Реакции денитрификации

В случае отсутствия в биологически очищенной воде исходных органических веществ при денитрификации в качестве углерод-ного питания обычно вводят метанол и суммарная реакция денитрификации представляется в виде [c.147]

Как видно, наиболее выгодными энергетически являются реакции денитрификации, при которых добавляются электроны к азоту нитратов, ступень окисления которого равна+5 и сдвигает эту ступень до+ 1 (в случае N 2О) или до нуля (для N2). При этом глюкоза (или сера) окисляется. При реакциях (1)и (2) выделяется почти столько же энергии, сколько и при обычном дыхании, при которо.м окислителем глюкозы служит свободный кислород. [c.366]

Если процесс денитрификации проводят с биологически очищеннои водой, практически лишенной исходных органических веществ, то в качестве углеродного питания применяют относительно недорогой метилО вый спирт. В этом случае суммарная реакция денитрификации может быть записана следующим образом [c.160]

Суммарная реакция денитрификации при использовании метанола [c.441]

Автотрофной денитрификацией объясняется термодинамическая нестабильность нитратов в зонах дефицита или отсутствия растворенных органических соединений. В этом случае донорами электронов для некоторых видов бактерий выступают восстановленные формы железа, марганца и серы (такие как Мп , Ре и Н8 ) — см., например, реакцию (5.45,а). В этой связи можно отметить, что автотрофная денитрификация активно протекает в водоносных горизонтах с повышенным содержанием сульфидов [61]. Так как глинистые прослои обычно содержат сульфидные минералы в повышенных концентрациях, они также могут служить катализатором реакций денитрификации в геологических толщах [54]. [c.271]

Азот, входящий в состав взрывчатых веществ, может выделяться при взрывах, а некоторые бактерии могут разлагать нитраты в свободном состоянии до свободного азота. Эти процессы денитрификации противоположны нитрификации. Их учащиеся отмечают на схеме 4 слева и справа в соответствии с кадрами 19 и 20. Окисление аммиака в технике, бактериями в почве также частично протекает с выделением свободного азота. Учащиеся дополняют схему стрелкой с цифрой 9 (кадр 21), а уравнение реакции записывают справа под этим же номером в соответствии с кадром 22. [c.129]

Азот, как и углерод, относится к самым интересным элементам природы. Огромные массы азота и его соединений (особенно нитратов) сосредоточены на поверхности нашей планеты и в ее атмосфере большое количество азота связано в форме органических соединений. Между различными резервуарами азота постоянно происходит обмен, в результате которого осуществляется непрерывный круговорот этого элемента. Движущими факторами круговорота являются разности как физических, так и химических потенциалов соединения азота возникают и разлагаются в зонах электрических разрядов, при фотохимических процессах, в различных органических реакциях, в биологических процессах нитрификации, денитрификации и др. [c.177]

Выделение энергии при этих реакциях почти также велико, как и при процессах окисления свободным кислородом. Так, например, когда глюкоза окисляется кислородом, выделяется 686 ккал на 1 моль глюкозы. В случае микроорганизмов, живущих в анаэробных условиях, реакция глюкозы с ионом нитрита (при восстановлении азота до закиси азота, т. е. ЫаО) дает 545 ккал на 1 моль глюкозы при этом азот восстанавливается до N 2- Процессы денитрификации очень важны для круговорота азота на земле они возвращают из почвы азот в атмосферу. [c.366]

При денитрификации концентрация аммонийного азота изменяется незначительно. По этой причине необходимо предварительно окислить аммонийный азот в нитриты и нитраты. Реакция осуществляется нитрифицирующими микроорганизмами и протекает в две стадии [c.222]

В почвах в свободной форме аммиак ННз практически не встречается. Обычно он продуцируется в небольших количествах при разложении органических удобрений. Преобладающая часть соединений азота в почвах относится к органическим в гумусовых горизонтах почв содержится до 93—99 % азота в составе органических соединений. Минеральные соединения азота помимо аммонийных представлены нитратами и нитритами. Содержание нитритов в почве невелико и составляет десятые доли миллиграмма на 1 кг почвы. Несмотря на низкое содержание, нитратам принадлежит существенная роль в реакциях превращения соединений азота в почве. Они образуются как промежуточные соединения и при нитрификации в аэробных условиях, и при денитрификации — в анаэробных. В почвенных условиях нитриты обычно малоустойчивы и при их разложении происходят, вероятно, реакции двух основных типов [c.67]

Температурная зависимость денитрификации аналогична той, которая приведена для аэробного гетеротрофного процесса (выражение (3.16)). Процесс может проходить и в термофильных условиях (при 50-60 °С), однако такого рода данных не так уж много. Скорости термофильной денитрификации в среднем на 50% выше, чем аналогичных реакций при 35°С. [c.134]

Рис. 5.46. Процесс денитрификации в избытке органического вещества (окислитель — нитрат) (см. гл. 7). В результате роста скорость реакции нулевого порядка возрастает со временем от эксперимента 1 к эксперименту 8, что соответствует увеличению толщины пленки. Толщина пленки не влияет на скорость реакции с порядком 1/2, как и предсказывает теория. Точка перехода от порядка 1/2 к О меняется с увеличением толщины пленки.

Часто денитрификацию можно аппроксимировать реакцией нулевого порядка по отношению к органическому веществу, кислороду и нитрату, т. е. [c.285]

Измерения скорости реакции нитрификации по понижению концентрации аммония в процессе работы установки затруднены тем, что вклад в содержание аммония вносит как входящий поток, так и скорость аммонификации в аэротенке. Целесообразнее пользоваться информацией о возрастании концентрации нитрата, если можно пренебречь одновременно протекающей денитрификацией. Поскольку концентрации веществ изменяются в том диапазоне, где имеет значение величина Кз, то следует учитывать эту нелинейность. [c.457]

На рис. 24.1 показана схема предполагаемого переноса электронов при автотрофной денитрификации. Для общей реакции синтеза, очевидно, донором электронов является сера, а не вода. [c.304]

Энергетические и синтетические реакции для автотрофной денитрификации с использованием элементной серы в расчете на один эквивалент электронов могут быть записаны в виде следующих уравнений энергетическая реакция [c.305]

Стехиометрическое уравнение реакции (24.16) можно использовать при расчете требуемой дозы серы для реактора. Доза серы регулирует скорость денитрификации, потому что она определяет отношение количества серы к биомассе [5]/[Х] в реакторе. Показано, что это отношение является основной кинетической переменной в системах автотрофной денитрификации с использованием элементной серы, и оно определяет, эффективно ли будет происходить удаление нитрата (12]. Уравнение материального баланса относительно [5]/[Х], в котором [c.310]

По кислороду реакции окисления аммонийного азота и денитрификации неравнозначны. На окисление 1 мг азота затрачивается 3,4 мг кислорода [c.151]

В литературе отмечается еще так называемая косвенная денитрификация. Микроорганизмам отводится в ней действительно косвенная роль. Их участие ограничивается разложением органического азотистого вещества до аминокислот и азотистой кислоты. Вступая между собой в реакцию, эти соединения восстанавливают свой азот до молекулярного, например [c.192]

Изучение смешанных бактериальных систем показало, что денитрификация, или восстановление нитратов или нитритов до газообразного азота, в присутствии кислорода не наблюдается и что сульфат и СО2 не используются в качестве акцепторов электронов в присутствии или кислорода, или нитратов. Окисление ацетата возможно при восстановлении сульфата даже в присутствии кислорода, однако выделенная энергия будет намного меньше, чем при использовании кислорода. Теоретически окисление ацетата н восстановление сульфата в присутствии кислорода ведет к образованию промежуточных продуктов, например, таких, как сульфид, окисляемых автотрофными микроорганизмами до сульфата при использовании кислорода в качестве конечного акцептора электронов. В природе такая комбинация реакций не встречается, так как кислородная атмосфера токсична для сульфатредуцирую-щнх организмов. [c.89]

На процесс денитрификации оказывает влияние реакция среды, температура и концентрация растворенного кислорода. Максимальная интенсивность денитрификации наблюдается в пределах pH от 7 до 8,2 при значениях pH менее 6 и более 9,6 процесс полностью затормаживается. Концентрация растворенного кислорода не должна превышать 0,5 мг/л. [c.126]

Диссимилятивное восстановление — реакция более распространенная. Именно этот процесс имеется в виду, когда говорят о денитрификации без каких-либо оговорок. Он особенно важен в обработке сточных вод (см. п. 3.2.5). [c.408]

Промежуточные продукты реакции денитрификации недостаточно хорошо изучены. Характерно, что в процессе денитрификации состав промежу1очных продуктов в значительной степени обусловлен составом работающих микроорганизмов. [c.210]

Денитрификация — это течение реакций, обратных нитрификацли, состоящее в том, что нитраты под влиянием бактерий восстанавливаются с образованием азота. Она происходит согласно такой схеме [156] [c.177]

ГлавныхМ условием осуществления процесса денитрификации является наличие доноров водорода, т. е. органических загрязнений, второстепенными—затрудненный доспуп кислорода, нейтральная или слабощелочная реакция [47]. На последней ступени очистки распад азотсодержащих органических веществ достигает 907о- [c.177]

Денитрификация осуществляется биологическим путем с помощью бактерий-денитрификаторов Pseudomonas, Mi ro o us. В процессе денитрификации осуществляются следующие реакции [c.71]

Источник энергии влияет и на скорость денитрификации. На рис. 3.13 это показано на примере удельной скорости реакции гx,s(NOз)(=гv,s(NOз)/Xв) В присутствии мбтанола скорости срав- [c.133]

Для станции нитрификации/денитрификации, работающей при низкой нагрузке, наблюдаемый коэффициент прироста ила может составлять, например, 0,4 кг ХПК(Б)/кг ХПК(8). Соответствующее уравнение реакции, в котором органическое вещество мы опишем общей формулой igHigOgN, а биомассу — формулой 5H7NO2, выглядит следующим образом [c.306]

Если биомасса в реакторе присутствует в виде биопленок или флокул, скорость процесса очистки может ограничиваться диффузией. Как правило это характерно для реакторов с биофильтрами, но может также иметь место и при использовании активного ила. В обоих случаях могут возникать такие ситуации, которые нельзя объяснить, если не учитывать возможность диффузионных ограничений реакции. Для понимания происходящего следует учитывать не только то, что диффузия лимитирует скорость реакции, но и что диффузионные ограничения приводят к образованию в биомассе зон с различными редокс-потенциалами. Наглядным примером сказанного является описанное выше одновременное протекание в биопленке аэробного удаления органического вещества и денитрификации. Но это явление имеет более общую природу. [c.327]

Применение Р. И. Федоровой ацетилена (С2Н2) позволяет вычленить денитрификацию из прочих метаболических реакций и количественно оценить процесс методом газовой хроматографии. [c.173]

Для применения метода Мак Карти к автотрофной денитрификации его необходимо модифицировать Т. deniirifi ans восстанавливает диоксид углерода до вещества клетки таким, же образом, как и фотосинтезирующие клетки. Было показано, что энергетику процесса лучше всего можно представить, если считать воду донором электронов даже в нефотосинтезирующих клетках, [22]. Фотосинтезирующие клетки выделяют кислород как побочный продукт" реакции восстановления, но при автотрофной денитрификации этого не происходит, поскольку процесс является анаэробным. Таким образом, кислород, получившийся в реакции синтеза при автотрофной денитрификации, восстанавливается в результате энергетической реакции. [c.304]

В отличие от результатов предыдущих опытов по микробиологическому росту 0ТВ не влияет на наблюдаемый выход продуктов реакции (рис. 24.3). Более заметные различия в Унабл были обнаружены в других опытах (см. табл. 24.3 и 24.4), но влияние температуры или [3]/[Х] на Унабл не подтвердилось. Стехиометрия автотрофной денитрификации остается постоянной в интервале времени удерживания твердых веществ от 7,6 до 30 дней, значений [5]/[Х] от 45 до 194 мг 5/мгН и температуры от 12 до 30 °С. [c.308]

Смешанные популяции почвенных бактерий в анаэробных условиях восстанавливают ионы Fe(III) до Fe(II). Если в среде помимо Fe(III) присутствуют также ионы нитрата и нитрита, то сначала восстанавливаются они (до нитрита и Nj, денитрификация) и лишь после этого-ионы Fe(III). Предполагают, что перенос электронов на трехвалентное железо осуществляет нитратредуктаза А. Поскольку восстановление нитрата сопряжено с окислительным фосфорилированием, не исключено, что и восстановление Ре(1П) может использоваться в процессе анаэробного дыхания . Окислительно-восстановительный потенциал E , который для пары Fe /Fe равен + 770 мВ, делает такую реакцию термодинамически возможной. Поскольку оксиды трехвалентного железа практиче-ски нерастворимы в воде, они сначала должны быть переведены в растворимую форму, способную проникать внутрь бактериальных клеток. Это, вероятно, осуществляется с помощью сидерофоров. Неудивительно, что в таких условиях наблюдается лишь медленный и незначительный рост бактерий. [c.324]

Другим примером последовательного ряда реакций с образованием промежуточных нестойких соединений является денитрификация, в которой нитрат используется как акцептор электронов. В этом случае акцептор электронов восстанавливается до N2 в две стадии, нитрит образуется как промежуточное нестойкое соединение. Способность вызывать денитрификацию является свойством широкого спектра бактерий, включающего роды Pseudomo-nas, Ar hrornoba ter и Ba illus. Одни бактерии восстанавливают нитраты только до нитритов, другие могут восстанавливать только нитриты до молекулярного азота, некоторые восстанавливают и нитраты и нитриты до молекулярного азота. С точки зрения термодинамики, полная реакция является наиболее благоприятной. Реакция, в которой нитрат восстанавливается в нитрит, дает только небольшую часть всей энергии, образующейся при денитрификации до газообразного азота. [c.94]

Процесс удаления соединений азота по методу нитрификация — денитрификация предполагается осуществить на крупной станции Блю Плейнс (Вашингтон, США). Согласно проектному решению, основные сооружения биологической очистки будут работать по схеме симультанного осаждения , т. е. с введением коагулянтов (хлорного железа или хлористого алюминия) в аэротенки, с периодом аэрации 2 ч и при рабочей дозе активного ила 1,3 г/л (0,8 г/л по беззольному веществу). Комплекс сооружений для удаления соединений азота должен включать реактор для нитрификации, соответствующие отстойники и реактор для денитрификации с отстойниками. Расчетный период аэрации в реакторах для нитрификации сточных вод принимается равным 4 ч. Реакция среды (pH) корректируется вводом извести. Продолжительность последующего отстаивания около 4 ч. [c.127]

В процессе денитрификации принимает участие большинство бактерий, окисляющих органические загрязнения сточных вод. Основным условием протекания процесса денитрификации является наличие до1но.ров водорода (органических загряанений) и затрудненный доступ кислорода (т.е. нейтральная или слабощелочная реакция среды). [c.38]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология