Потенциальные проблемы

Чрезмерные отходы приготовления масла и смазок может привести к блокировке впускных стоков. Масла и смазки зачастую ухудшают и могут вызывать проблемы с запахом и трудности с периодическим выходом отходов. Промывка небиодеградируемых предметов, таких как окурки и средства гигиены, таких как гигиенические прокладки, тампоны и ватные палочки /тампоны быстро заполняют или забивают септик; эти материалы не должны быть утилизироваться так. Выброс такого мусора, утилизация пищевых отходов может вызвать быструю перегрузку системы и привести к преждевременному выходу из строя. Некоторые химические вещества могут повредить компоненты септика, особенно пестициды, гербициды, материалы с высокими концентрациями отбеливателя или каустической соды (щелочь) или любых других неорганических материалов, таких как краски или растворители. Другие химикаты могут разрушить септические бактерии, в первую очередь нитрат серебра даже в очень малых количествах он убьет всю культуру бактерий. Корни деревьев и кустарников, растущие над септическим баком или полями, могут засорить и/или привести к их поломке. Игровые площадки и складские здания может привести к повреждению бака и области дренажа. Кроме того, использование непроницаемой поверхности покрытия поля дренажа в качестве подъездного путь или стоянки серьезно влияет на его эффективность и, возможно, может привести к повреждению бака и всей системы. Чрезмерные потоки воды, поступающие в систему, будет перегружать его и приведут к его неисправности. Проверка на герметичность водопроводных труб и практика водосбережения поможет работе системы. Очень большое количество осадков, быстрое таяние снега и наводнения из-за рек или морей все может нарушить сливное поле от эксплуатации и остановить нормальное функционирование резервуара. Со временем часто биопленка развивается на трубах области дренажа, что может привести к закупорке. Септики сами по себе неэффективны при удалении соединения азота, которые имеют потенциал вызвать цветение водорослей в воде; это может быть исправлено с помощью технологии снижения азота, или просто обеспечения того, что поля с выщелачиванием будет правильно расположено, предотвращая прямой ввод стоков в водные объекты. Не все сорта туалетной бумаги были пригодны для утилизация в септик, (или, по крайней мере, некоторая туалетная бумага специально отмечалась как подходящая для использования в септических системах и неподходящая).

Лекции 16-17
Использование сульфатвосстанавливающих бактерий в осаждении металлов, условий их функционирования.

Сульфатвосстанавливающие бактерии являются те бактерии и археи, которые могут получать энергию путем окисления органических соединений или молекулярного водорода (H2) при одновременном снижении сульфат (SO2-4) и сероводорода (H2S). В смысле, эти организмы "дышать" сульфат скорее, чем кислород, в виде анаэробного дыхания.
Сульфатвосстанавливающие бактерии могут быть прослежены до 3,5 млрд. лет назад и считаются одними из старейших форм микроорганизмов, способствующих серы цикла вскоре после того, как возникла жизнь на земле.
Многие бактерии снижают небольшие количества сульфатов для синтеза серосодержащих компонентов клетки; это известно как ассимиляторская сульфатредукции. Напротив, сульфатвосстанавливающих бактерий, рассматриваемая здесь, снизить сульфат в больших количествах для получения энергии и выслать полученный сульфид в качестве отходов; это известно как dissimilatory сульфатредукции. Они используют сульфат в качестве терминального акцептора электронов их электрон-транспортной цепи. Большинство из них являются анаэробами.
Наиболее сульфатвосстанавливающие бактерии могут также уменьшить других окисленные неорганические соединения серы, такие как сульфит, тиосульфат, или элементарную серу (которая уменьшается до сульфида и сероводорода).
Кроме того, существуют сульфатвосстанавливающих бактерий, которые могут снизить фумарат, нитратов и нитритов, железа (Fe(III)) и некоторых других металлов, диметилсульфоксид и даже кислорода.
Сульфат встречается широко в морской воде, осадка или воды, богатой разложения органического материала. Сульфатвосстанавливающие бактерии распространены в анаэробных средах, где они помогают в деградации органических материалов. В анаэробных средах, бродильные бактерии извлекают энергию из больших органических молекул, в результате меньше соединений, таких как органические кислоты и спирты в дальнейшем окисляется acetogens и метаногены и конкурирующих сульфатвосстанавливающих бактерий.
Ила из пруда; черный цвет благодаря сульфидов металлов, что в результате действий сульфатвосстанавливающих бактерий. Токсичный сероводород является продуктом жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий; его тухлых яиц запах часто является маркером наличия сульфат-восстанавливающих бактерий в природе. Сульфатвосстанавливающие бактерии ответственны за серный запахи солончаков и грязь квартиры. Большая часть сероводорода реагирует с ионами металла в воду для получения сульфидов металлов. Эти сульфиды металлов, таких как цветные сульфид (FeS), являются нерастворимыми и часто черный или коричневый, ведущих в темный цвет осадка.
Во время Пермско-Триасовое вымирание (250 млн лет назад) тяжелая бескислородные события, похоже, произошли где эти формы бактерий стал доминирующей силой в океанических экосистемах, производя большое количество сероводорода.
В машиностроении, сульфатвосстанавливающие бактерии могут создавать проблемы, когда металлические конструкции подвергаются сульфат-содержащие воды: взаимодействие воды и металла создает слой молекулярного водорода на поверхности металла; сульфатвосстанавливающие бактерии затем окисляют водород при создании сероводорода, что способствует коррозии.
Сероводорода, сульфатвосстанавливающих бактерий, также играет роль в коррозии бетона. Он также встречается в сырой нефти.

Некоторые сульфатвосстанавливающие бактерии играют роль в анаэробном окислении метана:
CH4 + SO42- → HCO3- + HS- + H2O

Значительную часть метана, образованного метаногены ниже дна окисляется в сульфат-восстанавливающих бактерий в переходной зоне, разделяющей метана от сульфатредукции активности в донных отложениях. Этот процесс также считается основным поглотителем сульфат в морских отложениях.
В ГРП жидкости, используемые для frack сланцевые пласты для извлечения метана (сланцевого газа), биоцидных соединений, которые часто добавляются к воде, подавляют микробную активность сульфатредуцирующих бактерий, чтобы избежать анаэробного окисления метана и свести к минимуму возможные потери в производстве.
Поскольку биопленки приводит к формированию неоднородных поверхностных условиях, локализованные атака может начаться в некоторых точках на поверхности ведущих локализованной коррозии, как правило, в виде точечной коррозии. Промышленные системы, может содержать различные структуры, где микробиологическим путем индуцированной коррозии (Мик) и обрастания может вызвать проблемы: открытые или закрытые системы охлаждения, воды для инъекций линий, емкостей для хранения остаточных системы очистки воды, системы фильтрации, различные виды труб, мембран для обратного осмоса и систем распределения питьевой воды.
Современные концептуальные модели сходятся во мнении, что существует три этапа в питтинговой коррозии: инициация, метастабильных изъязвление, и активной точечной коррозии. Когда микроорганизмы участвуют в коррозии металлов, ситуация сложнее, чем в абиотической среде, поскольку микроорганизмы не только изменить приповерхностного химии окружающей среды с помощью микробного метаболизма, но также может помешать электрохимических процессов, протекающих на границе металл-среда интерфейса.
Анаэробной коррозии железа было отмечено в 19 веке и много теорий были предложены о его механизм. Десятилетия научных исследований, проектов и исследований по комплексному влиянию микробов на увеличение или уменьшение скорости коррозии предоставили гораздо глубже проникнуть в роль микроорганизмы играют в жизни систем, воздействию воды и сад, где они размножаются. Механизмы, потенциально вовлеченных в микрофон, можно резюмировать следующим:
Катодной деполяризации, причем катодная ограничение скорости шаг ускоряется за счет микро-биологическое действие;
Формирование окклюзии поверхностных клеток, причем микроорганизмов виде "лоскутной" поверхности колоний. Липкие полимеры привлекают и совокупности биологических и не биологических видов, чтобы произвести расщелины и концентрации клеток, основой для ускоренной атаки;
Фиксация анодная реакция сайты, которым микробиологические поверхности колоний привести к образованию коррозии ямы, движимый микробную активность и связанные с расположением этих колоний;
Underdeposit кислоты атаки, которой коррозии ускоряется в кислой конечную продукцию ВПК "сообщество обмена веществ", в основном жирные кислоты с короткой цепью.
Определенные микроорганизмы процветают в аэробных условиях, в то время как другие процветают в анаэробных условиях. В условиях pH и наличия питательных веществ, также играют роль в определении того, какой тип микроорганизмов, обитающих в определенной почвенной средой. Микроорганизмы, связанные с коррозией повреждения классифицируются как:
Анаэробные бактерии, которые производят высоко агрессивных видов в рамках их метаболизма;
Аэробные бактерии, которые производят агрессивных минеральных кислот;
Грибки, которые могут вызывать коррозионных продуктов их метаболизма, такие как органические кислоты. Помимо металлов и сплавов они могут также ухудшить органических покрытий и древесины;
Слизь формирователей, которая может привести к коррозии концентрация клеток на поверхности.

Контрольные вопросы:

1. Какова валентность серы оксид серы?
2. Серы, свечи чистую серу?
3. Какой процент серы в диоксид серы?
4. Как восстановить серы из серы ил?

Лекции 18-19

Очистка промышленных сточных вод от мышьяка с помощью Pseudomonas PUTIDA клеток, иммобилизованных на пластиковых или деревянных опилок.

Pseudomonas PUTIDA грамотрицательные бактерии,палочковидной формы, сапротрофильные почвенные бактерии. На основе анализа 16S рРНК, P. Putida была помещен в группу P. putida, которому придает свое название.

Это первый запатентованный организм в мире. Потому что это живой организм, патент оспаривался и предстал перед Верховным судом Соединенных Штатов в историческом судебном деле Diamond v. Chakrabarty который изобрел, Ananda Mohan Chakrabarty, выиграли. Это демонстрирует очень разнообразный обмен веществ, в том числе способность разрушать органические растворители, такие как толуол. Эта способность была направлена для ​​использования в биологической очистке, или использования микроорганизмов для биоразложения нефти. Использование P. Putida предпочтительнее некоторых других видов Pseudomonas, способных к такой деградации, так как это безопасный вид бактерий, в отличие от P. Aeruginosa, который патогенен человека.

Разнообразный метаболизм P. Putida может быть использована для биологической очистки; например, он используется в качестве модификатора почв для устранения нафталина.

P. Putida способна конвертировать стирольное масло в биоразлагаемый пластик PHA. Это может быть полезным в переработке пенополистирола, который считается, не поддающимся биохимическому разложению.

Хромосома Pseudomonas putida KT2440 характеризуется нитями симметрии и внутренними нитями соотношения комплементарных олиго нуклеотидов. Биоремедиация это использование микроорганизмов для разрушения загрязняющих веществ, копасных для человека. Благодаря своей безопасности и удобства, стали использовать как средство для очистки загрязненной почвы и воды. Биоремедиаческие процессы обычно включают множество различных микробов, действующие параллельно или последовательно, чтобы завершить процесс деградации. Способность микробов деградировать широкий спектр загрязняющих веществ позволяет биологической технологии очистки, применяться в различных почвенных условиях.

Широко используемый подход к биологической очистки включает стимулирование группы организмов в целях смещения микробной экологии в сторону желаемого процесса. Это называется "Биостимуляция." Биостимуляция может быть достигнута путем внесения изменений в рН, влажности, аэрации. Другой широко используемый подход называется "Биоаугментация", где организмы, выбранные для высоких способностей деградации, используют для инокуляции загрязненное место. Эти два подхода не являются взаимоисключающими, их можно использовать одновременно.

Биоремедиация in situ основана на очистке среды от поллютанта без удаления загрязнённой почвы из района загрязнения. Поскольку технологии этого типа не требуют проведения землеройных работ, они являются более дешёвыми, создают меньше запыления воздуха и высвобождают меньше летучих поллютантов, чем технологии ex situ. Один из подходов биоремедиации in situ заключается во введении в загрязнённую почву кислорода с помощью специального оборудования, с тем, чтобы стимулировать рост микроорганизмов и аэробную биодеградацию поллютантов. Данная техника чаще всего применяется для очистки от различных нефтепродуктов.

Биоремедиация ex situ основана на снятие слоя загрязнённой почвы и очистке её от поллютантов за пределами места загрязнения, что делает этот подход более дорогостоящим, чем биоремедиация in situ. Тем не менее, у технологий данного типа есть ряд преимуществ: они требуют меньше времени и обеспечивают полный контроль процесса очистки.

Одним из типов применяемых при биоремедиация in situ технологий является использование биореакторов. Перед помещением в биореактор из почвы удаляются крупные камни, грунт подвергается перемешиванию, что делает его более однородным; после добавления воды образуется глинистая суспензия. В данную суспензию вносятся проводящие очистку от поллютанта почвы микроорганизмы, для которых в реакторе создаются оптимальные условия. После завершения процесса очистки почва высушивается и возвращается в окружающую среду.

Осознание опасности многих химических веществ привело к созданию продуктов, которые более легко разлагаются в окружающей среде. Эти продукты, как правило, изготовлены из материалов, как крахмалы.

Экологическая биотехнология – служащий будущего

Экологическую биотехнологию, часто называют "серой биотехнологией", как белую биотехнологию. Например, природоохранные предложения биотехнологии очистки сточных вод, очистки выхлопных газов или дезактивации почв или подземных вод с использованием специфических микроорганизмов.

Биологическая очистка предполагает деградацию органической составляющей сточных вод микроорганизмами (бактериями и простейшими). На данном этапе происходит минерализация сточных вод, удаление органического азота и фосфора, главной целью является снижение БПК. Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы. С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются активный ил (аэротенки), биофильтры и метантенки (анаэробное брожение). Первичные отстойники, куда на этом этапе попадает вода, предназначены для осаждения взвешенной органики. Это железобетонные резервуары глубиной пять метров и диаметром 40 и 54 метра. В их центры снизу подаются стоки, осадок собирается в центральный приямок проходящими по всей плоскости дна скребками, а специальный поплавок сверху сгоняет все более легкие, чем вода, загрязнения в бункер. Также в биологической очистке, после первичных отстойников и аэротенков существует вторая линия радиальных отстойников. Во вторичных отстойниках находятся илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников очистных сооружений промышленных и хозяйственных стоков.

Контрольные вопросы:

1 В чем заключается важность Pseudomonas PUTIDA?

2 Как различить pseudomonas putida от pseudomonas aerugionsa?

3 Каковы характеристики pseudomonas Fluorescens?

4 Каковы морфологические характеристики pseudomonas aeruginosa?

Лекции 20-21

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 357; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!