Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-биохимические аспекты использования актиномицетов для очистки сточных вод

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-биохимические аспекты использования актиномицетов для очистки сточных вод"

На правах рукописи

п

ПЕРОВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

ЭШЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АКТИНОМИЦЕТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ вод

Специальность 03 00 16 - «Экология»

Специальность 03 00 04 - «Биохимия»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Воронеж - 2007

003060801

Работа выполнена на кафедре микробиолог Государственного образовательного высшего профессионального обра(з «Воронежская государственная технологи

ии и биохимии учреждения

Научный руководитель

Официальные оппоненты

доктор биологичес Корнеева Ольга

доктор биологичес Епринцев Алекса

кандидат биологи1?1 Шерстяных Вера

ования

еская академия»

ких наук, профессор (Сергеевна

ких наук, профессор ндр Трофимович

еских наук Алексеевна

Ведущая организация

Управление по о: окружающей сре,

хране

г. Воронежа

!ДЫ ]

Защита диссертации состоится « Ы » мая 2007 г в 14 — часов на заседании диссертационного совета Д 212 038.05 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет» по адресу 394006, г Воронеж, Университетская площадь, 1, ауд 059

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах), заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес ситета

Диссертация зарегистрирована на сайте ВГУ С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГУ

Автореферат разослан « 1В » апреля 2007 г

Ученого совета универ-

Ученый секретарь диссертационного совета

п-

Г И Барабаш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Очистка промышленных сточных вод тесно связана с охраной окружающей среды и является актуальной проблемой современности Существенный вклад в решение этой проблемы вносят биологические методы очистки сточных вод, связанные с поиском эффективных селективных штаммов микроорганизмов, способных утилизировать органические загрязнения, в том числе из-за их относительной дешевизны и приемлемой производительности

Установлено, что определенную роль в загрязнении водоемов органическими и биогенными веществами играют сточные воды мясокомбинатов Превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) по БПК5 в 6 раз (фактически 2000-3000 мг/дм3), по содержанию соединений азота в 9 раз (1-2 мг/дм3), по взвешенным веществам в 8 раз (1000 мг/дм") создает серьезные трудности как при очистке сточных вод, так и при утилизации образующегося осадка Несмотря на высокие концентрации загрязнений, подавляющее количество сточных вод (около 80-90 %) сбрасывается практически без очистки

В сложившейся ситуации необходима разработка новых или модернизация существующих технологий защиты окружающей среды, в частности, очистки стоков мясокомбинатов Одним из методов очистки сточных вод является сорбционная очистка воды, включающая создание новых биосорбентов и биофлокулянтов Несмотря на то, что актиномице-ты проявляют боле высокую седиментационную способность по сравнению с дрожжами и бактериями, их биофлокулирующая способность не определена Использование актиномицетов для очистки сточных вод до настоящего времени не исследовано

В связи с этим поиск штаммов актиномицетов, обладающих био-флокулирующей способностью, и исследование возможности их применения для очистки сточных вод являются актуальным с точки зрения охраны окружающей среды

Цель и задачи исследования Целью работы являлось исследование биофлокулирющей способности актиномицетов и разработка био-сорбционного способа очистки сточных вод (СВ) мясокомбинатов с применением актиномицета

В рамках поставленной цели решались следующие задачи - изучить микробиологический и химический состав сточных вод мясокомбинатов,

о

сточных вод (рМ, тем-

- провести скрининг актиномицетов - продуцентов кератинрасще-пляющих протеаз, обладающих флокулирующей способностью

- подобрать оптимальные условия очистки пература, объемная концентрация биофлокулянта симальным флокулирующим эффектом,

- провести сравнительную оценку эффективности использ< синтетических флокулянтов и биосорбента в очист

- разработать технологическую схему очис лизации осадка с применением биофлокулянта на определить экологичность предложенной технологии

актиномицетом

ке сточных вод, ки сточных вод основе актином и

- оценить экономическую эффективность п

сорбционной очистки сточных вод в условиях производства,

— разработать рекомендации по применению осадка сточных вод (ОСВ) в качестве белкового компонента в составе комбикорма Основные положения, выносимые на защиту 1 Применение биосорбционных методов очистки промышленных сточных вод о г органических соединений является одним из эффектив-

эименения метода био

ных способов их утилизации, что актуально в аспе

2 Актиномицеты, проявляющие высокую п стности, кератиназную активность обладают высо способностью, что позволяет использовать их в к для очистки сточных вод, загрязненных белковым&

3 Образующийся в процессе биофлокуляп комбинатов осадок содержит ценные белковые ве

значимые элементы в концентрациях, не превышающих ПДК Резу. экспериментов позволяют полагать, что ОСВ мол качестве белковой добавки к комбикорму домашне Научная новизна

Впервые научно обоснована и практически ность применения актиномицета Str chromogenes ных вод мясокомбинатов в качестве биофлокулянт^

Впервые установлена корреляционая зависи зом протеолитической активности, накоплением б ной жидкости актиномицета Sir chromogenes

очистки сточных вод, содержащих в качестве загрязнений белковые вещества

На основе литерат}рных и собственных данных разработала модель биосорбции органических веществ актиноми

<те охраны природы

с мак-

эвания

и ути-цета и

зотеолитическую, в ча-кой седиментационной ачестве биофлокулянта веществами ии сточных вод мясо-щества и биологически льтаты ован в

:ет быть использ й птицы

подтверждена возмож-0832 для очистки сточ-а

viocTb между биосинте-

иомассы в культ

32 и эффективностью

цетом Str chrom

ураль-

ogenes

0832 Результаты исследования вносят вклад в решение проблемы охраны природы

Теоретическая и практическая значимость работы Предложенная модель углубляет и расширяет представления о механизме биосорбции биофлокулянтом органических веществ сточных вод

Метод биосорбционной очистки сточных вод с помощью биофло-кулянта 8/г chromogenes 0832 использован в условиях ОАО "Алексеев-ский мясоптицекомбинат" и показал высокую эффективность

Разработаны рекомендации по использованию ОСВ после термической обработки и обеззараживания в качестве источника белка в сос гаве комбикорма при кормлении кур Промышленная апробация в условиях ООО ''Загорье" подтвердила увеличение продуктивных показателей птицы

Апробация работы Материалы диссертации доложены и обсуждены на международных, региональных и университетских конференциях 10-й международной Пущинской конференции молодых ученых "Биология - наука 21-го века" (Пущино, 2006), III Московском международном конгрессе "Биотехнология состояние и перспективы развития' (Москва, 2005), IV международной научной конференции "Кинетика и механизм кристаллизации Нанокристаллизация Биокристаллизация'" (Иваново, 2006), IX международной конференции "Наукоемкие химические технологии - 2006" (Самара, 2006), межрегиональных конференциях, посвященных памяти А А Землянухина "Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов" (Воронеж, 2005, 2006), ежегодной научной отчетной конференции преподавателей и сотрудников Воронежской государственной технологической академии (2005, 2006)

Публикации Материалы, изложенные в диссертационной работе, нашли отражение в 18 опубликованных работах - 8 статьях и 10 тезисах докладов, из них 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и приложений Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу, 25 рисунков Библиографический список включает 141 наименование, в том числе 58 иностранных, приложения (10 стр )

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темь лены основные направления исследований

Глава 1. Экологические проблемы очистк

мясокомбинатов Дан анализ публикаций о действующих методах

диссертации и с

и сточных вод

преде-

очист-

адков Приведена срав-га микроорганизмов я Объектом исследова-

ки сточных вод мясокомбинатов и утилизации ос нительная характеристика флокулирующего эффек Глава 2. Объекты и методы исследовани ния служили чистые культуры актиномицетов рода Strгptomycetes

Глубинное культивирование актиномицетов проводили в качалоч-ных колбах вместимостью 750 см"3, содержащих 100 см3 питательной сре^ ды Чапека в течение 72 ч при температуре (28±2) ° В экспериментах использовали сточные вод ных сооружений ОАО "Алексеевский мясоптицек ка Белгородской обл )

При выполнении экспериментов были использованы следующие методы исследований определение плотности осадка проводили соглас но ГОСТ 3625-84, массовой доли жира - с исп (ГОСТ 5867-90) и рефрактометрически, массовую золы и влаги - в соответствии с ГОСТ 3626-93, содержание взвешенных веществ с помощью обеззоленных фильтров согласно ГОСТ 181б4-92, определение массовой доли кальция, магния, - методом комплексо!номет-рического титрования, содержание аминного азо-ределение содержания витаминов А, В2 и Вб и 1< осадка сточных вод проводили согласно ГОСТ 70 становленного (СБН) и окисленного (СЖ?) глут; восстановленного в печени кур-несушек - спектр тодом, величину рН - на рН-метре милливольтмет ление размера флокул проводили методом свет лотный состав сточных вод и осадка сточных вод ляли на автоматическом аминокислотном анализ хия), содержание ионов металлов - на атомно-абсс тометре С-115 М

Эффективность флокулирующего действия ческой плотности стока при 540 нм после проведе ние 1 ч и сравнивая ее с оптической плотностью ис При математической обработке результатов Стьюдента Достоверными считали различия с уровне

ы, полученные с очист-омбинат" (г Алексеев

ользованием жи^омера долю сухого вещества,

-одом комплексономет-а фотометрически, оп-аротиноидов в составе 47-90, содержание вос-тиона в крови офотометрическ: ре рН-150 МА эрассеяния Ами после очистки опреде-

также ям ме-преде-нокис-

аторе ААА-Т 3!

'рбционном спектрофо-D) оценивали по опти-

-шя флокуляции ходного стока использовали кр м значимости 95 °

3 (Че-

в тече-

итерии

Глава 3. Актиномицеты как биофлокулянты в очистке производственных сточных вод

Микробиологический и химический состав сточных вод мясокомбинатов. Исследования состава нативной микрофлоры сточных вод мясокомбинатов показали, что содержание дрожжей и грибов составляет 23,7 % и 25,4 % соответственно Доминирующими среди микроорганизмов являются бактерии - 50,9 %, причем наиболее высока в их составе доля актиномицетов, которая достигает 38,9 % от общего количества бактерий

Анализ химического состава сточных вод мясокомбинатов показал, что основная часть органических загрязнений представлена соединениями белковой природы и жирами Их фактическая концентрация в стоках мясоперерабатывающих предприятий составила (данные среднестатистические, мг/дм3) общий растворимый азот - 50,1, аммонийный азот - 28,3, азот нитратов - 0,03, азот нитритов - 0,1, азот органический - 23,6, белок по Къельдалю - 102,0, жиры - 20,1, углеводы - 0,01 Состав белковых компонентов представлен в основном фибриллярными белками (коллагеном, миозином, тропомиозином и тд), которые составляют 67,3 % от общего уровня белков стока, а также альбуминовыми и глобулиновыми фракциями

В связи с этим при выборе микроорганизма-деструктора белка руководствовались наличием у него протеолитической активности, в том числе керагиназной

Выбор актиномицета — продуцента протеолитических ферментов, обладающего флокулирующей способностью Нами был проведен скрининг 20 штаммов актиномицетов рода Б&ер1отусе1ез и выбран продуцент с оптимальным соотношением ферментативной активности и флокулирующего эффекта при культивировании на стоке (табл I)

Сточная вода характеризовалась следующими показателями БПК5 - ¡76,2 мг 02/дм3, ХГТК - 497,5 мг СЬ/дм3, содержание взвешенных веществ - 169,4 мг/дм3

КЖ актиномицета добавляли к сточным водам мясокомбината В ходе исследования измеряли мутность, ХПК (бихроматная окисляемость), содержание общего железа

Установлено, что максимальный флокулирующий эффект наблюдался у актиномицета chromogenes 0832 Данный микроорганизм проявлял также максимальную протеолитическую (ПА) и кератиназную (КА) активности

Сравнительная характеристика биосинтетичес и флокулирующего эффекта актиномицетов пр их на сточных водах

Таблица

кой способности 1 культивировании

Наименование культуры

ПА, ед /см3

КА, ед /см

Флокулируюш^ эффект (D)

1 Str chromogenes s graecus 0832

1,540

2,321

1 19

2 Str californiens 1015

0,083

1,64

0,29

3 Str flavovariabihs 141

0,050

1,23

0,29

4 Str diastatochromogenes 135

0,079

1,17

0,11

5 Str kurssanovil 715

0,007

1,618

0,17

6 Str sp (S scabies) 841

0,093

0,81:

0,31

7 Str fradioroseus 155

0,054

0,091

0,34

8 Str fradiae 0050

0,006

0,31?

0,11

9 Str autotrofïcci 759

0,018

0,022

0,17

10 Sti vindochromogenes 5858

0,003

0,016

0,09

11 Str fradiae 764

0,021

0,05

0,07

12 Str bikimensis 999

0,313

0,02

0,13

13 Str vu idochromogenes 0038

0,005

0,005

0,23

14 Str chromofuscus 6050

0,097

0,004

0,27

15 Str hygroscopicus 0374

0,088

0,006

0,38

16 Str cinerosus 84

0,280

0,47

17 Str chromofuscus 1191

0,272

0,44

18 Str olivaceoseleroticus 1445

0 064

0,45

19 Str cananus 1392

0,005

0,38

20 Str chromofuscus 1191

0,017

0,43

Исследование динамики биосинтеза протеолитиечких ферментов

влияния времени культивирования актиномицета

Str chromogene

s 0832

на эффективность водоочистки показало, что основные показатели, ха растеризующие эффективность очистки (ХПК,

мутность, соде

общего железа) были наилучшими при внесении КЖ, полученной

>жание з тече-

ние 72-х ч культивирования актиномицета (табл 2), что коррелировало с его максимальной ПА (рис 1)

Таблица 2

Влияние времени культивирования актиномицета Sir chromogenes 0832 на эффективность водоочистки

Показатели Время культивирования акгиномицеш вносимого в с точную волу 1 ч)

- 24 36 48 72 96 120

ХПК, мг o2W 2700 1820 860 521 217 327 390

Мутность, мг/дм3 5,31 3,32 2,53 1,87 0 93 1,27 1 31

Общее железо, мг/дм3 1,13 0,97 0,73 0 54 021 1 0,31 0 35

100 so

V 50

1 70

I 60 8

rj 50

I 40

о

ё 20 10

о

Ш 72 96 120 144

Вртх,ч

Рис 1 Изменение протеолитической активности

Sir chromogenes 0832 при культивировании в течение 144 ч

Также нами установлена корреляционная зависимость между биосинтезом ПА и накоплением биомассы в КЖ, которая гоже достигала максимума к 72 ч культивирования актиномицета Sir chroivogenei 0832 При внесении 96-часовой культуры актиномицета мутность стока повышалась в среднем на 19,7 %, что связано с лизисом клеток микроорганизма и уменьшением биомассы, к этому времени отмечено также снижение ПА

Установлено, что одним из немаловажных щих величину флокулирующего эффекта актином^ терная структура мицелия последних (рис 2, 3)

факторов, определяю-цетов, является карак-

Рис 2 Воздушный мицелий актиномицета 8(г chromogenes 0832 (увеличение

15x90)

Рис 3 Структура биофлокулянта (Лг chrcmogenes 0832) (увеличение 15x90)

Мицелий бактериальных клеток актином 0832 имеет вид длинных ветвящихся нитей без пе этом высокая плотность центров сорбции позво. взвешенные вещества, коллоиды стока - выступа' (рис 3)

ицета БП' скгоп. регородок (рис ; 'Ллет им интегри

!) При ровать

ь в роли биосорбентов

Таким образом, флокулирующая способность актиномицета характеризуется наличием ПА, способствующей гидролизу белка в составе сточных вод мясокомбинатов, а также биосорбционной способностью мицелия

Влияние физико-химических факторов на флокулирующие свойства актиномицета Sir ckromogenes 0832. Влияния рН на флокулирующие свойства актиномицета определяли по степени осветления жидкой фазы, величину рН варьировали в интервале 2,0-11,0 (рис 4) В результате проведенных исследований установлено, что максимальный эффект осветления наблюдался в интервале рН 7,0-10,0, в этом диапазоне степень осветления увеличивалась до 46,2 %

На процесс биофлокуляции влияют характер клеточной поверхности, компоненты КЖ, а также вещества, выделяющиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, что приводит к дополнительному расходу флокулянта В связи с этим определяли оптимальное соотношение объема сточной воды и вносимой КЖ актиномицета (рис 5)

Из представленной зависимости видно, что значительное осветление стока происходило при соотношений объема сточной воды (VCT) к объему культуральной жидкости (FK>K), равном 35-40

123456789 10 И

рН —-

Рис 4 Зависимость степени осветления (D) стока от величины рН

у = -0,8996г + 15,6SSx - 27,874 Р: = 0,99(54

50

очистки сточнь

е позволяет равномерна, а также формиро-овать флокулирующий

актиномицета $'(г

обра-

1127-1390 г/дм , способные сохранять компактность в течение 9 ч

чае же внесения в сточные воды фильтрата КЖ, св

х вод

Рис 5 Влияние соотношения объемов

стока и КЖ (Кст Ркж) на мутность сточной воды

Уменьшение скорости флокуляции при высоких концентрациях биофлокулянта обусловлено стабилизацией дисперсий в результате формирования на поверхности частиц достаточно толстых адсорбционных слоев, что объясняется быстрым достижением равновесной толщины адсорбционного слоя

Как показали исследования, эффективность актиномицетом chromogenes 0832 максимально проявляется в диапазоне температур 26-28 °С

Следует также отметить, что барботировани но перемешивать сточные воды с КЖ актиномиц вать хлопья с плотной упаковкой и максимизир' эффект

Исследование флокуляционных свойств chromogenes 0832 Микроорганизмы в процессе культивирования зуют седиментационно и агрегативно устойчивые дисперсии, содержащие клетки микроорганизмов, продукты их метаболизма, сорбционные и флокулирующие свойства которых можно использовать в качествр био-флокулянтов

Установлено, что при внесении в сточную в содержащей 721 мг % биомассы, образовывалис:

оду КЖ актиномицета, флоки с плотностью

В слу-

ободного от биомассы

т е не содержащего клеток актиномицета, эффективность очистки значительно снижалась Не вызывало увеличения эффективности очистки и внесение отдельной биомассы, содержащей разрушенные клетки актиномицета

Таким образом, наличие у актиномицета Йг скгото§епе$ 0832 внеклеточной протеазы обусловливает дополнительную агрегацию микроорганизмов и образование хлопьевидных скоплений за счет продуктов ферментативного гидролиза белков сточной воды Однако не меньшая роль в процессе биофлокуляции принадлежит непосредственно бактериальным клеткам актиномицета, которые за счет единовременной адсорбции клеток на двух или более дисперсных частицах стока позволяют сформировать первичные флоки и эффективно удалять загрязнения (табл 3)

Таблица 3

Влияние условий проведения флокуляции на эффективность очистки сточных вод

Показатели очистки Контроль (сток) Условия флокуляции

КЖ, содержащая мицелий Фильтрат КЖ без мицелия Разрушенная биомасса акгиномицега

ХПК, мг 02/дм3 2700 33,6 238,4 223 1

Мутность, мг/дм3 5,3 0,129 0,443 0 401

Общее железо мг/дм3 1,2 0,178 0,323 0 307

Одним из важных показателей очистки СВ является содержание в них тяжелых металлов на уровне, не превышающем ПДК Количество общего железа в составе СВ мясоперерабатывающих предприятий составляет 1,15-2,17 мг/дм3 Эффективное снижение содержания общего железа до уровня, не превышающего ПДК, в случае применения биофло-кулянта можно, по-видимому, объяснить тем, чго наряду с очисткой от органических веществ, о которой говорилось ранее, одновременно происходит сорбция ионов железа биомассой актиномицета, обусловленная характерной структурой мицелия и значительной величиной С-потенциала, равной -38,7 мВ Для оценки эффективности сорбции катионов железа биофлокулянтом использовали стандартные растворы железоаммоний-ных квасцов (рис 6)

,Q35Ln(x) +99 964 R1 = 0,982

3 5

Время, ч

Рис 6 Кинетика сорбции катионов железа (100, 50 мг/дм^), индуцируемая биомассой актиномицета

Как видно из рис 6, максимальная скорость сорбции наблюдштась в течение первых 3-х ч после внесения биофлокуляята и составляет 37,139,7 %, что позволяет эффективно использовать клетки микроорганизма Str chromogenes 0832 в качестве сорбента

Сравнительная характеристика эффективности применения актиномицета Str chromogenes 0832 и синтетических флокулянтов для очистки сточных вод. С целью исследования процесса седиментации флокул при очистке сточных вод мясокомбинатов с помощью био-флокулянта нами проведена сравнительная оценка флокулирующего эффекта синтетического катионного флокулянта CWL-41 фирмы Nalco и биофлокулянта Sir chromogenes 0832, а также совм Анализ экспериментальных данных показал, флокуляции проходила в течение первых 5 мин после внесения флокулянтов, о чем свидетельствует максимальная скорость седиментации флокул во всех трех случаях Объем осадка составил 20 % от общегЬ объ ема стока, что находилось в пределах допустим: биологической очистки СВ (10-25 %) Таким обра^< биофлокулянт конкурентоспособен современным гам

В России нашла применение практика испо.

