К.т.н. Зябкина Н.Г.

Майкопский государственный технологический университет, Россия

Рекомендации по устранению запаха гниения белков сточных вод

Известно, что гниение белков легко протекает как при доступе воздуха, так и в условиях полного анаэробиоза, сопровождается неприятным запахом. Запах гниения белков возникает в первую очередь от гидролиза белков, который сводится к протеолитическому расщеплению сложной белковой молекулы в зависимости от глубины процесса на отдельные составные части - пептоны, полипептиды и аминокислоты.

Схематично этот этап сводится к следующему:

Белок Пептоны Полипептиды аминокислоты

Дальнейшие превращения могут протекать по различным направлениям: переаминирование, дезаминирование и декарбоксилирование. Дезаминирование заключается в отщеплении от аминокислот аминогруппы в виде аммиака. Различают дезаминирование окислительное, гидролитическое и восстановительное. В каждом случае образуются различные продукты. Ниже рассматривается дезаминирование аминокислот с образованием аммиака, который имеет запах, и разных кислот при различных условиях [3] на примере аминокислоты аланин:

СН₃-СН-СООН + ½ О₂ СН₃-СО-СООН + NН₃

NН₂ пировиноградная аммиак

аланин кислота

СН₃-СН-СООН + Н₂О СН₃-СНОН-СООН + NН₃

NН₂ молочная кислота

СН₃-СН-СООН + Н₂ СН₃-СН₂-СООН + NН₃

NН₂ пропионовая кислота

Аминокислоты также подвергаются различным превращениям, в результате которых образуются другие вещества с резким запахом: индол, скатол, метан, сероводород. Поэтому, чтобы уменьшить интенсивность запаха,

необходимо провести реакции по удалению этих веществ.

Скатол (3-метилиндол) - бесцветные кристаллы с очень неприятным запахом, t_пл 97°С, образуются при неокислительном декарбоксилировании аминокислоты триптофан с последующим дезаминированием и декарбоксилированием:

триптофан триптамин

триптамин скатол

При дальнейшем дезметилировании скатола образуется индол, кристаллы t_пл 97°С, который также имеет неприятный запах:

скатол индол

Мы предлагаем устранить индол конденсацией с формальдегидом и цианистым калием КСN [1]:

индол индолилацетонитрил

А затем гидролизовать полученный индолилацетонитрил кислотой, например, серной, до индолилуксусной кислоты, тем более, если нам надо снизить рН сточных вод на единицу шкалы рН:

индолилацетонитрил индолилуксусная кислота

Также действием серной кислоты можно превратить серосодержащую аминокислоту цистеин в сульфоаминокислоту по схеме:

NН₂-СН-SH +окислитель NН₂-СН-SО₃Н

СООН СООН

Кроме того, при действии на аминокислоты азотистой кислоты образуются оксикислоты, а атомы азота превращаются в свободный азот [2]:

NН₃-СНR-СОО^- + НNО₂ НО-СНR-СООН + N₂ +Н₂О

Если есть запах сероводорода, то нужно провести реакцию, например, с известковым молоком Са(ОН)₂, тем более, что этот реактив также используем для уменьшения содержания фосфатов:

Са(ОН)₂ + Н₂S СаS + 2Н₂О

или реакцию с сульфатом меди с образованием осадка и уменьшением рН, что также нам необходимо:

Н₂S + СuSО₄ СuS + Н₂SО₄

Если есть запах аммиака, то его нужно превратить в соль кислотой:

NН₃ +НСl NН₄Сl

хлорид аммония

А соли сильных кислот при гидролизе дают кислую среду, следовательно, рН уменьшится:

NН₄Сl + Н₂О NН₄ОН + НСl

Дезодорирующими веществами, которые удаляют запах, являются также уголь, торф, железный купорос, а хлор и концентрированные кислоты – обеззараживающие вещества. Раствор фенола (карболовой) кислоты, даже 1%, – хорошее и дезодорирующее, и обеззараживающее средство, а также резорцин, хинин, салициловая кислота.

Литература:

1. Перекалин В.В., Зонис С.А. Органическая химия. – М.: Просвещ.,1966. – 686с.

2. Слесарев В.И. Химия: Основы химии живого: Учебник для вузов. – 5-е изд. – СПб: Химиздат, 2009. – 784с.: ил.

3. Строев Е.А. Биологическая химия. – М.: Высшая школа, 1986. – 479 с.