигателя и топливного насоса на 60 %. 
Меньше выбросов СО
2
. При сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого 
газа, которое  было потреблено из  атмосферы растением, являющимся исходным сырьем для производства 
масла, за весь период его жизни. 
Биодизель почти не содержит серы (  0,001 %). 
Выхлопные газы имеют аромат масла, из которого произведен биодизель. 
Как  правило,  биодизельные  заводы  в  Европе  располагаются  на  территориях  масложиркомбинатов, 
так  как  сырье  для  завода  поступает  с  этих  комбинатов,  а  образующийся  глицерин  при  производстве 
биодизеля передается для переработки на масложиркомбинат. 
Технология производства биотоплива. 
Биодизель  –  это  не  что  иное,  как  метиловый  эфир  жирных  кислот,  образующийся  в  результате 
реакции переэтерефикации триглицеридов (жира) 
 
 
CH
2
 – OCO – R 
CH
2
 – OCO – R 
CH
2
 – OCO – R 
Масло 
CH
2
 – OH 
CH
2
 – OH 
CH
2
 – OH 
Глицерин 
3R–COOCH
3
 
Метиловый 
эфир 
3CH
3
OH 
Метанол 
KOH Катализатор 

269 
 
Как  видим,  из  одной  молекулы  триглицерида  образуется  три  молекулы  метилового  эфира 
соответствующей кислоты и молекула глицерина. То-есть мы получаем прямую цепочку метилового эфира, 
например пальмитиновой кислоты (от метанола) С
14
+С
1
 → С
15
 и она нам напоминает прямую цепочку С
15
 –
 дизельного  топлива.  Но  энергетическая  составляющая  у  биодизельной  цепочки  будет  выше,  так  как  там 
присутствует еще два атома кислорода. 
Технологическая  схема  получения  биодизеля  из  смеси  пальмового  масла  и  фритюрного  жира  в 
соотношении 50:50 % представлена на рисунке 1. 
Сырое пальмовое масло из емкости 1хранения пальмового масла насосом 21 подается в бак 5, а в бак 
6  насосом  22  подается  фритюрный  жир  из  емкости  2  хранения  фритюрного  жира  в  количественном 
соотношении  1:1.  Затем  самотеком  они  поступают  в  фильтр  7  для  отделения  твердых  частиц.  Твердые 
частицы,  отсеянные  на  ситах  поступают  в  бак  27,  а  смесь  очищенного  масла  в  бак  3  откуда  насосом  23 
подается  в  реактор  8  для  отбелки  пальмового  масла  и  фритюрного  жира.  В  реакторе  смесь  отбеленного 
масла и фритюрного жира нагревается до температуры 70–80ºС при перемешивании. При достижении 70ºС 
в реактор через люк сверху подается сорбент в количестве  12% от массы. Время  обработки сорбентом 30 
минут. Затем перемешивание останавливается, и отключается нагрев. Следующие 30 минут осуществляется 
отделение  масла  от  сорбента.  Сорбент  оседает  на  дно  реактора,  а  масло  прокачивается  через  каскад 
фильтров  9  и  подается  в  реактор  10  для  получения  сырого  биодизеля  путем  смешения  метанола  и 
растворенного  в  нем  катализатора  оксида  калия.  Температура  в  реакторе  поддерживается  60–63ºС  при 
перемешивании  мешалкой.  Время  реакции  35–40  минут.  По  окончании    процесса  переэтерефикации, 
которое  проверяется  методом  отбора  проб  в  градуированные  пробирки,  отключается  нагрев  и 
останавливается  мешалка.  Сырой  биодизель  перекачивается  в  запасной  бак  для  отстоя  и  отделения 
выделившегося глицерина. После отстоя биодизель обрабатывается сорбентом в количестве 3 % от массы, 
полученного  биодизеля  в  течение  30  минут.  Затем  отстаивается  и  прокачивается  через  каскад  фильтров  и 
поступает  в  бак  16  готовой  продукции.  Глицерин,  отделенный  от  биодизеля  подается  в  запасной  бак  для 
дополнительного  отстоя,  а  затем  перекачивается  насосом  в  бак  сырого  глицерина  для  продажи  или 
используется  для  собственных  нужд  как  топливо.  Получать  фармакопейный  глицерин  на  фермерских 
хозяйствах нецелесообразно в виду необходимости для этого использования сложного оборудования.   
Сорбент с двух каскадов фильтров 9, 15 и реакторов 8, 14 собирается в отдельные баки. Из сорбента 
на отдельных небольших установках можно извлекать комплекс каратиноидов и токоферолов в нативном 
виде экстракцией растворителями. Твердые частицы масла отделенные на фильтре 7, также могут 
использоваться для дополнительного извлечения комплекса каратиноидов, токоферолов и других ценных 
биологически ценных веществ (воска, высших углеводородов, кофермента Q-10). Образующиеся соли и 
мыла могут использоваться для корма животным как добавки или удобрения. Полученный биодизель по 
своим качествам соответствует международным стандартам. 
Предложенный технологический процесс отличается следующим: 
– нет повышенного давления; 
– относительно низкая температура; 
– нет сточных вод; 
– избежание очистки биодизеля дистилляцией; 
– возможность выделения в виде концентратов комплекса каратиноидов и токоферолов; 
– выделение воска и биологически активных веществ; 
– получение дополнительных добавок к кормам или удобрений; 
2
3 
Цеолит 
1
2 
1
0 
4 
9 
8 
3 
7 
6 
5 
2 
1 
2
7 
1
7 
1
3 
1
1 
1
8 
1
9 
1
4 
2
0 
1
5 
1
6 
2
2 
2
1 
2
4 
2
5 
2
6 
Рисунок 1 – Технологическая схема производства 
биодизеля 

270 
 
– низкие эксплуатационные расходы. 
Данная технология представляет интерес для небольших агрообъединений, кооперативов фермеров с 
замкнутым циклом производства. Она позволит полностью обеспечить себя биотопливом, себестоимость 
которого будет очень малой.  
Для Шымкента есть все условия для создания альтернативного топлива – биодизеля из растительного 
сырья (хлопкового, сафлорового, рапсового масла и фритюрного жира). Для снятия хотя бы частичного 
экологического напряжения от вредных выбросов автомобильного транспорта. В городе есть сырьевая база 
– масложиркомбинат, нефтеперегонный завод, научные кадры и главное желание улучшить атмосферу в 
городе. 
 
Литература  
1.
 
ru.wikipedia.org\wiki\Шымкент 
2.
 
БЭС, Сокольский Дмитрий Владимирович 
3.
 
Гидрогенизация и переэтерифекация масел и жиров.том3, книга1-л,ВНИИЖ,-1985 
4.
 
www.biodieselu.ru 
 
 
УДК 556.01+628.357.4 
 
ТРОПИЧЕСКОЕ РАСТЕНИЕ EICHORNIA CRASSIPES 
 
Флюрик Е. А., Абрамович О. В., Змитрович А. А. 
Учреждение образования «Белорусский государственный технологический университет», г. Минск, 
Республика Беларусь 
 
Түйін 
Жұмыстың  мақсатының  Eichornia  жоғарғы  сулы  ӛсімдігінің  зейінінің  байқауы  crassipes  арылт- 
сарқынды  суды  болып  табылды.  Бойынша  ал-  нәтижелердің  тұжырым  туралы  эйхорнии  қолданысының 
мүмкіндігінде  үшін  жаман-жұманның  ағынды  су  алқындыр-,  ал  да  ӛсімдіктің  артығымның 
биожиынтқының игерушілігінің мүмкіндігі жемдіктің үстемесінің ал- үшін кӛрсетілген. 
 
The aim of the work was to study the ability of higher aquatic plant Eichornia crassipes purify wastewater. 
Based on these results suggest the possibility of using Eichornia crassipes for wastewater treatment, as well as the 
possibility of using excess plant biomass for producing a feed additive. 
 
Важнейшей задачей современной промышленности является создание безотходного производства, но 
в  настоящее  время  эта  задача  еще  не  решена,  поэтому  экологи  стремятся  создать  такие  способы  очистки, 
которые позволяли бы максимально удалить или обезвредить ядовитые и опасные для окружающей среды и 
человека вещества. 
Вода  является  важнейшим  составляющим  для  существования  всего  живого  на  планете,  поэтому 
способам  очистки  сточных  вод  уделяется  огромное  внимание.  Вода  используется  не  только  в  пищевых  и 
гигиенических целях, а также благодаря воде человек может получать электроэнергию и тепло. 
В  республике  Беларусь  насчитывается  более  10  тысяч  озер.  Озерный  фонд  представляет  огромную 
ценность.  Особой  проблемой  для  республики  является  загрязнение  поверхностных  водных  объектов 
сточными  водами.  В  настоящее  время  максимальный  объем  поступления  связан  с  жилищно-комунальным 
хозяйством, на долю которого приходится около 60% стоков, доля промышленных и сельскохозяйственных 
стоков составляет соответственно 30 и 15%. 
Безусловно,  сточные  воды  перед  сбросом  в  водоем  частично  или  полностью  очищаются  и  условия 
спуска  сточных  вод  в  водоемы  строго  регламентируются  санитарными  нормами  и  правилами.  Однако,  к 
сожалению,  большинство  водоемов  Беларуси  до  сих  пор  испытывает  мощное  антропогенное  воздействие, 
что привело к ряду негативных последствий во многих водоемах [1]. 
В  связи  с  этим  чрезвычайно  актуальной  является  задача  разработки  способов  восстановления  и 
сохранения  природного  потенциала  водных  ресурсов  республики.  А  также  разработка  новых, 
перспективных и эффективных способов очистки сточных вод. 
Традиционно  для  очистки  сточных  вод  используют  физико-химические  и  биологические  методы, 
использующие  активный  ил,  что  не  позволяет  достичь  стабильных  результатов  очистки.  Поэтому  для 
повышения  степени  доочистки  загрязненных  вод  используют  как  отдельные  гидробионты,  так  и  их 
сообщества, например бактерий, высших водных растений (ВВР) и др. [2-4].  
При  очистке  сточных  вод  чаще  всего  используют  такие  виды  ВВР,  как  камыш,  тростник  озерный, 
рогоз  узколистый  и  широколистый,  рдест  гребенчатый,  курчавый  и  пронзеннолистный,  спироделла 
многокоренная,  элодея,  водный  гиацинт  (эйхорния),  касатик  желтый,  сусак,  стрелолист  обычный,  гречиха 
земноводная, резуха морская, уруть, хара, ирис, роголистник темно-зеленый и др. 

271 
 
В  основе  биогидроботанического  способа  очистки  сточных  вод  лежат  биохимические  процессы 
окисления,  фильтрования,  поглощения,  накопления  органических  и  неорганических  веществ, 
минерализации,  детоксикации,  адсорбции,  хемосорбции  и  др.  Высокий  очистительный  эффект  ВВР 
достигается там, где вода имеет возможность протекать через погруженные в воду растения. Имеющаяся на 
поверхности корневой системы растений слизь (перифитон), а также снижение скорости течения жидкости 
способствует  осаждению  взвешенных  веществ  органического  и  минерального  происхождения,  что 
повышает прозрачность воды [4].  
Цель  работы  –  определить  способность  высшего  водного  растения  Eichornia  crassipes  очищать 
сточную воду и предложить способ утилизации биомассы растения. 
Ботаническое  название  –  Eichornia  crassipes  семейства  Pontenederia  –  эйхорния  (водный  гиацинт). 
Плавающее водное растение, надводная часть которого состоит из укороченного стебля с розеткой листьев 
(рис. 1).  
 
Рис. 1 – Эйхорния (Eichornia crassipes) 
 
Листья  ложкообразные,  гладкие,  с  блестящей  зеленой  поверхностью,  края  ровные,  несколько 
изогнутые  к  поверхности,  симметричные,  продольные  жилки  просматриваются  хорошо.  Черешки  очень 
толстые,  имеют  характерные  шаровидные  вздутия,  содержащие  большое  количество  воздуха  (рис. 1). 
Основную  часть  черешков  составляет  воздухоносная  ткань  или  аэренхима,  построенная  из  клеток, 
соединенных между собой так, что между ними остаются крупные заполненные воздухом пустоты (крупные 
межклетники).  
Цветок светло-сиреневый, сидячий, с венчиком из 6 широко эллиптических лепестков, с ярко-желтым 
пятном  на  синем  фоне  верхнего  листочка  околоцветника.  Тычиночные  нити  розовые,  горизонтально 
распростерты под пестиком. Цветники собраны в рыхлую кисть до 28 см длины из 5 – 16 цветков. 
В  воду  погружена  сильно  развитая  мочковатая  корневая  система.  Именно  наличием  развитой 
корневой  системы  с  большим  количеством  корневых  волосков  и  объясняется  способность  растения  к 
очистке загрязненных стоков и удалению огромного спектра загрязнений. 
Эйхорния  в  естественных  условиях  обитает  в  водоемах  и  болотах  стран  с  тропическим  и 
субтропическим  климатом,  поэтому  особенностью  применения  эйхорнии  в  наших  условиях  является  ее 
сезонность.  
Для  того,  чтобы  оценить  эффективность  очистки  сточных  вод  эйхорнией,  нами  был  спланирован 
эксперимент  по  очистки  сточной  воды,  поступающей  на  Минскую  очистную  станцию  (МОС).  На  рис. 2 
указаны показатели сточной воды, которые определяли до и после очистки с помощью ВВР. 

