Метанообразующие бактерии способ питания

Тип питания и метаболизм метанообразущих бактерий

Принято считать, что метанообразущие бактерии чрезвычайно чувствительны к кислороду. Однако последние данные свидетельствуют о том, что некоторые метаногены из родов Methanobacterium, Methanobrevibacter, Methanosarcina сохраняют жизнеспособность в присутствии кислорода в течение нескольких часов, благодаря на­личию фермента супероксиддисмутазы.

Среди метанообразующих бактерий известны облигатные и факуль­тативные гетеротрофы и автотрофы. Как гетеротрофы они могут исполь­зовать только узкий круг простых органических соединений, например, СО, НСООН, СН₃ОН, метилированные амины и ацетат. Есть данные, что С₁-единицы могут фиксироваться по тому же пути, что и СО₂ при рос­те на Н₂ + СО₂.

Большинство метаногенных бактерий растет автотрофно. Исследо­вания последних лет показали, что для них характерен новый путь фик­сации СО₂, отличный от цикла Кальвина и серинового пути. Начальным этапом этого своеобразного пути ассимиляции СО₂ является синтез из двух молекул СО₂ ацетата и далее ацетил-КоА-центрального интермедиата нового пути. В ходе дальнейшей ассимиляции СО₂ происходит образование пирувата, оксалоацетата, α-оксоглутарата, которые являются предшественниками аминокислот и сахаров (рисунок 1). Процесс образова­ния ацетата не является циклическим, не связан с образованием СН_4. Он осуществляется через C₁ -производные ряда уникальных коферментов (метаноптерина и кобальтосодержащего корриноида) и при участии фер­ментного комплекса, в состав которого входит СО-дегидрогеназа. Этот фермент восстанавливает СО₂, в связанную карбоксильную группу, кото­рая затем переносится на метилкорриноид с образованием ацетата.

У Methanosarcina barkerii фиксация СО₂ также происходит по вос­

Рисунок 1. Пути автотрофной фиксации СО у метанобактериум и метаносарцины: МП – метаноптерин; КОР – корриноид; Е-СО-дегидрогеназа.

становительному пути карбоновых кислот, но в иной его вариации. По­лагают, что у этого микроорганизма синтез α-оксоглутарата происхо­дит через образование из ацетил-КоА и оксалоацетата цитрата и, далee, изоцитрата (рисунок 1).

У большинства метанообразущих бактерий источником азота обычно служит аммоний, но рост некоторых видов зависит от наличия азотосодержащих органических соединений. Способность фиксировать молекулярный азот отмечена у представителей Methanosarcina и Methanococcus.

В качестве источника серы используют сульфаты, сульфиды, иногда цистин, метионин, S°, тиосульфат. Некоторые нуждаются в Ni, Со, Se, Мо. Отдельные виды растут при наличии в среде 5% NaCL. Methanohalobium evestigatus развивается при концентрации NaCL от 15 до 30 % (при оптимуме 25%).

Формой энергетического метаболизма метанообразущих бактерий является анаэробное дыхание. Акцепторами электронов в этом процес­се служат одноуглеродные соединения и сера. В последнем случае дополнительно к метану образуется Н₂S.

Многие метанообразующие бактерии получают энергию при окисле­нии молекулярного водорода, сопряженного с восстановлением СО₂ (таблица 7). При этом некоторые организмы способны к автотрофной фик­сации СО₂,а другие требуют для конструктивного метаболизма наличия тех или иных органических соединений.

Ряд метанообразующих бактерий может использовать для получения энергии, помимо H₂, SO₂, формиат, СО, а некоторые — метанол, метили­рованные амины и /или ацетат) (таблица 3). Указанные субстраты могут одновременно быть и донорами, и акцепторами электронов (часть молекулы окисляется до СО₂, другая часть восстанавливается до СН₄).

