Эндогенное дыхание

Аэробная переработка стоков —это самая обширная область контролируемого использования микроорганизмов в биотехнологии. Она включает следующие стадии 1) адсорбция субстрата на клеточной поверхности 2) расщепление адсорбированного субстрата внеклеточными ферментами 3) поглощение растворенных веществ клетками 4) рост и эндогенное дыхание 5) высвобождение экскретируемых продуктов 6) выедание первичной популяции организмов вторичными потребителями. В идеале это должно приводить к полной минерализации отходов до простых солей, газов и воды. Эффективность переработки пропорциональна количеству биомассы и времени контактирования ее с отходами. [c.249]

Отмытые и подсушенные с помош,ью кусочка фильтрова льной бумаги электроды полярографа осторожно опускают в кювету, заполненную 2 мл среды 1 (проба 1) до полного выхода пузырька воздуха. С помощью специального потенциометра устанавливают перо включенного самописца в исходное положение, соответствующее исходной концентрации кислорода в среде (в самописцах типа КСП-4 — в крайнее правое положение). Включают движение диаграммной ленты и, убедившись в отсутствии дрейфа, с помощью микропипетки добавляют в кювету 0,04—0,05 мл густой суспензии митохондрий (4—6 мг белка). В течение 40—60 с регистрируют медленное эндогенное дыхание и добавляют 0,02 мл сукцината (10 мМ), который вызывает небольшую стимуляцию дыхания. Через 40—60 с в кювету вносят раствор СаСЬ ( 100 мкМ). При этом дыхание сначала резко активируется, затем быстро снижается до исходного уровня. Добавку повторяют несколько раз до тех пор, пока стимуляция дыхания после каждого добавления сменяется четко выраженным торможением. Учитывая количество добавленного СаСЬ, оценивают его максимальную концентрацию, вызывающую обратимую стимуляцию дыхания. Для препарата интактных прочно сопряженных митохондрий (4—6 мг белка в кювете) эта концентрация обычно составляет 400—500 мкМ. В пробе 2 убеждаются в том, что выбранная концентрация СаСЬ вызывает обратимую стимуляцию дыхания с отчетливым выходом в контролируемое состояние. Для определения величины АДФ/О записывают следующую пробу. С этой целью в кювету со средой последовательно добавляют митохондрии, сукцинат и АДФ в концентрации от 300 до 400 мкМ (определение АДФ/О см. на с. 462). Проводят три аналогичных измерения с использованием в качестве субстрата окисления смесь глутамат—малат (по 5 мМ). В этом случае целесообразно уменьшить концентрацию добавляемого СаСЬ в 1,5—2 раза, а в среду инкубации предварительно добавить (непосредственно в кювету) 1 мМ НАД+ для предотвращения утечки эндогенных пиридиннуклеотидов. [c.452]

Микроорганизмы подвергаются различным воздействиям, которые могут приводить к сокращению их массы и численности. Этот процесс называют распадом, лизисом, эндогенным дыханием и поддержанием. Часто термин распад используют для общего описания явления, которое включает в себя также поедание (хищничество) микроорганизмов высшими организмами [40]. Если рассматривается биологическая очистка воды, то распад —это деградация биомассы, связанная с окислением части органиче- [c.96]

Поскольку окисление является частью любого аэробного процесса, это означает, что органический субстрат никогда не может быть превращен на 100% в органическое вещество биомассы. Конечно, если учитывать образование диоксида углерода, потерь углерода не будет. В процессах накопления запасных веществ прирост может достигать 0,95 г ХПК/г ХПК(8). Другая предельная ситуация — весь субстрат расходуется на поддержание жизнедеятельности клеток (эндогенное дыхание), в результате прирост биомассы равен нулю или даже отрицателен. При заданном количестве субстрата прирост биомассы зависит от длительности процесса [47]. [c.102]

Рис. II.2. Потребление кислорода и выделение СОг активным илом при окислении уксусной кислоты 1 снижение концентрации уксусной кислоты 2 — потребление кислорода 3 — выделение СО2 4 — потребление кислорода за вычетом кислорода, идущего на эндогенное дыхание микроорганизмов 5 — выделение СО2 за вычетом углекислого газа, выделяющегося при эндогенном дыхании микроорганизмов

Рис. 18. Величина коэффициента эндогенного дыхания в зависимости от температуры сточных вод

Максимальный коэффициент прироста биомассы Умакс в аэробном процессе (в условиях минимального накопления запасных веществ) составляет примерно 0,6-0,65 г ХПК/г ХПК (8). В моделях, описывающих процесс биологической очистки воды, обычно используют величины этого порядка [41]. Наблюдаемый на практике коэффициент прироста биомассы У абл часто ниже (0,3-0,5 г ХПК/г ХПК) из-за процессов поддержания жизнедеятельности клеток (эндогенного дыхания). Однако, как было сказано выше, при биологической очистке воды с низкой (или нулевой) концентрацией источника углерода (низкая нагрузка [c.102]

Отмеченное снижение эндогенного дыхания иногда сопровождается реорганизацией дыхательной цепи (включением альтернативных акцепторов ё). При этом наблюдаются снижение трансмембранной [c.91]

Процесс биологического окисления в системах с чистым кислородом можно рассматривать как реакцию распада первого порядка, а процесс окисления сульфитов и нитрификацию — как реакцию нулевого порядка. Результаты исследований на пилотных установках показали, что основная часть растворенных органических соединений, обусловливающих величину БПК, удаляется в первой ступени многоступенчатой установки, окисление адсорбированных органических соединений и эндогенное дыхание происходят в последующих ступенях, что соответствует кинетической модели, которую предложили Басби и Эндрюс [3]. Относительно простая модель биохимической реакции первого порядка точно отражает полученные данные о газовой фазе [1]. Прежде чем усложнять модель, необходимо проверить достоверность использованных данных. [c.334]

X коэффициент эндогенного дыхания ила. [c.7]

Эндогенное дыхание ила вызывает затруднение контроля денитрификации, происходящей во вторичных отстойниках, когда ил всплывает па поверхность из-за образования микропузырьков азота. Это отрицательное явление, с которым необходимо бороться. [c.223]

V —фаза — фаза отмирания. Условия становятся все более неблагоприятными, число погибающих клеток непрерывно возрастает, так как во внешней среде к началу этой фазы не остается питательных веществ и микроорганизмы используют внутриклеточные вещества. Эта фаза носит название фазы эндогенного дыхания (эндо— внутренний). [c.34]

Большая часть загрязнений удаляется в первые несколько минут аэрации. Потребность системы в кислороде согласуется с характером снижения БПК. Это означает высокую начальную БПК, а затем ее быстрое снижение до потребности в стадии эндогенного дыхания, которая остается практически постоянной до конца периода аэрации. Этот роцесс носит название обычной или классической аэрации. [c.355]

Перенося интерпретацию уравнения Михаэлиса—Ментен на случай биологической очистки сточных вод, принимают, что в условиях высоких нагрузок на активный ил, когда концентрация органических загрязнений выше накопительной способности ила, скорость очистки V максимальна и процесс не зависит от БПК смеси. Когда углеродсодержащих загрязнений становится мало, -реакция переходит в область реакции первого порядка и зависит вначале от концентрации активного ила, а затем от концентрации остающихся загрязнений, т. е. от БПК . В стадии эндогенного дыхания скорость реакции самоокисления описывается также уравнением первого порядка относительно концентрации активного ила. [c.376]

Добавление какой-либо из ди- и трикарбоновых кислот сильно увеличивает интенсивность эндогенного дыхания. При этом поглощение кислорода во много раз превышает количество, которое потребовалось бы для окисления [c.349]

Это уравнение может быть в дальнейшем уточнено введением коэффициента, учитывающего энергию, используемую самими бактериями, коэффициента распада, учитывающего отмирание бактерий [(36], или коэффициента поддержания [67]. В любом случае говорят, что произведение Ьх учитывает эндогенное дыхание [c.52]

Процесс продолжается и после исчерпания субстрата за счет внутриклеточного вещества бактерий, составляющего их собственный запас питательных ресурсов. Эта стадия самоокисления, или эндогенного дыхания, является завершающей в жизнедеятельности микроорганизмов и характеризуется резким снижением числа живых бактериальных клеток. [c.53]

Ингибируя ферменты, каптан вызывает нарущение процессов обмена вещества, в частности подавляет эндогенное дыхание спор грибов. [c.232]

Как показали проведенные позже исследования, в натурных условиях коэффициент эндогенного дыхания зависит от температуры (табл. 5 и рис. 7), возрастая при ее повышении. [c.23]

В третьей фазе, называемой фазой эндогенного дыхания, размножение микроорганизмов активного ила замедляется из-за недостатка органических веществ ил как бы находится в голодном состоянии. Это заставляет микроорганизмы активного ила использовать не только органические вещества, поступившие со сточными водами, но и большую часть органических веществ отмерших микроорганизмов, т. е. минерализовать органическую часть самого активного ила. [c.61]

Как показали позже проведенные исследования, в натурных условиях величина коэффициента эндогенного дыхания зависит от температуры (табл. II и рис. 18) увеличивается при ее повышении. [c.68]

Коэффициент эндогенного дыхания [c.24]

Расчет иловых площадок рекомендуется производить на наиболее неблагоприятный период, когда температура сточной воды низкая (на зимний период). В этот пе- риод значение коэффициента эндогенного дыхания для температуры воды в аэротенке 9—12°С может быть принято 0,014. [c.68]

Иловые площадки рассчитываются на наиболее неблагоприятный зимний период, когда температура воды низкая, поэтому необходима принять коэффициент эндогенного дыхания также на зимний период. Среднее значение коэффициента эндогенного дыхания для этого периода при температуре воды в аэротенке 9—12 С может быть принято 0,014. [c.23]

В любой водной среде, в которой имеется энергетический субстрат (РОВ) и отсутствуют источники азота, обнаруживаются интенсивное потребление кислорода в начальной фазе инкубационного периода и стабилизация скорости БПК к моменту исчерпания субстрата (эндогенное дыхание). Задержка в потреблении кислорода в начальный момент может быть связана с малой активностью микроорганизмов, наличием веществ, ингибирующих рост организмов и относительно низкими температурами инкубации воды. В некоторых случаях в потреблении кислорода можно выделить несколько стадий. Отчетливая двуста-дийность наблюдается при лимитированном содержании питательных веществ сначала или после периода индукции БПК развивается интенсивно со все убывающей скоростью, а по мере исчерпания субстрата—линейно на стадии эндогенного дыхания . Если в исследуемой воде имеются минеральные азотсодержащие вещества, то скорость БПК на второй стадии может [c.147]

Константа с учитывает удельный прирост биомассы при окислении загрязнен нй, поступающих со сточной водой она зависит от многочисленных факторов и определяет эффективность биоочисгки на ее величину значительно влияет состав загрязнений. Константа d учитывает отм нрание биомассы в результате эндогенного дыхания, т. е. независимо от окружающих условий распадается л 2,5% активного ила. [c.173]

Если микроорганизмы лишены источников питания, они некоторое время могут существовать за счет внутриклеточных запасов. В качестве еапасных веществ большинство микробов откладывают полисахариды (гликоген и крахмал) и жир. Эндогенное дыхание за счет этих веществ протекает по тому же пути, что и окисление экзогенных источников энергии. Когда запасы питательных веществ исчерпаны, начинается окисление клеточных белков. [c.65]

Во-вторых, поскольку в случае цикла трикарбоновых кислот речь идет о каталитическом окислении метаболитов, было необходимо показать, что добавление в реакционную смесь различных ди- и трикарбоновых кислот, участвующих в цикле, увеличивает скорость эндогенного дыхания тканевых препаратов в значительно большей степени, чем это следует из стехиометрических отношений. Н шример, в одном эксперименте для полного окисления некоторого количества фумарювой кислоты требовалось 20 мл кислорода, мо при доставлении этого количества фумаровой кислоты к гомо- [c.20]

Van Uden назвал Ъ специфическим показателем поддержания для объяснения уменьщения бактериальной массы через эндогенное дыхание, гибель и лизис. В смешанных культурах этот термин также может быть использован для обозначения уменьщения массы в результате хищничества. Типичные величины Ь для смешанных культур составляли 0,01 день — 0,05 день- в чистой культуре— 0,43—0,67 день" [2]. Скорость разрушения организмов в анаэробных условиях ниже, чем в аэробных [9]. Значения Ks составляли для аэробного разложения менее 10- ммоль/л [7,10]. При метановой ферментации ацетата в анаэробных условиях типична величина К , равная 10- моль/л. [c.99]

Отношения между окислением серы и восстановлением двуокиси углерода у В. thiooxidans изучались Фоглером [96]. Молодые культуры усваивали ограниченное количество двуокиси углерода даже в отсутствие серы, в более старых культурах это поглощение уравновешивалось образованием двуокиси углерода при эндогенном дыхании. Если дыхание подавлялось устранением кислорода, то поглощение двуокиси углерода в отсутствие серы можно было наблюдать Ю всех культурах. Максимальное поглощение, получавшееся через [c.118]

Примечание. Среднее значение коэффициента эндогенного дыхания состамя- Т 0,0И5. [c.69]

В механизме действия каптана также важное-место занимает его взаимодействие с тиолсодержащими жизненно важными клеточными компонентами. Каптан влияет на различные процессы метаболизма, где имеют место сульфгидрильные группы ферментов или коферментов, подавляет эндогенное дыхание спор грибов. Есть данные, что он инактивирует ферменты фосфорного метаболизма — оксид аз, дегидрогеназ, карбоксилаз и ко- [c.112]

Процессы, использующие эндогенное дыхание активного ила. Когда ил голоден, он переходит в стадию эндогенного дыхания. Некоторое количество клеток лизируется, и растворенные таким образом питательные вещества используются как пища. Высвобожденная при эндогенном дыхании энергия рассматривается как вторичная, но она имеет то преимущество, что ничего не стоит. Скорость реакции зависит от возраста ила и температуры. Установки аналогичны предыдущим, но отсутствует введение углерода и продлено время анаэробных условий. В аэротенках с продленной аэрацией частичная деннтрифнкация может быть достигнута при прерывистой работе аэраторов. [c.223]

Р —коэффициент эндогенного дыхания, указывающий скорость распада массы ила а —БПК5 поступающих вод в мг/л [c.67]

Используя данные экспериментов по. фактическому приросту ила и принимая величину коэффициента синтеза ила равной 0,7, по указанной формуле были определены значения коэффициента эндогенного дыхания. Как показывают данные, полученные на полупроизводственной установке при относительно постоянной температуре, коэффициент эндогенного дыхания в среднем равен 0,0115 со сравнительно небольшими отклонениями отдельных значений (табл. 10). Исключение составляет прирост при нагрузках менее 30 мг БПКз на 1 г ила, когда происходит потеря окислительной способности ила и его деградация. [c.68]

На основе экспериментальных данных по определению фактического прироста ила способом наименьших квадратов по формуле (13) были определены коэффициенты синтеза и эндогенного дыхания. Как показывают данные, полученные на полупроизводственной установке при относительно постоянной температуре, коэффициент синтеза в среднем равен 0,7, а коэффициент эндогенного дыхания 0,0115 со сравнительно небольшими отклонениями отдельных значений (табл. 4 и рис. 6). Исключение составляет прирост при нагрузках менее 30 мг БПКб на 1 г ила, когда происходит потеря его окислительной способности и деградация ила. [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология