Введение
2. Литературный обзор 10
2.1. Биологическая очистка воды 10
2.2. Аэробная очистка сточных вод 13
2.3. Анаэробная очистка сточных вод 15
2.4. Метаногенез 16
2.5. Биопленки 20
2.6. Удаление азота из сточных вод в процессе анаэробного окисления аммония нитритом (анаммокс) 24
2.6.1. Характеристика анаммокс-бактёрий 26
2.6.1.1. Филогения и отличительные особенности анаммокс-бактёрий 26
2.6.1.2. Биохимия процесса анаммокс 30
2.6.1.3. Физиологические характеристики роста анаммокс-бактёрий 32
2.6.1.4. Места обитания анаммокс-бактёрий 33
2.6.2. Биотехнологические аспекты применения процесса анаммокс 34
2.6.2.1. Посевной материал для реактора, осуществляющего процесс анаммокс 35
2.6.2.2. Типы реакторов, используемые для процесса анаммокс 37
2.6.2.3. Иммобилизация активной биомассы в анаммокс-реакторах 39
2.6.3. Основные технологические системы удаления азота из сточных
вод на основе процесса анаммокс 42
2.6.3.1. Процесс с частичной нитрификацией SHARON-ANAMMOX 43
2.6.3.2. Процесс CANON 47
2.6.3.3. Процесс DEAMOX 50
2.6.4. Применение процесса анаммокс для очистки сточных вод с высоким содержанием аммония 52
2.6.4.1. Лабораторные исследования 52
2.6.4.2. Примеры реализации процесса анаммокс в полномасштабных (промышленных) очистных сооружениях 56
2.6.4.3. Цели и задачи работы 58
3. Материалы и методы 60
3.1. Объекты исследования 60
3.2. Использованные среды 62
3.3. Краткосрочные опыты 64
3.4. Долгосрочные опыты 66
3.5. Химические анализы 67
3.6. Электронная микроскопия 68
3.7. Молекулярно-биологические методы 69
3.7.1 Анализ последовательностей генов 16S рРНК 69
3.7.1.1. Выделение ДНК 69
3.7.1.2. Амплификация фрагментов генов 71
3.7.1.3. Клонирование 72
3.7.2. Флюоресцентная гибридизация in situ (анализ FISH) 74
4. Результаты и обсуждение 76
4.1. Образование и окисление метана, и образование молекулярного
азота в системах очистки сточных вод с интенсивной аэрацией 76
4.1.1. Морфологическое разнообразие микроорганизмов на ершовых обрастаниях 76
4.1.2. Относительная численность аэробных и анаэробных микроорганизмов в прикрепленном активном иле 78
4.1.3. Анаэробная деградация органических веществ с образованием метана во взвешенном и прикрепленном активном иле 78
4.1.3.1. Деградация органических веществ активного ила с образованием метана без добавления субстрата 79
4.1.3.2. Деградация летучих жирных кислот (ЛЖК) 81
4.1.4. Окисление метана в микробных биопленках и во взвешенном иле 84
4.1.5. Удаление азота микробной популяцией иммобилизованного
активного ила 86
4.2. Удаление азота в результате процессов денитрификации и анаммокс в системе очистки сточных вод с физико-химической предочисткой и микроаэрофильными условиями на первой ступени биологической очистки 89
4.2.1. Процессы денитрификации и анаммокс в стационарных накопительных реакторах 92
4.2.1.1. Прикрепленные илы из денитрификаторов 1-ой и 2-ой ступени (Д-1 и Д-2) станции №6 92
4.2.1.2. Активный ил станции №3 98
4.2.2. Исследование влияния факторов внешней среды на скорость даления азота 102
4.2.2.1. Влияние температуры на скорость удаления азота 102
4.2.2.2. Влияние начальной кислотности среды на скорость процесса анаммокс 103
4.2.3. Исследование процессов образования молекулярного азота и накопления анаммокс-бактерий в проточном гибридном реакторе 104
4.2.3.1. Влияние нагрузки по азоту и увеличения скорости протока на скорость процесса анаммокс и нарост анаммокс-бактерий 105
4.2.3.2. Изменение концентрации азотных субстратов и рН в проточном реакторе по высоте колонки 114
4.2.4. Идентификация анаммокс-бактерий иммобилизованного активного ила из лабораторного проточного гибридного биореактора 117
. Заключение 122
6. Выводы 126
7. Список литературы
