Биотехнология. принципы и применение - Бич Г.
ISBN 5-03-000058-5
Скачать (прямая ссылка):
микроорганизмов, образованием хлопьев ила и производительностью установки
по переработке отходов. В этом смысле превращения в системе активного ила
следует рассматривать в основном как окислительные-процессы во влажной
среде, сопровождающиеся увеличением объема ила, которое можно расценивать
как вредное или полезное (последнее - когда ил используется повторно).
Совершенно очевидно, что биологический способ переработки пригоден для
множества различных органических и неорганических соединений и устраняет
их вредное воздействие на окружающую среду.
Акт о защите среды от загрязнений от 1974 г. по мере претворения его в
жизнь будет оказывать все возрастающее влияние на технологию очистки
сточных вод. Термин "биодеградация" используется сейчас очень широко, но
имеет множество;
256
Глава 6
толкований. Иногда под биодеградацией понимают полную минерализацию
какого-либо соединения микроорганизмами с образованием углекислого газа,
сульфата, нитрата и воды; это одна крайность. Другая крайность состоит в
том, что данный термин используют применительно к незначительным
изменениям соединений, приводящим к утрате некоторых характерных их
свойств. Стандартные методы оценки деградации позволяют определить термин
"биодеградация" следующим образом: 1) первичная деградация, при которой
характерные свойства исходного соединения утрачиваются и перестают
выявляться специфическими химическими тестами; 2) допустимая для
окружающей среды биодеградация, при которой происходит минимальное
изменение исходного соединения, необходимое для утраты его свойств (оба
этих определения основаны на произвольных критериях и поэтому неточны);
3) окончательная биодеградация, включающая полное превращение исходного
соединения в неорганические конечные продукты и связанная с нормальными
процессами метаболизма микробов.
В ходе изучения деградации широкого круга органических веществ были
выделены микроорганизмы, способные к разрушению весьма необычных
соединений (рис. 6.4 и 6.5).
Принцип "псевдоожиженного слоя"
Данная технология, введенная в практику в 1980 г., во многих отношениях
представляет собой сочетание систем перколяци-онных фильтров и активного
ила. Она весьма экономична благодаря использованию высоких концентраций
микроорганизмов и отсутствию необходимости в осаждении конечных
продуктов. Существуют два основных типа установок.
1. Уловитель Саймона Хартли. Он был разработан на основании исследований,
проведенных в научно-техническом институте Манчестерского университета.
Биомассу наращивают в пустотах внутри прокладок из пористого полиэфира,
которые удерживаются внутри реактора с помощью сеток. Прокладки
периодически удаляют из реактора, густую биомассу (до 15 кг на каждый
кубометр обводненного носителя) отжимают и пустые прокладки возвращают в
реактор.
2. Оксигенатор Дорра - Оливера. Здесь в качестве подложки используется
песок; его периодически выпускают из реактора, очищают и используют
снова.
Возможное нежелательное последствие интенсификации аэробной обработки -
это излишнее образование ила. Стоимость его удаления может составить до
50% расходов на переработку сточных вод. Альтернативные решения состоят
или
Окружающая среда и биотехнология
257
Лекарственные вещества, продуцируемые живыми системами
•СН30
-СН?
Никотин
Окислитель и ускоритель вулканизации
"N\
у-SH
2Меркаптобензо тиазол
Противокоррозионные
присадки
Н
Морфолин
Рис. 6.4. Основные группы соединений, которые обнаруживаются в отходах
производства лекарственных препаратов, синтетических гербицидов и других
нефтехимических продуктов и подвержены биодеградации.
-соон
Тиофен-2-карбоновая кислота
НООС HSC - СОСоА
Сложный эфир СоА-2 меркапто- Д2-пентендиоевой кислоты
СОСоА
Тиофен-2-карбоксил-СоА
ОН-V СОСоА
5 -Гидрокси тиофен-2-карбоксил-СоА
НООС 0=С -СОСоА В -Оксоглутарил-СоА
Рис. 6.5. Промежуточный метаболизм аналога тиофена в одном из видов Flct-
vobacterium.
в последующем использовании этого ила (разд. 6.5), или в разобщении
анаболической и катаболической активности для неполного превращения
субстрата в биомассу (этого можно достичь, создав условия постоянной
нехватки микроэлементов или делая перерывы в подпитке).
17-1344
258
Глава 6
6.2.2. Анаэробное разложение (см. также гл. 2 и 9)
Все возрастающая стоимость переработки отходов с помощью аэробного
разложения и энергетический кризис, с одной стороны, и новые достижения
микробиологии и технологии - с другой, возродили интерес к анаэробной
переработке. Самая распространенная технология анаэробной переработки -
разложение ила сточных вод. Эта хорошо разработанная технология с успехом
используется с 1901 г. Однако здесь существует ряд. проблем,
обусловленных малой скоростью роста облигатных анаэробных метанобразующих
бактерий, которые используются в данной системе. К ним относятся также
чувствительность к различным воздействиям и неприспособленность к
изменениям нагрузки. Конверсия субстрата также происходит довольно
