Микроорганизмы переработка отходов

Переработка отходов с помощью активного ила, осуществляемая сложной смесью микроорганизмов, была предложена 1914 г. Этот процесс более эффективен, чем фильтрация, и позволяет перерабатывать сточные воды в количестве, в десять раз превышающем объем реактора. Однако он обладает рядом недостатков более высокими эксплуатационными расходами из-за необходимости перемешивания и аэрации большими [c.250]

Задача микробиолога-биотехнолога при разработке методов очистки сточных вод состоит в более полном изучении и учете взаимосвязи между активностью 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. [c.255]

Разнообразие родов и видов бактерий обусловливает разнообразие путей метаболизма утилизируемых веществ. Определение какого-либо соединения в качестве неразлагаемого подразумевает прежде всего недостаток информации о микроорганизмах, способных использовать это соединение. Для повышения эффективности биодеградации целесообразно использовать смещанные культуры микроорганизмов. В то же время один и тот же организм способен деградировать сразу несколько близкородственных соединений. Процесс природной селекции подходящих микроорганизмов может быть дополнен искусственной селекцией, например, с использованием селекционного реактора. Эта система в процессе своего функционирования создает благоприятные условия для роста культуры, обладающей нужным набором метаболических активностей. Посевным материалом для реактора может быть биомасса активного ила с заводов по переработке городских отходов [21]. [c.133]

Основным условием применения биологической переработки сточных вод является постоянный контроль за возможным токсическим действием на установку со стороны поступающих стоков, с тем чтобы предотвратить серьезные повреждения системы или даже выход ее из строя. При эксплуатации установок по переработке отходов и промышленных сточных вод важно следить за тем, чтобы не возникали перегрузки. Обычные методы проведения анализов (например, измерение потребности в кислороде или определение pH) часто и недостаточно быстры, и малочувствительны. Однако в метаболической активности микроорганизмов существуют ключевые моменты, анализ которых дает возможность улавливать малейшие изменения в их состоянии. Например, благодаря внутриклеточному контролю метаболизма содержание АТР в популяции микроорганизмов сохраняется на относительно постоянном уровне, около 2 мкг на 1 мг сухой массы клеток. Изменения доступности субстрата или введение токсических веществ быстро сказываются на концентрации АТР внутри клеток. Мгновенная гибель клеток ведет к полной потере АТР за счет автолиза. Время оборота для АТР обычно не превышает 1 с. [c.264]

Круг проблем, решаемых экобиотехнологией, чрезвычайно широк — от разработки и совершенствования методологии комплексного химико-биологического исследования экосистем вблизи источников техногенных воздействий до разработки технологий и рекомендаций по рекультивации почвы, биологической очистке воды и воздуха и биосинтезу препаратов, компенсирующих вредное влияние изменения окружающей среды на людей и животных. В процессе круговорота загрязняющих веществ в экосистемах огромную роль играют микроорганизмы. Помимо использования деятельности микроорганизмов в пищевой, фармацевтической, химической промышленности и в генной инженерии появилась возможность их применения для переработки отходов жизнедеятельности человека. В связи с ростом городов и развитием промышленности возникли серьезные экологические проблемы загрязнение водоемов, накопление ядовитых веществ, в том числе канцерогенных, бьггового мусора и отходов, загрязнение воздуха. Однако многие из созданных человеком низкомолекулярных соединений (ядохимикаты, детергенты) и высокомолекулярных полимеров оказались устойчивыми и не разлагаются микроорганизмами, т. е. требуется разработка более усовершенствованных технологий. [c.16]

Еще более важным фактором опасности представляется развитие генетической инженерии она применяется в основном в других областях, однако возможно, что с помощью этого метода будут созданы микроорганизмы, активно участвующие в технологических процессах получения веществ или переработки отходов. И, по-видимому, те опасности, которые в настоящее время рассматриваются на лабораторном уровне, могут в будущем стать значимыми в масштабе промышленности. [c.450]

Отходы, не содержащие азота или фосфора, не способны поддерживать рост микроорганизмов. В подобных случаях для окисления токсичных соединений до двуокиси углерода можно использовать покоящиеся клетки при условии, что активность их гидролитических и окислительных ферментов не подавляется. Поскольку среда при переработке отходов в колонных реакторах периодически меняется, микроорганизмы оказываются в условиях голодания и в это время их рост прекращается. При поступлении источника углерода на короткое время включает- [c.276]

