Генная инженерия
<<  Трудовые споры Альтернативные направления лечения туберкулёза: поиск возможностей  >>
Вклад биотехнологии в охрану окружающей среды
Вклад биотехнологии в охрану окружающей среды
Экологические проблемы промышленной биотехнологии
Экологические проблемы промышленной биотехнологии
Общие показатели загрязненности сточных вод
Общие показатели загрязненности сточных вод
Определение органических загрязнений
Определение органических загрязнений
Определение органических загрязнений
Определение органических загрязнений
Методы очистки сточных вод
Методы очистки сточных вод
Достоинства биохимической очистки сточных вод
Достоинства биохимической очистки сточных вод
Недостатки биохимической очистки сточных вод
Недостатки биохимической очистки сточных вод
Способы биохимической очистки сточных вод
Способы биохимической очистки сточных вод
Аэробные процессы биохимической очистки
Аэробные процессы биохимической очистки
Биоценоз активного ила
Биоценоз активного ила
Биоценоз активного ила
Биоценоз активного ила
Факторы определяющие биоценоз активного ила
Факторы определяющие биоценоз активного ила
Биоценоз активной пленки
Биоценоз активной пленки
Распределение микрофлоры в биофильтре при очистке сточных вод
Распределение микрофлоры в биофильтре при очистке сточных вод
Формирование биоценоза очистных сооружений
Формирование биоценоза очистных сооружений
Основные параметры биологической очистки
Основные параметры биологической очистки
Температура
Температура
рН
рН
Содержание кислорода
Содержание кислорода
Конвекция (перемешивание)
Конвекция (перемешивание)
Биогенные элементы
Биогенные элементы
Доза и возраст активного ила
Доза и возраст активного ила
Техническая реализация аэробных способов очистки
Техническая реализация аэробных способов очистки
Аэротенк
Аэротенк
Аэротенк-вытеснитель
Аэротенк-вытеснитель
Аэротенк-смеситель
Аэротенк-смеситель
Аэротенк сложного типа
Аэротенк сложного типа
Принципиальная схема очистных сооружений:
Принципиальная схема очистных сооружений:
Схема аэробной биологической очистки
Схема аэробной биологической очистки
Окситенк - аппарат закрытого типа с принудительной аэрацией чистым О2
Окситенк - аппарат закрытого типа с принудительной аэрацией чистым О2
Биофильтр
Биофильтр
Наполнитель биофильтра: керамику, щебень, гравий, керамзит,
Наполнитель биофильтра: керамику, щебень, гравий, керамзит,
Принцип вытеснения жидкости с одновременной фиксацией клеток
Принцип вытеснения жидкости с одновременной фиксацией клеток
Экстенсивные способы очистки сточных вод
Экстенсивные способы очистки сточных вод
Поля фильтрации - служат только для целей очистки, на них подается
Поля фильтрации - служат только для целей очистки, на них подается
Анаэробные процессы переработки отходов
Анаэробные процессы переработки отходов
Формирование микрофлоры происходит за счет микроорганизмов, попавших
Формирование микрофлоры происходит за счет микроорганизмов, попавших
Особенности процессов анаэробной очистки
Особенности процессов анаэробной очистки
Метантенк -
Метантенк -
В целом, активное использование метаногенеза при сбраживании
В целом, активное использование метаногенеза при сбраживании

Презентация: «Вклад биотехнологии в охрану окружающей среды». Автор: Наше Величество. Файл: «Вклад биотехнологии в охрану окружающей среды.ppsx». Размер zip-архива: 240 КБ.

Вклад биотехнологии в охрану окружающей среды

содержание презентации «Вклад биотехнологии в охрану окружающей среды.ppsx»
СлайдТекст
1 Вклад биотехнологии в охрану окружающей среды

Вклад биотехнологии в охрану окружающей среды

2 Экологические проблемы промышленной биотехнологии

Экологические проблемы промышленной биотехнологии

Экологические проблемы промышленной биотехнологии связаны с огромными технологическими выбросами воды и воздуха Экологическая опасность определяется присутствием в выбросах живых или убитых клеток микроорганизмов: живые клетки продуцентов могут изменить структуру экологических ниш в окружающей заводы почве, воде и т.д. и как результат – нарушить сообщества микроорганизмов. прямое или косвенное воздействие на человеческий организм, (обслуживающий персонал и окружающее население).

