Международный,
независимый фермерский портал

Биофильтры

Страницы: 1 2 3 4 5 ... 33 След.
RSS
Биофильтры
 
Автор: Сергей Кишинев Дата: 20.04.2007 00:38 1.Тип загрузки тип 23 2.Габаритные размеры блока (дл. • выс. • шир), мм 2000 • 500 • 329 (517) 3.Диапазон плотности орошения, м³/ м²•час 5 - 20 5 - 20 4.Диапазон рабочих температур,°C -30 - +65 5.Удельная площадь адсорбционной поверхности (рабочая поверхность), м²/м³ 138 6.Пустотность (объем свободного пространства),% 97,6 7.Удельный вес, кг/м³ 43,9 8.Срок службы, лет 15-20 Отличительные особенности блочной загрузки из гофрированных ПВХ листов Тип 23 Отличительными особенностями блочной загрузки из гофрированных ПВХ листов являются большая адсорбционная поверхность (в 2-4 раза больше чем у загрузок из сыпучих материалов), высокая пус-тотность (приблизительно в 2 раза больше чем у загрузок из сыпучих материалов), равномерное распределение пустот. Это исключает заиливание биофильтра, обеспечивает равномерное распределение сточной жидкости в теле биофильтра и значительно увеличивает объем поступающего воздуха, что повышает окислительную мощность и исключает необходимость применения искусственной вентиля-ции. Кроме этого поддерживается высокая эффективность на протяжении всего срока эксплуатации.  
 
Биологическая фильтрация воды- очистка воды с использованием микроорганизмов в заданной среде обитания .
Нитрифицирующие бактерии
Еще в 1870 г. Шлезинг и Мюнц (Schloesing, Muntz) доказали, что нитрификация имеет биологическую природу. Для этого они добавляли к сточным водам хлороформ. В результате окисление аммиака прекращалось. Однако специфические микроорганизмы, вызывающие этот процесс, были выделены лишь Виноградским. Им же было показано, что хемоавтотрофные нитрификаторы могут быть подразделены на бактерий, осуществляющих первую фазу этого процесса, а именно окисление аммония до азотистой кислоты (NH4+ —> NO2-), и бактерий второй фазы нитрификации, переводящих азотистую кислоту в азотную (NO2- —> NO3-). И те и другие микроорганизмы являются грамотрицательными. Их относят к семейству Nitrobacteriaceae.
Бактерии первой фазы нитрификации представлены четырьмя родами: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosolobus и Nitrosospira. Из них наиболее изучен вид Nitrosomonas euroраеа, хотя получение чистых культур этих микроорганизмов, как и других нитрифицирующих хемоавтотрофов, до сих пор остается достаточно сложным. Клетки N.europaea обычно овальные (0,6-1,0 ? 0,9-2,0 мкм, размножаются бинарным делением. В процессе развития культур в жидкой среде наблюдаются подвижные формы, имеющие один или несколько жгутиков, и неподвижные зооглеи.
У Nitrosocystis oceanus клетки округлые, диаметром 1,8-2,2 мкм, но бывают и крупнее (до 10 мкм). Способны к движению благодаря наличию одного жгутика или пучка жгутиков. Образуют зооглеи и цисты.
Размеры Nitrosolobus multiformis составляют 1,0-1,5 ? 1,0-2,5 мкм. Форма этих бактерий не совсем правильная, так как клетки разделены на отсеки, дольки (-lobus, отсюда и название Nitrosolobus), которые образуются в результате разрастания внутрь цитоплазматической мембраны.
У Nitrosospira briensis клетки палочковидные и извитые (0,8-1,0 ? 1,5-2,5 мкм, имеют от одного до шести жгутиков.
Среди бактерий второй фазы нитрификации различают три рода: Nitrobacter, Nitrospina и Nitrococcus.
Большая часть исследований проведена с разными штаммами Nitrobacter, многие из которых могут быть отнесены к Nitrobacter winogradskyi, хотя описаны и другие виды. Бактерии имеют преимущественно грушевидную форму клеток. Как показано Г. А. Заварзиным, размножение Nitrobacter происходит путем почкования, причем дочерняя клетка бывает обычно подвижна, так как снабжена одним латерально расположенным жгутиком. Отмечают также сходство Nitrobacter с почкующимися бактериями рода Hyphomicrobium по составу жирных кислот, входящих в липиды.
Данные относительно таких нитрифицирующих бактерий, как Nitrospina gracilis и Nitrococcus mobilis, пока весьма ограниченны. По имеющимся описаниям, клетки N. gracilis палочковидные (0,3-0,4 ? 2,7-6,5 мкм, но обнаружены и сферические формы. Бактерии неподвижны. Напротив, N. mobilis обладает подвижностью. Клетки его округлые, диаметром около 1,5 мкм, с одним-двумя жгутиками.
 
По строению клеток исследованные нитрифицирующие бактерии похожи, на другие грамотрицательные микроорганизмы. У некоторых видов обнаружены развитые системы внутренних мембран, которые образуют стопку в центре клетки (Nitrosocystis oceanus), или располагаются по периферии параллельно цитоплазматической мембране (Nitrosomonas europaea), или образуют чашеподобную структуру из нескольких слоев (Nitrobacter winogradskyi). Видимо, с этими образованиями связаны ферменты, участвующие в окислении нитрификаторами специфических субстратов.
Нитрифицирующие бактерии растут на простых минеральных средах, содержащих окисляемый субстрат в виде аммония или нитритов и углекислоту. Источником азота в конструктивных процессах могут быть, кроме аммония, гидроксиламин и нитриты.
Показано также, что Nitrobacter и Nitrosomonas europaea восстанавливают нитриты с образованием аммония.
Такой микроорганизм, как Nitrosocystis oceanus, выделенный из Атлантического океана, относится к облигатным галофилам и растет на среде, содержащей морскую воду. Область значений рН, при которой наблюдается рост разных видов и штаммов нитрифицирующих бактерий, приходится на 6,0-8,6, а оптимальное значение рН чаще всего 7,0-7,5. Среди Nitrosomonas europaea известны штаммы, имеющие температурный оптимум при 26 или около 40° C, и штаммы, довольно быстро растущие при 4° C.
Все известные нитрифицирующие бактерии являются облигатными аэробами. Кислород необходим им как для окисления аммония в азотистую кислоту:
NH4+ + 3/2O2 —> NO2- + H2O + 2H+, ?F = -27,6?104 дж,
так и для окисления азотистой кислоты в азотную:
NO2- + 1/2O2 —> NO3-, ?F = -7,6?104 дж
Но весь процесс превращения аммония в нитраты происходит в несколько этапов с образованием соединений, где азот имеет разную степень окисленности.
Первым продуктом окисления аммония является гидроксиламин, который, возможно, образуется в результате непосредственного включения в NH+4 молекулярного кислорода:
NH4+ + 1/2O2 —> NH2OH + H+, ?F = +15,9?103 дж.
Однако окончательно механизм окисления аммония до гидроксиламина не выяснен. Превращение гидроксиламина в нитрит:
NH2OH + O2 —> NO2- + H2O + H+, ?F = -28,9?104 дж,
как предполагают, идет через образование гипонитрита NOH, а также окись азота (NO). Что касается закиси азота (N2O), обнаруживаемой при окислении Nitrosomonas europaea аммония и гидроксиламина, то большинство исследователей считает ее побочным продуктом, образующимся в основном в результате восстановления нитрита.

Исследование окисления Nitrobacter нитрита с использованием в опытах тяжелого изотопа кислорода (18O) показало, что образующиеся нитраты содержат значительно больше 18O, когда меченой является вода, а не молекулярный кислород. Поэтому предполагают, что сначала происходит образование комплекса NO2-H2O, который далее окисляется до NO3-. При этом происходит передача электронов через промежуточные акцепторы на кислород. Весь процесс нитрификации можно представить в виде следующей схемы (рис. 1), отдельные этапы которой требуют, однако, уточнения.
Кроме первой реакции, а именно образования из аммония гидроксиламина, последующие стадии обеспечивают организмы энергией в виде аденозинтрифосфата (АТФ). Синтез АТФ сопряжен с функционированием окислительно-восстановительных систем, передающих электроны на кислород, подобно тому как это имеет место у гетеротрофных аэробных организмов. Но поскольку окисляемые нитрификаторами субстраты имеют высокие окислительно-восстановительные потенциалы, они не могут взаимодействовать с никотинамидадениндинуклеотидами (НАД или НАДФ, Е01= -0,320 В), как это бывает при окислении большинства органических соединений. Так, передача электронов в дыхательную цепь от гидроксиламина, видимо, происходит на уровне флавина:
 
NH2OH —> флавопротеид —> цит. b (убихинон?) —> цит. c —> цит. a —> O2
Когда окисляется нитрит, то включение его электронов в цепь, вероятно, идет на уровне либо цитохрома типа с, либо цитохрома типа a. В связи с этой особенностью большое значение у нитрифицирующих бактерий имеет так называемый обратный, или обращенный, транспорт электронов, идущий с затратой энергии части АТФ или трансмембранного потенциала, образуемых при передаче электронов на кислород
Таким образом происходит обеспечение хемоавтотрофных нитрифицирующих бактерий не только АТФ, но и НАДН, необходимых для усвоения углекислоты и для других конструктивных процессов.
Согласно расчетам эффективность использования свободной энергии Nitrobacter может составлять 6,0-50,0%, a Nitrosomonas — и больше.
Ассимиляция углекислоты происходит в основном в результате функционирования пентозофосфатного восстановительного цикла углерода, иначе называемого циклом Кальвина. Итог его выражают следующим уравнением:
6CO2 + 18АТФ + 12НАДH + 12Н+ —> 6[CH2O] + 18АДФ + 18ФH + 12НАД + 6H2O,
где [CH2O] означает образующиеся органические вещества, имеющие уровень восстановленности углеродов. Однако в действительности в результате ассимиляции углекислоты через цикл Кальвина и другие реакции, прежде всего путем карбоксилирования фосфоенолпирувата, образуются не только углеводы, но и все другие компоненты клеток — белки, нуклеиновые кислоты, липиды и т. д. Показано также, что Nitrococcus mobilis и Nitrobacter winogradskyi могут образовывать в качестве запасных продуктов поли-?-оксибутират и гликогеноподобный полисахарид. Такое же соединение обнаружено в клетках Nitrosolobus multiformis. Кроме углеродсодержащих запасных веществ, нитрифицирующие бактерии способны накапливать полифосфаты, входящие в состав метахроматиновых гранул.
Еще в первых работах с нитрификатором Виноградский отметил, что для их роста неблагоприятно присутствие в среде органических веществ, таких, как пептон, глюкоза, мочевина, глицерин и др. Отрицательное действие органических веществ на хемоавтотрофные нитрифицирующие бактерии неоднократно отмечалось и в дальнейшем. Сложилось даже мнение, что эти микроорганизмы вообще не способны использовать экзогенные органические соединения. Поэтому их стали называть «облигатными автотрофами». Однако в последнее время показано, что использовать некоторые органические соединения эти бактерии способны, но возможности их ограничены. Так, отмечено стимулирующее действие на рост Nitrobacter в присутствии нитрита дрожжевого автолизата, пиридоксина, глутамата и серина, если они в низкой концентрации вносятся в среду. Показано также включение в белки и другие компоненты клеток Nitrobacter 14C из пирувата, ?-кетоглутарата, глутамата и аспартата. Известно, кроме того, что Nitrobacter медленно, но окисляет формиат. Включение 14C из ацетата, пирувата, сукцината и некоторых аминокислот, преимущественно в белковую фракцию, обнаружено при добавлении этих субстратов к суспензиям клеток Nitrosomonas europaea. Ограниченная ассимиляция глюкозы, пирувата, глутамата и аланина установлена для Nitrosocystis oceanus. Есть данные об использовании 14C-ацетата Nitrosolobus multiformis.
 
Недавно установлено также, что некоторые штаммы Nitrobacter растут на среде с ацетатом и дрожжевым автолизатом не только в присутствии, но и в отсутствие нитрита, хотя и медленно. При наличии нитрита окисление ацетата подавляется, но включение его углерода в разные аминокислоты, белок и другие компоненты клеток увеличивается. Имеются, наконец, данные, что возможен рост Nitrosomonas и Nitrobacter на среде с глюкозой в диализируемых условиях, которые обеспечивают удаление продуктов ее метаболизма, оказывающих ингибиторное действие на данные микроорганизмы. На основании этого делается вывод о способности нитрифицирующих бактерий переключаться на гетеротрофный образ жизни. Однако для окончательных выводов необходимо большее число экспериментов. Важно прежде всего выяснить, как долго нитрифицирующие бактерии могут расти в гетеротрофных условиях при отсутствии специфических окисляемых субстратов.
Хемоавтотрофные нитрифицирующие бактерии имеют широкое распространение в природе и встречаются как в почве, так и в разных водоемах. Осуществляемые ими процессы могут происходить весьма в крупных масштабах и имеют существенное значение в круговороте азота в природе. Раньше считали, что деятельность нитрификаторов всегда способствует плодородию почвы, поскольку они переводят аммоний в нитраты, которые легко усваиваются растениями, а также повышают растворимость некоторых минералов. Сейчас, однако, взгляды на значение нитрификации несколько изменились. Во-первых, показано, что растения усваивают аммонийный азот и ионы аммония лучше удерживаются в почве, чем нитраты. Во-вторых, образование нитратов иногда приводит к нежелательному подкислению среды. В-третьих, нитраты могут восстанавливаться в результате денитрификации до N2, что приводит к обеднению почвы азотом.
Следует также отметить, что наряду с нитрифицирующими хемоавтотрофными бактериями известны гетеротрофные микроорганизмы, способные вести близкие процессы. К гетеротрофным нитрификаторам относятся некоторые грибы из рода Fusarium и бактерии таких родов, как Alcaligenes, Corynebacterium, Achromobacter, Pseudomonas, Arthrobacter, Nocardia.
Показано, что Arthrobacter sp. окисляет в присутствии органических субстратов аммоний с образованием гидроксиламина и далее нитритов и нитратов. Кроме того, может образовываться гидроксамовая кислота. У ряда бактерий выявлена способность осуществлять нитрификацию органических азотсодержащих соединений: амидов, аминов, оксимов, гидроксаматов, нитросоединений и др. Пути их превращения представляют следующим образом:
R—NH2 —> R—NHOH —> R—[NO] —> R—NO2 —> NO3-, NO2-
Размеры гетеротрофной нитрификации в некоторых случаях бывают довольно большие. Кроме того, при этом образуются некоторые продукты, обладающие токсичным, канцерогенным, мутагенным действием и соединения с химиотерапевтическим эффектом. Поэтому исследованию данного процесса и выяснению его значения для гетеротрофных микроорганизмов сейчас уделяют значительное внимание.
 
Доброго дня всем!
Подскажите пожалуйста, как расчитать размеры биофильтра (ёмкость бассейна 30 м3, плотность 300 кг на м3 клар. сом) с наполнителем из полиэтиленовых призмачек (см. сайт)
http://www.fors.com.ua/show_catalogue.php?id=10
 
Для расчета, прежде всего надо знать какое количество корма вы будете вносить в бассейны за сутки, а так же суточную подсвежку воды в системе.
Ведь сомы у вас могут просто сидеть в бассейне в декоративных целях
 
Кто может рассказать о биофильтрах с наполнителем из песка, а сверху растет камыш?
 
Биофильтр, сооружение для биологической очистки сточных вод. Представляет собой круглый или прямоугольный в плане резервуар с двойным дном, наполненный фильтрующим материалом (котельный шлак, гранитный щебень, гравий, керамзит и др.). Расстояние между днищами не менее 0,4 м. Высота фильтрующего слоя 1,5—2 м.; крупность зёрен фильтрующего слоя 30—50 мм, нижнего подстилающего слоя — 60—100 мм. При прохождении сточной воды через фильтрующий материал на его поверхности образуется биологическая плёнка из скоплений бактерий, грибков, окисляющих и минерализующих органические вещества сточной воды. Окислительная мощность Б. определяется опытным путём. См. Биологическая очистка сточных вод.
 
Биологическая очистка сточных вод, способ очистки бытовых и промышленных сточных вод, заключающийся в биохимическом разрушении (минерализации) микроорганизмами органических веществ (загрязнений органического происхождения), растворённых и эмульгированных в сточных водах. Микроорганизмы (бактерии) используют эти вещества как источник питания и энергии для своей жизнедеятельности. В процессе дыхания микроорганизмов органические вещества окисляются и освобождается энергия, необходимая для их жизненных функций. Часть энергии идёт на процессы синтеза клеточного вещества, т. е. на увеличение массы бактерий, количества активного ила и биологической плёнки в очистных сооружениях. В минерализации органических соединений сточных вод участвуют бактерии, которые в зависимости от отношения их к кислороду делятся на 2 группы: аэробы (использующие при дыхании растворённый в воде кислород) и анаэробы (развивающиеся в отсутствие свободного кислорода). В сточных водах, помимо растворённых органических веществ, содержатся взвешенные вещества, смолы и масла, которые перед Б. о. должны быть удалены. Для этой цели применяют решётки, песколовки, отстойники. Аэробная Б. о. осуществляется в условиях, близких к естественным, — на полях орошения, полях фильтрации, в биологических прудах и в искусственно создаваемой среде, когда жизнедеятельность микроорганизмов интенсифицируется, — в аэротенках, аэрофильтрах, биофильтрах. При анаэробном способе очистки используются метантенки. Выбор типа сооружений определяется характером и количеством сточных вод, местными условиями, требованиями к качеству очищаемой воды и т.д. В результате полной очистки биохимически окисляемые органические вещества в водах практически отсутствуют. Воды теряют способность к загниванию, становятся прозрачными, значительно снижается их бактериальное загрязнение. Б. о. подвергаются сточные воды, содержащие в достаточном количестве биогенные элементы (азот, фосфор и калий), необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов. В ряде случаев биогенные элементы в виде растворов солей добавляют к сточным водам перед их Б. о.
 
Предельное содержание нитратов в воде для выращивания форели по Лавровскому 35-37 мг/л;по Цуладзе 100-300.Какое реальное.И второй вопрос:как влияет концетрация нитратов на вкусовые качества форели.
 
ХРЕНОВО!
Перед продажей выдержи недельку в свежей воде.
 
Я беру у Аматора форельку.Без всякой выдержки супругу за уши не оттащить.Но как я понял у него 10% подпитка в час.По моим прикидкам это где-то на уровне 3мг/л Если делать на 10% в сутки (без денитрофикатора) по расчетам поднимется до 78 мг/л . Вот и спрашиваю не прийдется ли форель при такой концетрации нитратов сразу нести на удобрения
 
Если выживет
 
 
Если мне не изменяет память, то Цуладзе выращивал форель на морской (солёной) и смешаной (солоноватой) воде, а в них ПДК некоторых веществ выше. Проверьте по тексту ещё раз ...
 
Я так думаю, что есть разница в соленой и пресной воде
 
Токсичность амония в соленой воде снижается.По нитратам написано,что их концетрация сказывается на рыбах косвенным путем - уровеь рН и тд.К сожалению нигде в литературе не указывается на вкусовые качества выращеной рыбы.Я так понимаю-доказал возможность успешного выращивания и ладненько,а внедряют другие,едят третьи.В совке такое проходило.Внаше время рынок быстро поставит оценку результатам. Так,что видно прийдется включать в систему денитрификатор и ориентироватся на 3мг/л.
Добавлено (08.02.2008, 00:18)



Полковник посмотрите www.walesbiomass.org/bioeng-biofiltration Они используют родича тростника и обычную иву.Она оказывается для бактеров воздух в субстрат подгоняет.
 
Не смог открыть
 
Что-то я не очен понял насчет воздуха. Там сказано, что стенки делают из ивовой плетенки. Расскажи подробнее.
Гопода рыбоводы!
Специально для таких моментов, я вставил переводчик на главную страницу. Если у кого в нычке есть капиталистические сайты - говорите. Можно сразу перевод. Только сайт не забывайте указывать.
Страницы: 1 2 3 4 5 ... 33 След.
Читают тему (гостей: 1)