272 
 
 
Рис. 2 – Контролируемые показатели очистки сточной воды с помощью ВВР 
 
Химический состав и физические свойства сточных вод определяли по методикам, изложенным в [5, 6]. 
В  ходе  проведения  исследований  было  установлено,  что  за  25  суток  достигается  полная  очистка 
сточных  вод  (до  показателей,  позволяющих  сбрасывать  воду  в  открытые  водоемы),  это  подтверждает 
возможность  использование  ВВР  (эйхорнии)  для  очистки  сточных  вод.  Через  40 суток  от  начала 
эксперимента начали обнаруживаться изменения во внешнем виде растения, проявлялись признаки гибели 
растения (листья покрылись коричневыми пятнами, обозначились признаки загнивания корневой системы), 
данные  явления  мы  объясняем  отсутствием  в  очищаемой  воде  питательных  веществ,  т. к.  если  заменять 
каждые 25 суток воду на новую, не очищенную, растение продолжало расти и вегетативно размножаться в 
течении всего весенне-летнего периода. 
На  рис.  3  представлена  предлагаемая  нами  технологическая  схема  по  очистке  сточной  воды  с 
помощью ВВР. 
 
1 – приемная камера; 2 – механическая решетка; 3 – песколовка; 4 – первичный радиальный 
отстойник; 5 – емкость с ВВР; 6 – вторичный радиальный отстойник 
Рис. 3 – Технологическая схема очистки сточной воды с помощью ВВР 
 
Эйхорния  обладает  высокой  скоростью  роста  поэтому  необходимо  было  предложить  способ 
утилизации  образующейся  избыточной  биомассы  растения.  Известно,  что  биомассу  растения  в  восточных 
странах  используют  при  производстве  корма  для  животных,  в  качестве  сырья  для  изготовления  бумаги, 
биогаза и т. п. 
На  данном  этапе  исследований  перед  нами  стояла  задача  определить  основные  показатели 
растительного  материала,  так  как  при  производстве  кормовой  добавки  большое  значение  уделяется 
показателям  химического  состава  растений,  на  основании  которого  и  судят  о  возможности  использования 
его  для  производства.  Химический  состав  биомассы  изучали  по  содержанию  влаги,  каротина,  сырого 
протеина, жира, клетчатки и др. Использовали методики, изложенные в соответствующих ГОСТах. 
Установили,  что  растение  богато  каротином  (69,68±3,48 мг/кг),  сырой  клетчаткой  (11,21±0,56 %), 
протеином (10,83±0,54 %) и, кроме того, не накапливает в своем составе радионуклидов. В ходе дальнейших 
исследований установили, что при использовании бензоата натрия в качестве консерванта можно получить 
на основе эйхорнии корм для сельскохозяйственных животных и по своему качеству он относится к первому 
классу (рис. 4). 
Определяемые показатели воды в 
процессе очистки 
Показатель 
ХПК 
Показатель 
БПК 
Содержание 
нитратов 
 
Содержание 
ионов 
аммония 
 
Содержание 
фенолов 
 
Содержание 
нитритов 
 
Содержание 
фосфат-ионов 
Содержание 
масел и жиров 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
СВ 
 1 
  2 
3 
4 
5 
6 
Осадок на 
захоронени
е 
Песок на 
песковую 
площадку 
Осадок на 
утилизацию 
Осадок на 
утилизацию 
Осадок на 
утилизацию 
Очище
нная 
вода в 
реку 
 
 
1 – приемная камера; 2 – механическая решетка;  
3 – песколовка; 4 – первичный радиальный отстойник;  
5 – емкость с эйхорнией; 6 – вторичный радиальный отстойник. 
 

273 
 
 
Рис. 4 – Корм для с/х животных, полученный из эйхорнии 
 
Таким образом, экспериментально доказана возможность очистки сточных вод с помощью эйхорнии 
и  предложено  использовать  избыточную  биомассы  растения,  образующуюся  в  процессе  очистки  сточных 
вод, для получения кормовой добавки.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 4 – Схема эксперимента по определению оптимального способа сохранения  
растения в осенне-зимний период  
 
В процессе работы мы столкнулись с проблемой сохранения растения в холодное время года, поэтому 
исследования предполагается продолжить (рис. 5), с целью определения эффективных способов сохранения 
растения в осеннее-зимний период. 

жүктеу/скачать 5,62 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: