ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Прирост биомассы и потребление кислорода в процессе очистки сточных вод из "Очистка производственных сточных вод в аэротанках" В процессе потребления микроорганизмами питательных веществ, содержащихся в сточных водах, в микробной клетке протекают два взаимосвязанных и одновременно происходящих процесса — синтез протоплазмы и окисление органических веществ. В процессе окисления клетки потребляют кислород, растворенный в окружающей сточной жидкости. [c.22] Здесь AW — количество выделяющейся или поглощаемой энергии. [c.23] Указанные уравнения могут быть преобразованы для конкретных органических соединений, при этом коэффициенты х, у, г могут быть положительными числами или равняться нулю. В случае другого химического состава бактериальной протоплазмы соотношение между коэффициентами будет иным. [c.23] Как правило, только часть образующейся энергии используется в реакциях синтеза, остальная часть энергии превращается в тепло и рассеивается во внешней среде. Энергия, полученная при окислении углеродсодержащего вещества (или другого источника энергии), используется не только для синтеза нового клеточного материала в процессе роста. Часть энергии расходуется для поддержания жизнеспособности организма независимо от роста. [c.23] В качестве источника энергии микробы могут использовать как органические, так и неорганические вещества. Однако практически биохимический метод для сточных вод, содержащих неорганические вещества, нашел применение только для очистки их от сульфидов, аммонийных и некоторых кислородсодержащих солей. В части окисления органических веществ считается, что все они за исключением тех искусственно синтезированных, которым нет аналогов в природе, способны окисляться микробами. Эта способность микробов окислять разнообразные вещества, относящиеся к различным классам, показана в табл. 11.1. Однако ценность различных углеродсодержащих веществ как источников питания микроорганизмов различна. [c.23] Прежде всего следует иметь в виду, что скорость биохимического окисления растворенных веществ, как правило, выше скорости окисления веществ, находящихся в коллоидной и грубодисперсной фазах. Интенсивность и последовательность окисления микробами того или иного конкретного продукта зависит от многих факторов, но решающее влияние на эти процессы оказывает химическое строение вещества. Большое значение имеют длина и топография углеродной цепочки (прямая, разветвленная, циклическая) и степень окисленности углеродных атомов. Наименее доступными источниками углерода являются вещества, не содержащие атомов кислорода — углеводороды. [c.23] Углеводороды заключают в себе огромный запас энергии. Но они трудно поддаются биохимическим превращениям, так как углерод и водород в них прочно связаны, и для осуществления реакций клетка должна затратить большое количество энергии для преодоления высокого энергетического барьера. [c.23] Ди (2-этилгексил) фенилфосфат Трикрезилфосфат. [c.27] Исследования, проведенные во ВНИИ ВОДГЕО, подтверждают, что и при очистке в аэротенках сточных вод, содержащих парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды, процесс их окисления идет с образованием альдегидов, кетонов и органических кислот. [c.28] Природа промежуточных продуктов окисления зависит от строения углеводорода. Так, образование метилкетонов происходит лишь при окислении углеводородов, содержащих не более 10—11 атомов углерода, а путь метаболического окисления углеводородов, содержащих более 10 атомов углерода (менее растворимых в воде), включает образование эфиров. [c.28] В результате окисления углеводородов образуются жирные кислоты. Дальнейшее преобразование жирных кислот может идти давно известным в биохимии (но не единственным) путем р-окис-ления с образованием уксусной кислоты, если углеводородная цепь состоит из четного числа атомов углерода, и уксусной и пропионовой кислот, если число атомов углерода нечетное. [c.28] Продукты Р-окисления (уксусная и пропионовая кислоты) расходуются организмами на прирост биомассы и энергетические нужды, включаясь в дыхательные циклы (например, цикл Кребса, рис. II. 4). [c.28] Накопление в среде значительного количества промежуточных продуктов при окислении углеводородов обычно не наблюдается. Это объясняется более интенсивным потреблением микроорганизмами ближайших кислородных производных углеводородов — фенолов, спиртов, жирных кислот и т. д., чем собственно углеводородов. Однако и среди этих в целом более легко потребляемых веществ имеются соединения, в различной мере устойчивые к биохимическому окислению. Так, альдегиды и спирты нормального строения хорошо подвергаются биохимическому окислению. Вторичные спирты уже более устойчивы, чем первичные. Для их окисления требуется наличие адаптированной микрофлоры. Третичные же спирты, гидроксильная группа которых экранирована углеродными атомами, обладают высокой устойчивостью к биохимическому окислению. Развет-вленность углеродной цепи спиртов и альдегидов повышает устойчивость к окислению. [c.28] Наиболее легко используются микроорганизмами органические кислоты. Микробы способны использовать любые жирные кислоты. [c.29] НО предпочтительны с длиной углеродной цепи от до С д. Лучшим субстратом для большинства микроорганизмов является уксус-, ия кислота. Добавление муравьиной кислоты повышает скорость использования других органических кислот, но сама муравьиная кислота используется только как источник энергетического, а не конструктивного обмена. Для окисления жирных кислот с длиной углеродной цепи С1в и более требуется некоторый период адаптации. [c.29] Скорость разложения солей жирной кислоты активным илом, адаптированным к ацетату, зависит от растворимости компонентов и уменьшается с увеличением длины углеродной цепи жирной кислоты. Скорость потребления кислорода при биохимическом окислении солей органических кислот не зависит от характера катиона. Двухосновные кислоты, за исключением янтарной, гораздо более устойчи-пы ПС сравнению с одноосновными. Способность усвоения микроорганизмами этих кислот ухудшается от янтарной к яблочной. Щавелевая кислота так же, как и муравьиная, может служить тольк6 йс-точником энергии. [c.30] Различное поглощение органических кислот микроорганизмами зависит от проницаемости клеточных оболочек и степени диссоциации кислот. Наличие свободной кислоты оказывает токсическое действие. Поэтому величина pH среды и постоянные диссоциации определяют токсичность органических кислот. [c.30] Окислительный распад жирных кислот является вторым после распада углеводородов источником энергии в организме. Шире всего микробы используют углеводы (сахара) и близкие к ним соединения. Особенно хорошо окисляются моносахариды дисахариды имеют несколько меньшую скорость окисления, что объясняется наличием дополнительных связей в молекуле. Углеводы используются и как источник энергии, и как материал для биосинтеза, при этом они могут накапливаться в клетках, не перерабатываясь в белки. Внутриклеточные углеводы являются не просто запасными веществами , играющими пассивную роль, как это считалось до недавнего времени им принадлежат важные функции в регулировании внутреннего обмена веществ в клетке. Использование угле юд,ов для получения энергии идет через стадию образования органических кислот с последующим их окислением. [c.30] Способность окислять большинство веществ для микроорганизмов является адаптивной и может проявляться даже у одного и того же вида по-разному, не говоря уже о микроорганизмах, относящихся к различным родам. [c.30] При отсутствии данных о возможности биохимического окисления того или иного вещества они могут быть установлены экспериментально по методике, разработанной во ВНИИ ВОДГЕО. [c.30] Вернуться к основной статье