Лекции по "Основам биотехнологии"

Метатенк представляет собой герметичный ферментер объемом в несколько кубических метров с перемешиванием, который обязательно оборудуется газоотделителями с противопламенными ловушками. Метатенки работают в периодическом режиме загрузки отходов или сточных вод с постоянным отбором биогаза и выгрузкой твердого осадка после завершения процесса. В целом, активное использование метаногенеза при сбраживании органических отходов - один из перспективных путей совместного решения энергетических и экологических проблем, который позволяет агропромышленным комплексам перейти на автономное энергообеспечение.

 

ПОКАЗАТЕЛИ  ЗАГРЯЗНЕННОСТИ СТОЧНЫХ ВОД

 

На всех этапах очистки  сточных вод ведется строгий  контроль за качественным составом воды. При этом проводится детальный анализ состава сточной воды с выяснением не только концентраций тех или иных соединений, но и более полное определение качественного и количественного состава загрязнителей. Необходимость такого анализа определяется спецификой системы переработки, так как в сточных водах могут присутствовать токсические вещества, способные привести к гибели микроорганизмов и вывести систему из строя.

Определение таких показателей, как органолептические (цвет, вид, запах, прозрачность, мутность), оптическая плотность, рН, температура не вызывает трудностей. Сложнее определить содержание органических веществ в сточной воде, которое необходимо знать для контроля работы очистных сооружений, повторного использования сточных вод в технологических процессах, выбора метода очистки и доочистки, окончания процесса очистки, а также оценки возможности сброса воды в водоемы.

При определении содержания органических веществ широко используются два способа: химическое потребление  кислорода и биохимическое потребление кислорода. В первом случае методика основана на окислении веществ, присутствующих в сточных водах, 0,25% раствором дихромата калия при кипячении пробы в течение 2 часов в 50% (по объему) растворе серной кислоты. Для полноты окисления органических веществ используется катализатор - сульфат серебра. Дихроматный способ достаточно прост и легко автоматизируется, что обуславливает его широкое распространение.

Биохимическое потребление  кислорода измеряется количеством  кислорода, расходуемым микроорганизмами при аэробном биологическом разложении веществ, содержащихся в сточных водах при стандартных условиях за определенный интервал времени. Определение биохимического потребления кислорода требует специальной аппаратуры. В герметичный ферментер помещается определенное количество исследуемой сточной воды, которую засевают микроорганизмами. В процессе культивирования регистрируется изменение количества кислорода, пошедшего на окисление соединения, присутствующего в сточных водах. Лучше всего культивировать микроорганизмы из уже работающих биологических систем, адаптированных к данному спектру загрязнений.

Определение лишь одного из показателей качества сточной  воды (химического или биохимического потребления кислорода) не всегда позволяет  оценить как ее доступность для биологической очистки, так и степень конечной очистки. Так, например, имеется целые группы соединений, определение химического потребления кислорода для которых невозможно, хотя эти соединения вполне доступны для биохимического определения кислорода и наоборот. Все это говорит о том, что для оценки чистоты сточных воды необходимо использовать одновременно оба метода.

Биотехнология будет  оказывать многообразное и все  возрастающее влияние на способы  контроля за окружающей средой и на ее состояние. Хорошим примером такого рода служит создание новых, более совершенных способов переработки отходов, однако применение биотехнологии в данной сфере отнюдь не ограничивается этим. Биотехнология будет играть все большую роль в химической промышленности и сельском хозяйстве, помогая создать замкнутые и полузамкнутые технологические циклы, решая хотя бы отчасти существующие здесь проблемы.

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Альбертс Б., Брей  Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная  биология клетки. Т. 1. М.: Мир, 1994.

2. Артамонов В.И. Занимательная физиология растений. М.: Агропромиздат, 1991. 336 с.

3. Безбородов А.М. Ферменты  микроорганизмов и их применение // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

4. Березин И.В., Клесов  А.А., Швядас В.К. и др. Инженерная  энзимология. М.: Высшая школа, 1987. 144 с.

5. Березин И.В., Клячко  Н.Л., Левашев А.В. и др. Иммобилизованные  ферменты. М.: Высшая школа, 1987. 160 с. 

6. Биология наших дней. Вып. 2. – М.: Знание, 1987. 160 с. 

7. Биотехнология. Принципы  и применение /Хиггинс И., Бест  Д., Джонс Дж. М.: Мир, 1988. 480 с.

8. Биотехнология сельскохозяйственных  растений. М.: Агропромиздат, 1987. 301 с. 

9. Биотехнология - сельскому  хозяйству /Лобанок А.Г., Залашко  М.В., Анисимова Н.И. и др. Минск:  Урожай, 1988. 199 с. 

10. Биотехнология растений: культура клеток. М.: Агропромиздат, 1989. 280 с.

11. Быков В.А., Крылов  И.А., Манаков М.Н. и др. Микробиологическое  производство биологически активных  веществ и препаратов. М.: Высшая  школа, 1987. 142 с. 

12. Быков В.А., Манаков  М.Н., Панфилов В.И. и др. Производство белковых веществ. М.: Высшая школа, 1987. 142 с.

13. Варфоломеев С.Д., Панцхава  Е.С. Биотехнология преобразования  солнечной энергии. Современное  состояние, проблемы, перспективы  // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

14. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. М.: Высшая школа, 1978. 270 с.

15. Грачева И.М., Гаврилова  Н.М., Иванова Л.А. Технология микробных  белковых препаратов, аминокислот  и жиров. М.: Пищевая промышленность, 1980. 448 с. 

16. Егоров Н.С. Основы  учения об антибиотиках. М.: Высшая школа, 1986. 448 с.

17. Иммобилизованные клетки  и ферменты. Методы / Под ред. Дж. Вудворта. М.: Мир, 1988. 215 с. 

18. Казанская Н.Ф., Ларионова  Н.И., Торчилин В.П. Ферменты и  белковые препараты в медицине // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

19. Каравайко Г.И. Биогеотехнология  металлов // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

20. Кефели В.И., Дмитриева  Г.А. Биотехнология: курс лекций. Пущино, 1989. 96 с. 

21. Клесов А.А. Применение  иммобилизованных ферментов в  пищевой промышленности//Биотехнология. М.: Наука, 1984.

22. Мартинек К. Иммобилизованные  ферменты // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

23. Методы культивирования  клеток. Л.: Наука, 1988. 313 с. 

24. Печуркин Н.С., Брильков  А.В., Марченкова Т.В. Популяционные  аспекты биотехнологии. Новосибирск: Наука, 1990. 173 с.

25. Пирузян Л.А., Михайловский  Е.М. Сапротрофная микрофлора  в качестве продуцента биологически  активных веществ для целей  микробной сапротрофной фармакотерапии // Изв. АН Серия биологическая, 1992. № 6. С. 860 - 866.

26. Реннеберг Р., Реннеберг И. От пекарни до биофабрики. М.: Мир, 1991. 112 с.

27. Рычков Р.С., Попов  В.Г. Биотехнология перспективы  развития // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

28. Сассон А. Биотехнология:  свершения и надежды. М.: Мир, 1987. 411 с. 

29. Скрябин Г.К., Кощеенко К.А. Иммобилизованные клетки микроорганизмов // Биотехнология. М.: Наука, 1984.

30. Тривен М. Иммобилизованные  ферменты. М.: Мир, 1983. 213 с. 27.

31. Хотянович А.В. Методы  культивирования азотфиксирующих  бактерий, способы получения и  применение препаратов на их основе (методические рекомендации). Л., 1991. 60 с.

32. Шлегель Г. Общая  микробиология. М.: Мир, 1987. 566 с. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОГЛАВНЕНИЕ

 

Основные направления  биотехнологии ....................................................	3
Объекты  биотехнологии  и  их биотехнологические  функции ...................................................................	24
Основные принципы промышленного  осуществления биотехнологических процессов ......................................	42
Производство биотехнологических продуктов ........................................	59
Биотехнология и экологические  проблемы ..............................................	96
Литература ...................................................................................................	105