Метаногенез

Cтраница 1

Метаногенез ( получение метана) представляет собой результат анаэробной ферментации органических веществ. [1]

При метаногенезе возможны два типа лимитирования роста метаногенных бактерий, потребляющих диоксид углерода. Во-первых, на свалках часто высока концентрация акцепторов электронов, таких как нитраты и сульфаты. Во-вторых, гомоацетогенные бактерии также могут потреблять диоксид углерода, восстанавливая его до уксусной кислоты и конкурируя таким образом с метаногенными бактериями за водород. В настоящее время известно восемь различных субстратов метаногенных бактерий, четыре из них ( смесь диоксида углерода с водородом, уксусная кислота, метанол и триэтиламин) были обнаружены на свалках ( Дж. [2]

Изменения в скорости метаногенеза также появляются при перемещении воды сквозь толщу твердых отходов. Клинк и Хэм [307], например, показали увеличение скорости метаногенеза на 25 - 50 % при движении воды даже в том случае, когда общее ее содержание оставалось постоянным, и пришли к выводу, что движение воды и ее содержание - два независимо действующих на метаногенез на свалке фактора. [3]

В целом активное использование метаногенеза при сбраживании органических отходов является, по современным представлениям, одним из наиболее перспективных путей совместного решения экологических и энергетических проблем, который позволяет, например, агропромышленным комплексам перейти на практически полностью самостоятельное энергоснабжение. [4]

Итак, к сульфидогенезу или метаногенезу ведут два пути: водородный и ацетатный. Остальные пути считаются второстепенными по значимости. [5]

В дальнейших работах [308] было установлено, что оптимальной для метаногенеза температурой является 41 С и выход метана остается без изменения в температурном интервале 48 - 55 С. Температура свалки меняется под действием микробного метаболизма ( который, в свою очередь, определяется плотностью отходов, их удельной поверхностью, влажностью, исходной температурой, составом, доступностью акцепторов электронов, в особенности, кислорода), теплоты нейтрализации и солнечного тепла, которые находятся в равновесии с теплопотерями в атмосферу и в окружающую почву и воду. [6]

Значения кинетических констант. [7]

Из общих кинетических уравнений определяется общее время пребывания осадка, необходимое для анаэробного метаногенеза, для предсказания же скоростей отдельных промежуточных реакций требуется более сложная модель. Данных о специфических эффектах, имеющих место в анаэробных системах, например о концентрациях, при которых отдельные интермедиа становятся ингибиторами, недостаточно. Современные модели служат скорее индикаторами таких эффектов, чем точным инструментом для их предсказания. [8]

Примером таких металло-энзимов является кофактор F43fl, участвующий наряду с СоМ в реакциях метаногенеза. А металлопротеин уреаза, катализирующий реакцию гидролиза мочевины, составлен из двух атомов никеля и уже не является гем-энзимом. [9]

Все эти метаболиты являются с одной стороны нефтевытесняющими агентами, а с другой - субстратом для анаэробных бактерий, и по мере удаления от призабойной зоны реакции нефтеокисления сменяются анаэробными процессами и в первую очередь метаногенезом. Непосредственно в пласте, в безкислородной зоне, в результате активизации метаногенов и других анаэробных микроорганизмов наблюдается образование дополнительного количества СЩ, CQz, H2, NZ, которые, растворяясь в нефти, увеличивают ее подвижность и прирост добычи нефти. Таким образом, увеличение коэффициента извлечения нефти достигается комплексным воздействием всего многообразия веществ, образовавшихся в результате жизнедеятельности микроорганизмов, как введенных с поверхности, так и присутствующих в пласте первоначально. [10]

Увеличение содержания воды от 10 до 65 % приводит к более заметным изменениям в отходах с низкой плотностью ( 0 25 т / м3) по сравнению с отходами с более высокой плотностью ( 0 80 т / м3) из-за возрастания подвижности бактериальных клеток, что в свою очередь ускоряет процесс гидролиза и затем метаногенеза. [11]

В анаэробных метаногенных ассоциациях биополимеры гид-ролизуют различные микроорганизмы: целлюлозу - представители Clostridium, Ruminococcus, Bacteroides, Cellobacterum и др.; крахмал - Bacteroides, Succinomonas, Butyrovibrio, Selenomonas и др.; пектин - Bacteroides, Clostridium; белки - Bacteroides, Clostridium, Bifidobacterium, Selenomonas и др. Эти микроорганизмы осуществляют не только гидролиз, но и последующие подготовительные этапы метаногенеза, тем самым предотвращая ингибирование гидролитических ферментов продуктами гидролиза. [12]

Процесс образования метана при росте на метаноле. [13]

Метаногенные археи занимают важное место в природных экосистемах. Метаногенез активно идет на рисовых полях, причем 90 % образующегося метана попадает в атмосферу через сосудистую систему растений риса. Метан попадает в атмосферу при разработке угольных шахт, через разломы на дне океанов ( черные курильщики) и при вулканической деятельности. [14]

Производство биогаза осуществляется в результате метанового брожения, или биометаногенеза, - давно известного процесса превращения биомассы в энергию. Метаногенез открыт в 1776 г. Вольтой, установившим наличие метана в болотном газе. Последний содержит 65 % СЬЦ, 30 - СО2, 1 % H2S и незначительное количество N3, Q. Один м биогаза в нормальных условиях по теплотворной способности эквивалентен 0 6 нм природного газа, 0 75 л нефти или 0 65 л дизельного топлива. [15]

Страницы: 1 2 3 4