3 Общие показатели загрязненности сточных вод

Общие показатели загрязненности сточных вод

Под качеством воды понимают совокупность ее характеристик и свойств, обусловленных природой и концентрацией содержащихся в ней примесей. Общие показатели загрязненности - характеризуют общие свойства воды: органолептические, физико-химические, содержание нерастворимых примесей (взвешенных веществ или зольность), концентрацию растворенных веществ (общее содержание органических и неорганических примесей, «органический» углерод), перманганатную и дихроматную окисляемость (химическое потребление кислорода – ХПК), биохимическое потребление кислорода (БПК). Совокупность этих показателей позволяет оценить общее состояние сточных вод и предложить наиболее эффективный способ их очистки.

4 Определение органических загрязнений

Определение органических загрязнений

Химическое потребление кислорода (ХПК). дихроматный способ Методика основана на окислении веществ, присутствующих в сточных водах, 0,25 % раствором дихромата калия при кипячении пробы в течение 2 ч в 50 % (по объему) растворе серной кислоты. Для полноты окисления органических веществ применяется катализатор – сульфат серебра. Большинство органических соединений окисляются до воды и углекислого газа, (кроме: пиридина, бензола и его гомологов, нафталина). Биохимическое потребление кислорода (БПК). Измеряется количеством кислорода, которое расходуется микроорганизмами при аэробном биологическом разложении веществ, содержащихся в сточных водах при стандартных условиях за определенный интервал времени. Определение БПК требует применения специальной аппаратуры. Манометрический способ основан на измерении уменьшения давления в аппарате за счет потребления кислорода. Определение проводят в аппарате Варбурга или в специальном респираторе: в герметичный ферментер помещают аликвоту исследуемой сточной воды, засевают микроорганизмами, и в процессе культивирования регистрируют изменение количества кислорода (или кислорода воздуха), пошедшего на окисление присутствующих соединений. Кулонометрический способ более сложен в аппаратурном оформлении, основан на компенсации объема кислорода, потребленного микроорганизмами, за счет электролиза соответствующего количество воды, при этом объем выделившегося кислорода определяется по затратам электричества.

5 Определение органических загрязнений

Определение органических загрязнений

Для стандартизации условий проведения эксперимента: в зависимости от длительности культивирования различают биохимическое потребление кислорода за 5, 20 сут и полное окисление ( БПК5, БПК20, БПКп): БПК5 - для стоков, содержащих легкоусвояемые загрязнения – углеводы, низшие спирты. Для стоков химических производств БПКп. Кислые и щелочные стоки перед определением БПК нейтрализуют. Высококонцентрированные стоки перед анализом разбавляют, для предотвращения ингибирования Для определения БПК оптимально использование микрофлоры из уже работающих биологических систем, адаптированной к данному спектру загрязнений. Количество соответствует ее концентрации в работающих очистных сооружениях. Определение одного из показателей качества сточной воды (ХПК или БПК) не достаточно для оценки возможности ее биологической очистки.

6 Методы очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод

Целью очистки сточных вод является удаление из них взвешенных и растворенных органических и неорганических соединений до концентраций, не превышающих регламентированные (ПДК). В зависимости от характера загрязнений и их концентраций применяют различные способы очистки сточных вод: механические (отстаивание, фильтрация); механофизические (коагуляция, нейтрализация с последующим отстаиванием); физико-химические (ионный обмен, сорбция); Термические; биохимические методы Каждый из перечисленных способов имеет свои области применения, преимущества и недостатки, поэтому пользуются несколькими способами очистки.

7 Достоинства биохимической очистки сточных вод

Достоинства биохимической очистки сточных вод

Возможность удаления из сточной воды широкого спектра органических соединений; Самоподстраиваемость системы к изменению спектра и концентраций органических загрязнений; Простота аппаратурного оформления; Относительно невысокие эксплуатационными затратами.

8 Недостатки биохимической очистки сточных вод

Недостатки биохимической очистки сточных вод

Высокие капитальные затраты идущие на сооружение очистных систем; Необходимость строгого соблюдения технологических режимов очистки; Токсичность некоторых органических соединений для штаммов-деструкторов и биоценозов; Необходимость предварительно разбавления высококонцентрированных токсичных стоков, что приводит к увеличению потока сточной воды.

9 Способы биохимической очистки сточных вод

Способы биохимической очистки сточных вод

Аэробные

Анаэробные

Экстенсивные поля орошения, поля фильтрации, биопруды

Интенсивные Активный ил или биопленка в специальных сооружениях

10 Аэробные процессы биохимической очистки

Аэробные процессы биохимической очистки

экстенсивные основаны на использовании природных биоценозов водоемов и почвы; интенсивные основанные на деятельности активного ила или биопленки, т.е. естественно возникшего биоценоза, формирующегося на каждом конкретном производстве в зависимости от состава сточных вод и выбранного режима очистки. Формирование биоценоза – процесс достаточно длительный и идущий постоянно в ходе очистки сточной воды в промышленных аппаратах – аэротенках или биофильтрах.

11 Биоценоз активного ила

Биоценоз активного ила

Активный ил представляет собой темно-коричневые хлопья, размером до нескольких сотен микрометров; содержит 70 % живых микроорганизмов и 30 % твердые неорганические частицы. Живые организмы с твердым носителем образуют зооглей – симбиоз популяций микроорганизмов, покрытый общей слизистой оболочкой. зооглей формируется за счет флокуляции или адгезии клеток на поверхности носителя Соотношение капсульных и бескапсульных форм клеток в иле называется коэффициентом зооглейности kz. Состав: Actinomyces, Arthrobacter, Bacillus, Bacterium, Corynebacterium, Desulfotomaculum, Miсrоcoccus, Pseudomonаs, Sarcina и др. Pseudomonаs - окисляют спирты, жирные кислоты, парафины, ароматические углеводороды, углеводы и другие соединения. Bacterium (выделено более 30 видов) - осуществляют деградацию нефти, парафинов, нафтенов, фенолов, альдегидов и жирных кислот. Bacillus - алифатические углеводороды. Состав постоянен практически на протяжении всех очистных сооружений

12 Биоценоз активного ила

Биоценоз активного ила

В зависимости от состава очищаемой воды, та или иная группа бактерий может преобладать, а остальные становятся ее спутниками в составе биоценоза. На взаимоотношения микроорганизмов ила влияют и продукты биосинтеза различных групп: возможен не только симбиоз или антагонизм микроорганизмов, но также и взаимодействие их по принципу аменсализма, комменсализма, нейтрализма. Существенная роль в создании и функционировании биоценоза принадлежит простейшим. Функции простейших: регулируют видовой и возрастной состав микроорганизмов в активном иле (не принимают непосредственного участия в потреблении органических веществ), способствуют выходу значительного количества бактериальных экзоферментов участвующих в деструкции загрязнений (поглощают большое количество бактерий). В активных илах высокого качества на 1 млн. бактерий должно быть 10-15 простейших, это соотношение называется коэффициентом протозойности kp. Скорость биохимического окисления растет с увеличением с увеличением коэффициентов зооглейности и протозойности. Простейшие очень чувствительны к присутствию в сточных водах небольших концентраций фенола и формальдегида которые угнетают их развитие.

13 Факторы определяющие биоценоз активного ила

Факторы определяющие биоценоз активного ила

На формирование ценозов активного ила влияют: сезонные колебания температуры (ведущие к преобладанию психрофильных форм микроорганизмов в зимний период); обеспеченность кислородом; присутствие в сточных водах минеральных компонентов. Роль всех этих параметров при формировании активного ила обуславливает сложным и практически невоспроизводимым: даже для стоков, имеющих одинаковый состав, но возникающих в разных регионах, невозможно получить одинаковые биоценозы активного ила

14 Биоценоз активной пленки

Биоценоз активной пленки

Биоценоз в биофильтре. На поверхности загрузочного материала биофильтра образуется биологическая пленка: микроорганизмы прикрепляются к носителю и заполняют его поверхность. на разных уровнях биофильтра создаются количественно и качественно различные биоценозы, поскольку по мере прохождения сточной воды через биофильтр за счет предыдущего ценоза меняется состав воды, попадающей на следующий уровень: сначала потребляются более легкоусвояемые загрязнения, и развивается микрофлора, усваивающая эти соединения с большей скоростью сточная вода обогащается продуктами жизнедеятельности этого ценоза. по мере продвижения воды происходит потребление все более трудно усвояемых веществ и развиваются другие микроорганизмы, способные их усваивать. в нижней части биоценоза в большом количестве скапливаются простейшие, потребляющие биопленку, оторвавшуюся с носителя. такой биоценоз способен практически полностью извлечь из сточной воды все органические примеси.

15 Распределение микрофлоры в биофильтре при очистке сточных вод

Распределение микрофлоры в биофильтре при очистке сточных вод

гидролизного производства

- Дрожжи

16 Формирование биоценоза очистных сооружений

Формирование биоценоза очистных сооружений

В лабораторных условиях; С помощью активного ила с работающих очистных сооружений; На основе биоценозов местных водоемов; Создание и модификация штаммов-деструкторов Химические соединения Фенол, формальдегид и др. антисептики -денатурируют белки протоплазмы, разрушают клеточную стенку. Особенно токсичны соли тяжелых металлов, в следующем порядке: Sb ? Ag ? Cu ? Hg ? Co ? Ni ? Pb ? Cr ? Cd ? Zn ? Fe Отрицательное воздействие на развитие активного ила оказывает и повышенная концентрация неорганических солей в сточных водах.

17 Основные параметры биологической очистки

Основные параметры биологической очистки

температура, рН, концентрация растворенного О2, уровень перемешивания, концентрация и возраст циркулирующего в очистных системах активного ила, наличие в воде токсичных примесей.

18 Температура

Температура

При понижением температуры до 10-15 0С преобладают психрофильные микроорганизмы, снижается общее количество представителей микрофлоры и микрофауны Уменьшается скорость очистки снижается и флокулирующая способность микроорганизмов, что приводит к вымыванию активного ила из систем вторичных отстойников. можно уменьшить аэрирование сточных вод необходимо повысить концентрацию активного ила в сточных водах, и увеличить время пребывания сточных вод в системе очистки.

Большинство очистных сооружений аэробного типа работают под открытым небом и не предусматривают регулирования температуры. Изменение температуры зависит от времени года и климата в диапазоне от 2-5 до 25-35 0С.

При повышении температуры от 20 до 37 0С возрастает скорость и полнота очистки в 2-3 раза. преобладают мезофильные и термофильные микроорганизмы, возрастает очистки. Снижается растворимость кислорода в воде, необходимо усилить аэрацию.

19 рН

рН

оптимальный диапазон рН для систем биологической очистки от 5,5 до 8,5. рН как правило не регулируется, поскольку: объемы очищаемой воды очень большие; микроорганизмы способны к авторегулированию рН. Обычно используют сточные воды с различными значениями рН так, чтобы при смешении суммарное значение рН оказалось близкой к оптимуму.

20 Содержание кислорода

Содержание кислорода

оптимальное количество растворенного кислорода от 1 до 5 мг/л. 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 приводит: к снижению скорости роста ила и, следовательно, к снижению скорости очистки; к ухудшению потребления органических загрязнений; К накоплению продуктов жизнедеятельности микроорганизмов; к развитию нитчатых формы бактерий Sphaerotilus nataus, концентрация которых при нормальный работе очистных сооружений невелика

21 Конвекция (перемешивание)

Конвекция (перемешивание)

Этот процесс обеспечивает поддержание активного ила во взвешенном состоянии, создает благоприятные условия для массопереноса компонентов питания и кислорода

22 Биогенные элементы

Биогенные элементы

Кроме С микроорганизмам для нормального функционирования необходимы N и P, а также Mg, K, Na недостаток N и P резко снижает эффективность процесса очистки и приводит к накоплению нитчатых форм бактерий. Количество их, необходимое микроорганизмам для нормального функционирования, определяется видом органических соединений, присутствующих в сточных водах, его можно рассчитать теоретически. Mg, K, Na - как правило, присутствуют в сточных водах в достаточном количестве, при недостатке добавляют водорастворимые соли. В качестве добавок биогенных элементов при очистке производственных стоков используют фекальные сточные воды, содержащие N и P в большом избытке, при этом снижается концентрация синтетических органических загрязнений.

23 Доза и возраст активного ила

Доза и возраст активного ила

Возраст активного ила Т - время его рециркуляции в системе очистных сооружений, вычисляется формуле:

В обычных очистных сооружениях типа аэротенка текущая концентрация активного ила не превышает 2—4 г/л. Увеличение концентрации активного ила в сточной воде приводит к росту скорости очистки, но требует усиления аэрации. Чем меньше возраст активного ила тем эффективнее очистка воды «молодой» активный ил более рыхлый, имеет хлопья меньшего размера, с низким содержанием простейших; одновременно с этим осаждаемость «молодого» активного ила в системах вторичных отстойников несколько лучше.

V - объем аэратенка, м3; Хср - средняя концентрация активного ила, кг/м3; Qст - расход сточной воды, м3/ч; Wn - скорость прироста активного ила, кг/(м3ч).

24 Техническая реализация аэробных способов очистки

Техническая реализация аэробных способов очистки

Аэробный способ очистки сточной воды основан на использовании системы аппаратов аэротенк — вторичный отстойник. Выбор конкретной схемы определяется: расходом сточной воды, составом и концентрацией загрязнений, требованиями к качеству очищенной воды и т. п.

25 Аэротенк

Аэротенк

открытое железобетонное сооружение, через которое пропускается сточная вода, содержащая органические загрязнения и активный ил. Суспензия ила в сточной воде на протяжении всего времени нахождения в аэротенке подвергается аэрации воздухом. В зависимости от способа смешения суспензии активного ила с очищаемой водой и гидродинамического режима движения суспензии активного ила аэротенки делятся

26 Аэротенк-вытеснитель

Аэротенк-вытеснитель

свежая порция активного ила и очищаемая вода одновременно подаются в аппарат и далее происходит движение суспензии активного ила по аппарату в режиме, приближающемся к идеальному вытеснению. Развитие микроорганизмов в этом объеме определяется законами периодического роста. «+» полностью извлекаются все загрязнения. «-« длительно, сточная вода с низкими концентрациями (ХПК не более 200-400 мг/л);

27 Аэротенк-смеситель

Аэротенк-смеситель

активный ил и очищаемая сточная вода поступают по всей длине аппарата одновременно и в аппарате создается режим, близкий к полному смешению, одновременно из аппарата отводится суспензия активного ила. Развитие популяции микроорганизмов происходит как в хемостате все микрооргнизмы в фазе лимитированного роста;

28 Аэротенк сложного типа

Аэротенк сложного типа

На разных этапах очистки одновременно реализуются оба режима: смешения на первой стадии, вытеснения на второй.

29 Принципиальная схема очистных сооружений:

Принципиальная схема очистных сооружений:

1 — песколовки; 2 — усреднитель; 3 — первичные отстойники; 4 — аэротенк; 5 — вторич­ные отстойники; 6—биологические пруды; 7—осветление; 8—реагентная обработка

30 Схема аэробной биологической очистки

Схема аэробной биологической очистки

А) усреднение и осветление сточных вод от механических примесей (усреднители, песколовки, отстойники); б) аэробная биологическая очистка осветленных сточных вод (аэротенки, регенераторы активного ила, вторичные отстойники); в) доочистка сточных вод (биологические пруды, фильтровальные станции); г) обработка осадков (иловые площадки, сушилки, печи и т. Д.).

31 Окситенк - аппарат закрытого типа с принудительной аэрацией чистым О2

Окситенк - аппарат закрытого типа с принудительной аэрацией чистым О2

для интенсификации очистки

О2 перестает быть лимитирующим фактором процессов роста, увеличивается концентрация активного ила в аппарате Ускоряется ферментативная деструкция с участием экзоферментов, находящихся в слизистой оболочке клеток и хлопьев. «+» сокращением площадей систем водоочистки «-» усложнение аппаратурного оформления процесса

32 Биофильтр

Биофильтр

Биопленка представляет собой уникальны по качественному и количественному составу и различающийся в зависимости от места его нахождения консорциум микроорганизмов, иммобилизованный поверхности пористого носителя. нельзя проконтролировать содержание кислорода на каждом уровне биофильтра, поэтому нельзя с определенностью говорить о строго аэробном способе очистки. «+» формирование конкретного биоценоза на определенных этапах очистки приводит к полному удалению всех органических примесей. «- » нельзя использовать стоки с высоким содержанием органических примесей (начальное значение по ХПК не более 500—550 мг/л, т.к. можно уничтожить активную пленку); необходимо равномерно орошать поверхность биофильтра сточными водами, с постоянной скоростью; перед подачей на биофильтры сточные воды необходимо очистить от взвешенных частиц, т.к. забьются капиллярные каналы и произойдет заиливание.

33 Наполнитель биофильтра: керамику, щебень, гравий, керамзит,

Наполнитель биофильтра: керамику, щебень, гравий, керамзит,

металлический или полимерный материал с высокой пористостью. биофильтры подразделяются в зависимости от способа и вида загрузочного материала и от режима подачи жидкости. По режиму аэрации: с принудительной и естественной циркуляцией. В обоих случаях в биофильтрах наблюдается режим противотока воды, которая поступает сверху вниз, и воздуха, который поступает снизу вверх. Технологические схемы с использованием биофильтров мало отличаются от схем очистки с применением аэротенков, однако, оторвавшиеся частицы биопленки после отделения их во вторичном отстойнике не возвращаются обратно в биофильтр, а отводятся на иловые площадки.

34 Принцип вытеснения жидкости с одновременной фиксацией клеток

Принцип вытеснения жидкости с одновременной фиксацией клеток

микроорганизмов в иммобилизованном состоянии положен и в основу работы аэротенков-вытеснителей с применением стеклоершей. Стеклоерши погружают в аэрируемую воду и на их поверхности происходит накопление биоценоза активного ила, который как и в биофильтре, развивается на каждом участке ершей неодинаково и изменяется по количественному и качественному составу. «+» системы с иммобилизованными на стеклоершах клетками от биофильтров является возможность интенсификации аэрации. Это позволяет получать в биологических системах очистки биоценозы микроорганизмов, адаптированные именно к данному узкому спектру загрязнений, при этом скорость очистки и ее эффективность резко возрастают.

35 Экстенсивные способы очистки сточных вод

Экстенсивные способы очистки сточных вод

Пруды с искусственной или естественной аэрацией также под воздействием биоценоза активного ила происходит окисление органических примесей. Состав определяется глубиной нахождения данной группы микроорганизмов: в верхних слоях - аэробные культуры, в придонных слоях - факультативные аэробы и анаэробы, способные осуществлять процессы метанового брожения или восстановление сульфатов. Chlorella, Scenedesmus, Ankistrodesmus, эвгленовые, вольвоксовые - насыщают воду О2 за счет фотосинтеза; микро и макрофауна: простейшие, черви, коловратки, насекомые и другие организмы. В биопрудах осуществляется: доочистка стоков после очистных сооружений, когда остающиеся примеси осложняют процесс дальнейшей утилизации вод -это позволяет практически полностью удалять остаточные количества многих соединений. полная очистка, качество очистки воды и в этом случае очень высоко; хорошо удаляются нефтепродукты, фенолы и другие органические соединения из воды. «-» полная неуправляемость процесса, низкая скорость окисления органических соединений, время пребывания воды в биологических прудах несколько суток, занимают огромные площади.

36 Поля фильтрации - служат только для целей очистки, на них подается

Поля фильтрации - служат только для целей очистки, на них подается

максимально возможное количество жидкости. Поля орошения - предназначены для выращивания сельскохозяйственных культур, и вода на них подается по мере необходимости. Процесс самоочищения воды осуществляется за счет жизнедеятельности почвенных организмов — бактерий, грибов, водорослей, простейших, червей и членистоногих; Состав почвенного биоценоза определяется структурой почвы, т.к. на поверхности почвенных комочков образуется биопленка. О2 проникает в почву на 20—30 см, поэтому самая интенсивная минерализация органики происходит в поверхностных слоях. Существенную роль в процессах очистки сточных вод на полях фильтрации и орошения играют нитрифицирующие бактерии. В летний период на 1 га площади образуется до 70 кг нитратов, которые с током жидкости поступают в нижние горизонты, где господствуют анаэробные условия. Кислород нитратов у денитрифицирующих бактерий идет на окисление сохранившихся в воде органических соединений.

37 Анаэробные процессы переработки отходов

Анаэробные процессы переработки отходов

Анаэробные способы очистки применяются для сбраживания высококонцентрированных стоков и осадков, содержащих большое количество органических веществ. Процессы брожения осуществляются в специальных аппаратах — метантенках. Процесс брожения состоит из двух стадий — кислой и метановой. Каждая из этих стадий осуществляется определенной группой микроорганизмов: кислая — органотрофами, метановая — литотрофами. Обе группы присутствуют в метантенке одновременно, поэтому кислото- и газообразование протекают параллельно. В нормально работающем метантенке появляющиеся при кислом брожении продукты успевают переработаться бактериями второй фазы, и в целом процесс протекает в щелочной среде.

38 Формирование микрофлоры происходит за счет микроорганизмов, попавших

Формирование микрофлоры происходит за счет микроорганизмов, попавших

вместе со сточными водами или осадком. Состав биоценозов метантенков беднее аэробных биоценозов первую стадию (кислотообразования) осуществляют: Вас. cereus, Вас. megaterium. Вас. subtilis, Ps. aeruginosa, Sarcina. Наряду с облигатными анаэробами в метантенке могут встречаться и факультативные анаэробы. Общее количество бактерий в осадке колеблется от 1 до 15 мг/мл. Конечным продуктом процесса брожения этой группы микроорганизмов являются низшие жирные кислоты, СО2, +NH4,, H2S. вторую стадию (метанообразования) осуществляют строгие анаэробы метанобразующие бактерии - Methanococcus, Methanosarcina, Methanobacterium. В результате жизнедеятельности биоценоза метантенка происходит снижение концентрации органических загрязнений в отходах или сточных водах с одновременным образованием биогаза. В состав биогаза входят СН4 и С02. при распаде 1 г жиров образуется 1200 мл газа (в %): СН4-68, С02-32. при распаде 1 г углеводов образуется 800 мл газа (в %): СН4-50, СО2-50. предел сбраживания: жиры - 70%, углеводы - 62,5%, дальнейшее разложение органического вещества не приводит к образованию биогаза.

39 Особенности процессов анаэробной очистки

Особенности процессов анаэробной очистки

Концентрация токсичных компонентов не должна ингибировать процессы брожения. Конвекция - 3 - 5 об/мин. Температура мезофильный режим(30—35°С) термофильный режимы (50—60°С) - скорость распада органических соединений увеличивается, возрастает доза суточной загрузки в метантенк. «-» как и всякий анаэробный процесс, практически неуправляем низкая скорость, расход энергии, потребляемой клеткой на биосинтез, практически постоянен как в аэробных, так и в анаэробных условиях.

40 Метантенк -

Метантенк -

С осадком из метантенка удаляется и часть имеющихся в нем микроорганизмов, что ведет к увеличению времени сбраживания следующей порции. Обеспечение задержки клеток в объеме аппарата при его разгрузке позволяет значительно интенсифицировать процесс и увеличить выход газа. назначение: для сбраживания осадков, избыточного активного ила, в качестве первой ступени очистки высококонцентрированных стоков, с последующей их аэробной доочисткой.

Строго герметичный ферментер объемом до нескольких кубических метров с перемешиванием и рубашкой для обогрева, оборудован газоотделителями с противопламенными ловушками, работает в периодическом режиме загрузки отходов или сточных вод с постоянным отбором биогаза и выгрузкой твердого осадка по мере завершения процесса.

41 В целом, активное использование метаногенеза при сбраживании

В целом, активное использование метаногенеза при сбраживании

органических отходов является, одним из наиболее перспективных путей совместного решения экологических и энергетических проблем, который позволяет, например, агропромышленным комплексам перейти на практически полностью самостоятельное энергоснабжение.

«Вклад биотехнологии в охрану окружающей среды»
http://900igr.net/prezentacija/biologija/vklad-biotekhnologii-v-okhranu-okruzhajuschej-sredy-81197.html
cсылка на страницу

Генная инженерия

3 презентации о генной инженерии
Урок

Биология

136 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по биологии > Генная инженерия > Вклад биотехнологии в охрану окружающей среды