Процесс биологический

Затруднения, вызываемые синтетическими ПАВ в определенных концентрациях при осуществлении процессов биологического окисления, обусловили необходимость предварительного извлечения ПАВ из промышленных сточ ных вод перед биохимической очисткой. В существующих методах очистки сточных вод от ПАВ используют в основном следующие процессы деструктивное разрушение, ионный обмен, адсорбцию на активных углях или на инертных материалах и природных сорбентах, коагуляцию с добавлением различных коагулянтов, экстракцию, осаждение с помощью химических реагентов. Анализ существующих методов очистки производственных сточных вод от ПАВ свидетельствует об их сложности и высокой стоимости [209]. [c.320]

В процессе биологической очистки в отличие от большинства процессов биосинтеза, где преобладает монокультура, участвуют различные группы организмов, формирующие структуру биоценоза активного ила, куда могут входить гетеротрофные и автотрофные нитрифицирующие бактерии, сапрозойные простейшие, а также инфузории, коловратки и черви. В процессе биологической очистки структура биоценоза активного ила меняется в зависимости от условий развития и взаимоотношения различных групп, определяемых наличием питательного субстрата, условиями аэрации и продолжительностью очистки. Основным фазам роста ила при утилизации органического субстрата соответствует последовательное изменение биоценоза от микроорганизмов с сапрозойиым способом питания до организмов-хищников. По мере снижения концентрации органических веществ в сточной воде происходит отмирание бактерий и их потребление голозойными простейшими, количество которых увеличивается. Далее, ио мере истощения субстрата простейшие становятся нищей для хищных инфузорий, коловраток н червей [11]. Характер изменения численности особей по отдельным группам иллюстрирует график на рис.-4.18. [c.219]

Важнейший процесс биологического окисления, а именно перенос электронов и протонов с окисляемого субстрата на кислород, осуществляемый в тканях при помощи строго определенного ряда промежуточных ферментов-переносчиков, также представляет собой цепь окислительно-восстановительных процессов. Каждое звено этой цепи соответствует той или иной редокс-системе, характеризующейся определенным редокс-потенциалом [c.55]

В микробиологии под термином дыхание подразумевается биологическое окисление, сопровождающееся выделением энергии. Любой процесс биологического окисления в бактериальной клетке представляет собой модификацию химических реакций одного из следующих типов [c.261]

Напряженность биохимических процессов, как и химических, находится в прямой за висимости от температуры. При увеличении температуры на 10° скорость биохимических шроцессов увеличивается в 2—3 раза. Но в отличие от химических процессов биологические требуют очень медленного изменения температуры, для того чтобы живые организмы могли привыкнуть (адаптироваться) к этим изменениям. Резкие изменения температуры могут вызвать гибель полезных микроорганизмов. При очень низких температурах многие микробы переходят в стадию скрытой жизненности (анабиоза), т. е. потенциально возможного возв рата к активной жизни. Микробы выдерживают температуру —190° С, но перемежающиеся замораживание и оттаивание действуют на бактерии губительно. Как правило, высокая температура убивает больщую часть микробов. Споры бактерий погибают при температуре 120° С и давлении [c.285]

Использование свободной энергии, освобождающейся в химических реакциях, для осуществления других, сопряженных с первыми процессов, имеет исключительно важное значение в биологических системах. Процессы биологического окисления являются источником свободной энергии для осуществления синтеза ряда важнейших компонент клетки, в частности, белков, идущего с увеличением свободной энергии. [c.239]

Окисление ароматического кольца тирозина дает дигидроксипроизводное, которое затем подвергается модификации. При комбинации этих двух тирозинпроизводных фрагментов получается папаверин (алкалоид, являющийся мышечным релаксантом и не обладающий анальгезирующим действием) и морфин. Тебаин и кодеин образуются как промежуточные соединения в процессе биологического синтеза морфина. [c.363]

Клетка. Основу биотехнологической системы составляют процессы микробиологического синтеза, направленные на получение разнообразных целевых продуктов биосинтеза — белков, аминокислот, липидов и др. Важную роль играют также процессы биологической очистки, направленные на утилизацию органических и неорганических соединений растущими на данном субстрате микроорганизмами. Индустриальное использование процессов культивирования микроорганизмов связано со способностью клеток в определенных условиях окружающей среды расти и размно- [c.7]

Рис. 1.3. Схема основных процессов биологического окисления

Вода обеспечивает всасывание и механическое передвижение питательных веществ, продуктов обмена в организме, является прекрасным растворителем. Вода, участвуя в процессах набухания, осмоса и др., создает определенную величину онкотического давления в крови и тканях. Высокие теплоемкость, теплопроводность и удельная теплота испарения воды способствуют поддержанию температуры у теплокровных животных. Являясь высокополярным соединением, вода вызывает диссоциацию электролитов, принимает непосредственное участие в гидролитическом распаде веществ, реакциях гидратации и во многих других физико-химических процессах. Образование в организме воды как конечного продукта обмена в результате процессов биологического окисления сопровождается выделением большого количества энергии — около 57 ккал на 1 моль воды, что равно тепловому эффекту сгорания водорода [c.22]

В последнее время исследования показали, что некоторые биологические процессы также протекают по типу цепных реакций, в частности процессы биологического окисления. [c.152]

Есть основания предполагать, что некоторые биохимические процессы протекают также по типу цепных реакций так, например, процессы биологического окисления и др. [c.93]

Для очистки сточных вод химических и пищевых предприятий применяют фильтры, в которых шлаковая или гравийная основа заменена решетками из поливинилхлорида. Производительность фильтров при этом увеличивается в 7—10 раз и отпадает необходимость в предварительном охлаждении воды перед фильтрацией. Фильтр собирается из сотообразных элементов (ячеек) размерами 0,6X0,6X1,22 м 1 такой фильтрующей насадки имеет поверхность 150 м , что позволяет ускорить процесс биологического окисления сточной воды. [c.84]

Показанная возможность разложения такого токсичного субстрата, как фенол, микроорганизмами, адаптированными к окислительному стрессу, и без накопления продуктов, ингибирующих процесс биологическою разложения создает базу для разработки замкнутых систем биологического окисления, сопряженного с процессами, индуцированными агрессивными химическими окислителями. Такие системы прежде всего могут наши применение при обезвреживании стоков с высокой концентрацией органических зафязнений, в частности, фенолов и их производных, других ароматических соединений. Процесс дает возможность интенсифицировать биодеструкцию и минимизировать количество вторичных отходов и остаточного загрязнения, поступающих в окружающую среду со стадии биологической переработки. [c.239]

Аэробными называются процессы биологического разложения органических примесей сточных вод, происходящие с участием кислорода воздуха, а анаэробными — без участия кислорода. [c.245]

Основные закономерности процесса биологической очистки [c.218]

Поскольку циклизация пероксидного радикала занимает важное место в процессах биологического окисления, то для объяснения механизма реакции были использованы простые органические модели. Такие модельные исследования помогают химикам также понять общие принципы активности радикалов. [c.328]

Гюнтер Л. И. Некоторые микробиологические и биохимические закономерности процесса биологической очистки сточных вод. ЖВХО им, Менделеева, [c.274]

Процессы биологического разрушения загрязнений происходят как в открытых акваториях, так и в грунтовых водах и почвах как в аэробных, так и анаэробных условиях. Разрушение происходит под действием микроорганизмов, в результате поглощения зоопланктоном, усвоения морскими животными. Полное биоразложение под действием микроорганизмов в естественных условиях протекает весьма медленно — от 10—25 лет до нескольких столетий. [c.81]

Для ускорения окислительных процессов биологические пруды оборудуют аэрирующими устройствами, что повышает их производительность по очистке сточных вод в 5—10 раз. [c.404]

Молекулярная структура кислородиереносящих белков удивительна в процессе биологической эволюции природа создала несколько типов молекул для переноса кислорода. Все они ярко окрашены. Кислородпереносящие белки можно разделить на три больших семейства гемоглобин, хорошо знакомое красное вещество в крови человека и многих других животных гемоцианин, голубой пигмент в крови многих моллюсков и членистоногих гемэритрин , белок вишневого цвета в физиологических л<идко-стях организмов некоторых мелких беспозвоночных. Все они относятся к металлопротеинам. Гемоглобины содержат железо в составе гема гемоцианины имеют в активных центрах два атома меди (разд. 6.5), а гемэритрипы — два атома железа. Гемоглобин— это красный белок красных кровяных телец, который переносит кислород из легких к тканям иа долю гемоглобина крови приходится примерно три четверти содержания железа в человеческом теле [232]. [c.359]

Представление об основных биохимических процессах, происходящих в клетках, на примере сапрофитных микроорганизмов с аэробным типом питания [2], дает упрощенная схема метаболизма на рис. 1.2. Даже в таком упрощенном виде схема позволяет оценить многообразие и сложность внутриклеточных процессов, насчитывающих несколько тысяч реакций, в результате которых синтезируются клеточные вещества. Математическое описание всей совокупности данных реакций и использование такой модели для практических целей представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Наряду с микробиологическими процессами, направленными на образование биомассы микроорганизмов или ценных продуктов клеточного метаболизма большую роль в БТС занимают процессы биологической очистки, протекающие с участием бактериальных клеток по следующей трофической схеме органические загрязнениям бактерии-> простейшие. В процессе биологической очистки сточных вод, содержащих органические и минеральные вещества, формируется биоценоз активного ила, включающий бактерии, простейшие и многоклеточные организмы. В процессе потребления органических загрязнений происходит интенсивный рост бактерий и ферментативное окисление органических веществ. По мере удаления из среды питательных веществ происходит эндоген- [c.10]

Ниже мы рассмотрим закономерности биохимической кинетики применительно к моделированию процессов биологической очистки сточных вод и разработке моделей трансформации органических веществ в водных экосистемах. Принципы моделирования и расчета биохимических реакторов изложены в [54]. Биохимический процесс окисления кислородом органических веществ в сточных водах осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антогонизма). [c.146]

Поскольку в процессе биодеградации происходит исчезновение главным образом реликтовых углеводородов, то особо следует обсудить неизменность состава стеранов и гопанов в этих условиях. По этому вопросу в литературе пока еще нет единого мнения. Ясно только одно, что углеводороды эти достаточно устойчивы к биологическому воздействию. Так, в работах [16, 20, 22] было найдено, что стераны и гопаны в процессе биологического воздействия не меняются и что молекулярно-массовое распределение этих углеводородов в нефтях различного химического типа может служить дополнительным критерием генетического единства данных нефтей. С другой стороны, Зейферт на основании геохимических исследований природных нефтей утверждал [25], что стераны и гопаны подвержены биологическим воздействиям. В одном из докладов состоявшегося в 1981 г. 10-го Международного конгресса по органической геохимии показано, что существуют особо активные культуры микроорганизмов, которые уничтожают также стераны и гопаны [27]. [c.245]

Как известно, из двух главных структурообразующих факторов (ненаправленные силы межмолекулярного взаимодействия, отличающиеся дальнодействием, и направленные короткодействующие межатомные связи) первый представляет собой кристаллообразующее начало, обусловливающее плотную укладку структурных единиц в симметричные периодические структуры, отвечающие минимуму свободной энергии второй ответствен за строение самих структурных единиц, а для твердых атомных соединений — и за порядок их соединения в структуре соответствующих твердых веществ, например полимеров. Подчеркнем, что речь должна идти именно о порядке сборки структурных единиц, что беспорядочное строение аморфных веществ — не фатальная необходимость, а лишь следствие того, что природа не позаботилась вложить во все процессы отвердевания механизмы, примиряющие конкуренцию различных структурообразующих факторов. Но мы знаем, что существуют и такие процессы, в которых действие различных структурообразующих факторов определенным образом направлено в сторону образования регулярных, хотя часто и непериодических структур. Это процессы биологического синтеза. Известно, что в таких процессах действует программирующее устройство — матрица, по структуре которой строятся сложнейшие полимеры, и притом, как правило, с совершенной воспроизводимостью. [c.158]

Не исключена особая роль ЭРК в процессах биологической эволюции живого вещества. ДНК увеличивает разнообразие, выраженное изменением нуклеатидов, отсюда следует мутация и возникновение новых видов В изолированной экологической системе ЭРК живых компонентов постоянно или увеличивается. Уменьшение биологического разнообразия одних форм (например, вь сших животных и растений) обязательно компенсируется возникновением других, например низших форм. ЭРК имеет небольшие значения и имеет смысл только в пределах одной фи- [c.21]

В настоящее время к очистке предъявляются все большие требования. Это приводит к созданию высокоэффективных методов физико-химичесг ой очистки, к интенсификации процессов биологической очистки, к разработке технологических схем с сочетанием механических, физико-химических и биологических способов очистки и к повторному использованию очищенных вод в технологических процессах. [c.232]

Этот процесс сопровождается уменьн1ением изобарного потенциала и служит универсальным источником эиергии для осуществления множества разнообразных химических процессов в клетке. В то же время процессы биологического окисления, являющиеся первичным источником энергии клеток, проходят сопряжепио с обратной реакцией — присоединением остатка фосфорной кислоты к аденозиндифосфориой кислоте с образованием АТФ, которая, естественно, сопровождается увеличением изобарного потенциала. [c.251]

Большую роль адсорбционные явления играют в процессе биологической очистки сточных вод. В любом очистном сооружении — на полях орошения, полях фильтрации, на биофильтрах, биоокислителях, в аэротенках и метантенках — первым этапом очистки является адсорбция загрязняющего воду вещества активным илом, активной пленкой или септическим илом. И только вторым этапом является его разрушение (минерализация). [c.99]

В организмах растений и животных происходят процессы биологической концентрации радиоактивных веществ, которые могут быть переданы по трофической цепи человеку как потребителю рыбгл. Эти вещества могут ко1щентрироваться мелкими организмами, а затем, попадая к другим животным, хищникам, где образуются опасные концентрации. Радиоактивность некоторых планктонических организмов превышает в 1000 раз радиоактивность воды. Некоторые пресноводные рыбы, представляющие собой одно из высших звеньев цепи питания, в 20—30 тыс. раз радиоактивнее воды, в которой они живут. При отмирании организмов происходит вторичное зара-л<ение воды радиоактивностью. [c.210]

На примере деструкции фенола рассматривается возможность совершенствования процесса обезвреживания токсичных стоков ксенобиотиков с использованием гибридной системы очистки с совмещением процесса химического и биологического окисления по месту и времени. Показана возможность биологического окисления токсичных веществ в виде высококонцентрированных стоков в условиях замкнутой системы. Процесс реализуется с использованием микробного ценоза, преадаптированного к окислительному стрессу в периодическом режиме с подпиткой концентрированным субстратом. Полученные показатели в 2-3 раза (по скорости окисления) и в 10-20 раз (по количеству суммарно окисленного фенола в среде биологического культивирования) превышают величины, реализуемые в традиционных процессах биологического окисления. Обнаруженное явление роста преадаптированной к окислительному стрессу популяции микроорганизмов без накопления токсичных продуктов метаболизма позволяет создавать малоотходные высокопроизводительные системы культивирования микроорганизмов и биологической очистки и обезвреживания высококонцентрированпых стоков. [c.227]

Рис. 4. Изменение параметров процесса биологического окисления консорциумом микроорганизмов при pH = 7,0 в режиме хемостата при добавлении Н2О2 (1 - оптическая плотность, 2 - концентрация фенола, г/л, 3 - скорость протока, ч )

Синтез клеточной массы в процессе биологической очистки про-сходит с использованием органических веществ загрязнений как троительного материала и энергии, выделяемой при реакции кисления органического вещества. Часть энергии выделяется акже в процессе эндогенного окисления клеточного вещества, ходе которого клетки разрушаются [21]. Таким образом, имеет [есто сложная система взаимосвязанных процессов, физической транспорт питательных веществ), химической (химические реак-ии) и биохимической природы (ферментативные реакции), что ллюстрирует схема на рис. 1.3. [c.11]

Практическое применение кинетической модели со сложной трофической структурой связей целесообразно, например, при детальном анализе кинетики роста микроорганизмов активного ила в процессах биологической очистки сточных вод. Так, сложные трофические связи биоценоза активного ила характеризуются взаимодействием гетеротрофных бактерий ( жертва ) и сапрозой-ных простейших ( хищник ), инфузорий и коловраток, питающихся бактериями и простейшими, а также хищных коловраток и червей, питающихся голозойными инфузориями [13]. [c.60]

Стехиометрические балансовые уравнения процесса биологической очистки формально описывают сложные и взаимосвязанные этапы взаимодействия органического субстрата с микроорганиз- [c.219]

Сточные воды, поступающие на биологическую очистку, имеют сложный многокомпонентный состав органических веществ и характеризуются некоторым усредненным значением БПК или ХПК на единицу объема среды. Например, для гидролизно-дрожжевых предприятий указанные значения составляют БПК5 = 2400 мг/л, БПКиолн = 3300 мг/л, ХПК = 4900 мг/л. В процессе биологической очистки сточных вод органические вещества используются микроорганизмами в качестве субстрата для роста клеток и образования биомассы. [c.223]

В настоящее время наметилось три направления разработки математических моделей для описания кинетики процесса биологической очистки. Первое направление связано с применением для описания опытных данных простых моделей, аналогичных уравнениям кинетики нулевого, первого или п-го порядков. На этой основе разработаны известные в практике биологической очистки модели Гаррета и Сойера и Экхенфельдера [4]. Согласно данным моделям процесс роста микроорганизмов имеет две характерные фазы в первой рост клеток не зависит от концентрации субстрата, так как его величина превышает лимитирующее значение, во второй скорость роста клеток активного ила снижается по мере утилизации субстрата. Систе.ма уравнен имеет вид [c.224]

Экспериментально показана эффективность применения данной модели для описания процесса биологической очистки [11]. Так, сравнительная статистическая оценка моделей Герберта (I), Иерусалимского (II) и Кенела (III) составила дисперсия адекватности— 1—0,12 11 — 0,091 111 —0,055 разброс значений коэффициентов — I — 14—31 % 11 — 8—22% III — 0,7—1,8,7о Дальнейшим развитием этого направления являются модели трехфазного биоценоза, модели типа хищник — жертва [19]. [c.226]

Остановимся далее на другой характерной биологической особенности активного ила, связанной с образованием крупномасштабных частиц — хлопьев активного ила. Наличие хлопьев, внутри которых перенос веществ осуществляется за счет молекулярной диффузии, в большинстве практических случаев определяет лимитирующую фазу процесса биологической очистки. Так, при дефиците кислорода внутри хлопьев ила происходит снижение скорости развития бактерий, образование анаэробных, нитчатых форм, что приводит к резкому изменению качества ила, его вспуханию . Размер и структура хлопьев активного ила зависят от многих факторов, включая физиолого-биохимические характеристики ила, условия его агрегации и флокуляции, а также режима перемешпвания и аэрации среды. Турбулизация среды способствует разрушению хлопьев, что, с одной стороны, улучшает условия транспорта кислорода и субстрата к клеткам, а с другой,— ухудшает условия седиментации ила, способствует увеличению илового индекса и снижает качество биоочистки. Указанное противоречие можно преодолеть введением после стадии аэрирования стадии флокуляции, обеспечивающей образование хлопьев активного ила перед подачей его в отстойник. Устойчивый в турбулентном потоке размер хлопьев будет соответствовать масштабу турбулентности 1-а [c.226]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология