Общая направленность аэробных процессов 1. Окисление органических веществ в процессе энергетического обмена. 2. Синтез биомассы клеток микроорганизмов в процессе конструктивного обмена. 3. 3. Окисление органических веществ, входящих в состав клеток микроорганизмов. Микроорганизмы активного ила и биопленки В аэротенках происходит биологическая очистка осветленных вод после первичных отстойников от загрязняющих веществ. Данный процесс происходит при непосредственном контакте сточных вод с организмами активного ила в присутствии растворенного кислорода. Окисление органических загрязняющих веществ в аэротенках происходит за счет жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, образующих хлопьевидные скопления – активный ил. Активный ил – это искусственно выращиваемый биоценоз при аэрации осветленных сточных вод, населенный бактериями, простейшими и многоклеточными животными, которые трансформируют загрязняющие вещества и очищают сточные воды в результате впитывания, окисления, поедания.
Активный ил представляет собой частицы органических веществ, населенные различными группами микроорганизмов – аэробов и факультативных анаэробов. Аэрация воды способствует созданию оптимальных условий для их жизнедеятельности и интенсификации процессов окисления органических веществ. Состав активного ила определяется природой органических примесей и поэтому может изменяться качественно и количественно. Основными представителями биоценозов активного ила являются бактерии. В активном иле встречаются все морфологические группы бактерий. Бактерии в процессе очистки воды образуют слизистые скопления – зооглеи, которые характерны для хорошо сформированного активного ила. Кроме бактерий в активном иле развиваются грибы и ила актиномицеты. Микрофауна активного ила представлена разнообразными группами простейших (жгутиковыми, саркодовыми, инфузориями), коловратками, встречаются малощетинковые черви (олигохеты), реже – водные клещи. Представители микрофауны очень чувствительны к концентрации органических соединений, количеству растворенного кислорода, наличию токсичных соединений.
Характеристика активного ила Способность активного ила к осаждению характеризуется иловым индексом. Иловый индекс – это объем, занимаемый одним граммом активного ила за 30 минут отстаивания в литровом цилиндре. условно принято считать для очистных сооружений искусственной биологической очистки оптимальными значения илового индекса от 90 до 120 см 3/г Запах ила должен быть болотный, без преобладания запаха каких-либо химических веществ. Биохимические процессы разложения органических веществ в биофильтре осуществляются микроорганизмами биологической пленки Толщина слоя биоплёнки биофильтра обычно не превышает 3 мм. Биопленка биофильтра — сложный биоценоз, представленный микроорганизмами разных систематических групп — бактериями, простейшими, грибами, водорослями, некоторыми многоклеточными животными (коловратки, черви, личинки насекомых, водные клещи, низшие ракообразные).
В биопленке более широко представлены зеленые, сине-зеленые и диатомовые водоросли, а также грибы, черви, личинки насекомых. Для биопленки характерна смена биоценозов по высоте загрузки биофильтров. В верхних слоях встречается большое количество нитчатых бактерий, водорослей, грибов, из простейших – бесцветные жгутиковые. В средних слоях количество этих микроорганизмов уменьшается и на смену им приходят брюхо- и кругоресничные инфузории. Нижние слои характеризуются большим видовым разнообразием организмов при малой их численности и небольшом количестве биомассы. Представители биоценозов биопленки связаны между собой пищевыми отношениями. Низшее звено или первый трофический уровень в цепи питания составляют гетеротрофные бактерии, грибы, простейшие; второй — голозойиые простейшие, питающиеся бактериями; третий — многоклеточные организмы. На поверхности и в объеме биопленки биофильтра параллельно осуществляются процессы: изъятия веществ, находящихся в нерастворенном и растворенном состоянии; биодеградации органических загрязнений.
Нормальный ход биохимических процессов окисления обеспечивается за счет диффузии кислорода в жидкую фазу, а затем в клетку. По толщине слоя биопленки различают зоны благоприятного (верхний слой) и неблагоприятного (нижний слой) кислородного режимов, в которых преимущественно развиваются соответственно аэробные и анаэробные микроорганизмы.
Биологическое окисление. Типы дыхания. Процессы дыхания, в которых акцептором водорода или электронов является молекулярный кислород, называются аэробными. Если акцептором являются другие соединения, то такой тип дыхания называется анаэробным. Соответственно выделяют две группы микроорганизмов: аэробы, которым для дыхания необходим кислород (к ним относятся бактерии-нитрификаторы, железо- и серобактерии, водоросли, грибы, простейшие, коловратки), и анаэробы, развивающиеся в отсутствие кислорода. При аэробном дыхании образуются конечные продукты распада – СО 2 и Н 2 О (полное окисление). Если окисление органических веществ проходит не до конца – это неполное окисление. При анаэробном дыхании разложение органического вещества останавливается на одной из промежуточных стадий.
Аэробное дыхание является сложным процессом, включающим ферментативные окислительно-восстановительные реакции, заканчивающиеся передачей водорода кислороду. Аэробное дыхание включает в себя две фазы: 1)цикл реакций, в которых субстрат окисляется до СО 2, а атомы водорода передаются восстанавливаемым соединениям; 2)передача водорода кислороду. Суммарно для пировиноградной кислоты: СН 3 –СО-СООН + 2 Н 2 О → СО 2 + 8 Н+. Эти процессы сопряжены с синтезом АТФ. При аэробном дыхании выделяется значительно больше энергии, чем при анаэробном. 4
8
Закономерности развития культуры микроорганизмов Кривая активного роста культуры микроорганизмов I – лаг-фаза; II – фаза ускоренного роста; III – фаза логарифмического роста; IV – фаза замедленного роста; V – стационарная фаза; VI – фаза отмирания.
Окисление органических веществ в аэробных условиях Аэробное дыхание является сложным процессом, включающим ферментативные окислительно-восстановительные реакции, заканчивающиеся передачей водорода кислороду. Аэробное дыхание включает в себя две фазы: 1)цикл реакций, в которых субстрат окисляется до СО 2, а атомы водорода передаются восстанавливаемым соединениям; 2)передача водорода кислороду. Суммарно для пировиноградной кислоты: СН 3 –СО-СООН + 2 Н 2 О → СО 2 + 8 Н+. Эти процессы сопряжены с синтезом АТФ. При аэробном дыхании выделяется значительно больше энергии, чем при анаэробном. 9
Скачать презентацию Общая направленность аэробных процессов 1 Окисление органических веществ
LK_MB_3.ppt