Моделирование процессов биологической очистки сточных вод в системах с иммобилизованной микрофлорой

Заря, Ирина Валерьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Моделирование процессов биологической очистки сточных вод в системах с иммобилизованной микрофлорой
ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Моделирование процессов биологической очистки сточных вод в системах с иммобилизованной микрофлорой"

На правах рукописи

ЗАРЯ Ирина Валерьевна

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В СИСТЕМАХ С ИММОБИЛИЗОВАННОЙ МИКРОФЛОРОЙ

03.00.23 - биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Щелково -2006

На правах рукописи

ЗАРЯ Ирина Валерьевна

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В СИСТЕМАХ С ИММОБИЛИЗОВАННОЙ МИКРОФЛОРОЙ

03.00.23 - биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Щелково -2006

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

Научные руководители:

кандидат технических наук, доцент Павлинова Ирина Игоревна доктор биологических наук, профессор Денисов Аркадий Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Воробьева Галина Ивановна кандидат технических наук Беляева Светлана Дмитриевна

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии РАСХН г. Москва

Зашита состоится 24 марта 2006г 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 21 февраля 2006г,

Ученый секретарь диссертационного совета

ролов Ю.Д.

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА СП, 09

Н яи 1 БАЛ . | I

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

В технологии очистки производственных сточных вод, в особенности стоков предприятий отраслей агропромышленного комплекса, наиболее широкое применение имеют аэробные биологические методы обработки. Они обеспечивают необходимые степени очистки от органических загрязнений и имеют высокую технико-экономическую эффективность.

В то же время следует отметить, что возможности методов биологической очистки к настоящему времени далеко не полностью исчерпаны. По-прежнему актуальна проблема интенсификации процессов биологической очистки сточных вод, т.к. ее решение даст возможность достигнуть более высоких производственных показателей этого способа обработки при широких масштабах его применения.

Одним из основных путей интенсификации аэробной биологической очистки сточных вод является повышение концентрации взаимодействующих компонентов, участвующих в процессе, - микроорганизмов активного ила и растворенного кислорода. Для достижения этих целей разработаны сооружения с повышенными дозами активного ила, с более эффективным использованием кислорода, с более производительными аэраторами и т.д. Однако и эти возможности не являются беспредельными главным образом из-за ограниченной интенсивности биохимических процессов усвоения загрязнений в аэрационных сооружениях, реализующих процессы усвоения субстрата суспендированными в сточной воде микроорганизмами. Для преодоления этого недостатка необходимо обеспечить большую продолжительность контакта обрабатываемой среды с источником кислорода, увеличить поверхность раздела фаз «жидкость-кислород» и осуществить более быстрое обновление их границ. Реализация этих направлений привела к использованию биологических систем с иммобилизованной на твердых носителях микрофлорой.

Диссертационная работа выполнялась на полупромышленных установках и промышленных объектах, а также в лабораторных условиях на МГУГТ «МВК»

Курьяновской станции аэрации и в отделе производственной санитарии и охраны окружающей среды ВНИТИБП,

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы являлась разработка расчетно-экспериментальных моделей технологических процессов функционирования сооружений аэробной биологической очистки с иммобилизованной Микрофлорой. I

При выполнении работы были поставлены следующие задачи:

- экспериментальные исследования закономерностей формирования фиксированной биологической пленки при различных условиях функционирования биологического комплекса, включающего носитель, пленку, жидкость и газ;

- экспериментальные исследования процессов массообмена между биопленкой, жидкостью и газом в аэротенках, оснащенных различными схемами иммобилизации микроорганизмов на твердых носителях;

- разработка математических моделей процессов аэробной биологической очистки в биореакторах и биофильтрах с иммобилизованными слоями биопленки;

разработка расчетно-экспериментальных методов определения оптимальных технических и технологических решений при проектировании аппаратов с иммобилизованной биопленкой микроорганизмов.

Научная новизна.

Проведен комплекс экспериментальных исследований по определению влияния внутренних и внешних факторов на процессы формирования иммобилизованной биопленки на твердых носителях.

Получены уравнения балансов веществ, участвующих и процессе биохимического окисления органического субстрат микроорганизмами иммобилизованной на носителе биопленки.

Разработаны математические модели процессов, протекающих в системах биологической очистки с иммобилизованной биоиленкой микроорганизмов.

Выданы рекомендации по выбору оптимальных технологических режимов систем аэробной биологической очистки сточных вод, реализующих иммобилизацию биомассы на твердых носителях различных видов.

Практическая ценность.

Полученные выводы базируются на результатах женерименташ.ных и модельных исследований технологических схем иммобилизованных систем очистки и позволяют с достаточно высокой надежностью рекомендовать разработанные конструктивно-технологические решения при создании новых и реконструкции действующих сооружений биологической очистки сточных вод различного происхождения. Разработанные рекомендации подтверждены материалами теоретических и экспериментальных работ, показавших высокую степень сходимости, что обеспечивают возможность их падежного использования в производственных условиях с учетом особенностей конкретных видов и характеристик очистных сооружений.

Апробация работы.

Материалы диссертационной работы доложены на ИГ Международной научно-практической конференция «Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов» г. Пенза, 2001; Научно-практической конференции МИКХиС-2002, г. Москва, 2002; Ш Всероссийская научно практическая конференция «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления рисками» г. 11енза, 2006.

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, семи глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 114 страницах машинописного текста, содержит 69 рисунков, 5 таблиц и 3 приложения. Библиография включает 104 наименований, из которых 44 на иностранных языках.

Содержание работы

Обзор литературы, посвященный анализу современного состояния вопроса по теме работы, приведен в главе 1.

По современным взглядам решение проблемы интенсификации работы систем аэробной биологической очистки может быть найдено с помощью внедрения методов иммобилизации микроорганизмов активного ила на твердых носителях различных видов. В работе рассмотрены и проанализированы существующие способы и технологические схемы систем очистки с использованием прикрепленной микрофлоры.

Прикрепление микроорганизмов к твердому носителю увеличивает продолжительность их пребывания в реакционной среде, в результате чего снижаются затраты субстрата питательной среда на биосинтез новых клеток и значительно уменьшается прирост избыточной биомассы. Последнее обстоятельство имеет немаловажное значение с учетом затрат на утилизацию больших количеств биомассы активного ила. В биологических слоях, образующихся на твердой поверхности носителя, при стационарном режиме работы биореактора устанавливается равновесие между процессами прироста биопленки и вымывания ее из слоя носителя. В связи с этим отпадает необходимость в рециркуляции биомассы, принципиально необходимой при очистке сточных вод в традиционных аэротенках, работающих на дисперсной биомассе. К тому же следует отметить меньшую влажность биопленки по сравнению с биомассой активного ила традиционных аэротенков, а значит и более эффективное отделение биопленки от очищенной воды во вторичных отстойниках.

Однако, несмотря на перечисленные выше преимущества, метод иммобилизации микроорганизмов на твердом носителе еще не нашел широкого применения в промышленности. Это объясняется тем, что имеющиеся сведения о биологической очистке с применением техники иммобилизации биомассы в научно-технической литературе не подвергнуты системному анализу, часто носят противоречивый характер и, как правило, недоступны широкому кругу специалистов в области очистки промышленных сточных вод. Поэтому необходимы исследования гидродинамики и кинетики биологических процессов синтеза биомассы и усвоения органических загрязнений сточных вод для создания рациональных конструктивных схем и выбора технологических режимов аппаратов, использующих иммобилизованные слои биомассы.

В главе 2 дано описание объектов исследования и рассмотрены вопросы постановки экспериментальных работ, методов исследований и обработки их результатов. Экспериментальные исследования проводились на моделях периодического и непрерывного действия - в колоннах-реакторах и на пилотных установках с использованием иммобилизованной микрофлоры на различного вида поверхностях-носителях. Исследованиям были подвергнуты физические модели биореакторов с неподвижно закрепленными в емкости носителями и с вращающимися носителями-дисками, биофильтры с насыпной загрузкой и погружные аэрируемые биофильтры.

При проведении экспериментов использовались общепринятые методики физико-химических и микробиологических исследований, описанные в официальных изданиях. В процессе исследований применялись современные методы идентификации микроорганизмов биоценоза иммобилизованной биопленки и методы оценки физиологического состояния биомассы по критерию ферментативной активности с помощью известных в энзимологии методов. Для анализа различных функциональных показателей клетки, таких как жизнеспособность, метаболическая и синтетическая активность, использовались известные микробиологические, морфолого-цитохимические и биохимические методы.

Использование современных методов научных исследований позволило определим, влияние на технологические процессы различного рода внутренних и внешних воздействий и оценить эффективность предлагаемых технологических и конструктивных решений.

11 «ляпе 3 приведены результаты исследования механизма формирования иммобилизованной биопленки. Процесс адсорбирования растворенных поверхностно-активных субстратов на поверхности раздела «твердое тело жидкость» выражается уравнением, определяющим величину ионсрхностпого обогащения бактериальной микрофлорой:

Г = _С да ИГ ЭС

где: 1 новерхносшое обогащение; С - концентрация субстрата в растворе; о поверхностная активность субстрата; К. абсолютная газовая иостошшаи; Г температура но шкале Кельвина.

И »учение механизма формирования биопленки микроорганизмов показало, что этот процесс сопровождается выделением бактериями внеклеточных метаболитов или ферментов. Это явление ослабляет «броуновское» движение бактерий и противодействует гидравлической подаче жидкой файл, а вместе с ней и бактерий, к твердой поверхности, что тормозит формирование бионленки на поверхности носителя.

С другой стороны, действие электростатического притяжения между твердой поверхностью и микроорганизмами направлено в противоположную сторону и ст реми гея приблизить бактерии к твердой поверхности.

Как установлено, на интенсивность развития указанных выше противоположных процессов, препятствующих и способствующих прикреплению микроорганизмов к твердой поверхности, основное влияние оказывает концентрация субстрата в жидкой среде. Высокая концентрация субстрата вызывает более эффективную аккумуляцию бактерий на носителе за счет элекчростатических сил притяжения, низкая концентрация субстрата

ослабляет эффект аккумуляции бактерий за счет гидравлического противотока внеклеточных биополимеров.

Подача кислорода к бактериям для осуществления ими процесса биохимического окисления субстрата обеспечивается за счет диффузии воздуха через поверхность раздела «воздух-жидкость». Растворенный кислород в жидкости, также как и субстрат, диффундирует в биопленку через поверхность раздела «жидкая пленка - биопленка». Продукты метаболизма обмениваются через ту же поверхность раздела с пленкой жидкости, но в обратную сторону. Проникновение субстрата в объем биологической пленки вплоть до активных центров концентрации микроорганизмов осуществляется исключительно путем диффузии и достаточно интенсивно. В отличие от субстрата растворенный кислород быстро истощается при переходе через наружные слои биопленки и поэтому более глубокие слои, контактирующие с поверхностью носителя, функционируют в анаэробных условиях. На рис. 1 показано изменение концентрации кислорода в пленке жидкости и в биологической пленке при различных концентрациях глюкозы в субстрате. Видно, что при переходе из жидкости в биомассу концентрация кислорода уменьшается, причем интенсивное падение концентрации имеет место в биопленке, где кислород поглощается микроорганизмами. При повышенных концентрациях глюкозы в субстрате поглощение кислорода микроорганизмами возрастает, что приводит к более резкому падению содержания кислорода в биопленке.

При проведении экспериментов установлено влияние толщины бактериальной пленки на скорость очистки сточных вод. На рис. 2 показано изменение скорости очистки по общему органическому углероду (ООУ) в зависимости от толщины биопленки. Полученные результаты показывают,

Рис. 1. Концентрация кислорода в пленке жидкости и в биологической пленке при различных концентрациях глюкозы в субстрате.

а х о

чг-

■чг-^

N \

\ ч

1- 0 <

■С1 = 20 иг/л ■ С2 = 500 мг/л

-150 -100 -50

мкм

100 150

Рис. 2. Зависимость скорости очистки по ООУ от толщины биопленки.

160

140

г 120

я » я Ж 100

о л § 80

1 ,1, 60

к 40

200

400 Ее[мкм]

600

800

что после нарастания биопленки до определенной толщины (около 200 мкм) скорость очистки (скорость усвоения субстрата) прекращает расти и при дальнейшем росте толщины пленки стабилизируется на уровне примерно 140 мг/ч. На рис. 3 показано изменение объемной массы биологической пленки в зависимости от ее толщины. Видно, что объемная масса биопленки достаточно неоднозначно зависит от ее толщины. С увеличением толщины пленки объемная биомасса растет и достигает своего максимального значения (порядка 100 мг/см3 при толщине около 150 мкм в условиях эксперимента). Дальнейший рост толщины биопленки приводит к ее постепенному отрыву от поверхности носителя и объемная масса падает до некоторого стабильного уровня (в нашем случае около 20 мг/см3).

Рис. 3. Объемная биомасса биопленки в зависимости оттолаины биопленки

I I

—i 1500

0 500 1000

Толщина биопленки Ез, мкм

Следовательно, существует вполне определенная оптимальная толщина бактериальной пленки, выше которой рост скорости очистки сточной воды прекращается. При этом, как установлено, оптимальная толщина бактериальной пленки пропорциональна концентрации субстрата в жидкой фазе (по материалам испытаний при концентрации субстрата около 100 мг/л оптимальная толщина биопленки около 70 мкм, при концентрации субстрата около 500 мг/л - 145 мкм).

Таким образом, по результатам проведенных экспериментальных работ динамика формирования биопленки на твердой поверхности состоит из следующих основных этапов:

- образование биопленки с незначительным ростом ее объемной массы;

- интенсивный рост аэробных микроорганизмов, сопровождающийся ростом объемной массы биопленки пропорционально ее толщине;

- увеличение толщины пленки до образования анаэробной зоны в месте контакта пленки с твердой поверхностью, начало лизиса аэробных бактерий в глубинных зонах, отделение их от пленки и переход в дисперсное состояние;

- внедрение анаэробных микроорганизмов в глубинные зоны биопленки, их рост при одновременном лизисе аэробных микроорганизмов, уменьшение объемной массы биопленки в целом;

- установление равновесия между аэробной и анаэробной зонами, стабилизация объемной массы биопленки;

- истощение резервов по питанию в глубинных зонах, последующая инактивация и отслоение анаэробных микроорганизмов от твердой поверхности, выделение газообразных продуктов метаболизма, способствующее увеличению толщины биопленки и отрыву ее от твердой поверхности.

Глава 4 посвящена разработке математических моделей реакторов с биопленкой, формируемой на неподвижных твердых носителях. В биологической пленке, несмотря на указанные в предыдущей главе физиологические изменения, существует установившийся балансовый режим.

Анализ уравнений баланса веществ, участвующих в процессе очистки, показал, что скорость потребления субстрата единицей поверхности биопленки определяется выражением:

С5 + х

где: а, - единичная поверхность биопленки; Es- толщина биопленки; х-концентрация субстрата в жидкой пленке, а* - максимальная скорость метаболизма в уравнении Михаэлиса-Ментен; С, - пороговая концентрация субстрата в уравнении Михаэлиса-Ментен.

Максимальное значение скорости потребления субстрата единицей поверхности биопленки равно:

= .Es .Cs

где:

к, = а,—

' cs

Тогда, обозначая через N f 5 = u поток субстрата через единицу поверхности биологической пленки, получим, что параметр, характеризующий перенос субстрата посредством диффузии, будет зависеть от двух безразмерных параметров:

=е,(л,в)) (1)

Коэффициент X представляет собой относительную скорость потребления субстрата единицей поверхности пленки.

По результатам работы получена зависимость коэффициента А, от параметра В, характеризующего концентрацию субстрата, для различных значений параметра А, пропорционального толщине пленки (рис.4).

Рис. 4. Зависимость относительной скорости потребления субстрата единицей поверхности пленки от параметра В при различных значениях параметра А

-А-1--А=2 -А=4 ----А=10 ;

-А=20---А-60 --А=100 I

Видно, что с увеличением параметра В (концентрации субстрата) относительная скорость потребления субстрата Я. растет, асимптотически стремясь к 1,0, когда скорость подачи субстрата равна максимальному значению скорости потребления субстрата, т.е. сопротивление перехода субстрата равно нулю. С ростом параметра А (толщины биопленки) относительная скорость потребления субстрата X уменьшается, причем это уменьшение наиболее заметно при больших значениях параметра А (толщины биопленки).

Зависимость относительной скорости потребления субстрата X от коэффициентов А и В (уравнение (1)) примет вид:

Л=-

(1 + Я°'5М)

у. к

ву*"

(2)

где:

у=0 дпяВ£ 1

у = 0,155 дляВ> 1 Преобразуя уравнение (2) с помощью биологических констант:

......*;= .....л-т±

' с, г 1 с,

получим математическую модель процесса передачи субстрата через границу биопленки в виде:

*,'.£, ¿А

157«

В главе 5 рассмотрены вопросы моделирования биофильтров с загрузкой на основе теоретических исследований математических моделей и экспериментальных данных, полученных в испытаниях.

Степень очистки в биофильтре характеризуется отношением концентрации загрязнений на выходе к концентрации загрязнений на входе:

х, е *

г-

г-(г-\)в

Подставляя полученные значения толщины биопленки Е, в это уравнение получим:

* Л

х ~ -А.

г-(г-О,'»

В ламинарном режиме в это уравнение необходимо подставить:

—Ш'Тт)"

В турбулентном режиме в это уравнение необходимо подставить:

где:

к, - коэффициент переноса кислорода на поверхность «жидкость-газ».

По полученным зависимостям в ламинарном режиме имеет место наличие максимума для больших значений Ъ\. Можно рассчитать, что положение максимума соответствует значению коэффициента рециркуляции:

1,0,87 )

По результатам работы предложена модель процесса очистки в биофильтре с учетом реального времени пребывания в нем сточной воды:

-31 "

X, 0,|+0,9.е (г,г'"

-3.1

1+0,9 1-е ^

Проведенные экспериментальные исследования показывают, что более выгодно функционирование фильтра, когда транспорт в жидкой фазе является частично конвективным для кислорода и субстрата, т.е. в турбулентном, а не в ламинарном режиме.

Глава 6 посвящена моделированию биореакторов с вращающимися дисками-носителями биомассы.

Микробиологический состав биомассы дисков развивается от секции к секции по мере снижения органической нагрузки. На начальной стадии очистки преимущественный рост имеют нитчатые формы микроорганизмов БркаегоШиз, Ыо$1осои1а Итюо1а, МкгоАпх.

Рис. 5. Пленка иммобилизованного биоценоза активного ила

13 000х

На последних дисках преобладают флоккулирующие бактерии рода 2оо§1оеа, нитрифицирующие рода НуркотгсюЫит, фосфоропоглощающие ЪрЬаегоШин паШп, что свидетельствует о развитии нитрификации и дефосфотации в заключительных секциях биореактора.

Картина микробиологических процессов формирования бишки-ичсской пленки на поверхности диска представлена на рис. 5: 1 - начальная стадия формирования биопленки, скорость роста определяется экспоненциальным

участком кривой Moho, 2 - стадия формирования анаэробных микроорганизмов в биопленке, 3 - стадия лизиса аэробных микроорганизмов на границе с поверхностью носителя, 4 - отрыв флокулы анаэробных микроорганизмов с частью сфлокулированных аэробных микроорганизмов.

При выполнении работы было проведено исследование процессов переноса кислорода между газовой и жидкой фазами в биодисках.

При наличии тонкой жидкой пленки, покрывающей диск, поток кислорода, проходящий путем диффузии через единицу поверхности, определяется общим уравнением:

1 + 2£(-1)"ехр

где: С* - концентрация растворенного кислорода на поверхности раздела «жидкость-газ»; С0 - концентрация растворенного кислорода на входе в биофильтр; О, - коэффициент диффузии в жидкой пленке; П - относительная высота биофильтра; Е,- толщина жидкой пленки, I - время

В результате получим, что средний поток кислорода в течение времени контакта между газом и пленкой жидкости соответствует величине:

п.Е,

N=-2l--.(C*-C0>|

1 + 2П£(-1)" derfc

IV^J

где: т8 - время контакта между газом и пленкой жидкости; Эту зависимость можно использовать для экспериментального определения коэффициента переноса кислорода к,:

С*-С

откуда:

к, = 2.

П.г.

1 + 2->/П £ (-1)" ierfc

п.Е,

Толщина пленки жидкости Е, может быть рассчитана по зависимости:

И^г)"

где: г| - динамическая вязкость жидкости, шИ - окружная скорость диска, р - плотность жидкости, § - ускорение свободного падения, Ое - коэффициент пропорциональности (по результатам испытаний имеет значение, равное 0,93). Полученные результаты показывают, что коэффициент переноса

кислорода к, изменяется пропорционально лг" при -=^ч17 и

Vе/г

пропорционально №5 при £| у 17.

л/А-г

По отношению к биоразлагаемой фракции поступающих зафязнений (по БПК5 или ХПК) в общем случае модель очистки имеет вид:

— = 10 '

где: х0..л...х{ - биоразлагаемые фракции загрязнений на входе и выходе (по ХПК или БПК5); т среднее время пребывания стока.

Испытания показали, что степень очистки с использованием биодисков определяется величиной их погружения в обрабатываемую жидкость.

Модель очистки биореактора с дисками, погруженными в жидкость ниже оси вращения, имеет вид:

Модель очистки биореактора с дисками, погруженными в жидкость выше оси вращения, имеет вид:

*о

Модель очистки биореактора с дисками, полупогруженными в жидкость, имеет вид:

В том случае, когда загрязнение выражено в БПК5

^=0-0,09.V5)юч^-°-9>0^' +0,09.^-°' ю-^-'■»»■<"'«

где: Хо и х( концентрации загрязнений на входе и выходе из сооружения, г/л БПК5, Яс гидравлическая нагрузка, выраженная в м2 погруженного диска к м'.сут подаваемого стока.

В том случае, когда загрязнение выражено в ХПК

В главе 7 приведены результаты расчегно-экспериментальных исследований погружпых аэрируемых биофильтров.

Дифференциальная модель процесса очистки в биофильтре состоит из четырех граничных условий (по концентрации субстрата, биомассы и кислорода в жидкости и концентрации накопленного субстрата в биопленке) и пяти уравнений баланса (субстрата, биомассы, кислорода, накопленного субстрата и пористости загрузки). Интегрирование указанной совокупности дифференциальных уравнений даст возможность получить зависимости для расчета параметров пог ружных биофильтров: - коэффициент пустот загрузки

- максимально возможное время работы биофильтра до регенерации

- количество накопленного субстрата:

-концентрация кислорода:

С = С„ схр - к°_ а * (I - е)а£к* г

- концентрация субстрата:

- полезная высота колонны (Нц):

дт....Си „ 2 С(......необходимо,..мтобы.....Н1 < Ни

Уравнение для определения степени очистки в общем случае имеет вид:

Степень рециркуляции существенно влияет на исходную концентрацию загрязнений на входе в биофильтр. При большой степени рециркуляции начальная концентрация загрязнений хи может стать ниже предельной, когда концентрация субстрата становится лимитирующей, т.е. рост биомассы в фильтре замедляется и перестает быть экспоненциальным.

Результаты испытаний показали:

- эффективность очистки обратно пропорциональна концентрации загрязнений на входе и средней скорости в фильтре;

- эффективность очистки пропорциональна начальному обсеменению загрузки биофильтра;

- основным фактором, определяющим степень очистки является концентрация кислорода.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны технологические модели функционирования аэрационных сооружений с иммобилизованной микрофлорой на основе комплексного анализа гидродинамических, микробиологических и массообменных процессов в системах аэробной биологической очистки.

2. Разработаны расчетно-экспериментальные модели технологических процессов функционирования систем аэробной биологической очистки с иммобилизованной микрофлорой.

3. Проведен комплекс экспериментальных исследований моделей аппаратов биологической очистки с прикрепленной микрофлорой и определены зависимости скорости биологических реакций и эффективности очистки от концентраций субстрата и биомассы, нагрузки по органическим веществам,

времени пребывания смеси в реакторах и биофильтрах, возраста активного ила и степени рециркуляции сточной воды.

4. На основе анализа уравнений баланса веществ, участвующих в процессе очистки, разработаны теоретические модели процессов функционирования аппаратов аэробной биологической очистки с иммобилизованной микрофлорой различных технологических схем, включающих гетерогенные реакторы с фиксированными поверхностями микроносителей, биологические реакторы с вращающимися дисками и погружные аэрируемые биологические фильтры.

4. На основе анализа теоретических и экспериментальных результатов работы установлено, что эффективность биологической очистки с помощью прикрепленной микрофлоры главным образом зависит от условий формирования и поддержания активного функционирования биологической пленки, прикрепленной к поверхности носителя.

5. Исследован механизм формирования биологической пленки микроорганизмов на твердых поверхностях и изучена динамика процессов взаимодействия твердой, жидкой и газовой сред при протекании биохимических процессов окисления органических загрязнений и процессов отрыва биопленки от носителя при превышении критических значений ее толщины.

6. Изучены структуры и особенности функционирования сложных биоценозов активного ила и доминирующие виды микроорганизмов в биологических системах, реализующих процессы аэробной очистки с помощью микрофлоры, прикрепленной на твердых носителях.

7. Разработаны методы расчета систем биологической очистки с иммобилизованной микрофлорой, базирующиеся на применении разработанных математических моделей биохимических и гидродинамических процессов с использованием эмпирических коэффициентов, полученных экспериментальным путем.

8. Получены аппроксимирующие зависимости, с высокой степенью достоверности описывающие полученные экспериментальные данные, что позволяет достаточно надежно использовать их для обоснования конструктивно-технологических решений при проектировании новых и реконструкции действующих сооружений аэробной биологической очистки.

9. Определены основные направления совершенствования аппаратов различных технологических схем с прикрепленной микрофлорой и выданы рекомендации по выбору оптимальных геометрических и технологических параметров работы систем биологической очистки.

Предложения для практики.

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, 29.08.2005г.),

3. Результаты и материалы выполненной работы использованы ГУП «МосводоканалНИИпроект» при проектировании очистных сооружений г.Гагарина (24.01.2006).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Денисов A.A., Павлинова И.И., Заря И.В. Динамика формирования иммобилизованной биопленки в гетерогенных реакторах. Достижения науки и техника АПК. 2006, № 2, С. 41-43.

2. Павлинова И.И., Заря И.В. Математическая модель массопередачи кислорода в биофильтре с иммобилизованной биопленкой. Достижения науки и техника АПК. 2006, № 3, С. 38-42.

3. Заря И.В., Еремина Т.А. Доочистка биологически очищенных коммунальных сточных вод. Ш Международная научно-практическая конференция «Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов» г. Пенза, 2001, с. 114-115.

4. Заря И.В., Павлинова И.И. Экологически чистая технологии обработки коммунальных сточных вод. Научно-практическая конференция МИКХиС-2002, Сборник научных трудов, г. Москва, 2002, с. 61-62.

5. Заря И.В. Основы метода экологической защиты гидросферы -биоценоз иммобилизованной биологической пленки. Ш Всероссийская научно-практическая конференция «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления рисками» г. Пенза, 2006, с. 44-45.

6. Заря И.В., Денисов A.A., Павлинова И.И., Технология защиты гидросферы - моделирование реакторов с иммобилизованной биологической пленкой. Ш Всероссийская научно-практическая конференция «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления рисками» г. Пенза, 2006, с. 53-55.

ДОО&А

Лъгв ]

цй-4 3 28

Отпечатано ООО Мещера Зак.558 тир 100

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Заря, Ирина Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ.,.

Актуальность.

Цель и задачи.

Научная новизна.

Практическая значимость.

Апробация работы.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Экспериментальные установки.

2.2 Методы идентификации микроорганизмов биоценоза иммобилизованной биопленки.

2.3 Методы оценки физиологического состояния и метаболической активности иммобилизованных клеток.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМА

ФОРМИРОВАНИЯ ИММОБИЛИЗИРОВАННОЙ БИОПЛЕНКИ.

Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РЕАКТОРОВ С

БИОПЛЕНКОЙ НА НЕПОДВИЖНОМ ТВЕРДОМ НОСИТЕЛЕ.

Глава 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОФИЛЬТРОВ С ЗАГРУЗКОЙ.

5.1 Экспериментально-расчетные исследования процессов очистки биопленкой на загрузочном материале.

5.2 Гидравлические модели биофильтров с загрузкой.

5.3 Технологические модели биофильтров с загрузкой.

5.4 Модели с ограничением по массопередаче кислорода.

Глава 6. МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОРЕАКТОРОВ С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ДИСКАМИ.

6.1 Исследование процессов окисления в биодисках.

6.2 Моделирование и расчет биодисков.

6.2.1. Модель биореактора с дисками, погруженными в жидкость ниже оси вращения.

6.2.2. Модель биореактора с дисками, погруженными в жидкость выше оси вращения.

6.2.3. Модель биореактора с дисками, полупогруженными в жидкость (Т-, =1).

6.3 Процессы нитрификации в биодисках.

Глава 7. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПОГРУЖНЫХ АЭРИРУЕМЫХ БИОФИЛЬТРОВ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Моделирование процессов биологической очистки сточных вод в системах с иммобилизованной микрофлорой"

В технологии очистки производственных сточных вод, в особенности стоков предприятий отраслей агропромышленного комплекса, основное применение имеют аэробные биологические методы обработки. Применение биологических методов является одним из путей внедрения безотходной технологии очистки сточных вод, т.к. в настоящее время уже существуют технологии, обеспечивающие аэробную биологическую очистку сточных вод практически без вывода активного ила.

В то же время следует отметить, что возможности методов биологической очистки к настоящему времени далеко не полностью исчерпаны. Актуальность проблемы интенсификации процессов биологической очистки сточных вод несомненна, т.к. повышение технико-экономических показателей этого способа обработки при широких масштабах его применения позволит дать значительный экономический эффект народному хозяйству страны.

Одним из основных путей интенсификации аэробной биологической очистки сточных вод является повышение концентрации взаимодействующих компонентов, участвующих в процессе, микроорганизмов и растворенного кислорода. Для достижения этих целей разработаны сооружения с повышенными дозами активного ила, с применением технического кислорода, с более эффективным использованием кислорода, с более производительными аэраторами и т.д. Однако и эти возможности оказались не беспредельными главным образом из-за ограниченной интенсивности диффузионных процессов в аэрационных сооружениях. Для преодоления этого недостатка необходимо обеспечить большую продолжительность контакта обрабатываемой среды с источником кислорода, увеличить поверхность раздела фаз «жидкость-кислород» и осуществить более быстрое обновление их границ. Реализация этих направлений привела, с одной стороны, к созданию глубоких (шахтных) аэротенков, а с другой - к использованию биологических систем с прикрепленной (иммобилизованной) микрофлорой. В последние десятилетия в научно-технической литературе растет количество работ, посвященных применению систем, использующих иммобилизацию микроорганизмов на носителях.

Прикрепление микроорганизмов к твердому носителю увеличивает продолжительность их пребывания в реакционной среде, в результате чего снижаются затраты субстрата питательной среда на биосинтез hobbix клеток и значительно уменьшается- прирост избыточной биомассы. Последнее обстоятельство имеет немаловажное значение с учетом затрат на утилизацию больших количеств биомассы активного ила. В биологических слоях, образующихся на твердой поверхности носителя, при стационарном режиме работы биореактора устанавливается равновесие между процессами прироста биопленки и вымывания ее из слоя носителя, В связи с этим отпадает необходимость в рециркуляции биомассы, принципиально необходимой при очистке сточных вод в традиционных аэротенках, работающих на дисперсной биомассе. К тому же следует отметить меньшую влажность биопленки по сравнению с биомассой активного ила традиционных аэротенков, а значит и более эффективное отделение биопленки от очищенной воды во вторичных отстойниках.

Для аэробных биологических иммобилизованных систем важно и то, что в трехфазной среде, состоящей из жидкости, газа и твердого носителя, увеличивается эффективность использования кислорода. Доза прикрепленной биомассы активного ила, развивающейся на поверхности твердого носителя, составляет 30 г/л и выше по беззольному веществу, что совершенно недостижимо для традиционных аэротенков при любом способе сгущения активного ила.

Значительно затрудняет внедрение в практику очистки сточных вод иммобилизации биомассы микроорганизмов отсутствие единой методики расчета и рекомендаций по аппаратурному оформлению процесса очистки в промышленных условиях. Имеющиеся литературные данные о - высокой эффективности применения техники иммобилизации для биологического удаления углеродсодержащей органики, нитрификации и денитрификации либо содержат разрозненный материал, либо совершенно непригодны для практического использования при проектировании очистных сооружений. Разработка промышленной технологии биологической очистки сточных вод в иммобилизованных слоях требует проведения широких экспериментальных и теоретических исследований физических и биологических процессов как в лабораторных, так и в производственных условиях. Такие исследования, включающие изучение гидродинамики и кинетики биологических процессов синтеза биомассы и усвоения5 органических загрязнений сточных вод, позволят обеспечить создание наиболее рациональных и эффективных конструктивных схем сооружений аэробной биологической очистки.

Цель и задачи исследований

При выполнении работы были поставлены следующие задачи:

- разработка гидродинамических моделей гетерогенных реакторов с фиксированной биологической пленкой и оценка эффективности их функционирования при различных нагрузках по органическим загрязнениям; разработка математических моделей процессов ' аэробной биологической очистки в реакторах различных технологических схем с иммобилизованными слоями биопленки;

Научная новизна.

Получены уравнения балансов веществ, участвующих в процессе биохимического окисления органического субстрата микроорганизмами иммобилизованной на носителе биопленки.

Разработаны математические модели процессов, протекающих в системах биологической очистки с иммобилизованной биопленкой микроорганизмов.

Практическая ценность.

Полученные выводы базируются на результатах экспериментальных и модельных исследований гидродинамических схем иммобилизованных систем очистки и позволяют с достаточно высокой надежностью рекомендовать разработанные конструктивно-технологические решения при создании новых и реконструкции действующих сооружений биологической очистки сточных вод различного происхождения. Разработанные рекомендации 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. «Научно-методические рекомендации по оптимизации гидродинамических процессов в аэрируемых сооружениях биологической очистки высоконагруженных сточных вод предприятий агропромышленного комплекса» (Утв. ВНИТИБП РАСХН, 29.08.2005г.)3

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

Результаты и материалы выполненной работы использованы ГУП «МосводоканалНИИпроект» при проектировании очистных сооружений г.Гагарина.

Материалы диссертационной работы доложены на III Международной научно-практической конференция «Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов» г. Пенза, 2001; Научно-практической конференции МИКХиС-2002, г. Москва, 2002; III Всероссийская научно-практическая конференция «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления рисками» г. Пенза, 2006.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Биотехнология", Заря, Ирина Валерьевна

ВЫВОДЫ

1. Разработаны математические модели процессов функционирования систем аэробной биологической очистки с иммобилизованной микрофлорой различных технологических схем, включающих гетерогенные реакторы с фиксированными поверхностями микроносителей, биологические реакторы с вращающимися дисками и погружные аэробные биологические фильтры и выданы рекомендации по выбору оптимальных геометрических и технологических параметров работы основных элементов очистных сооружений.

2. Проведен комплекс экспериментальных исследований моделей систем биологической очистки с прикрепленной микрофлорой и определены зависимости скорости биологических реакций и эффективности очистки от концентраций субстрата и биомассы, нагрузки по органическим веществам, времени пребывания смеси в реакторах и биофильтрах, возраста активного ила и степени рециркуляции сточной воды.

3. На основе анализа теоретических и экспериментальных результатов работы установлено, что эффективность биологической очистки с помощью прикрепленной микрофлоры главным образом зависит от условий формирования и поддержания активного функционирования биологической пленки, прикрепленной к поверхности носителя.

4. Разработаны методы расчета систем биологической очистки с иммобилизованной микрофлорой, базирующиеся на применении разработанных математических моделей биохимических и гидродинамических процессов с использованием эмпирических коэффициентов, полученных экспериментальным путем.

5. Получены аппроксимирующие зависимости, с высокой степенью достоверности описывающие полученные экспериментальные данные, что позволяет достаточно надежно использовать их для обоснования конструктивно-технологических решений при проектировании новых и реконструкции действующих сооружений аэробной биологической очистки.

6. Определены основные направления совершенствования систем биологической очистки с прикрепленной микрофлорой различных технологических схем, реализующих различные по характеру гидравлические и микробиологические процессы в сооружениях аэробной обработки сточных вод.

7. Проведен сравнительный анализ эффективности разработанных гидравлических и микробиологических моделей функционирования реакторов и биофильтров, реализующих иммобилизацию микроорганизмов на твердых носителях и биохимические процессы окисления органических загрязнений сточных вод.

8. Исследован механизм формирования биологической пленки микроорганизмов на твердых поверхностях и изучена динамика процессов взаимодействия твердой, жидкой и газовой сред при протекании биохимических процессов окисления органических загрязнений и процессов отрыва биопленки от носителя при превышении критических значений ее толщины.

9. Изучены структуры и особенности функционирования сложных биоценозов активного ила и доминирующие виды микроорганизмов в биологических системах, реализующих процессы аэробной очистки с помощью микрофлоры, прикрепленной на твердых носителях.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Заря, Ирина Валерьевна, Щёлково

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. Орновы 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 и отходов сельского хозяйства. Под ред. М.Ж. Кристапсона. Рига, 1991.

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

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

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

9. Бокова И.Г. Образование и свойства целлюлаз Clostridium thermocellum. Автореферат диссертации, 1989. 3

10. Ю.Брагинский Л.Н., Евилевич М.А., Бегачев В.И. Моделирование аэрационных сооружений для очистки сточных вод. Л., Химия, 1980.

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

12. Введение в прикладную энзимологию. Под ред. И.В. Березина. М., 1982, с. 62-101.

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

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

15. Войчивилло Н.Е., Каамерницкий А.В. Методы иммобилизации клеток. Иммобилизованные клетки микроорганизмов. В сб. Иммобилизованныеклетки микроорганизмов (теория и практика). Пущино, 1978.

16. Воробьева Л.И. Техническая микробиология. М., 1987. 370 с.

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

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

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

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

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

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

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

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

25. Жмур Н.С. Управление процессом и контроль результата очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М., Луч, 1997.26.3апольский А.К., Баран А.А Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Л., Наука, 1987, 204 с.

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

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

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

29. Казначеев И.В., Гумагалиева К.З., Моисеев Ю.В. Докл. АН СССР, 1986, Т. 291, № 5, с. 1241-1244.

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

31. Кислухина О.В., Калунянц К.А., Аленова Д.Ж. Ферментативный лизис микроорганизмов. Алма-Ата. Раун, 1990.

32. Кощеенко К.А., Скрябин Г.К. Биотехнология. М., Наука, 1984.

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

34. Кузнецов С.И., Дубинина Г.А. Методы изучения водных микроорганизмов. М., Наука, 1989. -188с.

35. Мальцев П.М. Технология бродильных производств. М., 1980, с. 320328.

36. 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.

37. Михайловский С.В., Швец В.Н. Микробиологический журнал. 1987, Т. 49, № 1, с. 44-47.

38. Мосичев М.С., Складнов А.А., Котов В.Б. Общая технология микробиологических производств. М., Легкая промышленность, 1982.

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

40. 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.

41. Ныс П.С., Скляренко А.В., Заславская Н.К. Иммобилизованные клетки в биотехнологии. Пущино, 1987.43.0дум Ю. Экология. М., Мир, 1986. -376 с.

42. Перт С.Д. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М., 1988,350 с.

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

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

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

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

47. Ралкин А.И. Процессы колонизации и защиты от обрастания. СПб., Изд-во С-Петербургского Университета, 1998. -272с.

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

49. Ротмистров М.И., Гвоздяк П.И., Ставская С.С. Микробиология очистки воды. Киев. 1978, 267 с.

50. Сиденко В.П., Мордвинова Д.И., Яроцкая Н.Е. Микробиологический журнал. 1987, № 48, с. 26-29.

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

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

53. Соловьева Т.Ф., Оводов Ю.С. Липополисахарид-белковые комплексы внешней мембраны грамотрицательных бактерий. Биоорганическая химия. 1983, Т. 9, № 6, с. 64-76.

54. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.Ф. Физико-химические основы смачивания и растекания. М., 1976, 391 с.

55. Хочачка Б., Сомеро Дж. Стратегия биохимической адаптации. М., Мир, 1972.

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

57. Чупов В.В., Усова А.В., Яковенко И.И. Ковалентная иммобилизация клеток в полимерных гидрогелях. В сб. Иммобилизованные клетки в биотехнологии. Пущино, 1987, с. 114-123.

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

59. Andersen J. Aspects Immobilized Cell Sistemes. Process Eng. 1986, 153176.

60. Artur R.M. New Concepts and Practices in Activated Sludge Process Control. Activated Sludge Process Control Series. 1982.