Таблица 3.- Соединения, используемые метанообразущими
бактериями для роста (Заварзин, 1986; Dafcuch Bachofen, I985, с дополнениями)

Микроорганизм	Н2+СО2	Формиат НСООН	Ацетат	Метанол	Метилированные амины	Окись углерода
Methanobacterium М. formicum M.thermoautotrophicum	+ +	+ —	— —	— —	— —	+ +
Methanobrevibacter M.smithii M.ruminantium	+ +	+ —	— +	— —	— —	+ +
Methanotheramus M.fervidua	+	—	—	—	—	—
Methanococcus M.thermolitotrophicus M. jannaschii M.voltae	+ + +	+ — +	— — —	— — —	— — —	— — —
Methanomicrobium М. mobile	+	+	—	—	—	—
Methanogenium M.marlshigri M. thermophilicum	+ +	+ +	— —	— —	— —	— —
Methanoepirillim М.hungatei	+	+	—	—	—	—
Methanothix M.soehngenii	—	—	+	—	—	—
Methanococcoides M.methylutens	—	—	—	+	+	—
Methanosarcina M.barkerii	+	—	+	+	+	+
Мethanoplanus М.limicola	+	—	+	—	—	—
Methenolobus M.tindarius	—	—	—	+	+	—
Methanosphaera M.stadtmaniae	—	—	—	+	—	—
Methanoplasma M.elizabethii	+	+	—	—	—	—
Methanocoprusculum* M.parvum	+	+	—	—	—	—
Methanohalobium M.evestigatus	—	—	—	—	+	—

*Рост и метаногенез возможны с 2-пропанолом + СО₂; 2-пропанол
окисляется до ацетона, образующийся Н₂, используется для восстановления СО₂ до СН₄ .

В последние годы выделены метанообразупцие бактерии (Мethanothix, Methanohalobium и др.), способные использовать для роста ацетат и/или метанол и метилированные амины, но не Н₂ + СО₂ (таблица 3).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник

Основные этапы жизнедеятельности метанообразующих бактерий

Метанообразующие бактерии – это анаэробные микроорганизмы, способные разлагать простые органические соединения на углекислый газ и метан. Эти бактерии относятся к археям. Свое название они получили в связи с тем, что побочным продуктом их метаболизма в бескислородной среде является метан.

Первые жители нашей планеты

Ученые установили, что приблизительно 2,2 млрд. лет назад первые жители бескислородной Земли – метаногенные бактерии – безраздельно владели планетой. Именно благодаря способности метанообразующих архей выделять метан как побочный продукт метаболизма, количество метана в атмосфере планеты превышало нынешний уровень в 600 раз. Столь высокий уровень метана обеспечил наличие парникового эффекта, который, в свою очередь, сохранил тепло на поверхности планеты.

Метаногенные археи – строгие анаэробы. Присутствие даже незначительного количества кислорода им вредно. Также большое значение для процесса расщепления органики в метан играет кислотность среды: оптимальным является интервал значений рН 6-8. С понижением значения и увеличением кислотности среды, скорость процесса значительно снижается, вплоть до полного прекращения реакции.

Особенности строения и метаболизма метаногенов

Все известные метанообразующие анаэробы подразделяют на 3 группы, дифференцируя их по форме и размеру:

1. Виды, имеющие форму палочек длиной 307 мкм. Палочки могут быть прямыми или изогнутыми. Характерно образование нитей, большей частью лишенных подвижности.
2. Клетки неправильной сферической формы размером от 0,5 до 10 мкм. Могут быть как одиночными, так и сгруппированными попарно или в скопления. Неподвижные и подвижные.
3. Крупные неподвижные бактерии сферической формы. Размер клетки колеблется от 1,5 до 2,5 мкм.

Метанообразующие бактерии, относящиеся к анаэробам, не способны взаимодействовать со сложными химическими соединениями. Поэтому они существуют в тесном контакте с кислотообразующими микроорганизмами, получая энергию из преобразования их продуктов жизнедеятельности, которыми являются жирные кислоты.

Получение метана возможно двумя путями:

• восстановление метильной СН3-группы уксусной кислоты или метилового спирта;
• взаимодействие углекислого газа и водорода.

В случае вовлечения в реакции более сложных кислот восстановительный механизм СН3-группы сохраняется, а процесс описывается следующей схемой:

• этанол окисляется до уксусной кислоты + СН4;
• СН3-группа уксусной кислоты восстанавливается до СН4.

Естественная среда обитания метаногенов

Симбиотическая группа, куда входят кислото- и метанообразующие бактерии, обитает в самых разных природных условиях. Их представители встречаются в:

• водной среде;
• болотах;
• растениях;
• кишечнике жвачных животных и человека;
• экскрементах животных.

Метаногенные анаэробы способны существовать только в теплых условиях, хотя сами тепла не выделяют. В зависимости от температуры, необходимой для жизнедеятельности метанообразующих прокариотов, их делят на 3 основные группы:

• психрофильные, от 5 до 20°С;
• мезофильные, от 30 до 42°С;
• термофильные, от 52 до 56°С.

Вместе с тем метаногенные экстремофилы живут в термальных источниках, в горах, в толще земной коры и в глубинах океанов.

При понижении температуры ниже 0°С жизнедеятельность бактерий замирает, при росте температуры сверх 90°С метанообразующие анаэробы погибают.

Особенности строения

При общей схожести строения, метанообразующие археи имеют ряд серьезных отличий от Настоящих бактерий:

1. Метанообразующие, как и все археи, имеют отличную от Настоящих бактерий структуру. Ближе всего к ним грамположительные бактерии.
2. Аппарат синтеза белка не имеет аналогов у других бактерий.
3. Мембрана состоит из простых глицерин-эфирных липидов, в то время как у бактерий это глицерин-сложноэфирные липиды.
4. Клеточная стенка содержит псевдопептидогликан, схожий с пептидогликаном эубактерий, однако имеющий иной химический состав.

Жизнедеятельность метанообразующих архей

Метаногены, как и Настоящие бактерии, размножаются прямым делением, однако процесс идет весьма медленно и чувствителен к изменениям внешней среды.

Интенсивность газовыделения также связана с окружающими условиями. Изменение показателей рН или температурные перепады подавляют рост и размножение метаногенов, тем самым уменьшая количество произведенного газа. Среди всех метанообразующих бактерий не известны паразитические или патологические штаммы.

Работаю врачом ветеринарной медицины. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. В приоритет ставлю личностное развитие и освоение духовных практик. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: юриспруденция, политика, IT-технологии и компьютерные игры.

Источник

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Бактерии метановые

Метановые бактерии требуют .для своей жизнедеятельности простых органических веществ. Сложные органические соединения, например углеводы, разлагаются при участии бактерий молочнокислого, маслянокислого брожения и других микроорганизмов, образуя жирные кислоты, спирты, а также двуокись углерода и водород. Жирные кислоты разлагаются с образованием метана и углекислоты при действии сульфатредущирующих, денитрифицирующих и метановых бактерий.[ . ]

Метановые бактерии требуют для своей жизнедеятельности простых органических веществ. Предварительные и промежуточные стадии разложения осуществляются за счет других видов бактерий. Например, расщепление углеводов до более простых молекул происходит при участии бактерий молочнокислого и маслянокислого брожения, дрожжей, кишечной палочки и других бактерий. Их обмен веществ приводит к жирным кислотам, спиртам, а также к углекислоте и водороду.[ . ]

Метановое брожение сточных вод может происходить в мезофиль-ных условиях, если температура бродящей массы не превышает 35°, или в термофильных условиях, если температура бродящего осадка поддерживается в пределах 45—65°. Каждое из этих условий брожения поддерживается деятельностью соответствующих анаэробных бактерий — мезофильных и термофильных.[ . ]

Метановое брожение известно давно (мерцающие огоньки на кладбищах, выделение болотного газа). Оно происходит при разложении продуктов, содержащих углеводы. Это способ анаэробного дыхания определенных групп бактерий, которые из углеводов органической массы образуют метан (СН4) — 65%, углекислый газ (СОг) — 30% и незначительное количество других газов: сероводород (Н35) — 1%, азот, кислород, водород и закись углерода. При этом выделяется энергия, которая превращается в тепловую и нагревает субстрат.[ . ]

Метановые бактерии размножаются очень медленно. Время генерации для некоторых видов составляет несколько дней, поэтому они не в состоянии быстро увеличивать численность культуры, а содержание их в сыром осадке незначительно. Как только нейтрализующая способность бродящей массы (запас щелочности) оказывается исчерпанной, pH резко снижается, что приводит к гибели метанообразующих бактерий.[ . ]

Метановые бактерии в естественной обстановке существуют в небольшом количестве на самих отходах, а также в гумусовом слое плодородной почвы с нейтральной pH, поэтому переслаивание навоза небольшим количеством почвы дает определенную стимуляцию процесса. Однако применение особых видов и штаммов бактерий значительно ускоряет все реакции. Так, по данным японских исследователей, метаногенез органических остатков в естественных условиях юга Японии происходил за 20 дней, а с применением особых штаммов бактерий — за 8.[ . ]

В основе метанового брожения лежит способность сообществ определенных микроорганизмов в ходе жизнедеятельности сначала в фазе кислого водородного брожения с помощью бактерий гидролизовать сложные органические соединения до более простых, а затем с помощью метанообразующих бактерий превращать их в метан и в угольную кислоту.[ . ]

Гниение (метановое брожение) представляет собой процесс, протекающий без доступа кислорода воздуха, при котором органические вещества под действием различных симбиотических организмов, переходя через большое число промежуточных пР°ДУктов, разлагаются до метана и углекислоты. Последняя стадия разложения происходит под действием метановых бактерий.[ . ]

Термофильные бактерии издавна применяются для очистки сточных вод. Интерес к метановому брожению резко возрос, когда была обнаружена способность бактерий продуцировать витамин В12. В. Н. Букин показал возможность получения этого ценного витамина при сбраживании термофильными метановыми бактериями ацетоно-бутиловой барды. Одновременно может быть собран выделяющийся при этом метан (10—20 м3 на 1 м3 сброженной жидкости).[ . ]

Термофильные метановые бактерии могут сопутствовать анаэробным целлюлозным бактериям или культивироваться совместно с ними. В начале этого века Ц. К о-олхаасом впервые были описаны термофильные метановые бактерии с температурными границами развития 45—69 °С. Наиболее типичными видами являются Methanobacterium soehngenii и Methanobacillus omelianskii. Эти бактерии представляют собой тонкие, прямые или слегка изогнутые неспороносные палочки.[ . ]

С антагонизмом бактерий мы встречаемся в метантенках — установках, предназначенных для сбраживания осадка сточных вод. Рост метановых бактерий задерживается наличием масляно-кислых бактерий, выделяющих в процессе своей жизнедеятельности летучие жирные кислоты. Поэтому стараются вести процесс так, чтобы задержать обильное развитие маслянокислых бактерий.[ . ]

При развитии аэробных бактерий потребление кислорода может настолько возрасти, что наступит его дефицит и создадутся условия, способствующие развитию вредных анаэробных процессов: разложению усвояемых азотистых соединений и распаду углеводов органического вещества почвы (метановое брожение) .[ . ]

Основными возбудителями метанового брожения являются следующие виды бактерий (палочковидные и кокковые формы): Met-hanobacterium söhngenii, Methanococcus mazei, Methanosarcina met-hanica, сбраживающие соли органических кислот; Methanobacteri-um omelianskii, сбраживающая спирты; Methanococcus vannielii, вызывающая восстановление диоксида углерода водородом. Коферменты НАД и НАДФ ингибируют эти реакции. Процессы образования метана используются микроорганизмами в энергетическом обмене. Метановое брожение идет в нейтральной или слабощелочной среде.[ . ]

Во второй фазе, щелочной или метановой, происходит разрушение выделившихся в первой фазе кислот с образованием углекислоты, метана и небольших количеств водорода и окиси углерода.[ . ]

В первые две стадии процесса метанового брожения (кислая фаза) образуется более 10 алифатических монокарбоновых кислот жирного ряда. Большинство метанообразующих, сопутствующих и контактных бактерий преимущественно сбраживают монокарбоно-вые кислоты с нормальным строением. Жирные кислоты с разветвленными цепями сбраживаются при совместном воздействии нескольких групп бактерий.[ . ]

Во второй фазе щелочного или метанового брожения из конечных продуктов первой фазы образуются метан и угольная кислота в результате жизнедеятельности метанообразующих бактерий — неспороносных облигатных анаэробов, очень чувствительных к условиям окружающей среды. Изученные виды метанообразующих бактерий относятся к трем родам: Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcina.[ . ]

В метантенках происходит щелочное (метановое) брожение, осуществляемое в две фазы. В первой фазе происходит расщепление сложных органических веществ (жиров, углеводов, белков) на более простые соединения с образованием органических кислот жирного ряда (муравьиной, уксусной, 1 масляной и др.). Во второй фазе происходит разрушение этих кислот с об- I разованием углекислоты и метана. Возбудителями первой фазы являются анаэробные, а второй — метанообразующие бактерии.[ . ]

Для очистки сточных вод используют метановое брожение. Процесс этот сложен и состоит из многих стадий, в метановом брожении различают две фазы. В первой фазе брожения (кислой) расщепляются сложные органические вещества с образованием органических кислот, а также спиртов, аммиака, ацетона, Н2Б, С02, Н2 и др., в результате чего сточные воды подкисляются до рН=5-6. Затем под действием метановых бактерий (щелочная фаза) кислоты разрушаются с образованием СН4 и С02. Считается, что скорости превращения в обеих фазах одинаковы. В среднем степень распада органических соединений составляет 40 %.[ . ]

Биохимия и микробиология анаэробного метанового сбраживания сложнее, чем аэробных процессов. До настоящего времени нет полной ясности относительно роли и степени участия в нем разных групп микроорганизмов, однако, очевидно, что в отличие от активного ила, биоценоз метантенка представлен только бактериями.[ . ]

Принцип этого метода состоит в том, что метановое брожение происходит в двух или нескольких отдельных резервуарах (в зависимости от состава сточных вод). В первом резервуаре создаются условия, благоприятные для гидролиза высокомолекулярных органических соединений и образования летучих органических кислот, и таким образом существен-но сокращается продолжительность образования летучих кислот. Во втором резервуаре со специфическим составом активных форм метановых бактерий происходит обработка сточных вод, в которых уже прошла первая фаза брожения, т. е. образовались летучие кислоты и pH стало равным 7,2. В результате здесь сохраняются оптимальные условия и для второго типа микробиального сообщества и весь процесс благодаря этому значительно ускоряется.[ . ]

Помимо трофических связей между группами бактерий в процессе метанового брожения должны осуществляться и физические взаимодействия, в том числе необходим непосредственный контакт гидролитических бактерий с твердым гидролизуемым субстратом и пространственный симбиоз ацетатогенов и метаногенов с субстратом. Разрыв этих связей, вызванный, например, сильными динамическими нагрузками при интенсивном перемешивании, оказывает отрицательное воздействие на эффективность процесса.[ . ]

Биогаз производят способом, который называют «метановым сбраживанием» в анаэробных условиях, то есть без доступа воздуха. Этот процесс осуществляется в результате жизнедеятельности двух групп микроорганизмов, которые действуют в два этапа. Вначале в работу включаются кислотообразующие бактерии, расщепляющие сложные органические вещества (белки, жиры и углеводы, содержащиеся в отходах) до более простых. Вследствие их деятельности образуются так называемые первичные продукты брожения — жирные кислоты, спирты, водород, оксид углерода и ряд других веществ. Они служат источником питания для другой группы микробов — метанообразующих бактерий, вступающих в «работу» на второй стадии. Бактерии из этой группы превращают продукты, которые образовались в ходе первого этапа, в метан, диоксид углерода и небольшое количество других соединений.[ . ]

Во второй фазе брожения (распада) — щелочной или метановой— разрушаются выделившиеся в первой фазе кислоты, образуя углекислоту, метан и небольшие количества водорода. В брожении участвуют метановые бактерии.[ . ]

Процессы брожения осуществляются многими видами бактерий и дрожжей.[ . ]

Важную роль в очистке сточных вод в лагунах играют метановые бактерии. Так, например, Methanobacterium formicicum встречается и развивается в лагунах при температуре 15° и выше и pH 7,02—8,0 [383]. Метановые бактерии используют для роста муравьиную кислоту, метанол и другие вещества, имеющиеся в лагунах.[ . ]

Метаболизм соединений Сг Метан используется и окисляется бактериями, которые не могут расщеплять углеводороды с длинной цепью. Группа метанокисляющих или одноуглеродных бактерий (Methanomonas) включает большое число различных микроорганизмов: Рseudomonas methanica, Methylococcus capsulatus, Methylomonas agile. Метан может окисляться бактериями по цепи метанол—формальдегид — муравьиная кислота—С02. Окисление метана в метанол катализируется оксигеназой [11 ]. Внеклеточная оксигеназа может действовать и на другие (более высшие) углеводороды независимо от метановых бактерий и окислять их одновременно с метаном.[ . ]

Анаэробное дыхание служит основой жизнедеятельности главным образом бактерий, дрожжей, плесневых грибов и др., хотя как звено метаболизма оно может встречаться и в некоторых тканях высших животных. Наиболее характерные примеры анаэробного дыхания:, .образование метана метановыми бактериями за о-чет разложения органического соединения или восстановления угля или карбонатов, образование сероводорода сульфатвосстанавливающими бактериями ( в частности,в Черном море), винное брожение. Анаэробное дыхание выделяет меньше энергии,чем аэробное. Полегают, что первичный мир живого имел анаэробные формы, на оонове которых позднее образовался аэробный мир.[ . ]

Весьма существенное значение имеет витамин В12 (кобаламин), который синтезируется бактериями метанового и пропионового брожения, актиномицетами, многими бактериями, окисляющими жирные кислоты.[ . ]

Простым и экономичным способом обработки сточных вод является использование окислительных прудов, особенно в районах с хорошей инсоляцией [15]. Метод основан на анаэробном метановом брожении и окислительной бактериальной минерализации органических веществ сточных вод, которые переходят в вещество водорослей, дающих кислород для процесса минерализации. Общее изменение БПК сточных вод может быть относительно небольшим, если большая часть органики стоков трансформируется в органическое вещество клеток водорслей и бактерий [16].[ . ]

Опытом многих стран доказана экономическая и «экологическая» выгодность сравнительно недорогих комплексов для переработки отходов животноводческих хозяйств с использованием бактерий метанового брожения. При этом получается метан, используемый как топливо, и высококачественные органические удобрения, не потерявшие при сбраживании ничего из ценных биогенных элементов — азота, фосфора, калия, микроэлементов.[ . ]

Низшие организмы. По данным Бокорни (Bokorny) [8] хромовокислый калий оказывает на водоросли сильное и очень быстрое действие. При концентрациях 0,1—0,001% он не дает взойти дрожжам, в то время как некоторые бактерии при концентрации 0,0005% произрастают очень плохо, при концентрации в 0,0001 % несколько лучше. Предельно вредная концентрация хромовокислого калия для бактерий составляет, по данным Фреда (Fred) [34], 2 мг/л. Монк (Monk) [35], учитывая практические условия, исследовал действие сточных вод предприятия по хромированию на Bacterium aerogenes, которые рассматриваются, как представители бактерий, участвующих в биологической очистке сточных вод. При всех исследованных концентрациях (10— ЬООмг/л Сг03) через 4 ч погибли все организмы. Низший предел вредности не был установлен. По данным Соуфгейта (Southgate) [36 J. эффект очистки биологических установок снижается при концентрации 1 мг/л, если концентрация хромовой соли превышает 0,9 мг/л, то процесс нитрификации прекращается 137]. При опытах с культурами Escherichia coli, Bacterium paracoli и Bacterium aerogenes двухромовокислый калий и хромовая кислота оказались токсичными по отношению к Bacterium aerogenes-, концентрация хромовокислого калия 0,001 мг/л имела, напротив, стимулирующее действие и была токсична лишь при 0,01 мг/л. Bacterium paracoli и Escherichia coli оказались более устойчивыми к хромовокислым солям [105]. По данным Брингмана (Bringmann) [139], предельно вредная концентрация хромовокислых солей для бактерий Escherichia coli, а также для водорослей Scenedesmus составляет 0,7 мг /л Сг. На разложение уксусной кислоты бактериями метанового брожения добавка соли до 1,5 мг/л не оказывает влияния. Хромовокислые соли действуют окисляюще на соединения с одновалентными группами, которые играют важную роль в обмене веществ анаэробных организмов.[ . ]

Для того чтобы можно было надежно очищать концентрированные сточные воды, содержащие углеводы в количестве 10 г/л и выше, в ЧССР на основании изучения последовательности микробиальных процессов разработан новый метод метанового брожения в двух и более физиологических ступенях, в которых для бактерий отдельных фаз, в особенности для бактерий метановых, сохраняют оптимальные условия.[ . ]

Биогаз — смесь газов (метана 55. 65%, примеси азота, водорода, кислорода и сероводорода), образующаяся в процессе разложения сельскохозяйственных отходов (навоза, соломы) целлюлозными анаэробными организмами при участии бактерий метанового брожения. Способы получения известны с конца прошлого века.[ . ]

Промежуточные стены устраиваются из конструктивных соображений. Наличие глухих стен предохраняет двухъярусный бассейн от заражения кислым брожением, если таковое началось в одном из отделений из-за неблагоприятных условий для жизнедеятельности бактерий метанового брожения. Устройство отверстий в стенах в этом случае нерационально.[ . ]

Анаэробные, методы обезвреживания используются для сбраживания осадков, образующихся при биохимической очистке производственных сточных вод, а также как первая ступень очистки очень концентрированных промышленных сточных вод (БПКн>4— 5 г/л), содержащих органические вещества, которые разрушаются анаэробными бактериями в процессах брожения. В зависимости от конечного вида продукта различают различные виды брожения: спиртовое, пропионовокислое, молочнокислое, метановое и др. Конечными продуктами брожения являются: спирты, кислоты, ацетон, газы брожения (С02, Н2, СН4).[ . ]

Поскольку скорости процессов в обеих фазах одинаковы, то в сбраживаемой массе не происходит накапливания продуктов первой фазы и они обнаруживаются лишь в небольшом количестве. Однако, если имеются какие-либо нарушения технологического режима, то среда становится кислой, поскольку в первую очередь гибнут наиболее чувствительные ко всякого рода нежелательным изменениям бактерии метановой фазы процесса. Осадок в этом случае приобретает крайне неприятный запах, обусловленный наличием кислот, спиртов, производных сероводорода и меркаптанов. Происходит «закисание» метантенка.[ . ]

Значительно шире распространено на нефтехимических и нефтеперерабатывающих заводах сбраживание осадков из первичных отстойников и активных илов, содержащих до 20% нефтепродуктов (сад. табл. 4.11), для получения метана (газа) и витамина В12. Для этой цели используются метантенки, которые являются обязательным компонентом станции биологической очистки [24]. Однако высокая влажность осадков (98%) отрицательно влияет на интенсивность метанового брожения и образования газа [25 ]. Это связано с тем, что многие популяции метанообразующих бактерий адаптируются к влажности осадков 65—75%. Бактерии, адаптированные к более высокой влажности осадков, отличаются малой интенсивностью газогенерации [27 ].[ . ]

Источник