37. Биогидрометаллургия.

Биогидрометаллургия – это наука о получении металлов с помощью микроорганизмов. Это современное направление в химической промышленности.Огромное количество бактерий может окислять неорганические субстраты (минеральные горные породы) и получать при этом энергию. Такими способами можно выделять из руд железо, цинк и другие цветные металлы.

Биогеотехнологические методы позволяют получить дополнительное количество цветных металлов за счет утилизации «хвостов» обогатительных фабрик, шламов и отходов металлургических производств, а также переработки так называемых забалансовых руд, извлечением из морской воды и стоков. Применение биологических методов интенсифицирует процессы добычи минерального сырья, удешевляет их, при этом исключает необходимость применения трудоемких горных технологий; позволяет автоматизировать процесс.

38. Принципы биологических методов аэробной и анаэробной переработки отходов.

Биологический метод очистки основан на способности микроорганизмов использовать в качестве ростовых субстратов различные соединения, входящие в состав сточных вод.Достоинства данного метода заключаются в возможности удаления из стоков широкого спектра органических и неорганических веществ, простоте аппаратурного оформления и протекания процесса, относительно невысоких эксплуатационных расходах.

Для биологической очистки сточных вод применяют два типа процессов:

• аэробные, в которых микроорганизмы используют для окисления веществ кислород;

• анаэробные, при которых микроорганизмы не имеют доступа ни к свободному растворенному кислороду, ни к предпочтительным акцепторам электронов типа нитрат-ионов.

39. Анаэробные процессы очистки стоков.

Используемые для этих целей биореакторы – септиктенки и метантенки, представляют собой отстойники, в которых осевший ил подвергается анаэробной деградации. Септиктенки эксплуатируются обычно при температуре 30–35 °С.

Септиктенки применяются в сельской канализации и в городах при устройстве малой канализации. В сброженном осадке остаются патогенные микробы и яйца гельминтов, поэтому использовать его качестве удобрения нельзя.

Метантенк — устройство для анаэробного брожения жидких органических отходов с получением метана.Сверху в метантенк по трубе поступает осадок и активный ил. Для ускорения процесса брожения метантенк подогревают, а содержимое перемешивают. Подогрев осуществляется водяным или паровым радиатором. В условиях отсутствия кислорода из органических веществ (жиров, белков и т. д.) образуются жирные кислоты, из которых при дальнейшем брожении образуется метан и углекислый газ.

40. Аэробные процессы очистки стоков.

В аэробных процессах очистки часть окисляемых микроорганизмами органических веществ используется в процессах биосинтеза, другая – превращается в безвредные продукты – Н₂О, СО₂, NO₂ и пр.

Аэробная биологическая очистка складывается из двух этапов:

• минерализации – окисления углеродсодержащей органики,

• нитрификации.

Когда в очищаемых сточных водах практически не остается органических веществ, наступает второй этап очистки – нитрификация. В ходе этого процесса азотсодержащие вещества стоков окисляются до нитритов и далее – до нитратов.

В процессах биологической очистки принимает участие сложная биологическая ассоциация, не только состоящая из бактерий, но также включающая одноклеточные организмы – водные грибы, простейшие организмы, микроскопические животные и др. Эта биологическая ассоциация в процессе биологической очистки формируется в виде активного ила или биопленки.

Активный ил представляет собой буро-желтые хлопья размером 3–150 мкм, взвешенные в воде, и образован колониями микроорганизмов, в том числе бактериями. Последние формируют слизистые капсулы – зооглеи.

Биопленка – это слизистое обрастание материала фильтрующего слоя очистных сооружений живыми микроорганизмами, толщиной 1–3 мм.

Биологическая очистка стоков проводится в различных по конструкции сооружениях – биофильтрах и аэротенках.

Аэротенк- резервуар (чаще всего прямоугольного сечения), по которому протекает сточная вода, смешанная с активным илом, где происходит биохимическая очистка стоков. Воздух, вводимый с помощью аэраторов перемешивает стоки с активным илом и насыщает их кислородом, необходимым для жизнедеятельности бактерий.