Получение органических кислот (например, лимонной, итаконовой), использование ферментов в составе моющих средств Увеличение потребления биогаза, крупномасштаб ное производство этанола как жидкого топлива Улучшение методов тестирования и мониторинга, прогнозирование превращений ксенобиотиков благодаря более глубокому пониманию биохимии микроорганизмов, усовершенствованию методов переработки отходов,- особенно промышленных [c.14]

По мере того как увеличивается население Земли и развивается промышленность, все более серьезной становится проблема охраны окружающей среды, В решении такого рода задач биотехнология будет играть все возрастающую роль, в частности, в том, что касается разработки новых или усовершенствования существующих способов переработки отходов. Такие методы и системы будут создаваться в значительной мере на основе исследований в области химической инженерии, но свое веское слово скажут также физиологи микроорганизмов, биохимики и генетики. Новейшие процессы переработки необычных отх одов [c.26]

Европейская биотехнологическая федерация определяет биотехнологию как совместное использование биохимии, микробиологии и химической технологии для технологического (промышленного) применения полезных качеств микроорганизмов и культур тканей. Экологическая биотехнология — это специфическое применение биотехнологии для решения проблем окружающей среды, включая такие, как переработка отходов, борьба с загрязнениями и соединение биотехнологических методов с небиологическими технологиями. Исходя из этого определения, неверно было бы утверждать, что эта книга исчерпывающе освещает данную тему, она не предназначена ни для этого, ни для того, чтобы служить пособием по соответствующему спецкурсу. Это, по существу, только перечень основных направлений деятельности, которые могут быть отнесены к сфере экологической биотехнологии, а также оценка тех принципов, которые являются основой для организации таких процессов. Борьба с загрязнениями — важная часть природоохранной деятельности и в силу этого обсуждается более подробно. Например, существует важная современная проблема различных загрязнений сельскохозяйственных угодий в результате человеческой деятельности. Поэтому предлагаются решения и попытки решения проблемы загрязнения почвы, вместе со сведениями о переработке стоков различными способами. Уничтожение отходов с помощью захоронения также является потенциальным источником загрязнения окружающей среды, поэтому в книге обсуждаются проблемы и непредвиденные трудности такого способа уничтожения твердых отходов. Однако экологическая биотехнология, по своей сути, должна рассматривать все аспекты процесса, в том числе возможность получения биогаза при захоронении отходов. [c.6]

В России производство кормового преципитата витамина Вц на двух заводах основано на переработке отхода ацетино - бутилового или спиртового производства биоценозом бактерий осуществляющих термофильное метановое брожение сточных вод. Используют сложный консорциум микроорганизмов, включающих углеводсбраживающие, аммонифицирующие, сульфатвосстанавливающие, метанообразующие бактерии (рис. 5). К барде добавлят метанол - до 2%, СоСЬ [c.49]

Отличительной особенностью аэробной биологической системы, которая столь успешно применяется для переработки бы-товых сточных вод, является свободный доступ воздуха к аэробным микроорганизмам, участвующим в превращении различных веществ, содержащихся в отходах, в относительно стабильные конечные продукты. Было показано, что контролируемая переработка отходов сельского хозяйства в аэробных условиях вполне возможна. Ряд научных центров в Европе и Северной Америке приняли участие в исследованиях и разработке программ использования различных систем переработки. Главными [c.376]

Помимо технологических мероприятий по утилизации и сокращению выбросов на действующих предприятиях применяют и другие приемы—захоронение отходов под землей, уничтожение их сжиганием, термохимическую обработку и, наконец, биологический метод переработки отходов он основан на доведении отходов до такой формы, которая либо доступна действию микроорганизмов, либо самостоятельно быстро распадается или полностью окисляется, т. е. включается в общий круговорот природы. Захоронение, т. е. длительная изоляция твердых и жидких производственных отходов в полостях литосферы (скважинах, отработанных шахтах и др.), помимо загрязнения почвы связано с возможностью проникновения токсичных веществ в подземные воды. К сожалению, этот прием еще довольно широко используется на действующих предприятиях. [c.159]

Сточные воды от переработки отходов виноделия (виноградных выжимок и винных дрожжевых осадков) содержат значительные количества разнообразных органических компонентов аминокислот, глицерина, органических кислот, сахаров и т. д., которые могут быть утилизированы микроорганизмами некоторые компоненты (из группы фенольных веществ) обладают ярко выраженной токсичностью по отношению к водной фауне и растениям. [c.342]

В самом ближайшем будущем биотехнология станет играть все возрастающую роль и при добыче нефти. Поскольку цены на нефть растут, добыча ее из сложных в эксплуатации залежей становится все более экономически выгодной. Здесь могут оказаться полезными микроорганизмы. Во-первых, некоторые образуемые ими полимеры, особенно производные ксантана, можно использовать в качестве компонентов закачиваемых в пласт растворов, обладающих нужными реологическими характеристиками, для добычи остаточной нефти (гл. 5). Во-вторых, в нефтяной промышленности используются поверхностно-активные вещества микробного происхождения. С экономической точки зрения производство таких веществ будет особенно выгодным, если их удастся получать путем микробиологической переработки отходов, содержащих нефть. Как правило, экономические характеристики биотехнологических процессов улучшаются, если удается совместить переработку отходов с производством полезного продукта. [c.22]

В многочисленных и разнообразных отраслях химической промышленности образуется большое количество отходов, причем многие из них с трудом поддаются разрушению и длительное время присутствуют в среде. Поэтому часто перед обычной биологической переработкой отходов бывает необходимо провести их предварительную химическую или физическую обработку. Использование специфических микроорганизмов для расщепления ксенобиотиков при переработке отходов еще не нашло широкого применения в промышленности, и тем не менее подобный подход представляется весьма перспективным. [c.274]

Известны микроорганизмы, которые ежедневно могут химически перерабатывать такие количества веществ, которые превышают их собственный вес более чем в 1000 раз. Эти микроорганизмы, по своей активности значительно превосходящие неорганические катализаторы, практически используются для переработки отходов, например мусора, фекалия, древесной массы и компоста, и получения из иих полезных веществ, таких, как окись углерода и метан. Поэтому кажется вполне возможным использовать такие отходы в сочетании с подходящими микроорганизмами или ферментами для непосредственного получения электрической энергии электрохимическим методом. Такие элементы были впервые созданы Сислером в Геологическом управлении США, Как показано на фиг. 7 [44], элемент состоит из двух частей — анодной (слева) и катодной (справа), связанных между собой диффузионным мостиком Г, проводящим ионы. Сосуд с помещенным в него инертным анодом Б через штуцер наполняется смесью морской воды с органическими веществатли, служащими топливом, и соответствующими бактериями или ферментами, являющимися катализатором. Сосуд с инертным катодом Д наполняется морской водой н кислородом. Мостик Г, который разделяет химически и связывает электрически электроды [c.49]

В последние годы разработана технология совместного обезвреживания и переработки осадка сточных вод и твердых бытовых отходов, что позволяет обогатить компост разнообразной микрофлорой и микроэлементами и поддерживать биотермиче-ский процесс в оптимальном режиме. Для обезвреживания от болезнетворных микроорганизмов, яиц гельминтов, личинок мух массу нагревают до 60—70 С. [c.120]

Книга, написанная коллективом авторов (Англия, США, Швейцария), пред-, ставляет собой учебник по биотехнологии, освещающий как новые, так и традиционные отрасли промышленности, основанные на применении микроорганизмов. Рассмотрено использование микроорганизмов для цолучения биотоплива, пц-щевых продуктов и биоматериалов, а также применение биотехнологии в химической промышленности, медицине, сельском хозяйстве и для переработки отходов. Особое внимание уделено связи биотехнологии и химической технологии. [c.4]

Как получение химических соединений и пищевых добавок путем брожения, так и синтез антибиотиков всегда велись в асептических условиях, но некоторые современные процессы (например, образование белка одноклеточными организмами) осуществляют в еще более жестком режиме. Обеспечение таких особых условий —многоплановая задача. Она решается инже-нерами-химиками и микробиологами (подробнее об этом будет рассказано в гл. 10). С другой стороны, использование микроорганизмов при переработке отходов (гл. 6) не требует создания стерильных условий напротив, вообще говоря, чем больше разных микроорганизмов принимает в этом участие, тем лучше. Впрочем, при планировании и создании заводов по переработке отходов инженеры-химики и микробиологи столкнулись с проблемами иного круга. Процесс минерализации органических отбросов, основанный на использовании активного ила, был разработан в 1914 г. С тех пор он был существенно модернизирован, стал более сложным и производительным и используется сегодня во всем мире для переработки стоков. [c.13]

СЯ ЯСНО, что при переработке всех этих отходов мы можем получить многие тонны активного ила. В процессе переработки отходов при участии микроорганизмов образуется много микробного белка, который можно повторно использовать как корм для скота, поскольку 30—407о сухой массы выросших клеток — это неочищенный белок. На рис. 6.16 описан метод экстракции белка из активного ила, а в табл. 6.3 приведен сО став белка одноклеточных организмов (БОО) из того же источника. Тяжелые металлы, обнаруженные в отстое сточных вод (например, медь из отходов свиноводства, где ее присут ствие обусловлено применением концентратов меди для корм- [c.272]

Это может быть 1) деградация отдельных видов отходов in situ с помощью специализированных культур микроорганизмов или их сообществ 2) введение специально подобранных культур в обычные системы переработки отходов 3) ликвидация № обезвреживание разливов нефти 4) извлечение металлов (гл. 5) 5) биологическая очистка газов от пахучих и вреднызс соединений (меркаптанов, сероводорода, цианида, хлорзаме-щенных углеводородов и т. д.) 6) получение биомассы из отходов 7) превращение отходов в метан (гл. 2). [c.275]

Примеры использования микроорганизмов для переработки отходов уже приводились в гл. 12. Они касались очистки сточных вод и преврашения органических отходов в полезные продукты, такие как сахар, спирт и метан. Эти методы можно усовершенствовать с помошью генной инженерии. [c.228]

КИМ перегрузкам отходами, не оказывающими токсического, или ингибирующего действия. В случае же токсичных отходов более пригодными оказываются системы, в которых используются микроорганизмы, растущие в пленках. Такие популяции микробов не вымываются из системы, даже если на их рост и метаболизм оказывают неблагоприятное воздействие поступающие сточные воды. Кроме того, внутри пленки из-за ограничения диффузии создаются градиенты концентрации. Это приводит к понижению концентраций токсичных продуктов внутри пленки, а следовательно, к повышению скорости их усвоения и окисления. Пленка создает также экологическую нишу для организмов, рост которых в присутствии высоких концентраций отходов при перегрузках существенно замедляется. Самая простая форма пленочной системы — это лерколяционный фильтр (разд. 6.2.1), однако подобного рода пленки разрушаются, если они становятся очень тонкими, при уменьшении концентрации субстрата на поверхности подложки. В таком случае клетки погибают и пленка отпадает, засоряя фильтры внутри системы переработки отходов. При слишком высоких концентрациях субстрата происходит быстрый рост микроорганизмов, что приводит к образованию толстой пленки и к ее периодическому отслоению. Интенсивность подобных процессов можно снизить, разбавив поступающий раствор с питательными веществами осветленными сточными водами. Разработка новых методов сохранения толщины пленки представляет безусловный интерес. Так, при помощи медленного вращения диска из полистирола внутри протекающих сточных вод толщина пленки поддерживается постоянной за счет гидродинамических сил и аэрации при выходе пленки из яоды. Такая эффективная и простая система была предложена для очистки стоков с низкой величиной ВПК. Еще один эффективный метод переработки токсичных отходов in situ может быть основан на использовании реакторов с ожиженной подложкой, где микроорганизмы растут на поверхности небольших инертных частиц (песок, стекло, антрацит), через слой которых пропускают с контролируемой скоростью сточные воды и воздух. [c.276]

В учебном пособии изложены фундаментальные вопросы использования биологических методов очистки окружающей среды от техногенных загрязнений и переработки отходов. Описаны природные экосистемы, основные закономерности их формирования и функционирования. Даны представления о приоритетных антропогенных загрязнениях (химических, биологических), путях их миграции в окружающей среде, абиотической и биологической трансформации. Описаны свойства микроорганизмов-биодеструкторов, методы их селекции и закономерности функционирования в природных средах. Рассмотрены закономерности биотрансформации органических ксенобиотиков, природных полимеров, соединений азота, серы и металлов. [c.2]

Следовательно, биотехнология направлена на создание диагностических, профилактических и лечебных медицинских и ветеринарных препаратов, на решение продовольственных вопросов (повышение урожайности, продуктивности животноводства, улучшение качества пищевых продуктов — молочных, кондитерских, хлебобулочных, мясных, рыбных) на обеспечение многих технологических процессов в легкой, химической и других отраслях промышленности. Необходимо отметить также все возрастающую роль биотехнологии в экологии, так как очистка сточных вод, переработка отходов и побочных продуктов, их дефадация (фенол, нефтепродукты и другие вредные для окружающей среды вещества) осуществляются с помощью микроорганизмов. [c.92]