:стного их действия что стадия первичной

ых значений процесса ом, исследуемый нами синтетическим анало-

тьзования полиакрила-мидных коагулянтов, при этом достигается эффективность удаления тя желых металлов на 95 %, взвешенных веществ на %, органических веществ более чем на 75 %

Результаты воздействия КЖ chromogene¡> 0832, полиакрилами-да (ПАА) марки ВКМ-402 и 406 и сульфата алюминия (А1Н) в качестве коагулянтов на очистку сточной воды приведены в табл 4

Из представленных данных видно, что применение ПАА в сочетании с культурой микроорганизма значительно увеличивало степень очистки сточных вод При этом ХПК снижалось по сравнению с исходным на 89 % (т е в 9 раз), мутность на 95 % (в 21 раз) содержание железа почти на 80 % (в 5 раз)

Параллельно измеряли ^-потенциал микробных клеток, т к он является важной характеристикой процесса сорбции минимальное значение ^-потенциала микробных клеток (-53,2 мВ) соответствовало максимальному по величине флокулирующему эффекту

Таблица 4

Влияние актиномицета Str chromogenes 0832, полиакриламида (ПАА), ионов AI3' на качество очистки воды

Показатели Сток КЖ + сток ПЛА + сток AI" + CTOIC ПАА + КЖ + «OK А1и + КЖ + СТ01С Alil + ПАА + КЖ + мок

ХПК, мг 02/дм3 2700 300 460 820 220 390 350

Мутность, мг/дм3 5,31 1,37 1,53 2 32 1 25 1,81 1,34

Общее железо, мг/дм3 1,13 0,29 0,37 0 47 0 23 0 35 021

^-потенциал клеток мВ -7,8 -28,6 -20 1 -17,3 -53 2 -43 4 -42 9

Общий азот, мг¡дм' 143,2 42,9 134,6 140 2 34 1 87,9 20 1

Таким образом, исследуемый биофлокулянт может быть с успехом применен в сочетании с полиакриламидным коагулянтом для эффективной очистки сточных вод

Изучение сорбционного взаимодействия микроорганизма Str. chromogenes 0832 и компонентов сточной воды. Сточные воды большинства промышленных предприятий представляют собой двухфазную систему твердое-жидкость, из которой необходимо выделить твердую взвешенную фазу, а очищенную воду отправить на повторное использование Для интенсификации процессов седиментации необходимо предварительно укрупнить мелкодисперсные частицы посредством коагуляции или флокуляции Объединение мелкодисперсных частиц в а!ломера-

ты посредством коагуляции обусловлено межчастичными силами притяжения В случае биофлокуляции исследуемым актиномицетом механизм сцепления обусловлен одновременной адсорбцией бактериальной клетки как минимум на двух частицах, так называемый механизм "мостикообра-зования" (рис 7) В этом случае результирующая сила сцепления в зависимости от характера соединения может быть значительно больше сил межчастичного сцепления

Следовательно, взвешенные вещества и органические компоненты стока играют роль поверхности, провоцирующей первые этап1л адсорбционного взаимодействия, и способствуют образованию плотных агрегированных структур с большим количеством центров кристаллизации

Рис 7 Структура хлопьев при внесении биофлокулянта к очищаемой воде 1 - захваченная вода, 2 - гуминовые

э - частицы взвеси,

вещества, 4 - клетки микроорганизма

Эффективность очистки сточных вод мя

соперерабатывающих предприятий представляют коллоидные системы, в связи с чем выбор технологических схем и стки - сложная задача

В отечественной и мировой практике приме стадия обработки стоков - флокуляция Как было

окомбинатов. СВ мя-

сложные устойчивые х очи-

няется дополнительная

отмечено, испол

ние синтетических (полиакриламидных) флокулянтов для очистки осветления тонкодисперсных суспензий дает хоро ко получение этих флокулянтов требует создани водства Кроме того, синтетические флокулянты мость, поэтому целесообразно применять такие п как микроорганизмы

На основании полученных нами данных бкши определены оптимальные условия очистки СВ с помощью природного биофлокулянта -

ьзова-СВ и

шие результаты Одна-я специального произ-имеют высокук| стои-эиродные флокулянты,

актиномицета 57г chromogenes 0832 В табл 5 представлено изменение показателей СВ при внесении биофлокулянта

Таблица 5

Эффективность очистки сточных вод мясокомбинатов

Сточные воды Эффективность очистки, %

Параметр к после очистки традиционным методом предлагаемым способом

ч к ВТ о традиционным методом предлагаемым способом

ХПК, мг 0,/дм° 480 394 41,6 17 9 91 3

Мутность, мг/дм° 0,46 0,24 0,19 47 8 58,7

Железо общ, мг/дм3 3,13 2,30 0,28 26,5 91 1

Как видно из данных табл 5, эффективность очистки СВ при использовании актиномицета значительно увеличивается Так, по сравнению с очисткой традиционным методом, значение мутности уменьшилось в 1,3 раза, содержание общего железа в 8,2 раза, ХПК - в 9,5 раз

Применение биофлокулянта позволяет обеспечить очистку стока на уровне ПДК за счет снижения таких показателей как мутность на 58,7 %, содержание общего железа на 91,1 %, ХПК на 91,3 %

Глава 4. Обезвоживание и утилизация осадков сточных вод Характеристика осадка сточных вод. Анализ состава осадка СВ, полученного биосорбционным способом, показал высокое содержание органического вещества 67,4 (мае %) При этом 17,3 (мае %) составил сырой протеин, в тч перевариваемый 16,9 (мае %), который является одним из необходимых компонентов питания всех живых организмов Содержание жира достигает 10,3 (мае %) Наличие биогенных элементов, в частности фосфатов - 8,7 (мае %) Содержание некоторых жизненно важных аминокислот в составе ОСВ составило лизина 2,4 %, метпонина 0,8 %, что позволяет частично компенсировать их недостаток в составе комбикормов для кур

Кроме того, при исследовании полученного осадка установ тено наличие микроэлементов (Си2+, гп2+, Мп2+), которые играют ключевую роль в процессе нормального функционирования живых организмов

Все вышеизложенное и послужило основанием для изучения возможности применения ОСВ в составе комбикорма при кормлении кур-

несушек в условиях ООО "Загорье" (Белгородская обл) и исследования продуктивных показателей птицы

Использование осадков сточных вод в сос кур-несушек. Содержание (в %) ионов металлов

таве комбикор.

на для

составе комбикорма, разработанного и применяющегося в условиях ООО "Загорье" принимали за 100 % Уровень минеральных элементов в составе ОСВ рассчитывали относительно их содержания в составе комбикорма (рис 8)

Са"" Mg2* К* Vi* Ctf* Srf* Мл* Рис 8 Характеристика минерального состава ОСВ, полученного биосорбционным способом

Содержание ряда элементов в составе ОСВ (К+, Ре3+, Мп2+) не превышало ПДК, а их отклонение составило 8-10 % от разработанного сбалансированного состава комбикорма, что делает возможным частичную и практически равноценную замену ингредиентов последнего, т^ких как

гштельного итогового от-й

рыбная мука и/или соевый шрот на ОСВ без зна клонения в белковой и минеральной составляющ

Полученный в результате очистки СВ осадок вносили в количестве

вные зоотехнические по-контрольной и опытной 94,3 % и практически не

5 % (по белку) в комбикорм и исследовали осно казатели кур-несушек Сохранность поголовья в группах за период выращивания составляла 91,2 зависела от изучаемого фактора кормления

Положительный эффект был получен по яйценоскости За опытный период интенсивность яйценоскости на среднюю несушку по сравнению

с контрольной была больше в среднем на 3,1 % Значительный эффект был отмечен по повышению живой массы птицы За период выращивания превосходство по приросту живой массы птицы опытной группы по сравнению с контрольной составило 5,6 %

Для подтверждения безопасности применения ОСВ и анализа продуктивных показателей птицы проводили определение биохимических показателей крови, а также яиц кур-несушек Результаты эксперимента свидетельствуют о положительном влиянии ОСВ на сельскохозяйственную птицу Однако необходимо проведение такого исследования на нескольких поколениях птицы

Таким образом, нами установлено, что осадок, полученный при очистке сточных вод биосорбционным методом с использованием культуры актиномицета Str chromogenes 0832, может быть использован в качестве белковой добавки в составе комбикорма для сельскохозяйственной птицы

Эколого-экономическое обоснование способа биосорбционой очистки сточных вод. Применение полученного нами биофлокулянта позволяет разработать экологически чистую и практически безотходную технологию биосорбционного способа очистки СВ Предлагаемая схема очистки СВ мясокомбинатов с использованием Sir chromogenes 0832 включает следующие стадии глубинное культивирование актиномицета при оптимальных условиях, внесение биофлокулянта в сточную воду, отделение ОСВ от надосадочной жидкости фильтрованием, получение сухого белкового продукта, путем термической сушки Очищенная вода включается в цикл оборотного водоснабжения

Предложенная схема очистки позволит сократить затраты на природоохранные мероприятия на 2 201 673,5 р/год Срок окупаемости капитальных вложений составит 0,4 года

Для оценки экологичности предлагаемой технологии биосорбци-онной очистки сточных вод в качестве критериев оценки использовали данные эффективности очистки на ОАО "Алексеевский мясоптицеком-бинат" по существующей технологии и по предлагаемой Определяли коэффициент экологичности (АГЭК) для каждого случая

Значение Кэк при обработке СВ по существующей технологии составило 1,87 10\ в то время как по предлагаемому способу величина Кж составила 0 53 Поскольку для безотходной технологии критерий Кж должен быть равен нулю, то можно утверждать, что предлагаемый метод биосорбционой очистки СВ является более экологичным

выводы

мясокомбинатов

Str chromogenes

пока-

роорганизмов сточных :оторых приходятся на

укторов белковых ве-

0832,

1 Анализ химического состава с точных вод зал, что основная часть органических загрязнений представлена соединениями белковой природы (67,3 % из которых - фибриллярные белки) и жирами

2 Установлено, что значительную часть мик;: вод представляют бактерии - 50,91 %, 38,93 % из долю актиномицетов

3 Путем скрининга микроорганизмов-дестрЬ ществ в составе сточных вод выбран актиномицет , обладающий высокой протеолитической активность эффектом

4 Оптимизированы условия проведения процесса биофлокуг (рН 7,2, температура (28±2) °С, объемное соотношу стока 1 40, время на проведение процесса очистки щие высокую степень очистки сточных вод мясокомбинатов за счет сни жения таких показателей как мутность на 58 %, содержание общего за на 91 %, ХПК на 92 %

5 Применение Str chromogenes 0832 в качес зволяет увеличить скорость седиментации в 1,3 раз; конкурентоспособность по сравнению с современными синтетическими аналогами

6 Впервые разработана технологическая схема очистки локальных

ью и флокулирующим

пяции ение биофлокулянта и 1-1,5 ч), обеспечиваю-

гве биофлокулянта по-а, что обеспечивает его

сточных вод мясокомбинатов с применением актиномицета Str

ность биосорбционной 4,2 раза по сравнению

:ских веществ актино

mogenes 0832, позволяющая увеличить экологич очистки (коэффициент экологичности снижается в с традиционной технологией)

7 Разработана модель биосорбции органич мицетом Йг chromogenes 0832, что расширяет и уг|лубляет представления о механизме биосорбции

8 Обоснована возможность применения осадка сточных во^ в качестве источника белка для кормления кур

9 Предложенный способ биосорбционной очистки сточных вод является более экологичным по сравнению с традиционным и позволит сократить затраты на природоохранные мероприятия Такая экономия составит 2 201 673,5 р /год в условиях производства на ОАО "Алексеевский мясоптицекомбинат"

желе-

chro-

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1 Корнеева О С Применение биофлокулянтов в очистке сточных вод мясокомбинатов /ОС Корнеева, С Н Перов, JI В Брындина, И В Попова // Материалы XLIII отчетной научной конф за 2004 год - 2005 -Ч 1 -С 96

2 Корнеева О С Изучение целесообразности применения актино-мицетов в очистке сточных вод предприятий молочной промышленности /ОС Корнеева, С Н Перов, И В Попова // Материалы XLIV отчетной научной конф за 2005 год - 2006 - Ч 1 - С 79-80

3 Перов С Н Разработка биофлокулянта для глубокой очистки сточных вод / С Н Перов, И В Попова, JI В Брындина // Материалы XLIV отчетной научной конф-и за 2005 год -2006 -Ч 1 - С 80-81

4 Брындина JI В Применение биофлокулянтов в очистке сточных вод / Л В Брындина, О С Корнеева, С Н Перов // Материалы III Московского международного конгресса "Биотехнология состояние и перспективы развития" -2005 -С 59

5 Корнеева О С Применение актиномицета Str chromogenes в очистке сточных вод /ОС Корнеева, С Н Перов, И В Попова // Межрегиональный сборник научных работ "Организация и регуляция физиолого-биохимическихпроцессов", ВГУ -2005 -вып 7 -С 94-100

6 Корнеева О С Биологическая очистка сточных вод мясоперерабатывающих предприятий /ОС Корнеева, С Н Перов, И В Попова // Межрегиональный сборник научных работ "Организация и регуляция фи-зиолого-биохимических процессов", ВГУ -2006 - вып 8 - С 103-108

7 Корнеева О С Очистка сточных вод мясокомбинатов биосорб-ционным способом /ОС Корнеева, С Н Перов, JI В Брындина // Мясная индустрия -2005 -№9 -С 36-38

8 Брындина Л В Очистка сточных вод биофлокулянтом на основе актиномицета Streptomyces chromogenes / Л В Брындина, С Н Перов, О С Корнеева // Сорбционные и хроматографические процессы - 2006 -Т 6, вып 4 - С 648-652

9 Перов С Н Интенсификация очистки сточных вод мясокомбинатов / С Н Перов, О С Корнеева, И В Попова // Материалы V-й Международной научно-технической конференции "Техника и технология пищевых производств" - Могилев, 2006 -С 165

10 Использование актиномицетов в очистке сточных вод молокозаводов /ПС Репин, С Н Перов, О С Корнеева // Материалы V-й Международной научно-технической конф "Техника и технология пищевых производств" - Могилев, 2006 - С 187

ково-жировых КОМ ПО'

10-й

11 Перов С Н Использование флокулянтов в очистке сточных вод мясокомбинатов / С Н Перов, О С Корнеева, И В Попова // Сборник тезисов 10-й Пущинской школы-конф молодых ученых "Биология - наука XXI века" -Пущино -2006 -С 389

12 Перов С Н Очистка сточных вод от белк нентов / С Н Перов, О С Корнеева, Е А Мотина // < Пущинской школы-конф молодых ученых "Биолощ -Пущино -2006 - С 388

13 Перов С Н Биофлокуляция в жир- и б£ персных системах / С Н Перов, О С Корнеева // естествознания -2006 -№10 -С 97-98

14 Ферменты микробного происхождения и

Сборник тезисов

ия - наука XXI века"

локсодержащих

дис-

Успехи современного

их применение

в пи-

нология и современ

щевой промышленности /ОС Корнеева, В С Капранчиков, С Н Перов // Материалы VII международного форума "Биотех ность" -СПб -2006 - С 43-44

15 Корнеева О С Совместное использование биофлокулянтов и фуллеренов в очистке сточных вод /ОС Корнеева, С Н Перов // Материалы IV Международной научной конференции "Кинетика и механизм кристаллизации" - Иваново, 2006 - С 130

16 Брындина Л В Совместное использование микроорганизмов в биологической очистке сточных вод / Л В Брынд: Корнеева// Экологические системы и приборы - 20

17 Брындина Л В Интенсификация процесс; мясоперерабатывающих производств / Л В Брындина, С Н Корнеева//Биотехнология -2006 -№5-С 67-69

18 Перов С Н Использование флокулянтов в очистке сточны / С Н Перов, О С Корнеева, И В Попова, Л В Брындина // Экологиче ские системы и приборы - 2007 - № 4 - С 39-42

ма, С Н Перов 06 - № 11 - С очистки сточны Перов

Статьи № 7, 8, 16, 17, 18 опубликованы изданиях, рекомендованных ВАК

Подписано в печать 23 04 2007 г Уел Печ Л 1,0 Тираж 100 Заказ № 208

ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (ВГТ^) Отдел почиграфии ГОУВПО «ВГТА» Адрес академии и отдела полиграфии 394000, Воронеж, пр Революции 19

ОС 3-15 X вод ОС

X вод

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Перов, Сергей Николаевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОЧИСТКИ

СТОЧНЫХ ВОД МЯСОКОМБИНАТОВ

1.1. Качественная и количественная характеристика сточных вод мясокомбинатов и образующегося осадка

1.2. Анализ действующих методов очистки сточных вод мясоперерабатывающих предприятий

1.2.1. Биологическая очистка сточных вод

1.2.1.1. Иммобилизованные микроорганизмы в очистке сточных вод

1.2.1.2. Биофлокулянты в очистке сточных вод

1.3. Экологические критерии обеспечения качества очистки сточных вод

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследований

2.2. Характеристика методов исследования 48 2.2.1. Определение ферментативной активности

2.3. Методы исследования физических свойств сточных вод

2.3.1. Определение мутности воды

2.3.2. Определение скорости осаждения грубодисперсных веществ

2.4. Методы исследования химического состава сточных вод

2.4.1. Определение азота нитритов методом Грисса

2.4.2. Определение содержания общего железа 50 2:4.3. Определение азота нитратов

2.5. Определение флокулирующего эффекта

2.6. Определение ^-потенциала бактериальных клеток

2.7. Проведение научно-производственного эксперимента по кормлению кур-несушек

2.8. Статистическая обработка результатов

ГЛАВА 3. АКТИНОМИЦЕТЫ КАК БИОФЛОКУЛЯНТЫ В ОЧИСТКЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

3.1. Микробиологический и химический состав сточных вод мясокомбинатов

3.2. Выбор актиномицета - продуцента протеолитических ферментов, обладающего флокулирующей способностью

3.2.1. Влияние физико-химических факторов на флокулирующие свойства актиномицета Str. chromogenes

3.3. Исследование флокуляционных свойств микроорганизма Str. chromogenes

3.3.1. Сравнительная характеристика эффективности применения актиномицета Str. chromogenes 0832 и синтетических флокулянтов для очистки сточных вод

3.4. Изучение сорбционного взаимодействия микроорганизма

Str. chromogenes 0832 и компонентов сточной воды

3.5. Оптимизация условий биосорбционной очистки сточных вод

ГЛАВА 4. ОБЕЗВОЖИВАНИЕ И УТИЛИЗАЦИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД

4.1. Характеристика осадка сточных вод

4.2. Обоснование использования осадков сточных вод в составе комбикорма для кур-несушек

4.3. Эколого-экономическое обоснование способа биосорбционной ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ иод

4.3.1. Определение общей экономической эффективности природоохранных затрат

4.3.2. Расчет коэффициента экологичности метода биосорбционной очистки сточных вод

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эколого-биохимические аспекты использования актиномицетов для очистки сточных вод"

Актуальность проблемы В индустриальных странах с высоким уровнем развития производства процесс очистки промышленных стоков, как одно из мероприятий охраны природы, приобрел значение проблемы государственной важности.

Существенный вклад в решение этой проблемы вносят биологические методы очистки сточных вод, связанные с поиском эффективных селективных штаммов микроорганизмов, способных утилизировать органические загрязнения, в том числе из-за их относительной дешевизны и приемлемой производительности.

Установлено, что определенную роль в загрязнении водоемов органическими и биогенными веществами играют сточные воды мясокомбинатов. Превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) по БПК5 в 6 раз (фактически 2000-3000 мг/дм3), по содержанию соединений азота в 9 раз (1-2 мг/дм3), по взвешенным веществам в 8 раз (1000 мг/дм3) создает серьезные трудности как при очистке сточных вод, так и при утилизации образующегося осадка. Несмотря на высокие концентрации загрязнений, подавляющее количество сточных вод (около 80-90 %) сбрасывается практически без очистки.

По расходу воды на единицу выпускаемой продукции мясная отрасль считается наиболее водоемкой: удельный расход воды на 1 тонну выпускаемой продукции 19,4-40,0 м3. Высокий уровень водопотребления обусловливает и больший объем образования сточных вод. Особенностью сточных вод мясокомбинатов является преобладающее загрязнение органическими веществами животного происхождения. Несмотря на высокие концентрации загрязнений, подавляющее их количество (около 80-90 %) сбрасываются практически без очистки.

Среди методов, применяемых для решения проблем, связанных с очисткой сточных вод, сорбционный является одним из наиболее эффективных. К преимуществам сорбции можно отнести возможность удаления загрязнений чрезвычайно широкой природы практически до любой остаточной концентрации независимо от их химической устойчивости, отсутствие вторичных загрязнений и эффективный контроль качества процесса водоочистки.

В настоящее время тенденции развития технологий сорбционной очистки воды определяются возрастающим ассортиментом и количеством естественных минеральных и органических вещесгв, созданием новых сорбентов: биосорбентов и биофлокулянтов. Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что реализация стратегии устойчивого развития требует создания гибких и надежных технологий очистки сточных вод, использования в технологических процессах очищенной сточной воды, а также переработки и утилизации образующихся осадков.

Культивирование многих видов дрожжей и бактерий сопровождается биофлокуляцией, которая характерна и для микроорганизмов активного ила. Исследованию биофлокуляции дрожжей посвящено много работ, но вопрос остается открытым, т.к. не выявлено влияние состава исходного субстрата на структуру хлопьев (флокул) активного ила. Использование актиномицетов для очистки сточных вод не изучалось, хотя известно, что они обладают высокоразвитой седиментационной способностью и сложной ферментативной системой, благодаря которой хорошо усваивают органические вещества. Седиментацион-ные свойства актиномицетов проявляются нагляднее, чем у дрожжей и бактерий. Хлопья, образуемые актиномицетами, крупнее флоков, образуемых с участием бактериальных и дрожжевых клеток, причем их седиментация проходит за более короткий промежуток времени.

В связи с этим поиск штаммов актиномицетов, обладающих биофлокули-рующей способностью, и исследование возможности их применения для очистки сточных вод является немаловажным вкладом в решение актуальной проблемы охраны окружающей среды.

Цель и задачи исследования Целью работы являлось исследование биофлокулирющей способности актиномицетов и разработка биосорбционного способа очистки сточных вод (СВ) мясокомбинатов с применением актиноми-цета.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

- изучить микробиологический и химический состав сточных вод мясокомбинатов;

- провести скрининг актиномицетов - продуцентов кератинрасщепляю-щих протеаз, обладающих флокулирующей способностью;

- подобрать оптимальные условия очистки сточных вод (рН, температура, объемная концентрация биофлокулянта) актиномицетом с максимальным флокулирующим эффектом;

- провести сравнительную оценку эффективности использования синтетических флокулянтов и биосорбента в очистке сточных вод;

- разработать технологическую схему очистки сточных вод и утилизации осадка с применением биофлокулянта на основе актиномицета и определить экологичность предложенной технологии;

- оценить экономическую эффективность применения метода биосорбци-онной очистки сточных вод в условиях производства;

- разработать рекомендации по применению осадка сточных вод (ОСВ) в качестве белкового компонента в составе комбикорма.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Применение биосорбционных методов очистки промышленных сточных вод от органических соединений является одним из эффективных способов их утилизации, что актуально в аспекте охраны природы.

2. Актиномицеты, проявляющие высокую протеолитическую, в частности, кератиназную активность обладают высокой седиментационной способностью, что позволяет использовать их в качестве биофлокулянта для очистки сточных вод, загрязненных белковыми веществами.

3. Образующийся в процессе биофлокуляции сточных вод мясокомбинатов осадок содержит ценные белковые вещества и биологически значимые элементы в концентрациях, не превышающих ПДК. Результаты экспериментов позволяют полагать, что ОСВ может быть использован в качестве белковой добавки к комбикорму домашней птицы.

Научная новизна

Впервые научно обоснована и практически подтверждена возможность применения акгиномицета Str. chromogenes 0832 для очистки сточных вод мясокомбинатов в качестве биофлокулянта.

Впервые установлена корреляционная зависимость между биосинтезом протеолитической активности, накоплением биомассы в культуральной жидкости актиномицета Str. chromogenes 0832 и эффективностью очистки сточных вод, содержащих в качестве загрязнений белковые вещества.

На основе литературных и собственных данных разработана модель биосорбции органических веществ актиномицетом Str. chromogenes 0832. Результаты исследования вносят вклад в решение проблемы охраны природы.

Теоретическая и практическая значимость работы Предложенная модель углубляет и расширяет представления о механизме биосорбции биофлоку-лянтом органических веществ сточных вод.

Метод биосорбционной очистки сточных вод с помощью биофлокулянта Str. chromogenes 0832 использован в условиях ОАО "Алексеевский мясоптице-комбинат" и показал высокую эффективность.

Разработаны рекомендации по использованию ОСВ после термической обработки и обеззараживания в качестве источника бежа в составе комбикорма при кормлении кур. Промышленная апробация в условиях ООО "Загорье" подтвердила увеличение продуктивных показателей птицы.

Апробация работы Материалы диссертации доложены и обсуждены на международных, региональных и университетских конференциях: 10-й международной Пущинской конференции молодых учёных "Биология - наука 21-го века" (Пущино, 2006), III Московском международном конгрессе "Биотехнология: состояние и перспективы развития" (Москва, 2005), IV международной научной конференции "Кинетика и механизм кристаллизации. Нанокристалли-зация. Биокристаллизация" (Иваново, 2006), IX международной конференции "Наукоемкие химические технологии - 2006" (Самара, 2006), межрегиональных конференциях, посвященных памяти А.А Землянухина "Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов" (Воронеж, 2005, 2006), ежегодной научной отчётной конференции преподавателей и сотрудников Воронежской государственной технологической академии (2005, 2006).

Публикации Материалы, изложенные в диссертационной работе, нашли отражение в 18 опубликованных работах - 8 статьях и 10 тезисах докладов, из них 5 статей в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу, 25 рисунков. Библиографический список включает 141 наименование, в том числе 58 иностранных, приложения (10 стр.).

Заключение Диссертация по теме "Экология", Перов, Сергей Николаевич

120 ВЫВОДЫ

1. Анализ химического состава сточных вод мясокомбинатов показал, что основная часть органических загрязнений представлена соединениями белковой природы (67,3 % из которых - фибриллярные белки) и жирами.

2. Установлено, что значительную часть микроорганизмов сточных вод представляют бактерии - 50,91 %; 38,93 % из которых приходятся на долю ак-тиномицетов.

3. Путем скрининга микроорганизмов-деструкторов белковых веществ в составе сточных вод выбран актиномицет Str. chromogenes 0832, обладающий высокой протеолитической активностью и флокулирующим эффектом.

4. Оптимизированы условия проведения процесса биофлокуляции (pH 7,2; температура (28±2) °С; объемное соотношение биофлокулянта и стока 1:40; время на проведение процесса очистки 1-1,5 ч), обеспечивающие высокую степень очистки сточных вод мясокомбинатов за счет снижения таких показателей как мутность на 58 %, содержание общего железа на 91 %, ХПК на 92 %.

5. Применение Str. chromogenes 0832 в качестве биофлокулянта позволяет увеличить скорость седиментации в 1,3 раза, что обеспечивает его конкурентоспособность по сравнению с современными синтетическими аналогами.

6. Впервые разработана технологическая схема очистки локальных сточных вод мясокомбинатов с применением актиномицета Str. chromogenes 0832, позволяющая увеличить экологичность биосорбционной очистки (коэффициент экологичности снижается в 4,2 раза по сравнению с традиционной технологией).

7. Разработана модель биосорбции органических веществ актиномицетом Str. chromogenes 0832, что расширяет и углубляет представления о механизме биосорбции.

8. Обоснована возможность применения осадка сточных вод в качестве источника бежа для кормления кур.

9. Предложенный способ биосорбционной очистки сточных вод является более экологичным по сравнению с традиционным и позволит сократить затраты на природоохранные мероприятия. Такая экономия составит 2 201 673,5 р./г в условиях производства на ОАО "Алексеевский мясоптицекомбинат".

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исходя из вышеизложенного можно утверждать, что применение акти-номицета Str. chromogenes 0832 в качестве биофлокулянта для очистки стоков позволяет удалить из сточных вод предприятий пищевой промышленности, в частности, мясокомбинатов белковую фракцию, при этом обеспечив очистку на уровне ПДК по ряду показателей: мутность (58,7 %), содержание общего железа (91,1 %), ХПК (91,3 %). Использование предложенного биофлокулянта позволит избежать многих проблем в области защиты окружающей среды за счет увеличения скорости целевых процессов, обработки отходов и повышения рентабельности процесса очистки. Это предполагает улучшение эксплуатационных характеристик оборудования, сооружений и коммуникаций за счет снижения коррозионного действия реагентов, затрат на хранение и переработку меньшего количества образующегося осадка, исключение попадания в водопровод и водоемы токсичного алюминия и т.д.

Без применения этого метода невозможно выдержать санитарные требования по сохранению чистоты водоемов или технические условия на качества при повторном использовании сточных вод в замкнутых циклах водного хозяйства предприятий. Удаление биологически жестких, в том числе токсичных органических веществ в прямоточных системах водного хозяйства, обеспечение кондиционирования воды перед повторным использованием стоков в производстве, вот перечень задач успешно решаемых на основе использования сорбци-онной очитки.

Достоинством предложенного биосорбционного метода очистки сточных вод является простота аппаратурного оформления, а также возможность удаления загрязнений чрезвычайно широкой природы практически до любой остаточной концентрации независимо от их химической устойчивости.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Перов, Сергей Николаевич, Воронеж

1. Абрамович, С. Ф. Тенденции развития водоснабжения городов за рубежом Текст. / С. Ф. Абрамович, Я. Д. Раппорт -М.: ВНИИС, 1997. 233 с.

2. Аджиенко, В. Е. Исследование процесса аэробной стабилизации избыточного активного ила Текст. / В. Е. Аджиенко, Д. А. Данилович, Ф. А. Дайне-ко // Вода и экология. 2000. - № 3. - С. 59-70.

3. Алещенкова, 3. М. Влияние микроорганизмов-деструкторов на очистку в активном иле сточных вод производства лавсана Текст. / 3. М. Алещенкова, А. С. Самсонова, Н. Ф. Семочкина // Прикл. биохимия и микробиология. -1999. Т. 35, № 4. - С. 448-451.

4. Алещенкова, 3. М, Интенсификация биологической очистки сточных вод производства лавсана микроорганизмами-деструкторами, внесенными в активный ил Текст. / 3. М. Алещенкова, А. С. Самсонова, Н. Ф. Семочкина // Биотехнология. 1997. - № 3. - С. 48-52.

5. Алещенкова, 3. М. Микробная очистка сточных вод производства пластификаторов Текст. / 3. М. Алещенкова, А. С. Самсонова, Н. Ф. Семочкина // Биотехнология. -1997. № 5. - С. 39-42.

6. Апсеметов, А. Т. Разработка высокоинтенсивного аппарата совмещенного действия для очистки сточных вод от взвешенных частиц Текст.: дис. канд. техн. наук. / А. Т. Апсеметов М., Шымкент: КазХТИ, 1996. - 156 с.

7. Архипченко, И. А. Биотрансформация азотсодержащих соединений в процессе непрерывной доочистки стоков свинокомплексов иммобилизованными клетками Текст. / И. А. Архипченко, Г. А. Гусарова, Н. С. Паников // Микробиология. 1996. - Т. 65, № 5. - С. 621-626.

8. Бачерикова, А. К. Влияние основности сульфатов алюминия и железа на очистку стоков масложировых предприятий Текст. / А. К. Бачерикова, Т. В. Тарасова // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2000. - Т. 43, № 1. -С. 84-89.

9. Бачерикова, А. К. Влияние состава коагулянтов на очистку сточных вод масложировых предприятий Текст. / А. К. Бачерикова, Т. В. Тарасова // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 1999. - Т. 42, №. 6. - С. 80-83.

10. Баширов, Р. Р. Влияние возраста или на закономерности процесса аэробной стабилизации промышленных илов Текст. / Р. Р. Баширов, Р. К. За-киров, Ф. Ю. Ахмадуллина // Химическая промышленность. 2003. - Т. 80, № 7.-С. 3-7.

11. Василевская, И. А. Актиномицеты продуценты биологически ак-тив-ных веществ Текст. / И. А. Василевская - Киев: Высшая школа, 1979. - С. 43.

12. Величко, Б. А. Био и фитосорбенты для очистки питьевой воды и промышленных стоков Текст. / Б. А. Величко, Н. У. Венсковский, Э. А. Рудак // Экология и промышленность России. - 1998. - № 1. - С. 28-32.

13. Величко, Б. А. Результаты и перспективы применения биосорбентов при решении некоторых экологических проблем Текст. / Б. А. Величко, Г. В. Абрамова, А. А. Шутова// Экология пром. пр-ва. 1998. - № 1-2. - С. 42-47.

14. Гаузе, Г. Ф. Определитель актиномицетов. Роды 8(гер(отусеэ, $1гер1о-угШсИИит, СНатш Текст. / Г. Ф. Гаузе, Т. П. Преображенская М.: Наука, 1983.-248 с.

15. Гвоздяк, П. И. Очистка сточных вод прикрепленными микроорганизмами Текст. / П. И. Гвоздяк, Г. Н. Дмитриенко, Н. И. Куликов // Химия и технология воды. 1995. - Т. 7, № 1. - С. 64-68.

16. Гвоздяк, П. И. Очистки фенолсодержащих сточных вод закрепленными микроорганизмами Текст. / П. И. Гвоздяк, Н. Ф. Могилевич, Н. И. Куликов // Химия и технология воды. 1989. - Т. 11, № 1. - С. 73-75.

17. Гончаров, В. И. Интенсификация процессов биохимической очистки сточных вод Текст. / В. И. Гончаров, В. Н. Смолин // Сборник научных трудов Международной научно-практической конф. Смоленск, 1999. - 270 с.

18. Губанов, Л. Н. Решение экономических задач обработки осадков городских сточных вод Текст. / Л. Н. Губанов, В. А. Филин, Ф. Н. Хакимов // Во-даиэкология. Проблемы и решения. -2001. -№ 3. -С. 36-41.

19. Дмитриевский, Н. Г. Глубокая биологическая очистка бытовых сточных вод в компактных установках полупогруженных дисковых биофильтров Текст. / Н. Г. Дмитриевский, Л. А. Фесик // Депортамент УкрНИИНТИ. 1991. -№929.-С. 91.

20. Евилевич, А. 3. Утилизация осадков сточных вод Текст. / А. 3. Еви-левич, М. А. Евилевич Л: Стройиздат, 1989. - 247 с.

21. Загориая, Н. Б. Биоразрушение ксенобиотиков в сточных водах производства фенолформальдегидных смол Текст. / Н. Б. Заторная, В. У. Никоненко, Т. П. Чеховская // Химия и технология воды. 1997. - Т. 9, № 4. - С. 357-359.

22. Запольский, А. К. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды: Свойства. Получение. Применение. Текст. / А. К. Запольский, А. А. Баран Л.: Химия, 1987. - 208 с.

23. Илялетдинов, А. Н. Микробиология и биотехнология очистки про-мыленых сточных вод Текст. / А. Н. Илялетдинов, Р. М. Алиева // Алма-Ата. -Гылым, 1990.-223 с.

24. Иманбеков, С. Т. Биотермическая обработка осадков сточных вод Текст. / С. Т. Иманбеков, А. С. Хромов // Сборник научных трудов "Кыргыз-НИИП-строительства". Бишкек: Илим, 1999. - С. 219-228.

25. Калюжный, С. В. Биотехнология защиты окружающей среды: единство биокаталитических и инженерных подходов Текст. / С. В. Калюжный // Известия Академии наук. Серия химическая. 2001. - № 10. - С. 1735-1742.

26. Ковалев, В. В. Деструкционная очистка концентрированных сточных вод от труднодеградируемых органических веществ Текст. / В. В. Ковалев, Г. Г. Дука, О. В. Ковалев // Международный конгресс по отходам Москва, 1997. -С. 412-413.

27. Кошкина, Л. Ю. Биосорбционная очистка ПАВ-содержащих сточных вод с микробной регенерацией адсорбента Текст. / Л. Ю. Кошкина, А. С. Си-роткин // Химическая промышленность. 2001. - № 9. - С. 40-42.

28. Крестьянова, И. Н. Изоэлектрическое фокусирование препарата про-теолитических ферментов из Streptomyces 771 Текст. / И. Н. Крестьянова, JI. И. Васильева, Ю. Э. Бартошевич // Приклад, биохимия и микробиология. 1983. -Т. 19, №2.-С. 217-225.

29. Ксенофонтов, Б. С. Очистка сточных вод: флотация и сгущение осадков Текст. / Б. С. Ксенофонтов М.: Химия, 1992. - 144 с.

30. Кульский, Л. А. Вода знакомая и загадочная Текст. / Л. А. Кульский, В. В. Даль, Л. Г. Ленчина // Киев: Радянска школа, 1982. 120 с.

31. Куренков, В. Ф. Применение полиакриламидных флокулянтов для водоочистки Текст. / В. Ф. Куренков, Hans-Georg Hartan, Ф. И. Лобанов // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. - № 11. -С. 31-40.

32. Куренков, В. Ф. Флокулирующие свойства полимеров Текст. / В. Ф. Куренков, С. В. Снигирев // Казань: Казан, гос. технол. ун-т, 2000. 32 с.

33. Лурье, Ю. Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод Текст. / Ю. Ю. Лурье М.: Химия, 1984. - 448 с.

34. Лурье, Ю. Ю. Химический анализ производственных сточных вод Текст. / Ю. Ю. Лурье, А. И. Рыбникова М.: Химия, 1976. - С. 45-54.

35. Майстренко, В. Н. Эколого-аналитический мониторинг суперэкоток-сикантов Текст. / В. Н. Майстренко, Р. 3. Хамитов, Г. К. Будников М.: Химия, 1996.-320 с.

36. Миркин, Б. М. Экология России Текст. / Б. М. Миркин, Л. Г. Наумова М.: АО МДС, Юнисам, 1995. - 232 с.

37. Нагаев, В. В. Исследование биосорбционной очистки сточных вод в опытно-промышленном эксперименте Текст. / В. В. Нагаев, А. С. Сироткин, М. В. Шулаев и др. // Казан, гос. технол. ун-т. Казань, 1996. - 13 с.

38. Надысев, В. С. Очистка сточных вод предприятий масложировой промышленности Текст. / В. С. Надысев М.: Пищевая промышленность, 1986.-183 с.

39. Назарян, М. Н. Очистка жиросодержащий стоков в колонных коагуляторах Текст. / М. Н. Назарян, В. В. Березуцкий // Масложировая промышленность. 1984. - № 8 - С. 29-31.

40. Найден ко, В. В. Новое в нормативной базе для систем водоснабжения и водоотведения Текст. / В. В. Найденко, С. В. Яковлев, Т. В. Дятлова, И. Н. Чурбанова // Водоснабжение и сан. техника. 1997. - № 3. - С. 2-4.

41. Найденко, В. В. Обеззараживание биологически очищенных сточных вод Текст. / В. В. Найденко, Ю. Ф. Колесов, Л. Н. Губанов, Б .А. Минеев // Водоснабжение и сан. техника. 1994. - № 12. - С. 15-17.

42. Найденко, В. В. Оптимизация параметров водоочистных установок, серийно осваиваемых промышленностью Текст. / В. В. Найденко, Л. Н. Губанов, Р. М. Айнетдинов, Г. В. Дергунов // Водоснабжение и сан. техника. 1992. -№10.-С. 19-22.

43. Найденко, В. В. Проблемы создания гибких автоматизированных процессов водообработки на предприятиях отрасли Текст. / В. В. Найденко, JI. Н. Губанов, А. В. Ильичев // Электрон, промышленность. 1996. - № 7. - С. 2830.

44. Насонова, JI. В. Разработка технологии получения препарата кера-тинрасщепляющей протеиназы Streptomyces chromogenes s. graecus 0832 Текст.: дис. канд. техн. наук: 03.00.23 / Л. В. Насонова-М., 1989. 138 с.

45. Павленко, Н. И. Интенсификация биологической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов Текст. / Н. И. Павленко, 3. Г. Бега, В. В. Изжеурова // Химия и технология воды. 1989. - Т. 11, № 6. - С. 541-544.

46. Пазенко, Т. Я. Очистка жиросодержащих сточных вод Текст. / Т. Я. Пазенко, Г. И. Халтурина // Журнал прикл. хим. 1982. - Т. 57, № 6 - С. 745749.

47. Пазенко, Т. Я. Очистка маслоэмульсионных сточных вод Текст. / Т. Я. Пазенко, Г. И. Халтурина, И. М. Мурашев // Журнал прикл. хим. 1982 - Т. 55, №4-С. 935-940.

48. Панасюк, А. JL Винные дрожжи сорбенты тяжелых металлов Текст. / А. JI. Панасюк // Пищ. промышленность. - 1991.- № 4 - С. 74.

49. Пат. № 2060953 Российская Федерация, МКИ6 С 02 F 1/28. Способ очистки сточных вод, содержащих формальдегидные смолы Текст. / Л. И. Бельчинская, Н. И. Послухаев, Ю. И. Тарасевич, О. А. Ткачева-№ 93057162/26; заявл. 23.12.93; опубл. 27.05.96, Бюл. № 15.

50. Пат. № 2084404 Российская Федерация, МКИ6 С 02 F 1/28. Способ очистки сточных вод Текст. / Л. И. Бельчинская и др. № 94040419/25; заявл. 31.10.94; опубл.21.10.97, Бюл. № 20.

51. Пат. № 2085500 Российская Федерация, МКИ6 С 02 F 1/28. Способ очистки сточных вод Текст. / Бельчинская Л.И. и др. № 94040420/25; заявл. 31.10.94; опубл.27.07.97, Бюл. № 21.

52. Первушин, Ю. В. Анализ работы сооружений биологической очистки с сообществами прикрепленных микроорганизмов Текст. / Ю. В. Первушин, Н. И. Куликов // Биотехнология. -1990. № 4. - С. 64-68.

53. Протасов, В. Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие. 3-е изд. Текст. / В. Ф. Протасов - М.: Финансы и статистика, 2001. - 672 с.

54. Пушников, M. Ю. Влияние температуры и гидродинамического режима на эффективность очистки природных вод на биосорбере Текст. / М. Ю. Пушников // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - № 5.- С. 20-22.

55. Рудник, М. И. Малогабаритные модули напорной флотации для очистки сточных вод Текст. / М. И. Рудник, В. В. Бородин // Экология и промышленность России. 1997. - № 12. - С. 18.

56. Рухлядева, А. П. Методы определения активности гидролитических ферментов Текст. / А. П. Рухлядева, Г. В. Полыгалина М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 288 с.

57. Саати, Т. Принятие решений. Методы анализа иерархий Текст. / Т. Саати М.: Радио и связь, 1993 - 223 с.

58. Самсонова, А. С. Микробный препарат "Родобел" для очистки почвы от нефти Текст. / А. С.Самсонова, 3. М. Алещенкова, Н. Ф. Семочкина // Материалы II Международного Конгресса "Биотехнологии состояние и перспективы развития", 2003. - Ч. 2. - С. 40-41.

59. Сироткина, Е. Е. Применение новых адсорбентов для комплексной очистки воды / Е. Е. Сироткина, В. Г. Иванов, О. В. Глазков // Химия в интересах устойчивого развития. 1997. - Т. 5, № 4. - С. 429-437.

60. Скирдов, И. В. Очистка сточных вод и обработка осадков замкнутых систем водного хозяйства Текст. / И. В. Скирдов, О. В. Демидов, Д. П. Нави-кайте // Труды института ВОДГЕО, 1985. С. 41 -46.

61. Сухарев, Ю. И. Очистка сточных вод предприятий масложировой промышленности. Обзорная информация Текст. / Ю. И. Сухарев, В. Р. Гофман, Е. В. Николаенко Челябинск, 1998. - 45 с.

62. Таваркиладзе, И. M. Очистные сооружения водоотведения. Справочник Текст. / И. М. Таваркиладзе, Т. П. Тарасюк, М. И. Доценко Киев: Бу-дивельник, 1988. -256 с.

63. Туровский, И. С. Технология и оборудование для биотермической обработки осадков сточных вод Текст. / И. С. Туровский М.: ЦБНТИ Министерство водного хозяйства, 1988. - 52 с.

64. Феофанов, Ю. А. Влияние кислотности среды и дозы коагулянта на процесс очистки сточных вод молочных заводов оксохлоридом алюминия Текст. / Ю. А. Феофанов, H. JI. Литманова // Журнал прикладной химии. -2000. Т. 73, № 8. - С. 1390-1391.

65. Форстер, К. Ф. Экологическая биотехнология: Перев. с нем. Текст. / К. Ф. Форстер, Д. А. Вейз Л.: Химия, 1990. - 282 с.

66. Фрашель, Б. Свойства протеолитических ферментов, содержащихся в культуральной жидкости Actinomyces rimons Текст. / Б. Фрашель, Э. А. Шишкова // Приклад, биохимия и микробиология. 1998. - № 6. - С. 627-631.

67. Хенце, М. Очистка сточных вод: Пер. с англ. Текст. / Хенце М., Ар-моэс П., Ля-Кур-ЯнсенЙ., Арван Э. М.: Мир. - 2004. - 480 с.

68. Хнменко, Л.Л. Способы получения, строение, принцип действия синтетических флокулянтов Текст. / Л. Л. Хименко, А. Л. Каменщиков Пермь, 1998.-19 с.

69. Шарифуллин, В. Н. Процессы сорбции и биоокисления во флокулах активного ила Текст. / В. Н. Шарифуллин, H. Н. Зиятдинов // Химическая промышленность.-2001.-№3.~ С. 11-13.

70. Шифрин, С. М. Очистка сточных вод мясной и молочной промышленности Текст. / С. М. Шифрин, Г. В. Иванов, Б. Г. Мишуков, Ю. А. Феофанов М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 272 с.

71. Щербаков, С. С. Условия сорбции катионов тяжелых металлов препаратами клеточных оболочек дрожжей Текст. / С. С. Щербаков, В. С. Потий, Е. Р. Давидов // Изв. вузов. Пищ. технология. 1995. - № 5-6. - С. 22-26.

72. Юдаков, А. А. Получение и применение гидрофобных сорбентов для очистки воды, загрязненной нефтепродуктами Текст. / А. А. Юдаков, В. Н. Зубец, Т. В. Ксеник // Химия в интересах устойчивого развития. 1998. - Т. 6, № 4. - С. 375-379.

73. Яковлев, С.В. Биологическая очистка производственных сточных вод. Процессы, аппараты и сооружения Текст. / С. В. Яковлев М.: Стройиз-дат, 1985.-208 с.

74. Achouak, W. Purification and partial characterization of an outer membrane protein involved in the adhesion of Rhanella aquatilis to wheat roots Text. / W. Achouak, R. De Mot, T. Heulin // FEMS Microbiol. Ecol. 2003. - V. 16. - P. 19-24.

75. Arunakumari, A. Changes in cell surface properties of Azospirilla in relation to cell pleomorphism and aggregation Text. / A. Arunakumari // Symbiosis. -2001.-V. 13.-P. 291-305.

76. Aussein, M. Protease and amylase activities of Asp. flawis grown on hydrocarbons and oxygenated hydrocarbons Text. / M. Aussein, Magdel-Din // Biotechnology and Bioeng. 1998. - V. 25, №.12. - P. 3197-3199.

77. Biebl, H. Growth of sulfate-reducing bacteria with sulfur as electron acceptor Text. / H. Biebl, N. Pfennig // Arch. Microbiol. -1997. V. 112. - P. 115-117.

78. Bossier, P. Triggers for microbial aggregation in activated sludge Text. / Bossier P., Verstraete W. // Appl. Microbiol. Biotechnol. -1996. V. 45. - P. 1-6.

79. Boswell, C. D. Phosphate uptake and release by Acinetobacter johnsonii in continuous culture and coupling of phosphate release to heavy metal accumulation

80. Text. / C. D. Boswell, R. E. Dick, H. I. Eccles, L. E. Macaskie // J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 2001. - V. 26. - P. 333-340.

81. Buswell, C. M. Coaggregation amongst aquatic biofilm bacteria Text. / C. M. Buswell, Y. M. Herlihy, P. D. Marsh. // J. Appl. Microbiol. 1997. - V. 83. - P. 477-484.

82. Carrit, D. E. Comparison and evaluation of currently employed modifications of the Winkler method for determining dissolved oxygen in seawater Text. / D. E. Carrit, J. H. Carpenter // J. Mar. Res. 1996. - V. 24. - P. 286-313.

83. Choi, S. C. Simultaneous removal of benzene, toluene and xylenes mixture by a constructed microbial consortium during biofiltration Text. / S. C. Choi, Y. S. Oh // Biotechnol. -2002. V. 24. - P. 1269-1275.

84. Cooksey, D. Copper uptake and resistance in bacteria Text. / D. Cooksey // Molecular Microbiology. -1993. № 7. - P. 1-5.

85. Desai, J. D. Microbial production of surfactants and their commercial potential Text. / J. D. Desai, I. M. Banat // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997. - V. 61. -P. 47-64.

86. Dhar, K. Purification and characterization of Streptomyces griseus catechol o-methyltransferase Text. / K. Dhar, J. P. N. Rosazza // Appl. Environ. Microbiol. 2003. - V. 66. - P. 4877-4882.

87. Forster, C. F. Aspects of the behavior of filamentous microbes in activated sludge Text. / C. F. Forster // J. Charter. Inst. Water and Environ. Manag. 1996. -№4.-P. 290-294.

88. Fuenmayor, S. L. A gene cluster encoding steps in the conversion of naphthalene to gentisate in Pseudomonas sp. strain U2 Text. / S. L. Fuenmayor, M. Wild, A. L. Boyles, P. A. Williams // J. Bacteriol. 1998. - V. 180. - P. 2522-2530.

89. Gomoiu, I. Properties of a kaolin-flocculating polymer elaborated by Bys-sochlamys nivea Text. /1. Gomoiu, Brian J. Catley // Enzyme and Microb. Technol. 1996. -V. 19, № l.-P. 45-49.

90. Greenberg, E. P. Quorum sensing by bacteria Text. / E. P Greenberg, S. Winans, C. Fuqua // Ann. Rev. Microbiol. 1996. - V. 50. - P. 727-751.

91. Hamoda, M. F. Treatment of phenolic wastes in an aerated submerged fixed-film (ASFF) bioreactor Text. / M. F. Hamoda, A. H. Al-Haddad, M. F. Abl-El-Bary // J. Biotechnology. -1987. V. 5. - № 4. - P. 279-292.

92. Hogg, R. Flocculation and dewatering. Text. / R. Hogg // Int. J. Mineral Process. 2000. - V. 58. - P. 223-236.

93. Kakii, K. Involvement of Ca2+ in the flocculation of Kluyvera cryocres-cens KA-103 Text. / K. Kakii, M. Hasumi, T. Shirakashi, M. Kuriyama // J. Ferment. Bioeng. 2004. - V. 69. - P. 224-227.

94. Khafizov, R. R. Physicochemical and microbiological characteristics of groundwater from observation wells of a deep radioactive liquid waste repository Text. / R. R. Khafizov, A. B. Poltaraus // Microbiology. 2000. - V. 69. - P. 105112.

95. Knapp, G. Iodine losses during Winkler titrations Text. / G. Knapp, M. C. Stalcup, R. J. Stanley//Deep-Seares. -1991. -V. 38. -P. 121-128.

96. Kolenbrander, P. E. Coaggregation of oral bacteroides species with other bacteria: central role in coaggregation bridges and competitions Text. / P. E. Kolenbrander, R. N. Andersen, L. V. Holdeman // Infect. Immun. 2002. - V. 48. -P. 741-746.

97. Kolenbrander, P. E. Potential role of functionally similar coaggregation mediators in bacterial succession Text. / P. E. Kolenbrander, R. N. Andersen, D. L. Clemans, C J. Whittaker // Infect. Immun. 1999. - V. 38. - P. 171-186.

98. Kolenbrander, P. E. Surface recognition among oral bacteria: multi-generic coaggregations and their mediators Text. / P. E. Kolenbrander // CRC Crit. Rev. Microbiol. -1999. -V. 17. -P. 137-158.

99. Larkin, M. J. Purification and characterization of a novel naphthalene di-oxygenase from Rhodococcus sp. strain NCIMB12038 Text. / M. J. Larkin, C. C. R.

100. Allen, L. A. Kulakov, D. A. Lipscomb // J. Bacteriol. 1999. - V. 181. - P. 62006204.

101. Lyklema, J. Electrophoretic mobility and hydrophobicity as a measure to predict the initial steps of bacterial adhesion Text. / J. Lyklema, W. Norde, G. Schraa, A. J. B. Zehnder//Appl. Environ. Microbiol. -1997. -V. 53. P. 18981901.

102. Madi, L. Electron microscopic studies of aggregation and pellicle formation in Azospirillum spp. Text. / L. Madi, M. Kessel, E. Sadovnik, Y. Henis // Plant soil.-2002.-V. 109.-P. 115-121.

103. Makkar, N. Actinoplanetes in soil and on plant litter from freshwater habitats Text. / N. Makkar, T. Cross // J. Appl. Bacteriol. 2003. - V. 52. - P. 209218.

104. Mikhailov, A. The ecological aspects of peat utilization in Russia Text. / A. Mikhailov, L. Davies // International Peat Symposium. Finland. - 1998. - № 7. -P. 231-245.

105. Molin, G. Degradation of phenol by Pseudomonas putida ATCC 11172 in continuous culture at different ratios of biofllm surface to culture volume Text. /

106. G. Molin, I. Nilsson // Appl. Environ. Microbiology. 1985. - V. 50, № 4. - P. 946950.

107. Nir, S. Van der Waals interactions between surfaces of biological interest Text. / S. Nir //Prog. Surf. Sci. 1998. -V. 8. -P. 1-58.

108. Ohshima, H. On the electrophoretic mobility of biological cells Text. /

109. H. Ohshima, T. Kondo//Biophys. Chem. -2001. V. 39. -P. 191-198.

110. Oleskin, A. V. Social behavior of microbial populations Text. / A. V. Oleskin // J. Basic Microbiol. 1994. - V. 34, № 6. - P. 425-439.

111. Olofsson, A. C. Floe stability and adhesion of green-fluorescent-protein-marked bacteria to floes in activated sludge Text. / A. C. Olofsson, A. Zita, M. Her-mansson // Microbiology. 1998. - V. 144. - P. 519-528.

112. Perret, D. The diversity of natural hydrous iron oxides Text. / D. Perret, J. Gaillard, 0. Atteia // Environ. Sci. Technol. 2000. - V. 34. - P. 3540-3546.

113. Peterson, C. E. Soil and minespoie fill as media for removal of nitrogen and phosphorus in domestic wastewater Text. / C. E. Peterson, R. B. Rencau, C. Hagedorn // Water, air and soil pollut. -1998. V. 102, № 3-4. - P. 361-375.

114. Rosenberg, M. Adherence of bacteria to hydrocarbons: a simple method for measuring cell surface hydrophobicity Text. / M. Rosenberg, E. Rosenberg // FEMS Microbiol. 1999. - V. 9. -P. 29-33.

115. Seffernick, J. L. Substrate specificity of atrazine chlorohydrolase and atrazine-catabolizing bacteria Text. / J. L. Seffernick, G. Johnson, M. J. Sadowsky, L. P. Wackett // Appl. Environ. Microbiol. 2001. - V. 66. - P. 4247-4252.

116. Shapiro, J. A. Sequential events in bacterial colony morphogenesis Text. / J. A. Shapiro, D. I. Trubatch // Physica D. 1991. - V. 49, № 12. - P. 214223.

117. Sokolov, I. Cell surface electrochemical heterogeneity of the Fe (III) reducing bacteria Text. /1. Sokolov, D. S. Smith, G. S. Henserson, Y. A. Gorby // Environ. Sci. Technol. - 2001. - V. 35. - P. 341-347.

118. Stratford, M. Genetic aspects of yeast flocculation: in particular, the role of FLO genes in the flocculation of Saccharomyces cerevisiae Text. / M. Stratford // Colloids Surf. -1994. -V. 2. -P. 151-158.

119. Stratford, M. Yeast flocculation: lectin synthesis and activation Text. / M. Stratford, A. Carter// Yeast. 1993. - V. 9. - P. 371-378.

120. Stratford, M. Yeast flocculation: reconciliation of physiological and genetic viewpoints Text. / M. Stratford // Yeast. 1992. - V. 8. - P. 25-38.

121. Straver, M. H. Induced cell surface hydrophobicity influences flocculation of brewer's yeast in a flocculation assay Text. / M. H. Straver, G. Smit, J. W. Kijne // Colloids Surf. -1994. V. 2. - P. 173-180.

122. Straver, M. H. Purification and partial characterization of a flocculin from brewer's yeast Text. / M. H. Straver, G. Smit, J. W. Kijne // Appl. Environ.

123. Microbiol. 1994. - V. 60. - P. 2754-2758.

124. Tybussek, R. Comparison of the continuous flotation performances of Saccharomyces cerevisiae LBG H620 and DSM 2155 strains Text. / R. Tybussek, F. Linz, N. Mozes // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1998. - V. 41. - P. 13-22.

125. Vandervoorde, L. Prevalence of coaggregation reactions among chicken lactobacilli Text. / L. Vandervoorde, H. Christiaens, W. Verstraete // J. Appl. Bacte-riol. 2003. -V. 72. - P. 214-219.

126. Wackett, L. P. Biocatalysis and biodégradation: microbial transformation of organic compounds Text. / L. P. Wackett, C. D. Hershberger // ASM Press, Washington, D.C. 2001. - V. 50. - P. 817-849.

127. Wackett, L. P. Biodegradation of atrazine and relateds-triazine compounds: from enzymes to field studies Text. / L. P. Wackett, M. J. Sadowsky, B. Martinez, N. Shapir // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002. - V. 58. - P. 39-45.

128. Westgate, S. Kinetics of uptake of organic liquid substrates by microbial cells: a method to distinguish interfacial contact and mass-transfer mechanisms Text. / S. Westgate, G. Bell, P. Hailing // Biotechnol. Lett. 1999. - V. 17. - P. 1013-1018.

129. Williams, S. T. Numerical classification of Streptomyces and related genera Text. / S. T. Williams, M. Goodfellow, E. Alderson, E. M. Wellington, // J. Gen. Microbiol.-1998.-V. 129.-P 1743-1813.

130. Yassin, A. F. Nocardia ignorata species nov. Text. / A. F. Yassin, F. A. Rainey, U. Steiner // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. -2001. -V. 51. -P. 2127-2131.

131. Yokota, A. Catenuloplanes japonicus gen. nov., sp. nov., nom. rev., a new genus of the order Actinomycetales Text. / A. Yokota, T. Tamura, T. Hasegawa, L. Huang // Int J. Syst. Bacteriol. 1999. - V. 43. - P. 805-812.

132. Yoshida, F. Continuous hydrocarbon fermentation with colloidal emulsion feed. A kinetic model for two-liquid phase culture Text. / F. Yoshida, T. Ya-mane // Biotechnology Bioeng. 2000. - V. 16. - P. 635-657.

133. Yucel Tokuz, R. Biodegradation and removal of phenols in rotating biological contactors Text. / R. Tokuz Yucel // Water Sei. and Technol. 1989. - V. 21.-P. 1751-1754.

134. Zhang, Y. Effect of a Pseudomonas rhamnolipid biosurfactant on cell hydrophobicity and biodégradation of octadecane Text. / Y. Zhang, R. Miller // Apply Environ. Microbiol. -1999. V. 60. - P. 2101-2106.

135. Zita, A. Effects of bacterial cell surface structure and hydrophobicity on attachment to activated sludge floes Text. / A. Zita, M. Hermansson // Appl. Environ. Microbiol. 1997. - V. 63. - P. 1168-1170.