Кислород, потребление микроорганизмами

Рис. 2.22. Влияние концентрации растворенного кислорода на скорость его потребления микроорганизмами при различных условиях сегрегации среды

Биохимическое потребление кислорода (БПК), используемое для оценки концентрации растворенных в воде веществ, определяется аэробным метаболизмом гетеротрофных микроорганизмов (1-я стадия БПК или углеродное БПК), а также метаболизмом автотрофных организмов (2-я стадия ВПК). Полный расход кислорода О2 в мг/л на этих двух стадиях составляет, [c.147]

Математическая модель процесса биологической очистки в аэротенках, предложенная И. В. Скирдовым, включает систему кинетических уравнений, которыми описаны следующие явления сорбции субстрата активным илом (по уравнению Ленгмюра), скорости роста биомассы с учетом влияния концентрации кислорода и микроорганизмов, скорости образования продуктов окисления, скорости потребления субстрата на поддержание жизнедеятельности (энергетический обмен), скорости отмирания бактерий, скоростей образования автолизата и инертной части биомассы ила. [c.180]

В то же время, используя рассмотренный выше подход к моделированию процесса аэробной ферментации, можно сформулировать технологические требования к массообменной обстановке в биохимическом реакторе. В установившемся режиме работы реактора скорость сорбции кислорода из газовой фазы в ферментационную среду равна скорости его потребления микроорганизмами. Поэтому для аппарата полного перемешивания можно записать [c.143]

Современное промышленное использование микроорганизмов для производства белка осуществляется в ферментерах, работающих по принципу хемостата. Объемы ферментеров достигают нескольких сот кубических метров. В среду с размножающимися микроорганизмами непрерывно подаются водный раствор минеральных солей и применяемый в конкретном процессе органический субстрат. Культура подвергается перемешиванию, аэрированию и охлаждению. Скорость выделения тепла в процессе роста аэробных микроорганизмов прямо пропорциональна скорости потребления ими молекулярного кислорода. На каждый грамм потребленного микроорганизмами О2 выделяется 142,5 кДж (3,4 ккал). Расходы на охлаждение тем ниже, чем больше разница температур между охлаждающим агентом и ферментационной средой. Поэтому в производстве желательно использовать термотолерантные штаммы, а процесс выращивания осуществлять при максимальной температуре, еще ие приводящей к существенному снижению выхода биомассы. [c.555]

Согласно балансовому уравнению аэробного дыхания на 1 объем поглощенного кислорода должен выделиться 1 объем диоксида углерода и отношение СО2/О2, называемое дыхательным коэффициентом, равно единице. При ограниченном доступе воздуха, когда начинает заметно проявляться анаэробное дыхание, дыхательный коэффициент возрастает, при хранении влажного зерна— уменьшается, по-видимому, в связи с потреблением части кислорода аэробными микроорганизмами, получающими благоприятные условия для своего развития. [c.44]

Расширение применения ингибиторов коррозии, старения и биоповреждений, в том числе обладающих значительным физиологическим действием на животных и человека (детергенты, производные бензола и т. п.), ведет к накоплению их в воздухе, воде, земле,, и воздействию на высшие организмы. Они могут оказывать и косвенное влияние. Накапливаясь в водоемах до концентраций 0,001... г/л, такие вещества тормозят процессы биохимического потребления микроорганизмами кислорода. Изменяются сроки выживания сапрофитных микроорганизмов. Нарушается равновесие самоочищения воды от органических загрязнений, создаются условия развития патогенных бактерий [43, с. 277]. [c.109]

Потребление кислорода (Р) микроорганизмами рассчитывали по следующей формуле [c.115]

Содержание органических веществ, разлагаемых микробами, оценивают по так называемому биологическому потреблению кислорода (ВПК). Это количество кислорода, необходимое микроорганизмам для окисления органического материала в процессе дыхания. Например, БПК 5-это количество кислорода (мг), которое будет потреблено микроорганизмами в процессе разложения органических веществ за [c.509]

Влажность. Вода необходима в процессе компостирования, так как питательные вещества для микроорганизмов должны растворяться в воде перед тем, как станут доступны для потребления. При влажности менее 30 % от общей массы скорость биологических процессов резко падает, а при влажности 20 % они могут вовсе прекратиться. При слишком большой влажности пустоты в структуре компоста заполняются водой, которая ограничивает доступ кислорода к микроорганизмам. Некоторые материалы, например бумага, при намокании быстро теряют структурную устойчивость, слипаясь в однородную массу. Однако материалы типа соломы устойчивы к высокой влажности. Таким образом, оптимальная влажность варьирует и зависит от природы и размера частиц. Рекомендуемая оптимальная влажность находится в пределах 50—60 %, но при использовании носителей возможны и большие значения. [c.239]

Биохимическое потребление кислорода — это количество кислорода, поглощаемое микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности и расходуемое на окисление органических веществ в исследуемой воде, а также на свой рост и размножение — на создание биомассы. Величина ВПК всегда меньше величины ХПК. Лишь часть органических веществ, способных окисляться до СОг и НгО под действием сильных окислителей, может окисляться растворенным в воде кислородом (при участии микроорганизмов). [c.18]

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]

Метод переменного дефицита для сточной воды с активным илом, в некоторых случаях представляется необходимым иметь данные поведения той или иной аэрационной системы в реальной жидкости при наличии активного ила в ней. Метод определения объемного коэффициента массопередачи в этом случае отличается от предыдущего метода его определения тем, что одновременно с процессом растворения кислорода идет процесс его потребления. Поэтому необходимо знать также скорость потребления кислорода микроорганизмами. Подняв концентрацию растворенного кислорода до какого-либо значения, можно затем прекратить подачу воздуха и путем отбора проб на анализ растворенного кислорода установить скорость его потребления микроорганизмами. Когда кислород будет полностью потреблен, снова подают воздух и через каждые 1—2 мин берут пробы на анализ растворенного кислорода до установления режима либо полного насыщения, либо постоянного дефицита. По полученным результатам строят кривую растворения кислорода (с учетом его потребления микроорганизмами), и коэффициент массопередачи определяют по аналогии со вторым методом. [c.97]

Метод постоянного дефицита кислорода является наиболее трудноосуществимым, так как в процессе всего опыта необходимо поддерживать постоянный дефицит кислорода в сточной жидкости с активным илом. Заключается он в соблюдении равенства скоростей растворения кислорода и его потребления микроорганизмами, т. е. [c.97]

Концентрация кислорода. Скорость растворения кислорода в сточной воде не должна быть ниже скорости его потребления микроорганизмами. Исследования показали [494], что скорость потребления кислорода микроорганизмами активного ила практически не изменяется при концентрации кислорода в воде в пределах от 1 до 7 мг/л. Снижение концентрации кислорода ниже 0,5 мг/л неблагоприятно сказывается на скорости его потребления микроорганизмами. [c.285]

Количество кислорода, потребляемое микроорганизмами для полного окисления содержащихся в органических веществах углерода и водорода до СОг и НгО, называется полной биохимической потребностью воды в кислороде и обозначается БПКполн [9]. Это количество меньше теоретического, необходимого для полного окисления органических веществ последнее называется химическим потреблением кислорода и обозначается [c.22]

Исследования скорости потребления кислорода адаптированными микроорганизмами показали, что окисление загрязнений наиболее интенсивно происходит в разведениях 1 15, 1 31, 1 7 общего промстока производства линурона (рис. 2). Оптимальным разведением стока для биохимического окисления загрязнений следует считать разведение [c.115]

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА, БИОЛОГИЧЕСКАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В КИСЛОРОДЕ, БПК — показатель загрязненности воды, характеризуемый количеством кислорода, необходимого для разложения (окисления) загрязнений микроорганизмами за определенное время (обычно за 5 суток) в единице объема. [c.398]

Рис. 1. Динамика потребления кислорода неадаптированными микроорганизмами в различных разведениях общего промышленного стока производства линурона

При отсутствии кислорода в осадке при потреблении микроорганизмами поступающего извне кислорода быстрее, чем он может диффундировать в осадок при высоком содержании ОВ, когда весь свободный кислород израсходован полностью, устанавливается восстановительная обстановка. Она выражается в низких и отрицательных значениях окислительно-восстановительного потенциала ЕИ и легче возникает в тонкозернистых осадках глинах, алевритах, тонких карбонатных илах. [c.28]

Потребление микроорганизмами растворенного в культуральной среде кислорода принимается постоянным для всего процесса культивирования и равным общему метаболическому коэффициенту для кислорода Оц/кг СБ ч). [c.143]

Рассмотрим процесс абсорбции кислорода с момента включения аэрации (т =0, С = О и х = х ). Время достижения установившегося но абсорбции кислорода режима, при котором кислород расходуется только на потребление микроорганизмами, для рассматриваемого случая составляет от 5 с до 5 мин. В течение этого времени значение ехр(р,т) практически остается равным единице и для режима, не установившегося по абсорбции кислорода, будет справедливо уравнение [c.145]

При концентрации выше 10 мг/л оказывает токсическое действие на микроорганизмы активного нла Степень окисления 60 "/о, при концентрации выше 20 мг/л нарушает процесс потребления кислорода Неионогенные [c.214]

Биохимическая очистка сточных вод основана на способности некоторых микроорганизмов питаться растворенными в воде органическими и некоторыми неорганическими веществами, например, сульфидами, солями аммония и др. В процессе потребления этих веществ происходит их окисление кислородом, растворенным в воде. Часть окисляемого микроорганизмами вещества используется для увеличения биомассы, а другая превращается в безвредные для водоема продукты — воду, диоксид углерода, нитрат- и сульфат-ионы и др. Микроорганизмы могуг окислять органические вещества при небольшой их концентрации, что является важным достоинством биохимической очистки. [c.320]

В имитационных моделях, предназначенных для углубленного исследования и интерпретации данных наблюдений в экспериментах с экологическими микросистемами, используются уравнения кинетики сложных гетерогенных систем. Блок-схема связей элементов в экологической системе приведена на рис. У1-3 [59]. Имитационные модели не только учитывают разнообразные компоненты системы и потребление кислорода на отдельных стадиях, но и используют закон сохранения количества вещества, в данном случае накопление азота в биомассе и выделение его при метаболизме или в результате гибели микроорганизмов [c.159]

Процесс изъятия и потребления микроорганизмами органических примесей сточных вод состоит в основном из трех стадий [479, с. 17] 1) массопередача органического вещества и кислорода из жидкости к поверхности клетки 2) диффузия вещества и кислорода через полупроницаемую мембрану клетки и 3) метаболизм диффундированных продуктов, сопровождающийся приростом биомарсы, выделением энергии, диоксида углерода и т. д. Как показали исследования [479, с. 20], процессы сорбции органических веществ микроорганизмами существенного значения в механизме биологической очистки сточных вод не имеют. Основная роль принадлежит процессам превращения вещества внутри клетки. [c.274]

Концентрация растворенного кислорода. Скорость растворения кислорода в сточной воде не должна быть ниже скорости его потребления микроорганизмами активного ила. Это требование обусловлено тем, что для кислорода, как и для всякого субстрата, наблюдается влияние его концентрации на скорость роста микроорганизмов, описываемое зависимостью, аналогичной уравнению Моно. Снижение концентрации растворенного кислорода ниже некоторого предельного значения приводит к снижению скорости роста ила и, следовательно, к снижению скорости очистки. Трудность регулирования аэрации заключается в том, что в данном случае приходится иметь дело не с отдельным ми1фОорганизмом, а с целым консорциумом, дыхательные хараетеристики которого могут меняться в зависимости от того, какие формы микроорганизмов преобладают в нем в данных условиях. Исследования показали, что при концентрации растворенного кислорода до 1мг/л не происходит существенного изменения скорости очистки, однако при концентрации до 0,5 мг/л процесс очистки ухудшается. Поэтому рекомендуется поддерживать количество растворенного кислорода в интервале от I до 5 мг/л. [c.105]

