Окисление органических веществ в аэробных условиях

При соответствующих условиях (наличие кислорода, температура выше 4° С и др.) под действием аэробных микроорганизмов (нитрифицирующих бактерий) происходит окисление азота аммонийных солей, в результате чего образуются сначала соли азотистой кислоты, или нитриты, а при дальнейшем окислении — соли азотной кислоты, или нитраты, т. е- происходит процесс нитрификации. Этот биохимический процесс был открыт в 70-х годах XIX в. Но только в конце XIX в. русскому микробиологу С. Н. Виноградскому удалось выделить чистую культуру нитрифицирующих бактерий. Одна группа этих бактерий окисляет аммиак в азотистую кислоту (нитритные бактерии), вторая — азотистую кислоту в азотную (нитратные бактерии). Нитрификация имеет большое значение в очистке сточных вод, так как этим путем накапливается запас кислорода, который может быть использован для окисления органических безазотистых веществ, когда полностью уже израсходован для этого процесса весь свободный (растворенный) кислород. Связанный кислород отщепляется от нитритов и нитратов под действием микроорганизмов (денитрифицирующих бактерий) и вторично расходуется для окисления органического вещества. Процесс этот называется денитрификацией. Он сопровождается выделением в атмосферу свободного азота в форме газа. [c.174]

Важным показателем качества воды является количество растворенного в ней кислорода. Кислород необходим для жизни обитателей водоемов. За счет деятельности аэробных бактерий кислород используется для окисления органических веществ останков животных и растительных организмов с образованием СО2, Н2О, а также небольших количеств NOr, SO4", РО4 , которые усваиваются растениями. Тем самым осуществляется самоочищение водоема. При избытке органических веществ растворенного кислорода оказывается уже недостаточно для существования аэробных бактерий. В этих условиях процесс разложения органических веществ выполняют анаэробные бактерии с образованием СН4, NH i, HaS, Н3Р. Вода приобретает гнилостный запах, гибнет рыба и другие обитатели водоемов. [c.219]

Биологические способы применяют для очистки, главным образом, фекальных вод, т. е. сточных вод населенных пунктов. Эти методы заключаются в разрушении органических загрязнений под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов. Так, например, некоторые бактерии перерабатывают получающийся в результате разложения органических веществ сероводород в серную кислоту, а аммиак и органический азот — в азотистую и далее в азотную кислоту. Эти кислоты образуют безвредные минеральные соли, после чего сточная вода может быть спущена в реку. Таким образом, задачей биологических методов очистки сточных вод является создание благоприятных условий для размножения полезных в данном случае бактерий. Эти условия могут быть созданы как с доступом, так и без доступа кислорода воздуха. В первом случае будут развиваться так называемые аэробные бактерии, и в процессе окисления органические вещества будут переходить в минеральные, а во втором случае будут развиваться анаэробные бактерии, которые в процессе гниения будут разрушать органические вещества, причем образуются аммиак и газообразные углеводороды. [c.29]

Биохимическое потребление кислорода — это количество кислорода, требуемого для окисления находящихся в воде органических веществ в аэробных условиях в результате происходящих в воде биологических процессов. Окислительный процесс в этих условиях осуществляется за счет микроорганизмов, использующих органические компоненты в качестве пищи. [c.616]

В зависимости от источника питания различают бактерии ав-тотрофы и гетеротрофы. Автотрофные организмы утилизируют и окисляют минеральные соединения, гетеротрофные организмы используют в качестве источника энергии и биосинтеза клетки готовые органические вещества, находящиеся в сточной воде. Механизм биологического окисления в аэробных условиях (в присутствии растворенного кислорода) гетеротрофными бактериями может быть представлен следующей схемой [55] [c.146]

На всех станциях, предназначенных для удаления фосфора, обычно предусматриваются биологическое удаление фосфора и аэробное окисление органического вещества. Объясняется это тем, что для функционирования процесса микроорганизмы должны находиться поочередно то в аэробных, то в анаэробных условиях. [c.337]

Каким же образом микроорганизмы выработали такой энергетически невыгодный процесс. Почему дрожжам, например, выгодно для получения энергии расходовать большое количество питательных веществ. Прежде всего потому, что кислород, необходимый для окисления органических веществ при аэробном дыхании, не так широко распространен в природе. Его нет на дне водоемов со стоячими водами, где имеется наибольшее количество органических веществ. В таких условиях могут жить [c.531]

Быстрая инфильтрация осуществляется путем распределения или затопления сточными водами тех земельных участков, где скорость перколяции (просачивания) может составлять несколько метров в неделю. Назначение большей части инфильтрационных участков, расположенных на юго-западе США и в штате Калифорния, пополнение запасов грунтовых вод. Обычно обработанная сточная вода вводится в ряд прудов на 10—14 сут, а затем следует цикл сушки, длящийся 10—20 сут в зависимости от времени года. Скорость инфильтрации в период нахождения сточных вод в прудах колеблется от 0,3 до 1,2 м/сут (в расчете на год максимальная скорость составляет около 100 м/год). Цикл сушки необходим для окисления органических веществ и восстановления проницаемости грунта, так как аэробные условия, возникающие в период затопления участка, могут привести к закрытию пор грунта. Дно прудов покрыто травой или представляет собой голый грунт. Травяной покров предпочтительнее, так как он предотвращает засорение пор грунта и поддерживает высокую скорость инфильтрации. Периодическое неглубокое затопление может выдерживать, например, бермудская трава. Идеальные условия создаются при небольшом слое супеси, стимулирующей рост травяного покрова, под которым располагаются слои гравия и песка (с небольшим содержанием или полным отсутствием пылевидных частиц), и при глубине грунтовых вод 3—6 м. Травянистое дно и поверхностные слои грунтов вносят существенный вклад в общую восстановительную способность грунтовой системы, тогда как более глубоко залегающие слои крупнозернистого песка и гравия оказывают на нее незначительное влияние. Имеющиеся данные относительно зависимости степени очистки воды от глубины фильтрации весьма ограниченны. Считается, что плохие грунты при высоких гидравлических нагрузках удаляют очень небольшие количества растворенных веществ. Хотя анализы грунтовых вод, расположенных под инфильтрационными прудами, показали уменьшение концентраций таких подвижных ионов, как хлориды и нитраты, это является скорее результатом разбавления перколированной воды свежими грунтовыми водами, чем задерживающей способности грунтового фильтра [c.392]

Для очистки сточных вод, которая наиболее успешно проходит в аэробных условиях, как это видно из предыдущего, необходимо наличие кислорода для окисления органического вещества, входящего в состав загрязнений сточных вод. Израсходованный на это кислород пополняется главным образом за счет растворения его из атмосферного воздуха. Таким образом, в канализационных очистных сооружениях, которые служат для минерализации органических загрязнений, входящих в состав [c.174]

Кислоты образуют безвредные минеральные соли, и сточная вода может быть сброшена в водоемы. Таким образом, целью биологических методов очистки сточных вод является создание благоприятных условий для размножения полезных в данном случае бактерий. Эти условия могут быть созданы при доступе или без доступа кислорода воздуха. В первом случае будут развиваться так называемые аэробные бактерии и в процессе окисления органические вещества будут превращаться в минеральные. Во втором случае развиваются анаэробные бактерии, которые в процессе гниения будут разрушать органические вещества с образованием аммиака и газообразных углеводородов. [c.42]

Биологическое разложение органических веществ может происходить и в анаэробных условиях, т. е. при отсутствии кислорода воздуха, в этом случае наступает процесс гниения или брожения. В другом случае — при наличии кислорода — разложение происходит в аэробных условиях. Этот процесс можно рассматривать как окисление органических веществ. Часто оба процесса разложения протекают одновременно. [c.29]

Степень загрязнения сточных вод выражается также количеством кислорода, необходимым для окисления органических веществ микроорганизмами в аэробных условиях. Этот показатель называ- [c.177]

Денитрификация — процесс восстановления азота нитратов до свободного азота при окислении органического вещества специфической группой микроорганизмов, называемых денитрификаторами. Денитрифицирующие бактерии являются факультативными анаэробами и обладают двумя источниками энергии. В аэробных условиях они могут вести окисление органических веществ кислородом воздуха, в анаэробных — окисление тех же веществ за счет нитратов. Следовательно, процесс денитрификации может осуществляться при наличии источника органической энергии и в отсутствии кислорода. Денитрифицирующие бактерии окисляют широкий круг веществ углеводы, спирты, органические кислоты, углеводороды, продукты распада белков. На основании этого, в качестве субстрата, подаваемого в денитрификатор, применя-ю.тся сырые сточные воды, прошедшие очистку в первичных отстойниках, различные спирты, ацетон, уксусная кислота, осадок из вторичных [c.209]

Механизм биологического окисления в аэробных условиях гетеротрофными бактериями может быть представлен следующей схемой органические вещества + От + N + Р —> микроорганизмы + СО2 + Н2О + биологически неокисляемые растворенные вещества [c.100]

Окисление органических веществ в аэробных условиях [c.257]

Эти положения действительны для вод, не содержащих токсичные вещества, имеющих величину pH = 6- -8 и разведенных до такой степени, чтобы процесс в склянках шел в аэробных условиях в этом случае за 5 суток при температуре 20°С окисляется около 70% легкоокисляющегося органического вещества, и БПК за 10 и 20 суток составляет соответственно 90 и 99% полного БПК. На 7—10-й день от начала инкубации при 20°С наступает процесс нитрификации (окисление аммиака), что приводит к возрастанию потребления кислорода. Чем выше очистка поступающих в водоем загрязнений, тем раньше наступает данный процесс. Это следует иметь в виду при оценке результатов определения БПК, которые должны давать представление о расходе кислорода только на окисление органического вещества. [c.75]

При окислении органического вещества отмершего планктона в аэробных условиях процессы превращения протекают с теми же [c.75]

Бактерии-денитрификаторы (гетеротрофы) могут использовать два источника энергии — окисление органических веществ в аэробных условиях кислородом воздуха, а в анаэробных — кислородом нитратов путем их восстановления до элементарного азота. Поэтому для интенсификап.ии процесса денитрификации требуется постоянное присутствие в жидкости органических веществ. [c.125]

Средняя стадия окисления органических веществ. Условия аэробные. Характер биохимических процессов — окислительный [c.84]

Биохимическое потребление кислорода определяют количеством кислорода в миллиграммах на литр, которое требуется для окисления находящихся в воде органических веществ. Метод заключается в следующем отобранную пробу воды насыщают кислородом воздуха, встряхивая в течение 1 мин разделяют на четыре кислородные склянки и в первых двух определяют содержание кислорода тотчас, в двух других — после 5-суточного хранения в темноте. Уменьшение содержания кислорода (БПК за 5 сут) обусловлено главным образом протекающими в аэробных условиях биохимическими процессами, которые приводят к распаду (минерализации) органического вещества. Скорость окисления органического вещества и, следовательно, время, необходимое для полной его минерализации, зависит от природы вещества. Как показали исследования, в водах, загрязненных хозяйственно-бытовыми стоками, минерализация нестойких органических веществ при 20° С заканчивается через 10 сут, окончательная его стабилизация (полное БПК) наступает по истечении 20 сут. [c.60]

Фирмой Дюпон (Канада) для производства полупродуктов получения найлона — адипиновой кислоты и гексаметилен-диамина— разработан новый процесс очистки концентрированных сточных вод, богатых азотсодержащими соединениями, путем биологической нитрификации — деиитрификациц. В разработанном процессе предусматривается сочетание аэробного и анаэробного окисления. Нитрификация протекает в аэробных условиях в присутствии диоксида углерода, причем аминный и аммиачный азот биоокисляется до нитритов и нитратов. Денитрификация протекает в анаэробных условиях в среде биораз-лагаемого продукта (обычно метанола). При этом нитраты восстанавливаются до нитритов и в конечном счете до газообразного азота. Поступающие на очистку стоки имеют следующую характеристику содержание общего органического углерода — 3000 мг/л NO2 , N0 3, NH4+ в пересчете на азот соответственно 800, 90 и 230 мг/л органического азота в пересчете на азот —240 мг/л, БПК —6000 мг/л. Процесс позволяет удалять 98% органических веществ и 80—90% общего азота сточных вод. [c.105]

В водоемах и на станциях биологической очистки в присутствии кислорода — в аэробных условиях под влиянием жизнедеятельности бактерий происходит окисление органических веществ до углекислоты и воды. [c.475]

Примечание. БПК (биохимическое потребление кислорода), мг Оз/л — количество кислорода (в лг), необходимое для полного окисления органических веществ, содержащихся в 1 л воды, в результате биохимических процессов в аэробных условиях. [c.373]

При соответствующих условиях (наличии кислорода, темпе-ретуре выше 4°С) (ПОД действием аэробных микроорганизмов окисляется азот аммонийных солей, в результате чего вначале образуются соли азотистой кислоты и далее азотной. Это процесс, открытый в 70-х годах XIX в., и называется он нитрификацией. По содержанию в воде солей азотистой и азотной кислот можно судить о полноте происходящих процессов окисления. Если в воде содержится большое количество нитратов, это свидетельствует о том, что вода чистая и процесс окисления органических веществ в воде в основном закончен. [c.93]

На поверхности водоема интенсивнее атмосферная аэрация и фотосинтез, поэтому во многих водоемах верхние слои воды (эпилимнион) более насыщены кислородом, чем нижние (рис. 2.5). Из-за потребления кислорода в процессе дыхания и окисления органического вещества в нижних слоях воды, особенно придонных, возможны анаэробные условия даже в том случае, если в верхних и средних слоях воды условия аэробные. Растворимость кислорода уменьшается по мере минерализации воды в придонных слоях. [c.95]

Наиболее важный этап деятельности микроорганизмов связан с разложением ими мертвого органического вещества. Главенствующую роль в этих процессах играют бактерии и грибы. Окисление органических веществ может осуществляться в аэробных и анаэробных условиях. Рассмотрим основные варианты превращения безазотистых компонентов клеточного вещества отмерших растений и животных. [c.74]

По мере движения в глубь литосферы количество растворенного в водах кислорода уменьшается на глубине не более нескольких сотен метров он исчезает полностью расходуется на окисление органических веществ, рассеянных в породах и водах, и связывается с различными минералами. Обычно предельные глубины, которых может достигать молекулярный кислород, много меньше указанных максимальных, а вообще они зависят от гидрогеологических и геохимических условий. Промышленная нефтеносность в зоне распространения растворенного кислорода, очевидно, имеет место лишь в очень редких случаях. Поэтому можно считать, что в изменении состава нефтей, наблюдаемых в промышленных скоплениях, аэробное окисление большой роли не играет. Оно действует в основном уже при полном разрушении нефтяных скоплений и образовании из них залежей асфальтов и т. п. (см. гл. VH). [c.131]

Сами по себе процессы анаэробной очистки являются недорогими в эксплуатации и генерируют биогаз, имеющий определенную ценность. Особенно выгодно проводить анаэробную очистку концентрированных стоков, поскольку окисление в аэробных условиях большого количества органических веществ сопряжено с высокими энергозатратами. [c.350]

Биохимическим потреблением кислорода сточной воды называется количество кислорода, выраженное в миллиграммах, требуемое для полного окисления всех находящихся в 1 л сточной воды органических веществ в аэробных условиях, в результате происходящих в воде биологических процессов. Биохимическая потребность в кислороде не включает расхода кислорода на нитрификацию. [c.48]

Отклонения действительной концентрации кислорода от равновесной вызываются а) физическими влияниями, налример резким изменением барометрического давления, изменением температуры воды, аэрацией воды в плотинах б) физико-химическими и химическими влияниями, например, поглощением кислорода при электрокоррозии металлов и потреблением его на химическое окисление веществ, содержащихся в воде или соприкасающихся с ней в) биохимическими влияниями, которые в естественных условиях преобладают, как, например, потреблением кислорода при аэробном микробиальном разложении органических веществ или, наоборот, выделением кислорода при поглощении СОг организмами. [c.70]

Но БПКб не определяет в полной мере количество содержащихся в воде органических веществ, способных потреблять кислород, и если продолжить процесс биохимического окисления в аэробных условиях, то произойдет более глубокое разложение органических веществ до минеральных составных частей. Био-химическое потребление кислорода, необходимое для завершения этой так называемой углеродистой фазы окисления органических веществ и фазы аммонификации, составляет полное биохимическое потребление кислорода и обозначается БПКполн (для бытовых сточных вод чаще всего соответствует БПК20). [c.140]

Под биохимическим потреблением кислорода понимается количество кислорода (в миллиграммах), необходимое для окисления органических веществ, находящихся в 1 л сточной воды, при биологических процессах в аэробных-условиях. В значение БПК не входит расход кислорода на нитрификацию, протекающую под действием разных бактерий. Биохимическое окисление различных органических веществ происходит с рааной скоростью. К легкоокисляемым, биоло- [c.141]

Своим названием вся эта группа организмов обязана самым заметным ее представителям-шляпочным грибам (греч. mykes, лат. fungus). Грибы относятся к эукариотам. С растениями их сближает ряд общих признаков наличие клеточной стенки и вакуолей, заполненных клеточным соком хорошо видимое под микроскопом движение протоплазмы неспособность к активному перемещению. У грибов, однако, нет фотосинтетических пигментов это С-гетеротрофы (точнее, хемоорганогетеро--трофы). Грибы растут в аэробных условиях и получают энергию путем окисления органических веществ. По сравнению с растениями, имеющими стебель, корни и листья, грибы слабо дифференцированы морфологически, и у них почти нет разделения функций между разными частями организма. [c.155]

Для очистки сточицх вод, которая наиболее успешно проходит в аэробных условиях, как это видно из предыдущего, необходимо наличие кислорода для окисления органического вещества, входящего в состав загрязнений сточных воД. Израсходованный на это кислород пополняется вновь главным образрм за счет растворения его из атмосферного воздуха. Таким образом, в канализационных очистных сооружениях, которые служат для минерализации органических загрязнений, входящих в состав сточных вод, одновременно протекают два процесса потребление кислорода и растворение его. Установлено, что минерализация органического вещества, происходящая в результате его окисления при содействии микроорганизмов-минерализаторов или так называемого биохимического окисления, совершается в две фазы в первую фазу окисляются углеродсодержащие вещества, дающие в результате углекислоту и воду,, во вторую фазу окисляются азотсодержащие вещества сначала до нитритов, а затем до нитратов. [c.217]

Сжатый воздух, подаваемый в аэротенки, выполняет две функции обеспечивает кислородом биохимические процессы и пе ремешивает иловую смесь. Кислород, находящийся в составе сжатого. воздуха, используется для окисления органических веществ и создания аэробных условий для микробиального населения активного ила в малой дозе—всего 5—10%. Остальная часть кислорода поднимается вверх й с воздухом уходит в атмосферу. [c.57]

Фауна биофильтров подвержена сезонным изменениям. В определенные периоды года в биофильтре развивается множество очень прожорливых личинок и куколок насекомых. Поедая биопленку, они, как и черви, минерализуют ее Закономерности биохимического окисления органических веществ в аэробных условиях. Активный ил имеет вид хлопьевидной массы со средним размером хлопьев 1—4 мм. Он имеет очень развитую поверхность, сос- [c.182]

В наших условиях процесс биоокисления отрабатывался в условиях классических аэробных методов культивирования микроорганизмов с внесением в качестве химического окислителя перекиси водорода. Этот агент, как уже отмечалось, используется в ряде технологий химического окисления органических токсикантов и для предобработки стойких к биологическому окислению веществ. Первоначально предполага1ЮСь выяснить, возможно ли достижение таких условий среды культивирования, при которых будет существенным протекание химических процессов окисления фенола, его интермедиатов или каких-либо внеклеточных продуктов перекисью водорода на фоне протекания биологического окисления, и будут ли выдерживать консорциумы фенолдеструкторов достаточно жесткие условия, в данном случае достаточно высокие концентрации перекиси водорода в активной фазе биоокисления. [c.231]

Внешний слой биопленки, соприкасающийся с толщей воды, насыщенной кислородом, является аэробной зоной благодаря диффузии кислорода в биопленку. Процесс аэробного превращения в реакторе контролируется глубиной проникания кислорода. В этой зоне происходит окисление тех содержащихся в воде веществ, которые могут разлагаться в аэробных условиях (это относится в основном к диффундирующим органическим веществам и аммонию). Указанные процессы описаны в гл. 5 и 6. Необходимо понимать, что в этой зоне происходит не только окисление веществ, пришедших [c.328]

Микроорганизмы в основном получают энергию при освобождении ее из безазотистых органических веществ. Только небольшая часть бактерий может использовать солнечную энергию или энергию окисления м.инеральных соединений. В зависимости от того, как освобождается энергия из энергетического материала, различают брожение (освобождение энергии, происходящее без доступа свободного кислорода) и дыхание (или окисление), когда выделение энергии происходит в аэробных условия.- , В последнем случае энергия освобождается полностью и в качестве конечных продуктов окисления выделяются СО2 и Н2О. [c.86]

В течение длительного времени пурпурные серобактерии считали строгими анаэробами и облигатными фототрофами. Недавно было показано, что спектр отношения к молекулярному кислороду в этой группе достаточно широк. В большинстве пурпурные серобактерии высоко чувствительны к О2, однако и среди них есть виды, растущие в темноте в аэробных условиях на минеральной среде или с использованием органических соединений. Хемолито-автотрофный рост при низком содержании О2 обнаружен у ряда пурпурных серобактерий, ассимилирующих СО2 в восстановительном пентозофосфатном цикле, а энергию получающих в процессе дыхания в результате окисления сульфида, тиосульфата, молекулярной серы или Н2. Для некоторых представителей родов E tothiorhodospira и Thio apsa показан аэробный хемоорганогетеротрофный рост. Органические вещества в этом случае используются как источники углерода и энергии. Последняя запасается в процессе дыхания. Некоторые пурпурные серобактерии оказались также способными расти в темноте в анаэробных условиях (в атмосфере аргона или молекулярного водорода), сбраживая некоторые сахара или органические кислоты. [c.299]

При распаде азотосодержащих органических веществ в раствор выделяется аммиак в соответствии с реакцией (13.3). В аэробных усло-ловиях бактерии окисляют аммиак в нитрит и далее в нитрат, как показывает уравнение реакции (13.4). Нитрифицирующие бактерии являются автотрофными, использующими для синтеза энергию, которая выделяется прн окислении аммиака, и углерод углекислого газа. Бактериальная деиптрификация по уравнению (13.5) происходит в анаэробных условиях. когда органические вещества окисляются, а нитрат используется в качестве акцептора водорода с выделением при этом газообразного азота [c.371]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология