НОСІЇ ДЛЯ ІММОБІЛІЗАЦІЇ МІКРОБІОТИ В ТЕХНОЛОГІЯХ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.14.2025.33Ключові слова:
іммобілізація, мікроорганізми, носії, стічні водиАнотація
Робота присвячена узагальненню наукових д аних щодо різноманіття носіїв д ля іммобілізації мікроорганізмів, матеріалів д ля їх виготовлення, конструкцій і архітектури, і впливу цих характеристик на ефективність очищення вод и. Розглянуто досягнення закордонних та вітчизняних учених у цій галузі. Більшість носіїв, що використовуються сьогод ні, має або недостатню поверхню для іммобілізації мікроорганізмів або складність у монтажі чи експлуатації, або низьку біологічну стійкість. Синтетичні носії мікроорганізмів отримують все більше визнання та широке застосування в технологіях біологічного очищення стічних вод. Матеріал носія для іммобілізації мікроорганізмів повинен в олодіти певними характеристиками: нерозчинністю у воді; значною проникністю щод о повітря, води, ферментів, субстратів і продуктів реакції; високою хімічною і біологічною стійкістю; високою питомою поверхнею для іммобілізації біомаси; значною сорбційною ємністю стосовно мікроорганізмів; технологічністю у виготовленні й монтажі; можливістю регулювання параметрів процесу шляхом зміни структури елементів носія; низькою матеріаломісткі стю та економією завдяки використанню вторинних матеріалів. З’ясовано, що шорстк і носії можуть забезпечити кращі можливості для формування біоплівки, ніж глад кі. Бажано також, щоб носій мав позитивний поверхневий заряд , оскільки поверхневий заряд клітин бактерій є негативним. Серед відомих носіїв вітчизняний капроновий волокнистий носій «ВІЯ» має низку беззаперечних переваг і знайшов широке використання в очищенні стічних вод широкого спектра промислових підприємств. Упровадження в сучасні біотехнології очищення вод и систем для іммобілізації бактеріальної біоти й інших гідробіонтів надає можливість значно покращити та збільшити швидкість очищення стічних вод в очисних спорудах, а також значно прискорити процеси самоочищення вод и в малих річках, позитивно вплинути на еколог ію гідробіонтів водних екосистем.
Посилання
Гвоздяк П.І. Біохімія води. Біотехнологія води : автомонографія. Київ : Видавничий дім «Києво-Могилянська академія», 2019. 228 с.
Жукова В.С. Застосування носіїв іммобілізованих мікроорганізмів для ефективного біологічного очищення стічних вод. Екологічні біотехнології та біоенергетика : матеріали Науково-практичного семінару, присвяченого 120-річчю Київського політехнічного інституту імені Ігоря Сікорського, м. Київ, 14 грудня 2018 р. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2018. С. 31–34.
Саблій Л.А. Фізико-хімічне та біологічне очищення висококонцентрованих стічних вод : монографія. Рівне : НУВГП, 2013. 291 с.
Цитлішвілі К.О. Екологія іммобілізованого азоттрансформуючого мікробіоценозу в системах очистки стічних вод : дис. … докт. філос. : 101. Харків, 2021. 187 с.
Al-Amshawee S.K., Yunus M.Y., Azoddein A.A. A novel microbial biofilm carrier for wastewater remediation. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 2020a. 13 р. http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/736/7/072006
Al-Amshawee S., Mohd Y., Mohd Y., Vo D.-V., Tran N. Biocarriers for biofilm immobilization in wastewater treatments: a review. Environmental Chemistry Letters. 2020b. Vol. 18(6). Р. 1925–1945. https://doi.org/10.1007/s10311-020-01049-y
Andersson S. Characterization of bacterial biofilms for wastewater treatment. Sweden, Stockholm : School of Biotechnology, Royal Institute of Technology, 2009. 71 р.
Armanu E.G., Volf I. Natural carriers for bacterial immobilization used in bioremediation. Buletinul institutului politehnic din iaşi, Secţia Chimie şi Inginerie Chimică. 2022. Vol. 68(72). № 3. Р. 109–122. http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.7545779
Burdenyuk I., Masikevych А., Dombrovskyi K., Rylskyi O., Masykevich Y., Deyneka S., Tymchuk I. Sanitary, microbiological condition, and ecological state of surface water quality in the upper Siret River basin (Ukraine). Ecological Engineering & Environmental Technology. 2023. Vol. 24(9). Р. 55–63. https://doi.org/10.12912/27197050/172930
Dzionek A., Wojcieszyńska D., Guzik U. Natural carriers in bioremediation: a review. Electronic Journal of Biotechnology. 2016. Vol. 19(5). Р. 28–36. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejbt.2016.07.003
Freitas B. de O., Leite L. de S., Hoffmann M.T., Lamon A.W., Daniel L.A. Application of alternative carriers without protected surface in moving bed biofilm reactor for domestic wastewater treatment. Water Practice and Technology. 2022. Vol. 17(2). Р. 544–554. https://doi.org/10.2166/wpt.2022.003
Hasegawa M., Amino N., Ishihara K. Wastewater treatment carrier, wastewater treatment carrier module, wastewater treatment carrier unit, and wastewater treatment device. Publication Number WO/2017/056232. Publication Date 06.04.2017. International Application № PCT/JP2015/077726. International Filing Date 30.09.2015. IPC C02F 3/06 2006.1, CPC C02F 2201/007 C02F 3/06C02F 3/10 C02F 3/103 C02F 3/20. Y02W 10/10.
He J., Zhang W., Ren X., Xing L., Chen S., Wang C. Preparation of different activated sludge immobilized carriers and their organic wastewater treatment performance by microbial community. Environmental Engineering Science. 2019. Vol. 36. Is. 5. Р. 604–613. https://doi.org/10.1089/ees.2018.0295
Hou L., Hu K., Huang F., Pan Z., Jia X., Liu W., Yao X., Yang Z., Tang P., Li J. Advances in immobilized microbial technology and its application to wastewater treatment: a review. Bioresource Technology. 2024. Vol. 413. Р. 131518. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.131518
Iurchenko V., Tkachenko S. Implementation of the sludge biotic index for control and optimization of the biological treatment process. Environmental problems. 2024. Vol. 9. № 3. Р. 164–171. https://doi.org/10.23939/ep2024.03.164
Kriklavova L., Lederer T. The use of nanofiber carriers in biofilm reactor for the treatment of industrial wastewaters. Nanocon 2010 : Conference Proceedings, 2nd International Conference, 12–14 October 2010, Olomouc, Česká Republika. 6 p.
Moga I.C., Iordache O.I., Petrescu G., Pricop F., Dumitrescu I. Polyethylene based materials for biofilm carriers used in wastewater treatment. IOP Conference Series : materials science and engineering, 17–18 May 2018, Iasi, Romania. Vol. 374. 6 р. http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/374/1/012080
Ovelheiro B. 3D printed architected materials for improving biofilm carriers for wastewater treatment applications. USA : University of Massachusetts Amherst, 2020. 100 р.
Phan T.A., Pham T.N., Duong T.H., Nguyen H.M. Novel carrier for seafood wastewater treatment using moving bed biofilm reactor system. Environmental Engineering Research. 2023. Vol. 28(5). Р. 220508. https://doi.org/10.4491/eer.2022.508
Rylsky O., Dombrovskiy K., Masikevych Y., Masikevych A., Malovanyy M. Evaluation of water quality of the Siret River by zooperiphyton organisms. Journal of Ecological Engineering. 2023. Vol. 24(6). Р. 294–302. https://doi.org/10.12911/22998993/163166
Sablii L., Zhukova V., Kozar M., Hrynevych A., Jaromin-Gleń K. Comparison biofilm characteristics on different types of carriers for wastewater treatment. Environmental problems. 2025. Vol. 10. № 1. Р. 20–25. https://doi.org/10.23939/ep2025.01.020
Svobodová (Kriklavova) L., Lederer T. A review study of nanofiber technology for wastewater treatment. Nanocon 2011 : Conference Proceedings, 3rd International Conference, 21–23 September 2011, Brno, Czech Republic. 6 р.
Zhang X., You S., Ma L., Chen C., Li C. The application of immobilized microorganism technology in wastewater treatment. MMECEB 2015 : 2nd International conference on machinery, materials engineering, chemical engineering and biotechnology. 2015. Р. 103–106. http://dx.doi.org/10.2991/mmeceb-15.2016.22
Zhao Y., Hussain A., Liu Y., Yang Z., Zhao T., Bamanu B., Su D. Electrospinning micronanofibers immobilized aerobic denitrifying bacteria for efficient nitrogen removal in wastewater. Journal of Environmental Management. 2023. Vol. 343. Р. 118230. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.118230
Zheng Q. Selection and optimization of carriers in biological wastewater treatment applications : master’s thesis. Singapore : Nanyang Technological University, 2005. 141 р.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
