всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

О ПРЕИМУЩЕСТВАХ ГЕТЕРОГЕННОСТИ МИКРОБНЫХ АГРЕГАТОВ В БИОТЕХНОЛОГИЯХ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 5 за 2017 год, стр. 51–59.
Рубрика: Научно-аналитические обзоры

 

Сироткин А.С. доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой промышленной биотехнологии, Казанский государственный технологический университет
Вдовина Т.В. кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной биотехнологии, ФГБОУ ВО Казанский национальный исследовательский технологический университет
Кобелева Й.В. аспирант кафедры промышленной биотехнологии, ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет

Аннотация:
Показано, что реализация современных тенденций к созданию эффективных систем водоочистки основана на технологиях, использующих гетерогенность и стратифицированность агрегированных микробных сообществ. По результатам анализа собственных экспериментальных исследований, а также работ других авторов сделан вывод, что эффективная биологическая очистка сточных вод с комплексным удалением примесей определяется совокупным развитием отдельных групп микроорганизмов, использующих различные субстраты и нередко требующих принципиально различных условий культивирования в одном сооружении. Результаты анализа информации о пространственном распределении автотрофных и гетеротрофных микроорганизмов, аэробов, микроаэрофилов и облигатных анаэробов in situ в составе единого микробиоценоза системы биологической очистки, а также метаболической активности микроорганизмов биоценоза в условиях их культивирования ex situ на селективных средах свидетельствуют о значительном потенциале гетерогенных микробных агрегатов для использования в биотехнологиях очистки сточных вод.

Ключевые слова: биотехнологии очистки сточных вод, гетерогенность, микробные агрегаты

Ссылка для цитирования:
Сироткин А.С., Вдовина Т.В., Кобелева Й.В. О ПРЕИМУЩЕСТВАХ ГЕТЕРОГЕННОСТИ МИКРОБНЫХ АГРЕГАТОВ В БИОТЕХНОЛОГИЯХ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД // Вода: химия и экология. — 2017. — № 5. — c. 51–59. — http://watchemec.ru/article/28536/

Литература:
1. Очистка муниципальных сточных вод с повтор-
ным использованием воды и обработанных осадков:
теория и практика / Под ред. Н.И. Куликова, А.Н.
Ножевниковой. М.: Логос, 2014. 400 с.
2. Сироткин А.С. Биофильтрация сточных вод: учеб-
ное пособие / А.С. Сироткин, Т.В. Кирилина, Е.Н.
Семенова, А.А. Халилова. Казань: Изд-во КНИТУ,
2014. 172 с.
3. Zhang Z. Quantifying diff usion in a biofi lm of
Streptococcus mutans / Z. Zhang, E. Nadezhina, K.J.
Wilkinson // Antimicrob. Agents Chemoter. 2011. V. 55.
P. 1075-1081.
4. Stewart P.S. Diff usion in Biofi lms // J. Bacteriol. 2003.
V. 185. No. 5. P. 1485-1491.
5. Zhu S. Eff ects of organic carbon on nitrifi cation rate in
fi xed fi lm biofi lters / S. Zhu, S. Chen // Aquacult. Eng.
2001. V. 25. No. 1. P. 1-11.
6. De Beer D. Eff ects of biofi lm structure on oxygen
distribution and mass transport / D. de Beer, P. Stoodley,
F. Roe, Z. Lewandowski // Biotechnol. Bioeng. 1994. V.
43. No. 11. P. 1131-1138.
7. Стрелкова Е.А. Роль внеклеточного полимерного
матрикса в устойчивости бактериальных биопленок
к экстремальным факторам среды / Е.А. Стрелкова,
Н.В. Позднякова, М.В. Журина, В.К. Плакунов, С.С.
Беляев // Микробиол. 2013. Т. 82. №2. С. 131-138.
8. Ильина Т.С. Биопленки как способ существования
бактерий в окружающей среде и организме хозяина:
феномен, генетический контроль и системы регуля-
ции их развития / Т.С. Ильина, Ю.М. Романова, А.Л.
Гинцбург // Генетика. 2004. Т. 40. №11. С. 1445-1456.
9. Николаев Ю.А. Биопленка — «город микробов» или
аналог многоклеточного организма / Ю.А. Николаев,
В.К. Плакунов // Микробиол. 2007. Т. 76. №2. С. 149-
163.
10. Davey M. Microbial biofi lms: from ecology to
molecular genetics / M. Davey, G. O’toole // Microbiol.
and Molecul. Biol. Rev. 2000. V. 64. No. 4. P. 847-867.
11. Плакунов В.К. Устойчивость нефтеокисляюще-
го микроорганизма Dietzia sp. к гиперосмотическо-
му шоку в реконструированных биопленках / В.К.
Плакунов, М.В. Журина, С.С. Беляев // Микробиол.
2008. Т. 77. №5. С. 581-589.
12. Литти Ю.В. Обнаружение анаэробных процессов и
микроорганизмов в иммобилизованном активном иле
станции очистки сточных вод с интенсивной аэрацией
/ Ю.В. Литти, В.К. Некрасова, Н.И. Куликов и др. //
Микробиол. 2013. Т. 82. №6. С. 672-680.
13. Zehnder A.J.B., Stumm W. Geochemistry and
biogeochemistry of anaerobic habitats: Biology of
anaerobic microorganisms /Ed. A.J.B. Zehnder. New
York: John Wiley & Sons, 1988. P. 1-38.
14. Семенова Е.Н. Процессы биотрансформации азота
в технологиях очистки сточных вод / Е.Н. Семенова,
А.С. Сироткин // Вестн. Казан. технол. унив. 2008.
№1. С. 42-51.
15. Кирилина Т.В. Пространственное распределение
азоттрансформирующих микроорганизмов в процес-
се биофильтрации сточных вод / Т.В. Кирилина, А.С.
Сироткин, М. Денеке // Вода: хим. и экол. 2012. №5.
С. 60-65.
16. Кирилина, Т.В. Биоконверсия соединений азота и
фосфора в процессе биофильтрации сточных вод и их
доочистки погруженными макрофитами. Дис.… канд.
техн. наук. Казань, 2011. 130 с.
17. Nielsen P.H. FISH Handbook for biological
wastewater treatment. Identifi cation and quantifi cation
of microorganisms in activated sludge and biofi lms by
FISH / P.H. Nielsen, H. Daims, H. Lemmer. London:
IWA Publishing, 2009. 123 p.
18. Ling J. Impact of organic carbon on nitrifi cation
performance of diff erent biofi lters / J. Ling, S.L. Chen //
Aquacult. Eng. 2005. V. 33. No. 2. P. 150-162.
19. Michaud L. Eff ect of particulate organic carbon on
heterotrophic bacterial populations and nitrifi cation
effi ciency in biological fi lters / L. Michaud, J.P.
Blancheton, V. Bruni, R. Piedrahita // Aquacult. Eng.
2006. V. 34. No. 3. P. 224-233.
20. Nogueira R. Nitrifying and heterotrophic population
dynamics in biofi lm reactors: eff ects of hydraulic retention
time and the presence of organic carbon / R. Nogueira,
L.F. Melo, U. Purkhold, S. Wuertz, M. Wagner // Wat.
Res. 2002. V. 36. No. 2. P. 469-481.
21. Ohashi A. Infl uence of substrate C/N ratio on the
structure of multi-species biofi lms consisting of nitrifi ers
and heterotrophs / A. Ohashi, D.G. Viraj de Silva, B.
Mobarry, J.A. Manem, D.A. Stahl, B.E. Rittman // Wat.
Sci. and Technol. 1995. V. 32. P. 75-84.
22. Satoh H. Signifi cance of substrate C/N ratio on
structure and activity of nitrifying biofi lms determined
by in situ hybridization and the use of microelectrodes /
H. Satoh, S. Okabe, N. Norimatsu, Y. Watanabe // Wat.
Sci. and Technol. 2000. V. 41. P. 317-321.
23. Lee L.Y. Biofi lm morphology and nitrifi cation
activities: recovery of nitrifying biofi lm particles covered
with heterotrophic outgrowth / L.Y. Lee, S.L. Ong, W.J.
Ng // Biores. Technol. 2004. V. 95. No. 2. P. 209-214.
24. Ножевникова А.Н. Обнаружение и характеристи-
ка анаэробного окисления аммония (АНАММОКС) в
иммобилизованном активном микробном иле локаль-
ных станций очистки сточных вод / А.Н. Ножевникова,
Ю.В. Литти, В.К. Некрасова, И.С. Куличевская, Н.В.
Григорьева // Микробиол. 2012. Т. 81. №1. С. 28-38.
25. Mulder A. Anaerobic ammonium oxidation discovered
in a denitrifying fl uidized bed reactor / A. Mulder, A.A
van de Graaf, L.A. Robertson, J.G. Kuenen // FEMS
Microbiol. Ecol. 1995. No. 16. Р. 177-184.
26. Kalyuzhnyi S. DEAMOX — new biological nitrogen
removal process based on anaerobic ammonia oxidation
coupled to sulphide-driven conversion of nitrate into
nitrite / S. Kalyuzhnyi, M. Gladchenko, A. Mulder //
Wat. Res. 2006. V. 40. P. 3637-3645.