ТЕОРЕТИЧНІ АСПЕКТИ ПЕРЕРОБКИ ОРГАНОВМІСНИХ ДЖЕРЕЛ БІОМАСИ
Біологічна обробка органовмісних відходів є широко застосовуваним методом очищення стічних вод та утилізації осадів очисних споруд в аеротенках (рисунок 2.1) через свою ефективність та простоту реалізації в промислових умовах. Біологічне окислення органічних відходів здійснюється спільнотою мікроорганізмів (біоценозом), що включає безліч різних бактерій, які вперше були відкриті Антони ван Левенгук (Antoni van Leeuwenhoek — голландський натураліст, конструктор мікроскопів, основоположник наукової мікроскопії, член Лондонського королівського товариства, який досліджував за допомогою своїх мікроскопів структуру різних форм живої матерії, рисунок 2.2). Найпростіші та ряд більш високоорга — нізованих організмів (водоростей, грибів і т. д.), пов’язані між собою в єдиний комплекс складними взаємовідносинами (метабіозе, симбіози й антагонізму). Найголовніша роль у цьому співтоваристві належить бактеріям, кількість яких варіюється від 106 до 1014 клітин на 1 г сухої біомаси. При цьому кількість родів бактерій може досягати 5… 10, а видів — декількох десятків і навіть сотень [62-66].
|
Рисунок 2.1— Загальний вигляд аеротенку |
|
Рисунок 2.2 — Фотографія Ан тона Левенгука В даний час для біологічного очищення стічних вод широко використовуються два типи біологічних процесів: — аеробні процеси, в яких мікроорганізми використовують кисень, розчинений у стічних водах; — анаеробні процеси, в яких мікроорганізми не мають доступу’ ні до розчиненого кисню, ні до інших, кращим у енергетичному відношенні акцептором електронів, таким як нгірат-іони. Ці два процеси протікають у біореакторах, лабораторний вигляд якого показаний на рис. 2.3 у присутності тепла, що є обов’язковою причиною утворення метану. |
|
Рисунок 2.3 — Загальний вигляд лабораторного біореакгору |
Проміжними між цими двома процесами являються аноксичні процеси, що здійснюють при практичній відсутності (нестачі) роз-
чиненого кисню і наявності нітратного (і частково нітритного) кисню. У присутності кисню та органічних речовин метаболізм в процесі життєдіяльності аеробних мікроорганізмів тваринної клітки (рисунок 2.4 а) може бути вельми різний, залежно від умов середовища, але він відповідає, в кінцевому рахунку, комбінаціям кисню з вуглецем та азотом при утворенні СО2, NO3 і Н20, рисунок 2.4 б.
 |
а)
У тому разі, коли в середовищі відсутній розчинений кисень (в умовах анаеробіозу), метаболізм здійснюється вже іншими видами мікроорганізмів, здатними виживати за таких умов і використовувати як акцептора електронів вуглець, що входить до складу органічних молекул.