- •1. Бактерии:
- •2. Грибы
- •3. Простейшие
- •4. Коловратки
- •3 Группа: строительные материалы, черные и цветные Ме, стекло и керамика, пластики, резино-технические изделия, гальванические шламы.
- •Биотехнологич. Способы переработки отходов.
- •Компостирование
- •Биоремедиация
- •Классификация методов и технологий ремедиации
- •Биостимулирование in situ
- •Биоаугментация
- •Биопрепараты
3 Группа: строительные материалы, черные и цветные Ме, стекло и керамика, пластики, резино-технические изделия, гальванические шламы.
Биотехнологич. Способы переработки отходов.
Отходы |
Биотехнологические способы обезвреживания или переработки |
|
Растительные отходы |
Компостирование, вермикомпостирование, |
|
|
силосование, метаногенерация, генерация тепла, биомоди- |
|
|
фикация, обработка в биореакторах, |
|
|
получение белка одноклеточных организмов, биотоплива, |
|
|
делигнификация, выращивание грибов |
|
Отходы, богатые раство- |
Получение пищевых продуктов, кормового белка однокле- |
|
ренной органикой (углево- |
точных организмов, биотоплива и других продуктов микро- |
|
дами, жирами, белками) |
биологической и ферментативной переработки, анаэробное |
|
|
сбраживание, метаногенерация, обработка в биореакторах |
|
Твердые белок- и жи- |
Получение пищевых и кормовых добавок, компонентов |
|
росодержащие отходы, |
биологического |
происхождения, биологически активных |
осадочные дрожжи |
веществ, различных продуктов микробиологической пере- |
|
|
работки, анаэробное сбраживание, метаногенерация, пере- |
|
|
работка в органо-минеральные удобрения, обработка в био- |
|
|
реакторах |
|
Навоз и птичий помет, |
Компостирование, вермикомпостирование, |
|
подстилка |
сбраживание, метаногенерация, получение органо-мине- |
|
|
ральных удобрений, переработка в кормовые добавки, об- |
|
|
работка в биореакторах |
|
Осадки и активный ил |
Анаэробное сбраживание в метантенках и септитенках, ком- |
|
очистных сооружений |
постирование, вермикомпостирование, аэробная стабили- |
|
|
зация, переработка на иловых площадках, получение орга- |
|
|
но-минеральных удобрений |
|
|
|
|
Твердые бытовые отходы |
Компостирование, вермикомпостирование, метаногенера- |
|
|
ция |
|
Микробиологическая переработка органических отходов
Методы биотехнологии позволяют перерабатывать углевод-, Б- и Ж-содержащих ж отходы, растительной биомассы, тв бытовые отходы, активный ил и др. Наиболее крупномасштабные промышленные процессы переработки органических отходов: *получение кормовых продуктов, обогащенных микробным белком; *силосование; *компостирование; *анаэробное сбраживание (метаногенез); *биоконверсия в топливо (получение метанола, этанола, биогаза).
Силосование
– заквашивание или анаэробное консервирование кормов без доступа воздуха, как правило, подвергает растительную биомассу.
Основную роль выполняют молочнокислые бактерии, источником питания для которых служат водорастворимые углеводы. В процессе созревания и хранения силоса растительная масса претерпевает ряд стадий трансформации, обусловленных последовательным развитием различных МО. Выделяют 4 стадии силосования: 1. Аэробная стадия. Происходит потребление оставшегося атмосферного O2 и разложения аэробных бактерий; не продолжительна во времени. Последующие стадии – анаэробные. 2. Развитие молочнокислых стриптококов и энтеробактерий. Эти МО активны при pH 5,0-6,5 => начинают развиваться на ранней стадии силосования. В результате анаэробной стадии накапливаются молочная и УК; стадия непродолжительна во врмени. 3. Развитие лактобацилл (молочно-кислые бактерии) самая продолжительная. По мере созревания силоса рН падает ниже 5,5 => будут доминировать лактобациллы. Сначала будут размножаться гомоферментативные молочнокислые бактерии => образуется одна ки-та; осуществляющие гомоферментативное брожение сахаров с образованием молочной и УК. К концу этой стадии начинают доминировать гетероферментативные виды бактерий, сбраживающие сахара с образованием молочной ки-ты и этанола. Выдерживающие более высокие конц. накапливающейся УК. В результате pH падает до 4. При достаточно высоком содержание молочной ки-ты, который приводит к росту угнетения роста бактерий, создаются условия для консервации силоса. После консервации во время хранения ~ в течение 60 суток кол-во МО постепенно снижается => pH постепенно возрастает. 4. Развитие бактерий Clostridium. Они начинают развиваться в силосе при рН > 5,0. Питаются оставшимеся углеводами, молочной ки-той и АК и образуют масляную ки-ту, которая слабее, чем молочная, и аммиак. В результате постепенно снижается кислотность и развиваются гнилостные бактерии, что приводит к порче силоса.
Силосование проводят в ямах, траншеях, буртах или силосных башнях. Возможны два способа силосования: холодный и горячий. Холодный способ более распространен, что объясняется его простотой и хорошим качеством получаемого корма. При холодном способе скошенную растительную массу измельчают, укладывают до отказа в кормовместилище, утрамбовывают, сверху как можно плотнее укрывают для изоляции от воздуха. Созревание силоса идет при умеренном повышении температуры, максимум до 40 °С. Горячий способ исп. для квашения грубостебельчатых малоценных кормов. В этом случае сооружение заполняют по частям, ничего не утрамбовывая. При значительном кол-ве воздуха в ней начинают развиваться аэробные процессы, сопровождаемые большим выделением тепла, в результате чего температура корма поднимается до 45–50 °С. Затем укладывают второй слой такой же толщины, как и первый, и он, в свою очередь, подвергается разогреванию. Растения, находящиеся внизу и размягченные под влиянием высокой температуры, спрессовываются под тяжестью нового слоя корма, при этом воздух из нижнего слоя силоса удаляется, аэробные процессы в нем прекращаются и температура. Внесение азотных увеличивает содержание аммонийного и нитратного азота. О качестве силосованного корма можно судить по составу органических кислот, накопившихся при брожении: например очень хороший: молочная>60%, УК<40%, маслянная 0%; среднее: молочная 40-60%, УК 60-40%, маслянная до 0,2%.
Для достижения хорошей ферментируемости и уменьшения потерь силоса часто исп. силосные добавки, которые могут быть ингибиторами и стимуляторами ферментации. Например: Ингибиторы – кислотные добавки (серная и смесь серной и соляной ки-т, муравьинаяткислота) и консерванты (формальдегид, параформальдегид). Стимуляторы – источники углеводов (патока, барда), молочнокислые бактерии, ферменты.