61. Baily K.M., Vieth W.R., Chotani Abstr. Pap. 19-th ACS Nat Meet. Washington, 1987.

62. Bar R., Gainer J., Kirwari'D.J. Biotechon. Bioeng. 1986, v. 28, 1166-1171.

63. Brodelius P., Vandomme E. Biotechnology. J. VCH Verlag. 1987, v. 7a, p. 405-464.

64. Виске C. Process engineering aspects of immobilized cell systems. 1986.

65. Champluvier В., Kamp В., Rouxhet P.G. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1983, v. 27, n. 3, p. 464-469.

66. Characklis W.G. Biofilm development: a process analysis. Microbial Adlesion and Aggregation. 1984, p. 137-157.

67. D'Souza S.F., Melo J.S., Deshapande A. Biotechnol. Lett. 1986, 8, p. 643648.

68. Elsas J.D., Heijnen C.E. Methods for the infroduction of bacteria info sois: a review. Biol. Fertil. Soils. 1990, n. 10, p. 127-133.

69. Falatko D.M., Novak J.T, Effects of biologicall produced surfactants on the mobility and biodegradation of hydrocarbons. Water Environ. Res. 1992, v. 64, n. 2, p. 163-169.

70. Fletcher M. The attachement of bacteria to surfaces in aquatic environments.41.: Adhesion of microorganisms to surfaces. London.Acad. Press. 1979. p. 87-108.

71. Fletcher M. The attachment of bacteria to surfaces in aquatic environment. In: Adhesion of microorganisms to surfaces. London, Acad. Press. 1979, p. 87-108.

72. Gerson D.F. Zajic J.A. Immobilized Microbial Cells. 1974, n 106, p. 29-58.

73. Hattori R., Hattori T. J. Gen. Appl. Microbiol. 1985, v. 50, n. 2, p. 147-163.

74. Ho C.S. Proc. Biochem. 1986, v. 21, n. 5, p. 148-152.

75. Kolot F.B. Pcoc. Biochem. 1980, v. 16, n. 5, p. 1-8.

76. Lane A.G., Pirt S.J. Appl. Chem. Biotechnol. 1973, v. 23, p. 309.

77. Lettinga C.S., Velson W., Hobma W. Biotechnol. Bioeng. 1980, v. 22, p. 699-734.

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

79. Luong J.H.T., Tseng M. Appl. Microbiol. And Biotechnol. 1984, v. 19, p. 207-216.

80. Margaritis A., Bajpai P.K., Wallance J.B. Biotechnol. Lett. 1981, v. 3, p. 613-618.

81. Marshall K.C. Interfaces in microbial ecology. Cambridge, Massachusetts, London, Harvard Univ. Press. 1976.

82. Meadows P.S. The attachement of bacteria to solid surfaces. Arch. Microbiol. 1971, v. 75, n. 4, p. 374-381.

83. Meesing R.A., Oppermann R.A. Pore dimension for accumulating biomass. 1. Microbes the reproduce by fission or dy budding. Biotechnol. Bioeng. 1979, v. 21, n. 1, p. 49-58.

84. Meesing R.A., Oppermann R.A., Kolot F.B. Pore dimension for accumulating biomass. 1. Microbes that from spores and exhibit mycelial growth. Biotechnol. Bioeng. 1979, v. 21, n. 1, p. 59-67.

85. Messing R.A., Oppergmann R.A., Kolot F.B. Immobilized Microbial Cells. 1994, v. 106, p. 12-28.

86. Monsan P., Durand G., Navarro J. Methods in Enzymology. 1987, v. 135 B, p. 307-318.

87. Mozes N., Marchal F., Hermesse M.P. Biotechnol. Bioeng. 1987, v,. 30, p. 439-450.

88. Neu T.R. Microbial 'footprints" and the general ability of microorganisms to label interfaces. Can. J. Microbiol. 1992, v. 38, n. 10, p. 1005-1008.

89. Opera C.C., Mann J. Biotechnol. Bioeng. 1988, v. 31, p. 470-475.

90. Qureshi N., Maddox I. Bi'oproc. Eng. 1988, n. 3, p. 69-67.

91. Recherches dans le domaine des ecoulements indusnriels. 1988. 94.Sayadis S., Berry F., Nasri M. Fems Microbiolog. Lettres. 1988, v. 56, n. 3,307.312.

92. Seiskari P., Linko Y.Y., Linko P. Adsorbtion Gloconobacter oxydans on nailon spills. Appl. Microbial. Biotechnol. 1985, v. 21, p. 356-360.

93. Tamada M., Kasai N., Kaetsu I. Biotechnol. Bioeng. 1987, v. 30, p. 697-702.

94. Tamada Y., Ikada Y. Polymers in Medicine. 1986, n. 11, p. 101-115.

95. Teena M., Smith C.M. Lection probe molecular films in biofouling: characterization of early films on non-living and living surfaces. Mar. Ecol. Progr. Sev. 1995, v. 119, n. 1-3, p. 229-336.

96. Trevors J.T., van Elsas L.D., Lee H., van Overbeek L.S. Use of alginates and other carrier for encapsulation of microbial cells for use in soil. Microb. Releases. 1992, v. 1, p. 61-69.

97. Wang D.I.C., Cooney C.L., Deman A.L. Fermentation and Enzyme Technology. 1989, p. 241-350.

98. White D.C., Benson P.H. Determination of biomass, physiological status, community structure, and extracellular plaque of the microfouling film. 1984. p. 68-74.

99. Willets A. Biotechnol. Lett. 1985, v. 7, n. 4, 261-266.

100. Wohrer W. Bioproc. Eng. 1989, n. 4, p. 35-41.

101. Zurkova E., Drobnik J., Kalal J. Biotechnol. Bioeng. 1983, v. 25, p. 2231-2292.

Информация о работе

Заря, Ирина Валерьевна
кандидата технических наук
Щёлково, 2006
ВАК 03.00.23

Диссертация

Моделирование процессов биологической очистки сточных вод в системах с иммобилизованной микрофлорой - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы