Variable Oxidation Elements in Microbial Oxidation of Organic Water Pollutio

Abstract

Введение: в связи с существенными изменениями состава коммунальных и промышленных сточных вод, наблюдаемыми в последнее десятилетие, классическая биологическая очистка активным илом, которая существует уже примерно сто лет, не справляется с задачей по удалению многих веществ и возникает необходимость в совершенствовании этих технологий. Методы: проанализирован опыт применения элементов с переменной степенью окисления в качестве терминальных акцепторов электронов при микробном окислении органических загрязнений воды. Результаты: замена традиционно используемого для биологической очистки кислорода на элементы с переменной валентностью позволит организовывать и проводить процесс очистки в бескислородных условиях и тем самым снизить энергопотребление, а как следствие, и существенно снизить затраты на очистку. Для одновременной минерализации разных по химическому строению органических компонентов сточных вод при использовании в качестве окислителей различных элементов с переменной валентностью, которые находятся в сточных водах или вносятся специально, необходимо использовать смешанные культуры бактерий, для каждой из которых важно поддерживать диапазон оптимальных значений окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) среды. Заключение: знание принципов и механизмов бескислородной трансформации веществ необходимо для создания эффективных и надежных систем обработки сточных вод и твердых отходов различных промышленных производств. Опыты и исследования показывают, что многообещающим в этом направлении является изучение уже существующих в природе метаболических возможностей микроорганизмов, а не конструирование новых искусственных генетически измененных бактерий для применения в процессе биологической очистки воды в аэротенках. Ключевые слова: биологическая очистка, ксенобиотики, трудноокисляемые загрязнения, кислород, терминальные акцепторы электронов, микроорганизмы, окислительно-восстановительный потенциал, иммобилизация микроорганизмов. AbstractIntroduction: Due to significant changes in the composition of municipal and industrial wastewater, observed in the last decade, traditional biological treatment with activated sludge, which has been used for almost 100 years, does not cope with the task of removing numerous substances. Therefore, such technologies need to be improved. Methods: The paper analyzes the experience in application of variable oxidation elements as terminal electron acceptors in microbial oxidation of organic water pollution. Results: Replacing oxygen (traditionally used for biological treatment) with transition elements will allow arranging and conducting treatment under oxygen-free conditions and, thus, reducing energy consumption and, as a result, the cost of treatment. For the purposes of simultaneous mineralization of sewage organic components having different chemical composition, when using various transition elements (present or specially introduced in sewage) as oxidizers, it is required to use mixed cultures of bacteria, maintaining for each of them a range of optimal values of the env...