БІОТЕХНОЛОГІЯ І ПЕРЕРОБКА ВІДХОДІВ
З моменту виникнення цивілізованого суспільства перед ним весь час стояла проблема охорони навколишнього середовища. Через промислової, сільськогосподарської та побутової діяльності людини постійно відбувалися зміни фізичних, хімічних і біологічних властивостей навколишнього середовища, причому багато з цих змін були дуже несприятливі.
Біотехнологічні прийоми є прикладом ефективного контролю за станом навколишнього середовища. Особливо гостро зараз стоїть проблема поширення в навколишньому середовищі ксенобіотиків і нафтових забруднень.
Біологічна переробка відходів переслідує три основні цілі:
Деградація органічних і неорганічних токсичних відходів;
Поновлення ресурсів для повернення в кругообіг речовин С, N, P, S;
Отримання цінних видів органічного палива
Класичний процес очищення стоків включає в себе наступні етапи:
При первинній обробці видаляються тверді частинки, які або відкидаються, або направляються в реактор.
На другому етапі відбувається руйнування розчинених органічних речовин за участю природних аеробних мікроорганізмів. Утворений мул, що складається головним чином з мікробних клітин, або віддаляється, або перекачується в реактор. За технологією, використовує активний мул, частина його повертається в аераційний танк.
На третьому етапі проводиться хімічне осадження і розділення фосфору й азоту.
Для переробки мулу, що утворюється на першому і другому етапах, зазвичай використовується процес анаеробного розкладання. при цьому зменшується обсяг осаду і кількість патогенів, усувається запах, а крім того, утворюється цінне органічне паливо - метан.
Аеробна переробка стоків - це найбільша область контрольованого використання мікроорганізмів у біотехнології. Вона включає наступні стадії:
адсорбція субстрату на клітинній поверхні;
розщеплення адсорбованого субстрату позаклітинними ферментами;
поглинання розчинених речовин клітинами;
ріст і ендогенне дихання;
вивільнення екскретіруемих продуктів;
В«виеданиеВ» первинної популяції організмів вторинними споживачами.
В ідеалі це повинно приводити до повної мінералізації відходів до простих солей, газів і води. Ефективність переробки пропорційна кількості біомаси і часу контактування її з відходами.
Системи аеробного переробки можна розділити на системи з перколяційного фільтрами і системи з використанням активного мулу.
Принцип перколяційного фільтра - розкладання відходів за допомогою мікроорганізмів, що знаходяться ф фільтруючому елементі. У Як заповнювач елементу може використовуватися пісок, гравій або полімерні матеріали. Недолік таких фільтрів - надлишковий ріст біомаси. p> Активний мул - складна суміш мікроорганізмів, здійснює переробку відходів в біореакторах. Для успішної переробки необхідно підбирати мікробний засевной матеріал під кожен вид стоків.
Анаеробне розкладання відходів - використовується з 1901 Анаеробна ферментація відходів дуже перспективна для економічного отримання газоподібного палива при помірних температурах (30-35 про С).
Спільнота метанообразующих мікроорганізмів складається з трьох видів бактерій: бактерії, які здійснюють гідроліз і бродіння. За рахунок їх діяльності розщеплюється целюлоза, синтезуються жирні кислоти. Далі - бактерії, що утворюють водень і оцтову кислоту. І, нарешті, водородотрофние метанообразующих бактерії.
Аеробна переробка відходів у сільському господарстві
Застосування у тваринництві інтенсивних технологій призвело до утворення великої кількості різноманітних відходів, для використання яких може не вистачити земельної площі. На сьогоднішній день існує кілька систем контрольованої переробки відходів у сільському господарстві. p> Для переробки твердих відходів необхідно багато часу і коштів, тому для їх видалення широко використовується вода, а утворюється суспензія закачується в сховища, або в системи переробки.
Водоймище для окислення. Установка являє собою ємність глибиною не більше 150 см і з площею поверхні, що забезпечує аерацію. На поверхні цієї водойми ростуть фотосинтезуючі водорості, які підвищують ефективність системи завдяки виділенню кисню. До недоліків таких установок відносяться: потреба у часі; накопичення твердих відходів, які розкладаються в анаеробних умовах; створення умов для розмноження комах. Переваги - не вимагає механізації та обслуговуючого персоналу.
аеріруемие водойму відрізняється від водойми для окислення тільки наявністю аераційної установки.
Каскадні басейни - проста немеханізованого система. У цю систему відходи надходять постійно. Вони включають первинний відстійник, в якому осідають великі частки, а також каскад дрібних басейнів, розділених перегородками або греблями, через які перетікає вода. Перел...