Исследования, проведенные в последние годы, показали, что денитрификация в почвах имеет значительно более широкое распространение, чем считалось раньше. Она происходит не только при высокой влажности и плохой аэрации почвы, но и, при обычных условиях влажности и аэрации (если в почае имеются нитраты и легкоразлагающиеся органические вещества). В почвах полного аэрабиозиса не существует, ибо даже при хорошей структуре и оптимальной влажности аэрация может быть недостаточной внутри почвенных микроагрегатов, где создаются благоприятные условия для денитрификации. Существует тесная связь между денитрификацией и нитрификацией. Интенсивное образование нитратов в аэробных почвенных микрозопах вызывает обеднение их кислородом в результате быстрого потребления микроорганизмами кислорода и выделения СО2 они становятся анаэробными и здесь создаются условия для последующей денитрификации. [c.192]

Вызывает споры утверждение, согласно которому в склянке БПК соотношение источника углерода и начального количества живых микроорганизмов в иноку-люме таково, что всегда обеспечивает развитие логарифмической фазы роста, что находит соответствующее отражение на кривой потребления кислорода. При этом указывается случай, когда изучается БПК сточных вод, состоящих в основном из бактериальной взвеси [1]. Динамика степени снижения первого порядка может преобладать. В большинстве случаев, однако, процесс БПК связан с потреблением микроорганизмами внешнего источника пищи. [c.261]

Специальными экспериментами, проведенными И. В. Скирдовым (ВНИИ ВОДГЕО), было показано, что влияние концентрации субстрата на скорость процесса биологической очистки может быть описано уравнением Михаэлиса — Ментен. Влияние дозы ила на скорость биологической очистки лучше описывается уравнением Н. Д. Иерусалимского (с учетом ингибирования процесса продуктами метаболизма). Совместное влияние концентрации субстрата и растворенного кислорода в очищаемой воде удовлетворительно описывается уравнением бисубстратной реакции, протекающей по механизму двухтактного замещения. Математическая модель процесса биологической очистки в аэротенках, предложенная И. В. Скирдовым, включает систему кинетических уравнений, которыми описаны следующие явления сорбции субстрата активным илом (по уравнению Ленгмюра), скорости роста биомассы с учетом влияния концентрации кислорода и микроорганизмов, скорости образования продуктов окисления, скорости потребления субстрата на поддержание жизнедеятельности (энергетический обмен), скорости отмирания бактерий, скорости образования автолизата и скорости образования инертной части биомассы ила. [c.173]

Маги [94] наблюдал стимулирующее действие далапона на размножение почвенных бактерий, актиномицетов и грибов. Воршам и Гидденс [86] также отмечали увеличение числа актиномицетов и бактерий в обработанной почве. Елкан и сотр. [95, 96] отметили, что пропионат натрия значительно увеличивает как интенсивность дыхания, так и общую численность грибов. Хейл и сотр. [97] установили, что низкие концентрации далапона (50—150 мг/кг) увеличивают потребление кислорода почвенными микроорганизмами, а более высокие концентрации (600 мг/кг) слегка подавляют потребление кислорода. [c.223]

Следует отметить, что максимальная скорость потребления кислорода неадаптированными микроорганизмами незначительно превосходит уровень эндогенного дыхания последних. Этот факт, по-видимому, объясняется повышенной минерализацией исследуемого стока (2). Одним из основных технологических, пара(метров при биологической очистке сточных вод на аэрируемых биологических очистных сооружениях является концентрация загрязнений сточных вод, подаваемых на очистные сооружения. Особое значение этот параметр приобретает при очистке высококонцентрированых сточных вод, поскольку в данном случае определение максимальной концентрации сточных вод, не оказывающей ингибирующего влияния на микрофлору активного ила, позволяет установить оптимальное разбавление концентрированных стоков, и з конечном итоге, сократить объем очистных сооружений. [c.115]

Рис. 2. Динамика потребления кислорода адаптированными микроорганизмами общего промышленного сгока производства линурона в различных

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология