Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Анаэробные методы обработки высоконагруженных органосодержащих отходов

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Анаэробные методы обработки высоконагруженных органосодержащих отходов"

На правах рукописи

□ОЗО520Э4

Кадысева Анастасия Александровна

АНАЭРОБНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ ОРГАНОСОДЕРЖАЩИХ

ОТХОДОВ

03.00.23 - биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003052894

На правах рукописи

Кадысев.ч Анастасия Александровна

АНАЭРОБНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЬЕ^ ОРГАНОСОДЕРЖАЩИХ

ОТХОДОВ

03.00.23 - биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание уче ной степени кандидата технических наук

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском и технологическом институте биологической промышленности РАСХН и Московском институте коммунального хозяйства и строительства. Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Денисов Аркадий Алексеевич Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Павлинова Ирина Игоревна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Заслуженный деятель науки РФ кандидат технических наук,

Римарева Любовь Вячеславовна Беляева Светлана Дмитриевна

Ведущая организация: ФГУП Российский научно-

исследовательский и проектный институт агропромышленного комплекса, Москва

Защита состоится 30 марта 2007г в 10 часов на заседании диссертационного совета по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук Д 006.069.01 во Всероссийском научно-исследовательском .и технологическом институте биологической промышленности по адресу: 141142, Московская область, Щелковский район, п/о Кашинцево, ВНИТИБП.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Всероссийского научно-исследовательского и технологического института биологической промышленности

Автореферат разослан 28 февраля 2007г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

Фролов Ю.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

В процессе производства продукции и жизнедеятельности человека выделяется большое количество отходов, среди которых значительное место занимают жидкие органосодержащие отходы, представляющие собой промышленные и хозбьгговые сточные воды, седиментационные осадки и избыточные биомассы активного ила сооружений биологической очистки.

Существенный вклад в развитие анаэробных методов обработки высокозагрязненных органосодержащих отходов внесли: C.B. Яковлев, Я.А. Карелин, Е.И. Гюнтер, Ю.В. Воронов, И.В. Скирдов, В.Н. Швецов. М.А. Евилевич, Р.Ш. Непаридзе, С.М. Шифрин, Ю.Ф. Эль, Т.А. Карюхина, И.Н. Чурбанова, A.A. Денисов и другие.

Современный уровень развития анаэробных технологий обработки позволяет с помощью микроорганизмов утилизировать органосодержащие отходы в безвредные и обеззараженные продукты и получить при этом газ, пригодный для промышленных нужд. Анаэробная обработка имеет целый ряд преимуществ перед другими методами обработки органических отходов, но, несмотря на это, методы анаэробного сбраживания еще не нашли широкого применения в промышленности и сельском хозяйстве. Это объясняется тем, что имеющаяся научно-техническая информация по этому вопросу должным образом не систематизирована, научно обоснованные рекомендации по аппаратурному оформлению анаэробных процессов в промышленных условиях практически отсутствуют.

Диссертационная работа выполнялась на полупромышленных установках и промышленных объектах, а также в отделе производственной санитарии и охраны окружающей среды ВНИТИБП РАСХН и лаборатории кафедры Коммунального и промышленного водопользования МИКХиС.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы являлась разработка путей повышения эффективности анаэробных методов обработки высококонцентрированных органосодержащих отходов.

При выполнении работы были поставлены следующие задачи:

- экспериментальные исследования анаэробных систем обработки сточных вод и осадков сооружений биологической очистки при различных условиях их функционирования и получение данных, необходимых для определения путей совершенствования анаэробных методов обработки высокозагрязненных органосодержащих отходов;

разработка математических моделей функционирования и ингибирования анаэробных биологических систем и проверка сходимости результатов моделирования с экспериментальными данными испытаний физических моделей и пилотных установок;

- биохимические и микробиологические исследования анаэробных процессов сбраживания, выявление последовательности трансформации питательных веществ и взаимоотношений между микроорганизмами различных групп, определение морфологического состава и микроструктуры участвующих в процессах бактериальных сообществ;

-экспериментальные исследования по определению возможности использования нитратов и сульфатов для удаления углерод- и азотсодержащих органических веществ из сточных вод при их биологической очистке;

- экспериментальные исследования анаэробных систем обработки в биореакторах с иммобилизованной микрофлорой при различных технологических схемах формирования биопленки на поверхности носителей;

- сравнительная экспериментальная оценка эффективности систем аэробной, аноксической и анаэробной обработки высокозагрязненных стоков и разработка рекомендаций по их комбинированному использованию в промышленных сооружениях;

- сравнительная оценка энергетических характеристик анаэробных систем обработки отходов различной производственной мощности и выявление оптимальных условий их применения в промышленных условиях.

Научная новизна.

Получены экспериментальные данные по функционированию анаэробных систем обработки отходов, определены основные характерист ики и параметры процессов при различных условиях, выявлены пути совершенствования систем и оптимального управления ими в условиях промышленного применения.

Разработаны математические модели функционирования и иншбирования анаэробных биологических систем, определены эмпирические коэффициенты полученных зависимостей и проверена сходимость аналитических расчетов с данными экспериментальных испытаний.

Получены экспериментальные данные по функционированию процессов анаэробного сбраживания в различных биологических системах с иммобилизованной бактериальной микрофлорой и показаны преимущества систем с псевдоожиженным слоем носителей.

Изучен механизм биохимических превращений в системах анаэробного сбраживания с различными технологическими схемами разложения субстратов, идентифицирован состав бактериальных популяций, с помощыо современной оптической, ультрафиолетовой и электронной техники изучен морфологический состав и структурные особенности видов бактерий, участвующих в реализации кислотного и метанового брожения.

Проведено сравнение аэробных, аноксических и анаэробных систем обработки осадков, показаны преимущества их комбинированного использования и даны рекомендации по внедрению комбинированных технологических схем обработки отходов в промышленных условиях.

Выполнена расчетно-эксперименталыгая оценка энергетических характеристик систем анаэробной очистки сточных вод и осадкоп различной мощности и даны рекомендации по применению их и промышленных масштабах.

Практическая ценность.

Полученные результаты и выводы базируются на материалах теоретических, модельных и экспериментальных исследований анаэробных систем обработки органосодержащих отходов и позволяют с высокой степенью надежности рекомендовать их к практическому использованию в промышленных масштабах при создании новых и реконструкции действующих систем биологической очистки сточных вод и обработки осадков очистных сооружений. Разработанные рекомендации и предложения подтверждены материалами теоретических и экспериментальных работ, показавших высокую степень сходимости, что обеспечивают возможность их надежного использования в производственных условиях с учетом особенностей конкретных видов и характеристик очистных сооружений.

Апробация работы.

Материалы диссертационной работы доложены на Международной научно-практической конференция «Научные основы производства ветер пиарных биологических препаратов» г. Щелково, 2006; 5-й Международной конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», Пенза, 2007; Научно-технической конференции студентов, аспирантов и преподавателей МИКХиС «Современные проблемы инженерных систем и экологии городов и населенных пунктов», Москва 2006; Региональной научной конференции молодых ученых аграрных вузов Сибирского федерального округа, Омск, 2003,

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, восьми глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 121 странице машинописного текста, содержит 79 рисунка, 24 таблицы и 5 приложения. Библиография включает 143 наименования, из которых 65 на иностранных языках.

Содержание работы

Обзор литературы, посвященный анализу современного состояния вопроса по теме работы, приведен в главе 1. По современным представлениям активное использование метаногенеза при сбраживании органических отходов является одним из наиболее перспективных путей совместного решения экологических и энергетических проблем, который позволяет агропромышленным комплексам перейти на практически полное автономное энергоснабжение. Анаэробные методы в настоящее время, как правило, используются для обработки избыточного активного ила, образовавшегося при аэробной обработке стоков. В последние годы рядом работ показана целесообразность применения метантенков не только для сбраживания сырых осадков и избыточного активного ила, но и в качестве первой ступени очистки высококонцентрированных стоков с последующей их аэробной доочисткой. В связи с этим, интенсификация и оптимальное технологическое оформление процессов метанового сбраживания становится одной из важных задач современной промышленной биотехнологии. Развитие в области анаэробной очистки сточных вод направлено на разработку систем с большей биологической активностью, проектирование более компактных энергоемких аппаратов, а также на изучение микробиологического и биохимического механизмов этих процессов.

В главе 2 дано описание объектов исследования и приведены методы исследований и обработки их результатов, использованные при проведении работы. Экспериментальные исследования проводились на физических моделях (лабораторных и пилотных установках) периодического и непрерывного действия с использованием иммобилизованной микрофлоры на различного вида поверхностях-носителях. На действующих очистных сооружениях были смонтированы установки, содержащие блоки аэробной, аноксической и анаэробной обработки, выполненные с учетом технологического масштабирования, обеспечивающие получение реальных технологических параметров и позволяющие провести комплекс экспериментальных

исследований процессов биологической обработки сточных вод и осадков отстойников очистных сооружений. Применение экспериментальных установок позволило не только отработать основные технологические параметры, закономерности протекания и действующую микрофлору анаэробных процессов, но и провести сравнительные исследования различных комбинаций технологических схем анаэробного сбраживания высоко загрязненных органосодержащих отходов. При проведении экспериментов использовались общепринятые методики физико-химических и микробиологических исследований, описанные в официальных изданиях. В процессе исследований применялись современные методы идентификации микроорганизмов, изучения их морфологических свойств, бактериальных структур и физиологического состояния биомассы с помощью оптической, ультрафиолетовой, сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии. Культуральные среды, биомасса активного ила и иммобилизованные биопленки, участвующие в процессах обработки, исследовались но физико-химическим, биохимическим и микробиологическим показателям, что позволило определять последовательность и динамику протекания процессов анаэробного сбраживания в различных условиях функционирования биомассы и увязывать их с морфологическими и счруктурпыми изменениями бактериальной микрофлоры реакторов. Использование современных методов научных исследований позволило определить влияние на технологические процессы различного рода внутренних и внешних воздействий и оценить эффективность предлагаемых технологических и конструктивных решений.

Па рис. 1 показаны основные технологические схемы обработки жидких органосодержащих отходов, как применяемые в промышленных условиях, так и находящиеся на этане экспериментально-конструкторских разработок. Аэробнаи обработка освоена в промышленных условиях, проста в конструктивном оформлении и удобна в эксплуатации, но требует доочистки шлсоколагрязненных стоков, сопровождается большим приростом биомассы

Загрязненность отходов

Мало

загрязненная

Средне загрязненная

Высоко загрязненная

Высоко загрязненная

Технологическая схема обработки

Аэробная обрабо тка

4 Л X Л' /?''■:

Аэробно-аноксическая обработка

I гМЬш

! I. *____

■ __+

Анаэробная обработка

£Г I

ц-

I

и..

I

.л

Кислотный тснк Метановый тснк

Комбинированный метод обработки

о <

Биохимический ■процесс

Аммонификация, ннтрификаиии

Аммонификация, нитрификация и дени-грифнкания (лссульфатапня)

Кислоп го-метан о нос сбраживание

Комбинация тробно-алоксичсски -ааробных процессов

1. Основные технологические схемы обработки жидких Органосодержащих отходов

ила и требует больших энергозатрат на аэрацию. Аэробно-аноксическан оГфяботкп имеет меньший прирост биомассы ила, более низкие энергозатраты на аэрацию и более высокое качество очистки (за счет снижения концентраций нитратов и сульфатов), однако она не освоена в промышленных условиях. Анаэробная обработка отличается высоким качеством очистки иысококонцснтрированных отходов, возможностью получения источника энергии (горючего газа), отсутствием энергозатрат на аэрацию, малыми количествами избыточной биомассы и возможность получения высококачественных органических удобрений. Однако, этот мегод обработки требует строгого поддержания технологических режимов для обеспечения оптимальных условий сбраживания и устойчивости работы метантенков.

Анализ приведенных данных показывает, что только крупномасштабная реализация эффективных анаэробных технологий обеспечит параллельное решение грех взаимосвязанных задач - конверсию и обеззараживание отходов, получение концентрированных высококачественных органических удобрений и производство горючего газа для технологических целей.

В главе 3 приведены результаты сравнительных исследований стабилизации активного ила при аэробных и аноксических условиях. Использование вместо растворенного кислорода нитратов N0^ для стабилизации активного ила в процессе аноксической обработки обеспечивает ту же стспсиь деструкции биомассы, что и аэробное кислородное дыхание:

С,П,№2 + 4 Шъ + 11,0А.НСО; + ЫН4ПС03 + 2. Л/, (1)

13 соответствии с уравнением (1) на грамм клеточной деструкции необходимо около 0,5 мг нитратов Г-ЮГ1Ч, при этом из-за уменьшения содержания нитратов увеличивается количество щелочи в соотношении: 3,6 мг увеличения щелочи на мг уменьшения Кроме того, минерализация

органического азота в аммоний также дает дополнительные 3,6 мг щелочи на мг производимого аммонийного азота. Увеличение производства щелочи по отношению к деструкции летучих взвешенных веществ составляло 1,8 мг СаСО;( на мг деструктуированных летучих взвешенных веществ и было

примерно равно теоретической величине, равной 1,7 мг от эндогенного нитратного дыхания, но несколько меньше, чем 2,2 мг от минерализации органического азота. Т.к. концентрация N11/ также связана с деструкцией летучих взвешенных веществ, между производством N11/ и щелочи имеет место высокая степень корреляция.

Результаты измерения параметров процесса при 20 °С показали, что нослс 10-суточной аноксической обработки было деструктировано около 2000 мг/л летучих взвешенных веществ, при этом были также частично деструктировапы нелетучие взвешенные вещества. Полученные экспериментальные данные показывают, что по мере увеличения продолжительности обработки интенсивность деструкции нитратов уменьшается. Скорости разложения нитратов для двух диапазонов обработки составляли: 0,023 сут 1 для диапазона от t ¡= 0 до 4 суток и 0,015 сут1 для диапазона от t - от 4 до 15 суток.

Подача нитратов и дополнительная подача углерода (например, метанола) играют в этом случае ту же роль, что и в процессе денигрификации сточной воды. Количество нитратов в этих процессах определяет скорость эндогенного разложения организмов. Высокая концентрация нитратов, создаваемая при благоприятных условиях нитрификации в процессе аэробной обработки, может быть эффективно использована в аноксической стадии для эндогенного нитратного дыхания. В этом случае система обработки функционирует либо и полунепрерывном аноксическо-аэробном либо в непрерывном преаноксическо• аэробном режиме обработки.

В небольших установках для очистки сточной воды, где аэробная обработка обычно производится в полунепрерывном режиме, аноксичсскгш обработка может быть включена в аэробную обработку. В этом случае комбинированная обработка будет состоять из аэробного цикла обработки, который генерирует нитраты при нитрификации, и аноксического цикла, который использует нитраты при эндогенном нитратном дыхании и вырабатывает щелочь, необходимую для нитрификации поступающей сточной воды. Этот процесс аналогичен функционированию аэробного реактора, где

усваиваются органические вещества, при этом нитрификация и денитрификация последовательно осуществляются в различные периоды времени. При наличии автоматизированной системы контроля (например, использующей пробы N11/ и М03") длительность каждого циклического периода может быть подобрана так, чтобы согласовать необходимые нитратные потребности для эндогенного нитратного дыхания.

Для больших установок по обработке стоков аэробная обработка может быть модифицирована в модель преаноксической и аэробной обработки. Здесь сырой ил поступает на аноксическую, а затем на аэробную обработку. Часть аэробно обработанного потока рециркулируется обратно в аноксический тенк, чтобы обеспечить его нитратами для эндогенного нитратного дыхания при аноксических условиях. Аиоксически обработанный поток при возврате в аэротенк обеспечивает более высокие рН и необходимое количество щелочи для нитрификации при последующей аэробной обработке.

Глава 4 посвящена исследованию возможности использования нитратом и сульфатов для окисления органических веществ. Как указывалось, при исчерпании растворенного кислорода биомасса начинает потреблять кислород нитратов (и частично оставшихся нитритов). Денитрификация приводит к снижению концентраций азотсодержащих загрязнений в обрабатываемой среде и очистке стоков перед их сбросом. Установлено, что при увеличении продолжительности обработки степень очистки от нитратов растет, причем с увеличением загрязненности вначале скорость денитрификации возрастает резко, а при дальнейшем росте концентрации органических веществ ее рост ослабевает и в конце концов величина скорости денитрификации практически стабилизируется.

Поскольку для нитрификации требуются очень низкие концентрации органических веществ, сток, поступающий на денитрификацию, как правило, довольно беден органикой, и микроорганизмы, участвующие в денитрификации, нуждаются в углеродном питании для осуществления процессов метаболизма. Поэтому для реализации процесса денитрификации

необходима подача органического субстрата либо путем подвода части исходного стока, поступающего на очистку, либо путем дополнительного подвода углеродсодержащих веществ, например, метанола или глюкозы.

Другая возможность очистки в анаэробиозе основывается на использовании потенциала сульфатов, находящихся в сточной воде. В этом случае для удаления углеродного загрязнения без подачи кислорода необходимо предварительно трансформировать его кислотогенезом в летучие жирные кислоты. Этот процесс протекает в два этапа - первый анаэробный для удаления углеродного загрязнения, второй - аэробный для окисления полученных сульфидов. Принцип анаэробной очистки в этом случае основывается на уменьшении концентрации летучих жирных кислот, некоторые из которых усваиваются сульфат-восстанавливающими бактериями. Бактерии по морфологии принадлежат к родам Оехи1/о\чЬпо, Пеяи1/оЬас1ег, Безифтасит, способным осуществлять гетеротрофную дыхательную реакцию на сульфатах. При проведении работы на анаэробном этапе имело место восстановление сульфатов до сульфидов с концентрацией до 50 мг/л. При этом, формирование сульфидов было непосредственно связано с потреблением ацетатов в пропорции примерно 1,4 мг ацетата на 1 мг сульфида.

В аноксическом реакторе в основном реализуется реакция автотрофной денитрификации, когда бактерии рода Ту'юЬасШт, ТкюМх, Ве^Шоа окисляют сульфиды, являющиеся побочным продуктом реакции анаэробной респирации, в сульфаты, используя нитраты как аксепторы электронов. Нитраты, полученные на аэробном этапе обработки, рециркулируются на аноксический этап. По окончании аноксического этапа большая часть углеродного биоразлагаемого загрязнения оказывается удаленной.

На аэробном этапе происходит нитрификация аммонийного азота по классической схеме аэробной биологической очистки. Работа этого реактора значительно облегчена вследствие отсутствия углеродного загрязнения стоков, поступающих из аноксического реактора, что позволяет провести селекцию большого количества автотрофной нитрифицирующей биомассы. В случае

поступления недостаточного количества нитратов в аноксический реактор, аэробный реактор позволяет завершить окисление сульфидов в сульфаты и завершить очистку оставшегося углеродного загрязнения.

В главе 5 приведены результаты моделирования процесса анаэробного сбраживания на основе биологической модели Герберта, т.к. ее применение позволяет моделировать процессы, которые реализуют разделение во времени кислотной и метаногенной фаз. Основные зависимости, описанные биологической моделью Герберта, позволяют рассчитать концентрации субстрата и биомассы в процессе анаэробного сбраживания.

Если принять, что скорость роста бактериальной культуры к и начальная концентрация биомассы Х0 соответственно равны

к=к0.~^~

x+xs (2)

*о=0

где к„ - экспоненциальная скорость роста бактериальной культуры; х - концентрация субстрата;

xs - коэффициент потенциальной метаболической активности (пороговая константа Моно),

то получим модель анаэробного процесса в виде: концентрация субстрата

х = х*.-=--(3)

концентрация биомассы

х =

a. D D+k,

D + k,

(4)

клеток);

где к2 - скорость эндогенного метаболизма (отмирания и лизиса х„ - начальная концентрация субстрата;

а - коэффициент использования субстрата за период роста;

Б - скорость разбавления;

О = <3/ V, где О - расход стока, подаваемого в реактор;

V - объем реактора.

Модель ингибирующих процессов была разработана на основе модели ингибирования Андреу:

к=-^--(5)

1 + ^ + *

X Х1

где - константа ингибирования.

Выбор модели Андреу в качестве базовой модели ингибирования вызван тем, что она является наиболее гибкой и удобной в работе и имеющей наименьшее отклонение между расчетными и аналитическими значениями.

В дифференциальной форме модели роста биомассы и субстрата запишутся в виде:

X X,

¿г

л'

к0.Х

, х

1+ +

X X,

(7)

Система уравнений (6) и (7) может быть заменена на одно уравнение, X — X

вводя равенство а =-- в уравнение (6).

Х„-Х

В этом случае получим:

-(7)

r 0 ~ '

u X X + "

X -Л0 J-.

ло

a

и после интегрирования:

И+-

и.хч

а.х„

а.Хп + Хп а.Х:

Ив.

4Х-ХВ)+

ал.

•»8-

алп

алп + Х„ ал„ + X,

r = U»-»o) (8)

Проведенные расчеты процессов анаэробного сбраживания с использованием разработанных математических моделей и полученных эмпирических коэффициентов позволили определить технологические параметры для использования их в практических целях.

Глава 6 посвящена процессам анаэробного сбраживания органических веществ в реакторах с иммобилизованной микрофлорой.

При проведении работы было проведено экспериментальное исследование процессов анаэробного сбраживания в реакторе с расширяющимся слоем. В результате испытаний получены параметры процесса анаэробного сбраживания и проведено их сравнение с параметрами аэробной очистки.

Зависимости концентрации загрязнений в очищенном стоке (по ХПК и взвешенным веществам) и эффективности очистки при температуре 20°С от времени пребывания культуральной смеси в реакторе с расширяющимся слоем представлены на рис. 2. Видно, что при времени пребывания 10 мин концентрации загрязнений остаются достаточно высокими (60 мг/л по взвешенным веществам и 150 мг 02/л по ХПК), а эффективность очистки практически равна нулю. При времени пребывания 30 минут концентрации загрязнений снижаются до 30 мг/л по взвешенным веществам и до 60 мг О ¿/л по ХПК, а эффективность очистки составляет 60%. Процесс очистки стабилизируется при пребывании смеси в реакторе более 3 часов:

концентрации загрязнений достигают 5 мг/л по взвешенным веществам и 30 мг 02/л по ХПК, а эффективность очистки возрастает до 92%.

Сравнение аэробных и анаэробных реакторов с расширяющимся слоем но качеству очистки представлены на рис. 3. Видно, что до нагрузки по органическим загрязнениям 6 кг ХПК/м'.сут очистка по химическому потреблению кислорода (ХПК) при аэробной обработке выше, чем при анаэробной обработке. При высоких нагрузках (более 6 кг/м3.сут) выбор анаэробной обработки более предпочтителен, т.к. анаэробный реактор с расширяющимся слоем обеспечивает более высокое качество очистки.

Рис. 2. Изменение концентраций загрязнений в очищенном стоке и эффективности очистки п зависимости от времени пребывания. Реактор с расширяющимся слоем (1 = 20 оС)

Время пребывания, час

{—Л—ХПК, МГ02/Л —❖ -С, мг/л —Эхпк(орг), % |

Рис. 3. Концентрация ХПК в аэробном и анаэробном реакторах с расширяющимся слоем

I 100

9

г

ю -

100

Органическая нагрузка, кгХПК/мЗ.сут " аэробная обработка-анаэробная обработка

Результаты испытаний позволили выявить динамику протекания процессов иммобилизации и функционирования биопленки на поверхности носителей. Установлено, что процесс формирования биопленки на поверхности носителей имеет циклический характер, при этом структура пленки проходит через несколько устойчивых состояний по мере поступления субстрата.

Полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа микроснимки (рис. 4) позволили наблюдать различные формы клеточных агрегатов по мере увеличения скорости роста микроорганизмов. Результаты работы показывают, что хотя предлагаемые технологические схемы и не является единственно возможными, но заслуживают внимания технологов и проектировщиков. Из микроснимков, полученных с помощью трансмиссионного электронного микроскопа, следует, что относительный бактериальный объем в агрегатах составлял от 0,21 до 0,27 для агрегатов в

устойчивом состоянии. Учитывая объемы индивидуальных клеток от 0,2 до 0,5 мкм*были определены плотности клеток, которые находились в диапазоне от 0,4x10° до 1,4х1012 мл '.

Микрошпонии были обычно гетерогенными, но иногда они были до минированы одним морфологическим типом. Более детальные микроснимки показали, что нитчатые бактерии были снсшгеиы между собой и с субстратом. Кокковые клетки содержали менее разви тый метрике, чем любые другие.

Срезы для трансмиссионного электронного микроскопа были препарированы ог клеточных агрегатов в устойчивом состоянии. При высоком увеличении было видно большое количество внеклеточных образований, которые были связаны с грамм-отрицательными нитчатыми бактериями. Однако другие морфологически отличные нитчатые клетки часто непосредственно налипали па полимерные вещества. 'Го же самое удерживало грамм-положительные кокковидные клетки, которые наблюдались при малых увеличениях при формировании микроколоний в мес тах доминирования

Рии. 5. Часть агрегата в устойчивом состоянии после резкого

у »сличения скорости роста бактерий. Увеличение 7500"

формируемых нитчатых клеток (рис. 5).

Снимки с овдического микроскопа показали, что плотность клеток вышка па периферии и низка в центре агрегатов. Низкие плотности клеток отражают их недостаточное глкжозное снабжение, вызванное диффузионным ограничением, и клеточный лизис. Механическое воздействие на агрегаты от внешних сил, возникающих от турбулентности жидкости, и внутреннее истошснис из-за недостатка субстрата, оказывают негативной воздействие, вызывая фрагментацию. Кроме того, фрагментация может иметь место и при образовании газовых метаболитов и агрегатах.

Микроснимки сканирующего и трансмиссионного электронных микрзджонов попадали, что сообщества кдеток объединялись в полимерные мафины, содержащие экзополисахариды- Эти агрегаты непрерывно увеличивались в размерах за счет роста бактерий и тенденции к слипанию их между собой. С другой стороны, их максимальный диаметр был ограничен

дезинтеграцией больших агрегатов. В результате этого относительное положение индивидуальных бактерий в агрегатах непрерывно изменяется.

Результаты исследований динамики образования и развития микробиальной пленки на поверхности носителей в реакторах с пссвдоожиженным слоем позволили получить данные, необходимые для формирования физической модели всего процесса анаэробного сбраживания органических веществ.

В главе 7 приведены результаты микробиологических исследований анаэробных процессов.

Рис. б иллюстрирует ход последовательных процессов разложения в синтетической среде, содержащей в качестве субстрата 4 г/л пептона и 3 г/л органической кислоты (пропионовой, масляной, валериановой кислот). Протекание этих кривых показывают, что даже между различными видами метановых бактерий имеют место внутренние взаимоотношения, которые могут рассматриваться как метаболические. При полном разделение процессов производства органической масляной кислоты и производства метана эти процессы следуют один за другим и взаимоотношения микроорганизмов соответствующих популяций становятся метаболическими.

Хроматографическое исследование производства и разложения органических кислот показывает, что начальной ступенью является р~ окисление масляной кислоты в уксусную кислоту, которая затем, вместе с масляной кислотой, бактериями видов Ме&апоЬаыег'шт шЬохуйат и Мевшпохагста теЛатса разлагается до метана и диоксида углерода. В обрабатываемой среде при разложении аминокислотами азотных соединений накапливается также пропионовая кислота, которая бактериями вида МевшпоЬааепит ргорюпкит разлагается сначала в уксусную кислоту, а затем, соответственно, в метан и диоксид углерода. Когда в среде присутствует также и валериановая кислота, бактерии вида МеШапоЬамепит ьиЬохуйат окисляют ее в пропионовую кислоту, которая в дальнейшем разлаг ается как это было описано выше.

При испытаниях производилась метановая ферментация глюкозы, крахмала и целлюлозы в концентрациях от 2 до 20 г/л. Количество газа, полученное при метановой ферментации ацетата, пропионата, бутирата и валерата составляли 21, 42, 63 и 84 мл соответственно. Результаты этих экспериментов применительно к ферментации целлюлозы показаны на рис. 7.

Как показали исследования, для обработки концентрированных стоков с содержанием углерода более 10 г/л необходимо обеспечить последовательную реализацию двух физиологических стадий в отдельных реакторах, обеспечивая оптимальные условия для бактерий соответствующих популяций, особенно для метановых бактерий. При этом сокращается продолжительность технологического процесса сбраживания и повышается устойчивость системы при воздействии ингибирующих факторов. Включение нескольких физиологических стадий в процесс анаэробной обработки дает возможность относительно легко обеспечить управляемые условия, создавая оптимальную

Рис. 6. Метановое сбраживание органических кислот

Время, сут

- - - пропионовая кислота — ~ масляная кислота -валериановая кислота__ ___

Рис. 7. Производство газа, получаемое за счет добавления солей различных летучих кислот в анаэробные среды на целлюлозе

с 2

га <*>

го

О m

5

4 о ш

Р)

5

о а С

100 1 80 60 40 20 О

■ ■ 4 ---------—т <> ___/______ * / * —- - 1 e

т ттт ¡¡¡»г-- \ -i-1

40

■бутират •валерат

80 120 Время, час

—- - пропионат — - контроль

160

- ацетат

200

среду для кислотообразующих и метаногенных микроорганизмов. Управление микробиологическими процессами может осуществляться за счет поддержки тех видов микроорганизмов, которые играют ключевую роль на различных ступенях анаэробной конверсии биомассы.

При проведении настоящих исследований определялась морфология и структура иммобилизованной анаэробной микрофлоры в реакторе с фиксированным слоем. При испытаниях с использованием современной техники было идентифицировано большое число метагенных бактерий. Из них в биопленке наиболее превалировали два морфологических рода МеЖапоМпх и МеЖапояагста, причем первые были представлены в большом количестве на поверхности пленки, в то время как вторые в большинстве случаев были внедрены в нижних слоях пленки. Микробиологические популяции пленки были окружены экзополисахаридным матриксом, который был очень плотным в слоях, примыкающих к носителю. По всему матриксу наблюдалась развитая

сеть каналов, которые Способствовали выделению газа и проникновению питательных веществ в нижние слои пленки.

Наиболее превалирующими микробами, найденными в тонких срезах биопленки, были агрегат яагста-содержащих цист. Наблюдались также клетки волокнистых форм с папочками 0,4 мкм в диаметре (рис. 8).

11олученные результаты направлены па систематизацию различных метаногенов в смешанных культурах. Управление анаэробной обработкой может быть осуществлено только [¡а основании анализа структур и видов бактерий, изучения их морфологии, жизнедеятельности и взаимоотношений в процессе биоконверсии

В главе 8 представлена оценка энергетических характеристик анаэробных систем обработки оргаиосодержащих сточных вод и осадков очистных сооружений. Полученные при выполнении работы данные были использованы для расчета энергетического баланса станций очистки различной

Рис. Длинные волокнистые папочки, короткие округлые палочки и небольшие кокки, составляющие популяцию па поверхности биопленки. Увеличение 9000х

гипотетической мощности, рассчитанных на обслуживание городов на 10 000, 100 000 и 1 000 000 жителей. Анализу подвергались классические станции биологической очистки, где производилась аэробная обработка сточной воды и анаэробная стабилизация осадков первичных отстойников и избыточного активного ила вторичных отстойников. Полученный в результате анаэробной обработки метан использовался в генераторах энергии для привода механических перемешивающих устройств и для поддержания необходимых температурных условий процесса. Исходными данными для расчета являлись: нагрузка по органическим веществам 1,3 кг/м3.сут; прирост осадков первичных отстойников 30 г/чел.сут, активного ила вторичных отстойников 60 г/чел.сут.

Результаты расчета совокупного баланса мощности на станциях очистки (кВт) .представлены в табл. 1.

Таблица 1

№ п/п Энергия Количество жителей

10 000 100 000 1 000 000

1 Мощность, необходимая для очистки сточной воды 35,4 331,0 3 180,0

2 Мощность необходимая для обработки осадка и активного ила 9,0 63,0 530,0

3 Произведенная механическая мощность за счет использования газа 38,0 406,0 4 425,0

Баланс энергии: -6,4 + 12,0 + 715,0

Полученный в работе баланс мощности на станциях очистки различной мощности показал, что, начиная с определенного уровня производительности, возможно обеспечение полной автономности их работы, когда произведенная за счет использования газа механическая мощность превышает мощности, необходимые для очистки сточной воды и стабилизации осадков.

Рис. 9. Баланс энергии при аэробном и анаэробном методе обработки в зависимости от исходного БПК5

5000

ю Ъй

с. ш

■5 (б

3-&

а

100

-5000

-10000

-15000

-20000

ТгобО

00

000

БПК5, мг02/л [---аэробная обработка анаэробная обработка

На рис. 9 приведены балансы энергии при аэробном и анаэробном методах обработки в зависимости от концентрации загрязнений по БПК5 в исходном стоке, поступающем на станцию очистки. Видно, что при загрязненности ..исходных стоков по БПК5 более 1500 мг02/л на станции очистки, реализующей анаэробный процесс обработки, имеет место избыток располагаемой энергии по сравнению с потребной, необходимой для обеспечения полной автономности процесса биологической обработки..

27

ВЫВОДЫ

1. Определены основные направления совершенствования методов сбраживания высокозагрязненных органических отходов на основе использования систем анаэробной, аноксической и аэробной обработки.

2. Разработаны математические модели функционирования и ингибирования анаэробных биологических систем на основе анализа уравнений баланса веществ, участвующих в процессах обработки, с использованием существующих базовых биологических моделей.

3. Разработаны рекомендации по повышению эффективности, надежности и устойчивости на основе комплекса работ по изучению биохимических и микробиологических процессов в системах анаэробного сбраживания.

4. Разработаны рекомендации по практическому применению систем анаэробного сбраживания в биореакторах с иммобилизованной биомассой на носителях в псевдоожиженном слое.

5. Разработаны рекомендации по управлению биоценозом анаэробного ила для повышения эффективности очистки и производства биогаза для технологических нужд на основе комплекса микробиологических исследований морфологического состава и микроструктуры анаэробных бактериальных популяций.

6. Разработаны практические предложения по внедрению в промышленных условиях комбинированных анаэробных, аноксичесюгх и аэробных систем обработки.

7. Выполнена расчетно-экспериментальная оценка энергетических характеристик анаэробных систем обработки органосодержащих сточных вод и осадков городских очистных сооружений различной мощности и даны практические предложения по применению анаэробных систем в промышленных масштабах в зависимости от проектной производительности очистных сооружений по расходам стоков.

Предложения для практики.

На основании проведенных исследований разработаны:

1. «Основы технологического регламента сооружений аэробной биологической очистки» (Утв. Отделением ветеринарной медицины РАСХН 15.09.2005г.)

2. «Научно-методические рекомендации по оптимизации процессов анаэробной обработки высоконагруженных органосодержащих предприятий агропромышленного комплекса» (Утв. ВНИТИБП РАСХН, 15 Л 2.2006г.),

3. Результаты и материалы выполненной работы использованы ГУП «МосводоканалНИИпроект» при проектировании очистных сооружений города Владивосток. (Утв. ГУП «МосводоканалНИИпроект», 22.10.2006г.)

4. Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы при реконструкции производственных очистных сооружений ОАО «Водоканал» г. Ишим(Утв. ОАО «Водоканал» г. Ишим, 15.11.2006),

5. Отзыв о результатах научно-исследовательской работы «Анаэробные методы обработки высоконагруженных органосодержащих отходов». (Утв. ОАО «Тюмень Вотоканап» и ОАО «Сибгипрокоммунводоканап», 01.11.2006),

6. Предполагаемый годовой экономический эффект от использования результатов научно-исследовательской работы составляет 1 млн 220 тыс руб.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Денисов A.A., Павлинова И.И., Кадысева A.A.. Исследования биоценоза иммобилизованной биопленки анаэробного реактора. Вестник Казанского технологического университета. 2007, № 1, с. 37-41.

2. Кадысева A.A. Вестник ОмГАУ. Научно-педагогический журнал. Материалы региональной научной конференции молодых ученых аграрных вузов Сибирского федерального округа 20-21 мая 2003, с. 31-36.

3. Павлинова И.И., Кадысева A.A. Стабилизация активного ила при аэробных и аноксических условиях. //Международная научно-практическая

конференция «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов», Щелково, 15 декадря 2006, с.207-210.

4. Павлинова И.И., Кадысева A.A. Гидродинамика псевдоожиженных систем очистки. //Международная научно-практическая конференция «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов», Щелково, 15 декадря, 2006, с.211-215.

5. Кадысева A.A., Павлинова И.И. Структура и динамика анаэробных бактериальных сообществ. //Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и преподавателей МИКХиС «Современные проблемы инженерных систем и экологии городов и населенных пунктов», Москва, 12 декабря 2006, с. 88-90.

6. Денисов A.A., Павлинова И.И., Кадысева A.A. Решение проблемы рационального водопользования н экологии гидросферы - поддержание оптимальных условий функционирования микробиологических популяций в процессе анаэробног сбраживания. //5-я Международная конференция «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», Пенза, 2007, с. 35-38.

7. Денисов A.A., Павлинова И.И., Кадысева A.A. Основы метода экологической защиты - морфологические и структурные особенности метагенных бактерий биопленки анаэробного реактора. //5-я Международная конференция «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», Пенза, 2007, с. 44-47.

8. Денисов A.A., Павлинова И.И., Кадысева A.A. Механизм роста и продуцирования бактериальных культур в анаэробном процессе. //5-я Международная конференция «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», Пенза, 2007, с. 48-49.

Отпечатано в ООО "Мещера", г. Щелково, Моск. обл., ул. Свирскэя, 8а, зак. 170, тир. 100 экз.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кадысева, Анастасия Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность.

Цель и задачи.

Научная новизна.

Практическая значимость.

Апробация работы.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Общая характеристика процессов обработки органосодержащих отходов.

1.2 Характеристики и закономерности анаэробных процессов обработки.

1.2.1 Характеристики субстратов, поступающих на анаэробную обработку.

1.2.2 Этапы анаэробного сбраживания субстратов и требования к стабильности процессов.

1.3 Технологические процессы сбраживания отходов.

1.3.1 Окислительно-восстановительные процессы разложения органических веществ.

1.3.2. Основные параметры технологического процесса сбраживания.ЗО

1.3.3. Управление процессами сбраживания в промышленных условиях.

1.4. Микробиологические характеристики биоценоза анаэробного ила и последовательность протекания биохимических процессов сбраживания.

1.5. Кинетика и моделирование процессов анаэробного сбраживания.

1.6. Применение анаэробных реакторов с иммобилизованной микрофлорой.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАБИЛИЗАЦИИ АКТИВНОГО ИЛА ПРИ АЭРОБНЫХ И АНОКСИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.

3.1. Стабилизация ила при аэробных и аноксических условиях.

3.2. Результаты испытаний.

3.2.1 Аэробная обработка.

3.2.2 Аноксическая обработка.

3.2.3. Практическое применение.

Глава 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НИТРАТОВ И СУЛЬФАТОВ ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ.

4.1. Удаление органических загрязнений с помощью нитратов (денитрификация).

4.1.1. Денитрификация как средство удаления азотсодержащих загрязнений.

4.1.2. Влияние условий среды на процесс денитрификации.

4.2. Удаление органических загрязнений с помощью сульфатов.

4.2.1. Углеродные загрязнения.

4.2.2. Азотные загрязнения.

4.2.3. Сульфаты.

Глава 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ АНАЭРОБНОГО

СБРАЖИВАНИЯ.

5.1. Влияние условий среды на процессы анаэробного сбраживания.

5.1.1. Активная реакция среды рН.

5.1.2. Редокс-потенциал среды Eh.

5.1.3. Температура среды.

5.1.4. Токсичные вещества и ингибиторы.

5.1.5. Интенсивность перемешивания среды.

5.2. Моделирование анаэробных процессов.

5.2.1. Модель анаэробного процесса (на основе биологической модели Герберта).

5.2.2. Модель ингибирующих процессов (на основе модели ингибирования

Андреу).

Глава 6. АНАЭРОБНОЕ СБРАЖИВАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В РЕАКТОРАХ С ИММОБИЛИЗОВАННОЙ МИКРОФЛОРОЙ.

6.1. Реакторы с расширяющимся слоем.

6.2. Реакторы с псевдоожиженным слоем.

Глава 7. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АНАЭРОБНЫХ ПРОЦЕССОВ.

7.1. Последовательность процессов анаэробного сбраживания.

7.2. Морфология и структура бактериальной микрофлоры.

Глава 8. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АНАЭРОБНЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ОРГАНОСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД И

ОСАДКОВ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Анаэробные методы обработки высоконагруженных органосодержащих отходов"

Актуальность проблемы.

В процессе производства продукции и жизнедеятельности человека выделяется большое количество отходов, среди которых значительное место занимают жидкие органосодержащие отходы, представляющие из себя промышленные и хозбытовые сточные воды, седиментационные осадки и избыточные биомассы активного ила сооружений биологической очистки. По оценкам специалистов ежегодный прирост этих отходов составляет 200 млд.т. Утилизация такой массы представляет собой сложную научно-техническую проблему, однако ее решение настоятельно необходимо ввиду негативного экологического воздействия отходов на природные объекты и санитарно-эпидемиологической опасности их для населения. Другим аспектом проблемы является потребность в изыскании эффективных возможностей использования биомассы для микробиологической анаэробной конверсии ее в биогаз, представляющий собой смесь метана с диоксидом углерода.

В целом современный уровень развития анаэробных технологий обработки позволяет с помощью микроорганизмов-метаногенов утилизировать органосодержащие отходы в безвредные и обеззараженные продукты и получить при этом газ, пригодный для промышленных нужд.

Анаэробная обработка имеет целый ряд преимуществ перед другими методами обработки органических отходов: эффективная очистка высокозагрязненных сточных вод, обеспечивающая снижение концентрации загрязнений в несколько раз и уничтожение яиц гельминтов, вредной микрофлоры и семян сорняков;

- получение обеззараженных высококачественных удобрений и полная минерализация азота и фосфора (в то время как при традиционном компостировании теряется всего 30-40% азота);

- высокий (достигающий 90%) коэффициент полезного действия процесса превращения внутренней энергии органических веществ в биогаз.

Однако, несмотря на перечисленные выше преимущества, методы анаэробного сбраживания еще не нашли широкого применения в промышленности и сельском хозяйстве. Это объясняется тем, что имеющаяся научно-техническая информация об анаэробной переработке отходов должным образом не систематизирована, научно обоснованные рекомендации по аппаратурному оформлению технологических процессов в промышленных условиях практически отсутствуют.

Разработка и совершенствование промышленных технологий анаэробной утилизации отходов требует проведения широких экспериментальных и теоретических исследований процессов анаэробного сбраживания как в лабораторных, так и в производственных условиях. Крупномасштабная реализация эффективных биогазовых технологий потребует параллельного решения трех взаимосвязанных задач - конверсии и обеззараживания отходов, получения концентрированных высококачественных органических удобрений и производства горючего газа для технологических целей.

В целом, такие исследования, завершающиеся разработкой путей совершенствования анаэробных методов очистки и переработки отходов, позволят обеспечить создание наиболее рациональных и эффективных конструктивных схем сооружений биологической очистки.

Настоящая работа структуирована в соответствии с признанной традиционной последовательностью протекания технологических процессов усвоения органических веществ при отсутствии аэрации обрабатываемой среды. На первом этапе первичные факультативные анаэробы используют, в первую очередь, растворенный кислород, оставшийся в среде, и создают, таким образом, условия для функционирования чистых анаэробов. Затем, на втором этапе, осуществляется потребление кислорода, поступающего с нитратами, сульфатами, карбонатами или СО2. На заключительном этапе анаэробные микроорганизмы усваивают органические молекулы как конечные аксепторы углерода и осуществляют процессы минерализации органических веществ и производство газа.

С учетом этого материалы дисертации изложены в следующем порядке: аноксические процессы, сопровождающиеся денитрификацией и десульфатацией; моделирование процессов анаэробного сбраживания органосодержащих отходов; процессы анаэробного сбраживания в реакторах с иммобилизованной биопленкой; последовательность биохимических процессов разложения органических соединений; микробиология анаэробных процессов (морфология и структура бактериальной микрофлоры); энергетические характеристики промышленных анаэробных систем обработки отходов.

Цель и задачи исследований

Цслыо настоящей работы являлась разработка путей повышения эффективности анаэробных методов обработки высококонцентрированных органосодержащих отходов.

При выполнении работы были поставлены следующие задачи:

- экспериментальные исследования анаэробных систем обработки сточных вод и осадков сооружений биологической очистки при различных условиях их функционирования и получение данных, необходимых для определения путей совершенствования анаэробных методов обработки высокозагрязненных органосодержащих отходов; разработка математических моделей функционирования и ингибирования анаэробных биологических систем и проверка сходимости результатов моделирования с экспериментальными данными испытаний физических моделей и пилотных установок;

- биохимические и микробиологические исследования анаэробных процессов сбраживания, выявление последовательности трансформации питательных веществ и взаимоотношений между микроорганизмами различных групп, определение морфологического состава и микроструктуры участвующих в процессах бактериальных сообществ;

-экспериментальные исследования по определению возможности использования нитратов и сульфатов для удаления углерод- и азотсодержащих органических веществ из сточных вод при их биологической очистке;

- экспериментальные исследования анаэробных систем обработки в биореакторах с иммобилизованной микрофлорой при различных технологических схемах формирования биопленки на поверхности носителей;

- сравнительная экспериментальная оценка эффективности систем аэробной, аноксической и анаэробной обработки высокозагрязненных стоков и разработка рекомендаций по их комбинированному использованию в промышленных сооружениях;

- сравнительная оценка энергетических характеристик анаэробных систем обработки отходов различной производственной мощности и выявление оптимальных условий их применения в промышленных условиях.

Научная новизна.

Получены экспериментальные данные по функционированию анаэробных систем обработки отходов, определены основные характеристики и параметры процессов при различных условиях, выявлены пути совершенствования систем и оптимального управления ими в условиях промышленного применения.

Разработаны математические модели функционирования и ингибирования анаэробных биологических систем, определены эмпирические коэффициенты полученных зависимостей и проверена сходимость аналитических расчетов с данными экспериментальных испытаний.

Получены экспериментальные данные по функционированию процессов анаэробного сбраживания в различных биологических системах с иммобилизованной бактериальной микрофлорой и показаны преимущества систем с псевдоожиженным слоем носителей.

Изучен механизм биохимических превращений в системах анаэробного сбраживания с различными технологическими схемами разложения субстратов, идентифицирован состав бактериальных популяций, с помощью современной оптической, ультрафиолетовой и электронной техники изучен морфологический состав и структурные особенности видов бактерий, участвующих в реализации кислотного и метанового брожения.

Проведено сравнение аэробных, аноксических и анаэробных систем обработки осадков, показаны преимущества их комбинированного использования и даны рекомендации по внедрению комбинированных технологических схем обработки отходов в промышленных условиях.

Выполнена расчетно-экспериментальная оценка энергетических характеристик систем анаэробной очистки сточных вод и осадков различной мощности и даны рекомендации по применению их в промышленных масштабах.

Практическая ценность.

Полученные результаты и выводы базируются на материалах теоретических, модельных и экспериментальных исследований анаэробных систем обработки органосодержащих отходов и позволяют с высокой степенью надежности рекомендовать их к практическому использованию в промышленных масштабах при создании новых и реконструкции действующих систем биологической очистки сточных вод и обработки осадков очистных сооружений. Разработанные рекомендации и предложения подтверждены материалами теоретических и экспериментальных работ, показавших высокую степень сходимости, что обеспечивают возможность их надежного использования в производственных условиях с учетом особенностей конкретных видов и характеристик очистных сооружений.

Апробация работы.

На основании проведенных исследований разработаны:

1. «Основы технологического регламента сооружений аэробной биологической очистки» (Утв. Отделением ветеринарной медицины РАСХН 15.09.2005г.)

2. «Научно-методические рекомендации по оптимизации гидродинамических процессов в аэрируемых сооружениях биологической очистки высоконагруженных сточных вод предприятий агропромышленного комплекса» (Утв. ВНИТИБП РАСХН, 15.12.2006г.),

Результаты и материалы выполненной работы использованы ГУП «МосводоканалНИИпроект» при проектировании очистных сооружений г.Владивостока. Кроме того, результаты работы были использованы ОАО «Водоканал» г. Ишим при реконструкции производственных очистных сооружений и ОАО «Тюмень Вотоканал» и ОАО «Сибгипрокоммунводоканал».

Материалы диссертационной работы доложены на: Региональной научной конференции молодых ученых аграрных вузов Сибирского федерального округа, Омск, 2003; Международной научно-практической конференция «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов» г. Щелково, 2006; Научно-технической конференции студентов, аспирантов и преподавателей МИКХиС «Современные проблемы инженерных систем и экологии городов и населенных пунктов», Москва 2006; 5-й Международной конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», Пенза, 2007;

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Кадысева, Анастасия Александровна

197 ВЫВОДЫ

1. На основе анализа уравнений баланса веществ, участвующих в процессах обработки, и с использованием существующих базовых биологических моделей разработаны математические модели функционирования и ингибирования анаэробных биологических систем.

2. Проведен комплекс работ по изучению биохимических процессов и последовательности их протекания в системах анаэробного сбраживания и определены основные направления проведения мероприятий по повышению эффективности, надежности и устойчивости их функционирования.

3. Исследован механизм усвоения микроорганизмами активного ила нитратных и сульфатных соединений как источников эндогенного дыхания и на основе экспериментальных результатов показаны возможности использования этих соединений в практике биологической очистки высокозагрязненных промышленных стоков.

4. Проведены экспериментальные исследования процессов анаэробного сбраживания в биореакторах с иммобилизованной биомассой и даны рекомендации по практическому применению систем с микрофлорой, иммобилизованной на носителях в псевдоожиженном слое.

5. Проведен комплекс микробиологических исследований морфологического состава и микроструктуры анаэробных бактериальных популяций с использовнием современных методов оптической, ультрафиолетовой, сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии и показана возможность управления биоценозом анаэробного ила для повышения эффективности очистки от загрязнений и производства горючего газа для технологических нужд.

6. Проведены сравнительные экспериментальные исследования анаэробных, аноксических и аэробных систем обработки и даны рекомендации по внедрению в промышленных условиях комбинированных установок, сочетающих положительные стороны указанных систем и обеспечивающих высокое качество утилизации высокозагрязненных органосодержащих отходов.

7. Выполнена расчетно-экспериментальная оценка энергетических характеристик анаэробных систем обработки органосодержащих сточных вод и осадков городских очистных сооружений различной мощности и даны практические предложения по применению анаэробных систем в промышленных масштабах в зависимости от проектной производительности очистных сооружений по расходам стоков.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Кадысева, Анастасия Александровна, Щелково

1. Аринбасарова А.Ю., Артемова А.А., Киселев А.В. Ферментативная активность клеток Arthrobacter globiformis, иммобилизованных на крупнопористых керамических носителях. Прикладная биохимия и микробиология. 1982, Т. 18, Т 3, с. 331-339.

2. Бейли Дж., Оллис Д. Основы биохимической инженерии. В 2-х частях. М„ Мир, 1989.

3. Бигон М., Хартер Дж., Таусент К. Экология. Особи, популяции, сообщества. М., Мир, 1989.

4. Бизей К., Борделиус А., Кабрал С. Иммобилизованные клетки и ферменты. М., Мир, 1988.

5. Биологическая очистка сточных вод животноводческих ферм. -М., 1989.

6. Биологическая очистка сточных вод и отходов сельского хозяйства. Под ред. М.Ж. Кристапсона. Рига, 1991.

7. Биотехнология. Под ред. А.А. Баева. М., Наука, 1984, 309 с.

8. Биотехнология. Принципы и применение. Под ред. И. Хиггинса, Д Беста, Д. Джонса. М., Мир, 1988,479 с.

9. Бирюков В.В, Барбот B.C. Иммобилизованные клетки в биотехнологии. Пущино. 1987, с. 163-173.

10. Ю.Бобков П. Современная техника водоподготовки и очистки сточных вод. Междунар. агропром. журнал. 1991, Т. 5, с. 88-94.

11. Н.Бобун И.И., Вангели B.C., Гроник О.Н., Спыну К.И., Исаак М.И., Кодряну В.В. Санитарная оценка эффективности очистки стоков животноводческих комплексов и их утилизация. Охрана природы Молдавии, с. 182-187.

12. Буриев С.Б., Ахунов А.А. Биотехнологические основы очистки сточных вод животноводческих комплексов. Пущино, 1988, с. 71.

13. З.Быков В. А., Крылов И. А., Манаков М.Н. Биотехнология. Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов. М., Химия, 1987,143 с.

14. Быков В.А., Крылов И.А., Манаков М.Н., Марквичев J1.M., Тарасова Н.В. Биотехнология. Т. 8 «Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов». Москва, Высшая школа. 1987.

15. Вайнштейн М.Б., Лауринавичус К.С. Учет и культивирование анаэробных бактерий. Пущино, 1988.

16. Венецианов Е.В. Динамика сорбции из жидких сред. М., Химия, 1983.

17. Виестур У.Е., Шмите И. А., Жилевич А.В. Биотехнология. Биотехнологические агенты, технология, аппаратура. Рига, 1987,263 с.

18. Воробьева Л.И. Техническая микробиология. М., 1987. 370 с. 118.

19. Ворошилов Ю.И., Житков B.C., Ковалев Н.Г., Мальцман Т.С. Современная технология обработки отходов животноводства и охрана природы. -М.: Высшая школа., 1984.

20. Гвоздяк П.И. Иммобилизованные микроорганизмы в очистке сточных вод. В сб. Иммобилизованные клетки в биотехнологии. Пущино, 1987, с. 56-62.

21. Голченко М.Г., Желязко В.И., Михальченко Н.Н. Новые технологии утилизации стоков. Мелиорация и водное хозяйство, 1989, т. 7, с. 55-60.

22. Горбатенький Г.Г. Утилизация отходов промышленности и сельского хозяйства перспективный путь охраны и рационального использования водных ресурсов. Экологические и экономические проблемы интенсификации сельского хозяйства. 1987, с. 133-139.

23. Громов Б.В. Строение бактерий. Учебное пособие. Л., Изд-во ЛГУ, 1985.-192с.

24. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий. Учебное пособие. Л., Изд-во ЛГУ. 1989, с. 22-36.

25. Гулиа В.Г. Поверхностные явления и некоторые вопросы химической кинетики. М., Химия, 1982.

26. Девидсон И.Ф., Харрисон Д. Псевдоожижение. Москва. Химия, 1974. 8.

27. Дерягин Б.В., Чураев Н.В., Миллер В.М. Поверхностные силы. М., Наука, 1985.-400 с.

28. Дрыгина Е.С. Анаэробная очистка сточных вод. -М. Наука, 1986.

29. Евилевич М.А., Брагинский Л.Н. Оптимизация биохимической очистки сточных вод. Л., Стройиздат, 1989.

30. Егоров Н.С., Олескин А.В., Самуилов В.Д. Биотехнология. Проблемы и перспективы. М., Наука, 1987, 459 с.

31. Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М., Акварос, 2003.

32. Жмур Н.С. Управление процессом и контроль результата очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М., Луч, 1997.34.3апольский А.К., Баран А.А Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Л., Наука, 1987, 204 с.

33. Звягинцев Д.Г. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями. М., Изд-во МГУ, 1973. 212 с.

34. Ивановский Р.Н. Биоэнергетика и транспорт субстрата у бактерий. М., Изд-во МГУ, 2001.

35. Иммобилизованные клетки. Методы. Под ред. Д. Вудрова . М., Наука, 1988,215 с.

36. Казакова О.Е., Жирнов В.А. Глубинное культивирование высших грибов на анаэробно-ферментативных отходах животноводства. Тез.докладов научно-техн. конференции «Анаэробная биологическая обработка сточных вод» 15-17.11.1988, г. с. 164-165.

37. Карпухина JI.B., Никитина В.Е., Воротилова И.Ф. Изучение азотфиксирующей активности клеток Azospirillum brasilense sp. 7, иммобилизованного на макропористых сорбентах. Биотехнология. 1989, Т. 5, №2, с. 208-211.

38. Ковалев А.А., Марсагишвили Г.П. Анаэробная биологическая обработка твердых отходов животноводства. Пущино, 1988, с. 92.

39. Кощеенко К.А., Суходольская Г.В., Иммобилизация клеток микроорганизмов. Иммобилизованные клетки в биотехнологии. Пущино, 1987.

40. Ксенофонтов Б.С., Рожкова М.И. Обезвоживание и утилизация избыточного активного ила и осадков сточных вод. -М., 1987.

41. Лобанова B.C. Методические аспекты очистки бытовых стоков. 1996, Экологические аспекты Кубани, с. 70-75.

42. Макаров B.JL, Храмов Ю.В., Богомолец B.JI. Биологическая очистка производственных сточных вод. С.-Петерб. гос. лесотехн. акад. -СПб., 1998.

43. Мальцев П.М. Технология бродильных производств. М., 1980, 134.

44. Марченко В.И. Фактор интенсификации процесса анаэробного брожения помета. Тез. докладов научно-техн. конференции «Анаэробная биологическая обработка сточных вод» 15-17.11.1988, г. с. 101-104.

45. Масленникова И.С. Управление экологической безопасностью. С-Петерб. гос. инж.-экон. акад. -СПб., 1999.

46. Мильто Н.И., Карбанович А.И. Микробиологическая характеристика сточных вод свиноводческого комплекса. Охрана окружающей среды. 1984, т. 3, с. 28-32.

47. Миронова С.И., Малама А.А., Филимонова Т.В. Кинетика роста микроорганизмов на поверхности полимерных материалов. Доклады АН БССР. 1985, Т. 29, № 6, с. 558-560.

48. Никовская Г.Н. Адгезионная иммобилизация микроорганизмов в очистке воды. Химия и технология воды. 1989, Т. 11, № 2, с. 158-169.

49. Никольская Г.Н., Глоба Л.И. Иммобилизация бактерий в зависимости от гидратации поверхности клеток и сорбентов. Докл. ФН УССР Сер. Б. Геол. Хим. И биол. науки. 1989, № 10, с. 79-82.

50. Паль Л.Л., Кару Я.Я., Мельдер Х.А., Репин Б.Н. Справочник по очистке природных и сточных вод. -М.:Высш. шк., 1994.

51. Писаренко В.Н. Оценка технологической эффективности работы очистных сооружений канализации. М., Стройиздат, 1990.

52. Победимский Д.Г. Экологическая биотехнология. Казань, 1992.

53. Простейшие активного ила. Под ред. К.М. Суханова. -Л. Наука, 1983.

54. Протодьяконов И.О. Гидродинамика и массообмен в дисперсных системах жидкость-твердое тело. Л., Химия. 1987.

55. Райнина Е.И., Бачурина Р.П., Мехлис Т.А. Биотехнология. 1986, № 4, с. 65-70.

56. Романов П.Г. Методы расчета процессов химической технологии. М., Химия, 1993.

57. Савченко Л.А., Стратонов В.П. Спектрофотометрическое определение ХПК сточных вод. Молочная и мясная промышленность, 1989, Т. 1, с. 40-41.

58. Сергиенко Л.И. Теоретические вопросы экологии: водный аспект. Волгогр. гос.ун-т, -Волгоград, 1999.

59. Синицын А.П., Райнина Е.И., Лозинский В.И. и др. Иммобилизованные клетки микроорганизмов. М., Изд-во МГУ, 1994.

60. Сироткин А.С. Современные технологические концепции аэробной биологической очистки сточных вод. Казань, КазГУ, 2002.

61. Сон К.Н. Утилизация отходов животного происхождения и научное обеспечение отрасли. Проблемы ветеринарной санитарии и зоогигиены в промышленном животноводстве. 1985, с. 139-145.

62. Унгуряну Д.В., Ионец И.Г. Очистка сточных вод животноводческих комплексов. Охрана природы Молдавии. 1988, с. 119-126.

63. Унгуряну Д.В., Ионец И.Г., Санду М.А., Лозан P.M. Интенсификация процесса анаэробной биологической очистки животноводческой сточных вод. Тез. докладов научно-техн. конференции «Анаэробная биологическая обработка сточных вод» 15-17.11.1988, г. с. 40-44.

64. Унгуряну Д.В., Ионец И.Г., Чеботарева А.Г., Фуртунэ А.Г. К вопросу анаэробной очистки сточных вод свиноводческих комплексов. Тез. докладов научно-техн. конференции «Анаэробная биологическая обработка сточных вод» 15-17.11.1988, г. с. 44-48.

65. Утилизация отходов животноводства и охрана окружающей среды. Обзорная информация. Молдавский НИИ НТИ и техн.-экон. исследований.-Кишинев, 1988.

66. Ханг Я.Т., Селивановская С.Ю., Латыпова В.З. Биологические законы инженерии окружающей среды. Казан.гос.ун-т., Кливленд. Гос. Ун-т. -Казань: Унипресс, 1999.

67. Черепанов А.А., Гришаев И.Д., Елин Е.Н. Биотехнологическая система использования стоков свиноводческих комплексов. Вестник сельскохозяйственных наук. 1988, т. 4, с. 85-86.

68. Чернобережский Ю.М. Основы микробиологии и химии воды. М., Наука, 1988.

69. Чурбанова И.Н. Микробиология. Москва, Высшая школа. 1987. 5.

70. Шевченко М.А., Лизунов В.В. Технология обработки воды. -М. Наука, 1980.

71. Шлегель Г. Общая микробиология. М, Мир, 1987, 566 с.

72. Штибе У., Грасе М. Характеристика показателей биологической очистки сточных вод. -Рига, 1988.

73. Экологическая биотехнология. Под ред. К.Ф. Форстера и Д.А. Вейза. JL Химия, 1990.

74. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод. Москва, Стройиздат, 1985.

75. Яковлев С.В., Карюхина Т.А., Рыбаков С.А., Худоба Я., Решетка Д. Очистка сточных вод предприятий химико-формацевтической промышленности. Москва, Стройиздат, 1985.

76. Alltman J.E., Veil J.A., Canaday J.T Scanning electron microscope evaluation of biological control contactor biofilm. Water Reaearch, 1982, v. 16, 543-550.

77. Atkinson B. Immobilized biomass a basis for process development in wastewater treatment. In: P.F. Cooper, Atkinson B. Biological fluidized treatment of water and wastewater, 1981, p. 22-34.

78. Beer C. A study of nitrate respiration in the activated sludge process. EPA-600/2-80/154. 1980.

79. Berg L., Kennedy K.J. Anaerobic downflow stationary fixed film reactor: development, performance and offication. Bioenvironment systems, 1987, v. 1, p. 1-26.

80. Birr R., Hahn M., Heinz D., Petroll J., Schubert M., Wotte J. Umweltschutztechnik. Leipzig, 1992.

81. Bishop P.L., Farmer M. Fate of nutrients during aerobic digestion. J. Environ. Eng. Div., 1988, v. 104, 967.

82. Bochem H.P., Schoberth S.M., Sprey В., Wengler P. Thermophilic biomethanation of acetic acid: morphology and ultrastructure of a granular consortium Can. J. Microbiol. 1982, v. 28, p. 500-510.

83. Bryers J.D., Chacklis G.W. Processes governing primary biofilm formation. Biotechnol. Bioeng. 1982, v. 24, p. 2451-2476.

84. Burton C.H. Research into effective treatment of pig slurry. Agr. Engr. 1994, v. 49, n. 2, p. 64.

85. Cecchi F., Traverso P.G., Mata-Alvarez J., Clancy J., Zaror C. State of the of RD in the anaerobic digestion progress of municipal solid wastein Europe. Biomass, 2988, v. 4, p. 257-284.

86. Characklis W.G., Cooksey K.E. Biofilm and microbial fouling. Adv. Appl. Microbiol. 1983, v. 29, p. 93-138.

87. Chassot G.M., Candinas Т., Besson J.M. Observation de l'environnement: une strategie base sur les boues d'epuration. Rev. Suisse Agr., 1996, v. 28, n. 6, p. 345-351.

88. Cheng K.L., Costerton J.W. The formation of microcolonies by rumen bacteria. Can. J. Microbiol. 1980, v. 26,1104-1113.

89. Coher A., van Gemer J.M., Zoetemeyer R.J., Breue A.M. Main characteristics and stoichemetrie aspects of acidogenesis of soluble carbohydrate containing wastewaters. Proc. Biochem. 1984, v. 19, p. 228232.

90. Comolet A. Pollution des eaux par les nitrates: les etats de la communote face a ce probleme. Toulouse, 000 ?? симпозиум, 1989, p. 29-36.

91. Councils urged to turn rubbish into "bioreactors". New Sci. 1988, v. 118, n. 1614, p. 49.

92. D'Angelo E.M., Reddy K.R. Aerobic and anaerobic transformation of pentachlorophenol in wetland sois. Soil Sc. Soc. America. J. 2000, v. 64, n. 3, p. 933-943.

93. Duarte A.C., Anderson G.K. Inhibition Modeling in anaerobic digestion. 1982, Water Science Technol. V. 14, 749.

94. Eighmy T.T., Maratea D., Bishop P.L. Electron microscopic examination of wastewater biofilm formation and structural components. Appl. Environ. Microbiol. 1983, v. 45, p. 1921-1931.

95. Ganczarcyk J. Aerobic digestion of sludge solids. Water Reseasrch. 1980. v. 14. 627.

96. Hamer G. Recycle in fermentation processes. Biotechnol. Bioeng. 1982, v.24, p. 511-531.

97. Harremoes P., Cour J., Kristensen G.H. Practical problem related to nitrogen buble formation in fixed film reactors. Prog. Technol. 1980, v. 12, p. 253-269.

98. Harvey J. Ministry forces clean-up of nitrates in water. Farmers Weeklly, 1988, v. 108, n.5,p. 14.

99. Hashimito S. Stabilization of waste-activated sludge through the anoxic-aerobic digestion process. Biotechnol. Bioeng., 1982, v. 24,1789.

100. Hemsley J., Lattern A. Sewage Sludge Stabilisation and Desinfection. 1984, p. 125.

101. Hobson P.N. Aerobic and anaerobic treatment of slurries and other agricultural wastes. Agricultural waste management and environmental protection. 1988, v. 2, p. 27-37.

102. Hrtman R.B. Sludge stabilization through aerobic digestion. J. Water Pollotion Control Federation. 1979, v. 51, 2353.

103. Hunt P.G., Szogi A.A., Humenik F.J., Rice J.M., Matheny T.A., Stone K.C. Constructed wetlands for treatment of swine wastewayer from an anaerobic logoon. Trans. ASAE. 2002, v. 45, n. 3, p. 639-647.

104. Jewell W.J., Switzenbaum M.S., Morris J.W. Municipal wastewater treatment with the anaerobic attached microbial film expanded bed process. J. Water Pollution Control Federation. 1981, V. 53, p. 482-490.

105. Jolley R.L., Rivera A.L. Continuous monitoring, automated analysis and sampling procedures. J. Water Pollution Control Federation, v. 61, n. 6, p. 782-785.

106. Jouvencel A.F. Les nitrates: Un defi a relever. Agr. Fr. 1989, v. 152, n. 33, p. 33-35.

107. Kinner N.E., Balkwill D.L., Bichop P.L. Light and electron microscopic studies of microorganisms growins in rotating biological contactor biofilms. Appl. Environ. Microbiol. 1983, v. 45, p. 1659-1669.

108. Krishnamoortthy R., Loehr R.C. Aerobic sludge stabilization factors affecting kinetics. J. Environ. Eng. Div., 1989, v. 115,283.

109. Krouwel P,G., Kossen W.F. Gas production by immobilized microorgamisms: theoretical approach. Biotechnol. Bioeng. 1980, v. 22, p. 681-687.

110. Les nitrates du progress. Nouv. Agriculteur, 1989, v. 142, p. 25-30.

111. Lin S.D. Rotating biological contactor technology. Bioenvironment systems, 1987, v. 2, p. 161-208.

112. Mastuda A. Behavior of nitrogen and phosphors during batch aerobic digestion of waste activated sludge Continuous aeration and intermittent aeration control DO. Water Research. 1988, v. 22, 1495.

113. Mavinic D.S., Koers D.A. Fate of nitrogen in aerobie sludge digestion. J. Water Pollotion Control Federation. 1982, v. 54, 352.

114. McCoy W.F., Bryers J.D., Robbins J., Costerton L.W. Observations of fouling biofilm formation. Can. J. Microbiol. 1981, v. 27, p. 910-917.

115. Mekouar M.A. La ville et la nature.Land Reform Land Settlem. 1997,p. 52-61.

116. Ng W.J., Chin K.K. Treatement of piggery wastewater by expanded-bed anaerobic filters. Biol. Wastes, 1988, v. 26, n. 3, p. 215-228.

117. Nilsson I.S., Ohlson S., Haggstrom L., Molin N., Mosbach K. Denitrification of water using immobilized Pseudomonas denitriflcans. Eur. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1980, v. 10, p. 261-274.

118. Noone G.P., Brade C.E., Whyley J. Sewage Sludge Stabilisation and Desinfection. 1984, p. 107.

119. Paris J.M., Santin L., Sola C. Biochemical reactor design and development for waste and wastewater treatment. Bioenvironmental Systems, 1987, v. 3,p. 1-20.

120. Perrier J., Jacob F., Desbois S. Ordures manageres: la methanisation attaint la maturite industrielle. Biofutur, 1988, v. 74, p. 30-35.

121. Phosphorus Removal. EPA-625/1-87/001. 1987.

122. Rebhun M., Ronen D., Eren J. Monitoring and study program of an interregional wastewater reclamation system for agriculture. J. Water Pollution Control Federation, 1987, v. 59, n. 5, p. 242-248.

123. Rich L.G. A cost-effective System for the aerobic stabilization and disposal of waste water sludge. Water Research. V. 16, 535,1982.

124. Rieradevall J., Rueara A., Postils A., Vicente M. Low-cost anaerobic digestion of pig manure at psychrophilic temperature. Bioenvironment systems, 1987, v. 4, p. 137-154.

125. Robinson R.W., Akin D.E., Nordstedt R.A., Thomas M.V. Light and electron microscopic examinations of methane-producting biofilms from anaerobic fixadbed reactor. Appl. Environ. Microbiol. 1984, v. 48, p. 127136.

126. Sanchez H.E. Anaerobic filter for agricultural and industrial wastewater treatment. Abstract book, 1987, v. l,p. 1-2.

127. Scholtens R., Klarenbeek J.V., Bruins M.A. Control of ammonia emissions with biofilters and bioscrubbers. In: Volatile emissions from livestock farming and sewage operations. London, 1988, p. 196-208.

128. Sous les calanques les boues. Genie rural, 1989,v. 3, p. 11-12.

129. Strand S.E., McDonnel A.J., Unz R.F. Concurrent denitrification and oxygen uptake in microbial films. Water Research. 1985, v. 19, p. 335-344.

130. Thompson H., Michaelson A.P. Sewage Sludge Stabilisation and Desinfection. 1984, p. 92.

131. Timmermans P., Haute A. Denitrification with methanol. Water Research. 1983, v. 17, 1249.

132. Trulear M.G., Characklis W.G. Dynamics of biofilm processes. J. Water Pollution Control Federation 1982, v. 54, p. 1288-1301.

133. Van den Heuvel J.C., Zoetemeyer R.J. Stability of the methane reactor: a simple model including substrate inhibition and cell recycle. Proc. Biochem. 1982, v. 17, p. 14-19.

134. Van Haandel. A.V. et al., Optimization of Nitrogen Removal in the Single Sludge Activated Sludge Process. Water Science Technology. 1982, v. 14, 443.

135. Wall T.M., Hammer R.W. Biological testing to control toxic water pollutants. J. Water Pollution Control Federation, 1987, v. 59, n. 1, p. 7-12.

136. Warner A.P. et al., The activated sludge prosess IV. Application of the general kinetic model to anoxic-aerobic digestion of waste activater sludge. Water Research. 1983, v. 20, 943.

137. Wedekind P., Vollmer G.R., Linke B. Anaerobe aufbereitung von gull emit biogasgewinnung. 1988.

138. Wheatley A.D. Investigation into the ecology of biofilms in waste treatment using scanning electron microscopy. Environ. Technol. Lett. 1981, v. 2, p. 419-424.

139. Wire D.L. Fuel gas prodaction of agricultural residues and municipal solid wastes by low-capital-cost batch digestion A review. Resources Conserv, 1987, v. 13, n. 2/4, p. 83-102.

140. Zoetemeyer R.J., Van den Heuvel J.C., Coher A. pH influence on acidogenic dissimilation of glucose in an anaerobic digestor. Rater Research. 1982, v. 16, p. 303-311.