Развитие научно-технологических основ эксплуатации сооружений канализации в условиях биохимического окисления неорганических соединений

• Автор: Юрченко, Валентина Александровна
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 420 с. : ил. + Прил. (83 с.: ил.)

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ
1 БИОХИМИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СУБСТРАТОВ (АЭРОБНЫЙ ХЕМОСИНТЕЗ) В ПРИРОДНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДАХ И ФАКТОРЫ,

УПРАВЛЯЮЩИЕ ПРОЦЕССАМИ

1.1. Хемосинтез - уникальный тип обмена веществ микроорганизмов в неорганической среде местообитания

1.2. Общая характеристика, обмен веществ и экология тио-

новых и нитрифицирующих бактерий в биосфере

1.2.1. Тионовые бактерии (тиобациллы)

1.2.2. Нитрифицирующие бактерии
1.3. Трансформации неорганических субстратов - геохимическая деятельность аэробных автотрофных бактерий цикла
серы и азота в биосфере
1.3.1. Геохимическая деятельность тиобацилл в литосфере и
гидросфере
1.3.2. Геохимическая деятельность нитрифицирующих бактерий в литосфере, гидросфере и атмосфере
1.4. Биохимическое окисление серо- и азотсодержащих неорганических соединений в техносфере: проблемы эксплуатации и экологической безопасности объектов
1.4.1. Надежность и экологическая безопасность технических
объектов
1.4.2. Роль тиобацилл в аэробной коррозии металлов и других материалов

1.4.3. Коррозия пористых строительных материалов, обусловленная жизнедеятельностью тионовых и нитрифицирующих бактерий
1.4.4. Микробиологическая коррозия бетона трубопроводов водоотведения
1.4.5. Борьба с микробиологической коррозией бетона сетей водоотведения, вызываемой тиобациллами
1.4.6. Роль аэробного хемосинтеза в эффективности биологической очистки сточных вод от азот- и серосодержащих соединений
1.4.6.1. Нитрификация сточных вод
1.4.6.2. Микробиологическая очистка роданидсодержащих
сточных вод тионовыми бактериями
1.4.7. Методы контроля активности процессов биохимического окисления неорганических соединений и возможности
их использования в сооружениях канализации
1.4.7.1. Контроль концентрации тиобацилл
1.4.7.2. Контроль активности развития тиобацилл в сооружениях водоотведения и оценка степени агрессивности среды, воздействующей на бетон
1.4.7.3. Контроль развития нитрифицирующих бактерий
1.4.8. Математическое описание микробиологических процессов, происходящих в сооружениях канализации
1.5. Выбор направлений исследований. Цель и задачи диссертационной работы
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
2.1. Методы исследования сточных вод в лотковой части
трубопроводов водоотведения

2.2. Методы исследований газо-воздушной среды в коллекторе
2.3. Методы исследования бетона
2.4. Исследование биохимического окисления азот- и серосодержащих неорганических соединений в очистных сооружениях
2.4.1. Методы исследований нитрификации в промышленных
очистных сооружениях
2.4.2. Методы исследования биосорбционной нитрификации, обезроданивания и удаления лигнина в лабораторных установках
Выводы
3 БИОХИМИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В СООРУЖЕНИЯХ ВОДООТВЕДЕНИЯ
3.1. Генезис соединений, инициирующих микробиологическую коррозию на своде канализационных сетей. Превращения биогенных элементов в лотковой части канализационных трубопроводов
3.1.1. Превращения углерод-, серо- и азотсодержащих соединений в процессе транспортирования сточных вод
3.1.2. Микробиологические процессы в лотковой части канализационных трубопроводов
3.2. Влияние аэробного хемосинтеза на биогеохимические трансформации бетона в канализационных сетях
3.2.1. Превращения главных биогенных элементов и содержащих их соединений
3.2.1.1. Превращение органических и неорганических углеродсодержащих соединений
3.2.1.2. Превращение серосодержащих соединений

широко распространен в различных сферах деятельности человека. Но в целом многочисленные виды микробиологической коррозии происходят тремя основными путями [4, 23, 70-78]:
- путем непосредственного воздействия продуктов метаболизма микроорганизмов (С02, Н28,Т4Н3, органических и неорганических кислот) на металлические и неметаллические конструкции;
- путем образования органических продуктов, которые могут действовать как деполяризаторы или катализаторы коррозионных реакций.
- путем, при котором коррозионные реакции являются отдельной частью метаболического цикла бактерий.
В коррозионных процессах могут участвовать микроорганизмы, относящиеся к широкому кругу родов и видов [23].
Геохимическая активность аэробных хемолитоавтотрофов - тиобацилл и нитрифицирующих бактерий, в основном базируется на механизмах, описываемых первым и третьим путями микробиологической коррозии. Хотя по данным [12, 32, 63], ряд органических веществ, выделяемых тиобациллами, существенно интенсифицируют агрессивное действие образуемой ими серной кислоты. Поэтому моделирование процесса в экспериментах с химической серной кислотой аналогичной концентрации дает более низкие скорости выщелачивания металлов.
Роль тиобацилл, окисляющих широкий круг соединений серы до сульфатов, как фактора создания агрессивных сред в техносфере очень велика. По мнению некоторых авторов [4, 23], коррозионная ситуация, характеризующаяся большим количеством серной кислоты, при отсутствии очевидного объяснения этому явлению, наиболее вероятно вызвана представителями рода ТЫоЬасШш. Тионовые бактерии, обладающие мощным ферментативным аппаратом, по своей окислительной активности могут конкурировать с процессами химического окисления сульфидов металлов, элементарной серы, сульфата закиси железа [23, 29, 32].