іальних спорудах за допомогою мікроорганізмів. Вона проводиться в природних і штучних умовах. У спорудах для біологічного очищення води формується біоценоз, тобто сукупність мікроорганізмів, рослин і тварин, пов'язаних між собою умовами спільної життєдіяльності. Основну частину біологічної маси становлять мікроби, генеруючі необхідні ферменти. Біоценоз утворюється природним шляхом і при зміні зовнішніх факторів здатний до саморегулювання. Процеси біологічного окислення в живій клітині являють собою модифікацію хімічних реакцій в аеробних і анаеробних умовах.
Анаеробні процеси протікають без участі кисню при дуже високому рівні забруднення стічних вод. Вони здійснюються в присутності біологічних каталізаторів (ендоферменти), що знаходяться всередині бактеріальних клітин - енаеробов.
анаеробного процесом є метанова ферментація:
CxHyOzN + H2O CH4 + CO + C5H7NO2 + NH4 + + HCO3-,
де CxHyOzN - умовна формула органічної речовини утворюється в клітинах мікроорганізмів; C5H7NO2 - умовна формула органічної речовини забруднювачів, що містяться в стічних водах.
Процес бродіння глюкози, що супроводжується розщепленням складної молекули органічної речовини на більш прості, протікає в анаеробних умовах:
С6Н12О6=2С2Н5ОН + 2СО2,=- 82 кДж / моль.
Відновлення азотнокислих солей до газоподібного азоту відбувається в результаті процесів денітрифікації. Ці процеси протікають за відсутності вільного вуглецю і викликаються мікроорганізмами Thiobacterium denitrificans:
КNO3 + 5Сорг=2К2СО3 +3 СО2 + 2N2,
де Сорг - органічна речовина.
Денітрифікація може протікати при відсутності органічної речовини і за наявності сірки:
6КNO3 + 5S + 2 CаСО3=3К2SO4 + 2CaSO4 + 2CO2 + 3N2.
Розпад органічних речовин анаеробним шляхом відбувається значно довше, ніж аеробним.
Аеробні процеси протікають за участю кисню, до них відносять реакції окислення речовин.
Процес дихання мікроорганізмів або окислення глюкози до води і двоокису вуглецю:
С6Н12О6 + 6O2=6CO2 + 6 H2O,=- 2820 кДж / моль.
Процес окислення солей заліза протікає за участю залізобактерій, які розвиваються в каналізаційних і водопровідних трубах і викликають їх закупорку:
Fe2 + +4 H + + O2=4 Fe3 + + 4 H2O,=- 46 кДж / моль
Реакції окислення сірководню та сірки, що протікають в стічних водах викликаються бактеріями Beggiatoa alba. Якщо в середовищі досить сірководню, то ці бактерії здійснюють наступну реакцію:
Н2S + О2=2Н2О + 2S,=- 272 кДж / моль.
При нестачі сірководню протікає реакція:
S + 3О2 +2 Н2О=2Н2SO4,=- 1107 кДж / моль.
Процес нітрифікації супроводжується реакціями окислення аміаку в азотисту кислоту і азотистої кислоти в азотну і протікає в дві стадії.
Перша стадія здійснюється нітритного бактеріями Nitrosomonas:
NH3 + 3O2=2НNO2 + 2Н2О,=- 663 кДж / моль.
<...
