Модульное непрерывное производство микроорганизмов

013693 Предпосылки создания изобретения В течение почти полувека как в Европе, так и в США проводились обширные исследования, касающиеся возможности выращивания микроорганизмов (которые называют также "микробными организмами (микробами)") в больших количествах (т.е. в количествах, измеряемых метрическими тоннами). При изучении возможности выращивания микроорганизмов (например, водорослей) в таких больших объемах возникли два важных вопроса: во-первых, можно ли использовать водоросли в качестве биологического компонента в процессах обработки потоков отходов, и, во-вторых, имеет ли смысл использовать культивируемые микроорганизмы в качестве сырьевого источника для производства новых продуктов, таких как возобновляемые биологические виды топлива. Было убедительно доказано, что как с теоретической, так и с практической точки зрения, выращивание микроорганизмов, таких как водоросли,обладает потенциалом как в отношении эффективной обработки потоков отходов (например, сточных вод) в больших масштабах, так и в отношении производства в достаточно больших количествах источников сырья для получения новых продуктов, таких как возобновляемые биологические виды топлива. Основной задачей остается разработка эффективного и экономичного процесса производства микроорганизмов, прежде всего водорослей, и биомассы в целом. Основной предпосылкой для решения этой задачи является разработка оптимального процесса инокуляции и производства, включая сбор таких микроорганизмов. В настоящем изобретении предложено решение указанной выше задачи с помощью подхода, основанного на использовании так называемой комплексной адаптивной системы (CAS), и применения CASпринципа к реально созданной работоспособной открытой и непрерывной системе, позволяющей моделировать естественную окружающую среду (среду обитания) для выращивания микроорганизмов. При использовании способа, предлагаемого в настоящем изобретении, встречающимся в естественных условиях (естественным) сообществам микроорганизмов дают возможность динамически адаптироваться к изменяющейся смоделированной окружающей среде. При осуществлении процесса, предлагаемого в настоящем изобретении, происходит автономное изменение состава сообществ и, следовательно, сообщества сами адаптируются к изменяющимся смоделированным условиям окружающей среды. Автономная адаптация и локальное взаимодействие приводят к самоорганизации сообществ. Благодаря этому при осуществлении настоящего изобретения создается оптимальная среда обитания и различные сообщества микроорганизмов могут автономно реагировать и адаптироваться, что приводит к оптимальному производству биомассы. В отличие от классического метода производства, основанного на выращивании монокультур, настоящее изобретение, в котором используют естественные и разнообразные сообщества,позволяет создавать более стабильную среду обитания, что в свою очередь приводит к более высокому производству биомассы. Кроме того, способ, предлагаемый в настоящем изобретении, позволяет создавать разнообразные сообщества в различных положениях внутри системы при осуществлении способа,что обеспечивает модульное непрерывное производство микроорганизма. В первом варианте способа, предлагаемого в настоящем изобретении, моделируют оптимальную среду обитания, на которую естественное сообщество микроорганизмов может автономно реагировать и к которой оно может адаптироваться. Микроорганизмы, которые наилучшим образом приспособлены к окружающим условиям в резервуаре для роста, должны интенсивно расти. В отличие от метода выращивания монокультур, в способе, предлагаемом в настоящем изобретении, применяют различные естественные сообщества, в результате чего производство микроорганизмов становится более стабильным (например, с позиций производства биомассы). В отличие от общепринятых методов культивирования водорослей, в которых выбранные микроорганизмы выращивают в виде монокультуры в замкнутом сооружении, в котором почти все переменные находятся в очень узком диапазоне и жестко фиксированы (часто в зависимости от продуктивности), согласно настоящему изобретению создают модель естественного окружения (среды обитания) и затем дают возможность организмам самим выбирать, где и как расти и тем самым адаптироваться в виде сообщества к указанному смоделированному естественному окружению. Согласно настоящему изобретению микроорганизмы, которым за отведенное время не удается колонизировать определенное положение в системе, переносят в следующую, находящуюся ниже по потоку область, где они могут найти пригодное для колонизации место, или в конце концов их можно удалять как ненужные. Если в более поздний момент времени условия окружающей среды в рассматриваемом прежнем положении изменяются, то эти микроорганизмы могут снова колонизовать это пространственное положение. Таким образом, настоящее изобретение и предусмотренная в нем конфигурация способа, включая конфигурацию системы, позволяют различным сообществам существовать одновременно в различных положениях в течение всего времени осуществления способа, предлагаемого в настоящем изобретении. Другой вариант способа, предлагаемого в настоящем изобретении, основан на использовании открытой и непрерывной системы, в то время как применяемые в настоящее время процессы культивирования микроводорослей основаны на применении замкнутых систем с периодической подпиткой (например, фотобиореакторов, прудов для быстрого выращивания водорослей). С этой точки зрения следует иметь в виду, что настоящее изобретение относится к непрерывной технологии, в то время как технологии, известные из существующего уровня техники, ограничены полу-1 013693 чением "конечного продукта". Система обработки с использованием потока воды, предлагаемая в настоящем изобретении, является открытой для окружающей среды благодаря непрерывно поддерживаемому потоку воды через нее. Кроме того, благодаря тому, что в способе, предлагаемом в настоящем изобретении, используется поперечный поток, поверхность раздела между микроорганизмами и питательными веществами, присутствующими в воде, непрерывно обновляется, при этом одновременно отпадает необходимость в повторном засеве системы после сбора урожая. Кроме того, в отличие от классических систем продольного типа в данном случае обеспечивается непрерывное присутствие инокулята в русле протекающей воды, включая начальную точку русла. В следующем варианте осуществления настоящего изобретения в способе, предлагаемом в настоящем изобретении, применяют помещенные в поток отходов искусственные субстраты, заставляя поток протекать через искусственные субстраты и прикрепившиеся к ним сообщества микроорганизмов или вблизи них, что увеличивает поверхность, на которой происходит взаимодействие между питательной средой (отходами) и сообществами микроорганизмов. В способе, предлагаемом в настоящем изобретении, можно применять локальные сообщества микроорганизмов, которые облегчают увеличение масштаба производства и применение во всем мире. В отличие от применяемых в настоящее время методов культивирования водорослей настоящее изобретение позволяет изменять смоделированную окружающую среду (например, в соответствии с временем года, составом питательных веществ), причем естественным сообществам микроорганизмов дают возможность динамически адаптироваться к изменяющейся окружающей среде. В обычных методах культивирования водорослей микроорганизм вносят в питательную среду, в то время как в настоящем изобретении питательную среду подводят к сообществам микроорганизмов и пропускают над ними и через них, при этом происходит непрерывное обновление обогащенной питательными веществами воды или потока отходов в положении, в котором происходит рост микроорганизмов. Кроме того, было установлено, что процедуру сбора можно существенно облегчать путем внесения искусственного субстрата, на котором растут прикрепившиеся микроорганизмы. Извлекая отделяемые носители, на которых закреплены искусственные субстраты, можно легко и эффективно отделять микроорганизмы от питательной среды (т.е. водной среды, такой как поток отходов). При создании настоящего изобретения неожиданно было установлено также, что инокуляция искусственных субстратов оказывает положительное влияние на динамику в смоделированной среде обитания. Такие искусственные субстраты, предлагаемые в настоящем изобретении, усиливают процессы вCAS и позволяют локальному пулу видов взаимодействовать с сообществом в системе, а также усиливают взаимный интерактивный процесс между сообществами в системе. Производство микроорганизмов, прежде всего водорослей, подробно описано в прототипах, прежде всего применительно к обработке сточных вод. Из существующего в данной области уровня техники неизвестны методы выращивания биомассы с использованием модульного непрерывного метода, моделирующего естественную среду обитания микроорганизма, в прототипах нет также ни описания, ни предложений конкретных особенностей способа, предлагаемого в настоящем изобретении, и преимуществ, которые он позволяет получать. Краткое изложение сущности изобретения Настоящее изобретение относится к способу выращивания микроорганизма и более эффективного производства биомассы, в котором прикрепленные сообщества микроорганизмов выращивают в непрерывном потоке воды контролируемым и целенаправленным образом. В другом варианте осуществления настоящего изобретения в способе, предлагаемом в настоящем изобретении, применяют искусственные субстраты, предпочтительно размещенные поперек потока воды, что заставляет поток протекать через искусственные субстраты и прикрепившиеся к ним сообщества микроорганизмов или вблизи них, приводя к увеличению поверхности, на которой происходит взаимодействие между питательной средой (отходами) и сообществами микроорганизмов, в результате чего оптимизируется среда обитания сообществ, предназначенных для выращивания. Подробное описание изобретения: Настоящее изобретение относится к способу производства биомассы, в котором прикрепленные сообщества микроорганизмов выращивают в непрерывном потоке воды контролируемым и целенаправленным образом. Применение биологических процессов и естественных сообществ Согласно способу, предлагаемому в настоящем изобретении, выращивают сообщества микроорганизмов, которые встречаются в естественных условиях в водной среде, включая поток отходов. В том случае, когда поток воды представляет собой сточные воды, это означает, что в подлежащей культивированию биомассе, в принципе, можно обнаружить все организмы, которые встречаются в водных системах (естественных или созданных человеком). Сообщества микроорганизмов, которые культивируют согласно настоящему изобретению, представляют собой встречающиеся в естественных условиях разнообразные и гетерогенные сообщества, которым присущи все особенности динамики сообщества микроорганизмов дикого типа. В этом отношении способ, предлагаемый в настоящем изобретении, отличается-2 013693 от технологий, в которых культивируют тщательно отобранные штаммы организмов, либо в виде монокультуры, либо в виде поликультуры. Согласно настоящему изобретению создают смоделированную комплексную адаптивную систему(CAS) модульного непрерывного типа. В контексте настоящего изобретения подразумевается, что сообщество, функционирующее в виде CAS, обладает способностью к автономной адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды. К таким изменениям окружающей среды относятся (но не ограничиваясь только ими) изменения температуры, скорости потока, концентрации различных соединений,интенсивности и периодичности света, сезонные изменения и т.д. Адаптация сообществ представляет собой соответствующий направленный ответ сообщества на любое изменение окружающей среды. Такой ответ может заключаться (но не ограничиваясь только этим) в изменении структуры сообщества с точки зрения доминантности, разнообразия, продуктивности, общего химического состава и т.д. Ответ сообщества является результатом совокупных демографических изменений (например, смертности, рождаемости, иммиграции, эмиграции и т.д.) всех отдельных видов и/или индивидуальных организмов, составляющих данное сообщество. По существу, можно сказать, что сообщества адаптируются "наилучшим возможным для них образом" к новым условиям окружающей среды, при этом не требуется никакого вмешательства человека. Одним из возможных критериев успешной адаптации, который следует учитывать, является жизнеспособность индивидуальных клеток микроорганизмов, однако, для различных целей можно предложить многочисленные другие критерии. При создании настоящего изобретения была успешно продемонстрирована и смоделирована CAS модульного непрерывного типа, предназначенная для производства микроорганизмов. Более подробно проиллюстрированы, прежде всего, два важных аспекта, для которых при использовании настоящего изобретения продемонстрирована эффективность универсального биологического принципа CAS. Во-первых, когда поток отходов проходит через искусственные субстраты, несущие сообщества микроорганизмов, то указанные сообщества микроорганизмов изменяют химический состав потока отходов. Это происходит потому, что сообщества микроорганизмов истощают определенные соединения в воде, в результате чего ниже по потоку их концентрация становится меньше. Таким образом, условия окружающей среды являются различными в последовательных пространственных положениях вдоль траектории потока отходов. Поскольку сообщества микроорганизмов представляют собой CAS, то сообщества микроорганизмов, которые растут в каждом пространственном положении, должны представлять собой такие сообщества, которые наилучшим образом адаптированы к конкретным условиям окружающей среды в данном конкретном пространственном положении. Адаптированное к локальным условиям сообщество микроорганизмов становится динамически самоорганизованным. Таким образом, сообщества микроорганизмов, находящиеся в различных пространственных положениях, могут различаться в различных аспектах, например, по разнообразию, доминантности и т.д. Расстояние между двумя пространственными положениями, в которых находятся отличные друг от друга сообщества микроорганизмов,является не фиксированным, а вариабельным. В действительности оно может быть различным для каждой пары пространственных положений. Различие между сообществами микроорганизмов, находящихся в различных пространственных положениях, необязательно касается одного и того же набора переменных и/или параметров. Например, различие между сообществами А и Б может заключаться в "разнообразии", в то время как различие между сообществами Б и В может заключаться в "продуктивности", что отражает особенности модульного непрерывного производства микроорганизмов, предлагаемого в настоящем изобретении. Второй важный аспект, для которого при использовании настоящего изобретения была продемонстрирована эффективность биологического принципа CAS, касается непрерывного отбора микроорганизмов, поступающих в искусственные субстраты, предлагаемые в настоящем изобретении, и колонизирующие их. Как уже указано выше, в культивируемой биомассе можно обнаружить все микроорганизмы,которые встречаются в естественных условиях в рассматриваемом регионе. Все организмы, встречающиеся в естественных сообществах микроорганизмов, обладают определенной способностью к расселению, благодаря чему они могут достигать новых сред обитания, пригодных для колонизации. Если после достижения среды обитания, она оказывается пригодной, то рассматриваемый организм успешно колонизирует ее. Таким образом, любая среда обитания, которая в какой-то степени сопоставима с теоретически оптимальной средой обитания, будет подвергаться непрерывной бомбардировке "колонизирующими частицами", которые ниже обозначены как инокулят. Такой инокулят может представлять собой семена,споры, цисты, скопления клеток и т. д. и они могут достигать конкретного места благодаря своим усилиям (например, летающие насекомые) или пассивно с помощью переносчика (например, воздуха, ветра,воды, путем прикрепления к животным и т.д.). Непрерывное прибытие новых потенциальных колонизаторов с потоком отходов позволяет сообществам микроорганизмов регулярно "осуществлять рекрутмент (пополнять)" новых организмов и включать их в сообщество микроорганизмов для лучшей адаптации к конкретным условиям окружающей среды. Локальные взаимодействия между компонентами сообщества имеют важное значение для самоорганизации адаптирующегося сообщества. Когда эти условия окружающей среды с течением времени изменяются, то сообщество может быть пополнено дополнительными организмами (видами или-3 013693 группами), при этом другие могут покидать сообщество. Следовательно, сообщества микроорганизмов,выращенных на искусственных субстратах, находятся в непрерывном контакте с региональными сообществами, осуществляемом посредством различных сложных процессов, порождаемых потоком отходов. Конкретными примерами таких процессов (но не ограничиваясь только ими) являются расселение, колонизация, рекрутмент и вымирание. В способе, предлагаемом в настоящем изобретении, происходит адаптация сообществ микроорганизмов, при этом способ является непрерывным и не представляет собой выделенную по времени или в пространстве процедуру или процесс. Сообщества микроорганизмов, выращиваемых согласно способу,предлагаемому в настоящем изобретении, пополняются из региональных сообществ микроорганизмов. Помимо моделирования (имитации) с помощью искусственных субстратов естественной среды обитания (например, формы), предлагаемого в настоящем изобретении, естественной адаптации сообществ микроорганизмов к этим искусственным субстратам и в целом к условиям окружающей среды в воде (например, питательным веществам) и регионе (например, климату), согласно настоящему изобретению контролируют целый ряд дополнительных переменных окружающей среды. Эти дополнительные переменные тщательно контролируют и регулируют с целью активного управления различными характеристиками сообществ микроорганизмов (например, физических, химических, продуктивности, состава и т.д.). Например, путем регулирования освещенности можно изменять состав и доминантность различных групп водорослей. Типичными переменными являются (но не ограничиваясь только ими) температура, световой спектр, скорость и объем потока, концентрация питательных веществ и микроэлементов,растворенные газы: кислород, диоксид углерода и т.д. (см. фиг. 21). Конкретные регулировочные значения, служащие для управления и он-лайнового контроля этих дополнительных переменных, следует рассматривать как ряд дополнительных размерностей, добавленных к среде обитания, к которой сообщества микроорганизмов должны автономно приспосабливаться, и в этом случае также на основе принципа CAS. Поэтому этот подход в настоящем описании обозначен как"модуляция" или "тонкая регулировка" сообществ микроорганизмов, выращиваемых на искусственных субстратах в потоке сточных вод, в результате чего обеспечивается модульное непрерывное производство микроорганизмов. Сообщества микроорганизмов Согласно настоящему изобретению выращивают или культивируют биомассу, которая преимущественно состоит из микроорганизмов. В контексте настоящего изобретения под микроорганизмами подразумевают все организмы как одноклеточные, так и многоклеточные организмы, наибольший размер которых составляет менее 2 мм. Однако естественные сообщества микроорганизмов включают многие организмы, размер которых существенно превышает 2 мм критерий, например, нитчатые водоросли, нематоды. Вследствие этого и для целей настоящего изобретения специально подчернуто, что в контексте настоящего описания понятие "сообщества микроорганизмов" включает все более крупные организмы,которые в естественных условиях встречаются в указанных сообществах или вблизи них. Оно включает(но не ограничиваясь только ими), например, нитчатые водоросли, круглых червей (нематод), ракообразных, насекомых и т.д. Биомасса, выращиваемая согласно настоящему изобретению, содержит сообщества микроорганизмов в целом и конкретные группы микроорганизмов в частности. Определение "группы" может быть основано на таксономической, экологической или любой другой функциональной классификации. Одним из возможных предпочтительных примеров биомассы, продуцируемой согласно настоящему изобретению, является биомасса, состоящая из прикрепленных сообществ микроорганизмов, в которых доминирует группа водорослей Bacillariophyta или "диатомовых водорослей". Водный поток Водный поток, такой как поток отходов, представляет собой любое собрание химических соединений, находящееся в форме непрерывного потока. Поток может находиться как в жидкой, так и в газообразной фазе. Соединения могут использоваться сообществами микроорганизмов в качестве питательных веществ, имеющих решающее значение для роста, или они могут вторично иммобилизовываться ими физическим, химическим путем либо внутриклеточно, либо в матриксе сообществ микроорганизмов. Таким образом, следует понимать, например, что поток отходов представляет собой жидкий или газообразный поток питательной среды для сообществ микроорганизмов. Согласно изобретению в любом конкретном пространственном положении этот поток питательной среды непрерывно пополняется питательными веществами, необходимыми для роста, или соединениями, предназначенными для иммобилизации. Рост биомассы и ее присутствие в потоке отходов оказывает благоприятное воздействие на поток отходов, поскольку это приводит к удалению определенных соединений из этого потока и в результате к очистке потока отходов от этих соединений. Эти соединения могут быть опасными, такими как нитраты или токсичные металлы, или неопасными. Искусственные субстраты Согласно настоящему изобретению ростом биомассы управляют таким образом, что при осуществлении способа, предлагаемого в настоящем изобретении, растут только прикрепившиеся сообщества-4 013693 микроорганизмов. Эти сообщества микроорганизмов прикрепляются и растут в искусственных субстратах и на них, где субстраты предпочтительно представляют собой объемно расположенные искусственные субстраты, имитирующие естественный субстрат, к которому указанные сообщества прикрепляются в естественных условиях (например, песок-гравий, растения, скалы и т.д.). В идеальном варианте искусственные субстраты имеют максимально возможную для данного объема поверхность благодаря тому,что имеют фрактальные или фракталоподобные очертания и форму, но не настолько отличаются от естественного субстрата, чтобы сообщества микроорганизмов не могли прикрепляться к ним. Согласно настоящему изобретению субстрат помещают в поток таким образом, чтобы вода обтекала его, протекала поперек и через него, обеспечивая поперечную конфигурацию системы. Основной проблемой, связанной с применением традиционных субстратов, является то, что как только биомасса нарастает на субстратах, система засоряется, и поток затормаживается вплоть до такой степени, что прохождение воды полностью блокируется. В способе, предлагаемом в настоящем изобретении, поток поддерживается потому, что фракталоподобная структура предлагаемых в изобретении субстратов позволяет биомассе нарастать на частях субстратов, при этом в нем имеются также широкие отверстия, позволяющие потоку проходить к следующим частям субстрата. Примером варианта осуществления является носитель, на котором закреплен ряд экранов, которые образуют субстрат. Эти экраны имеют перфорацию, сделанную по фрактальной схеме (так называемое решето Серпиньского). В таких схемах треугольник делят на 4 равных треугольника. Центральный треугольник является открытым, а 3 внешних снова перфорируют согласно схеме Серпиньского. В теории этот процесс повторяют до бесконечности. Биомасса начинает осаждаться в зонах с наименьшей перфорацией, которые постепенно засоряются,позднее засоряются зоны с более крупной перфорацией, однако всегда остается центральное отверстие,которое позволяет воде продолжать течение. Поверхность в конкретной точке будет засорена до определенной степени и в результате этого на экран будет действовать сила сопротивления, создаваемая потоком. Эту силу можно измерять с помощью прибора и использовать в качестве индикатора для определения идеального момента времени для сбора. После этого носитель с субстратами извлекают с помощью извлекающего устройства. Такая конфигурация, основанная на внутренней фрактальной схеме, позволяет осуществлять поперечное расположение носителей с субстратами. Можно выбирать также фрактальную схему на поверхности с формой, отличной от треугольной, например квадратной, гексагональной и т.д. Как хорошо известно в данной области, фрактальные схемы и формы можно создавать на наружной(внешней) поверхности (например, кривая Коха). Другая конфигурация может характеризоваться тем,что фрактальная схема распределена не на одном отдельном экране (или в одной плоскости), а продолжается на нескольких последовательно расположенных экранах. Такая конфигурация в принципе является "3-мерной фракталоидной" или объемной, тогда как указанную выше схему на одном экране следует рассматривать как "2-мерную фракталоидную" или плоскую. Фрактальная природа субстратов и их поперечное расположение, заставляющее воду протекать через них и пересекать их, более подробно проиллюстрированы с помощью чертежей в примере, не ограничивающем объем изобретения. Согласно настоящему изобретению такие искусственные субстраты помещают в поток отходов таким образом, чтобы поток отходов проходил через искусственные субстраты или вблизи них и, следовательно, через прикрепившиеся к ним сообщества микроорганизмов или вблизи них. Поток отходов тщательно контролируют и регулируют. Способ, предлагаемый в настоящем изобретении, относится также к применению средств для сбора сообществ микроорганизмов. Предпочтительно сбор сообществ микроорганизмов заключается в том, что сначала искусственные субстраты извлекают из потока отходов с помощью устройства для извлечения. Настоящее изобретение относится также к устройству для извлечения, которое применяют для извлечения носителей, удерживающих субстраты, где субстраты прикреплены к носителям, которые служат для создания фрактальной конфигурации системы. Это можно осуществлять либо путем взятия непосредственно за захват, расположенный на искусственном субстрате, либо путем взятия за захват, расположенный на носителе, на котором были закреплены искусственные субстраты перед их погружением в поток отходов. В альтернативном варианте искусственные субстраты можно закреплять на носителях, когда они уже погружены в поток отходов. С помощью устройства для извлечения искусственные субстраты переносят к устройству для сбора. После этого прикрепившиеся сообщества микроорганизмов отделяют от искусственных субстратов в устройстве для сбора. В этом устройстве для сбора отделенные сообщества микроорганизмов концентрируют, используя в качестве основного метода гравитационный метод. Можно, хотя это не является необходимым, включать дополнительную стадию обработки между извлечением искусственных субстратов и отделением биомассы от искусственных субстратов. Такая обработка (например, погружение в жидкость для обработки) предназначена для повышения концентрации определенных химических соединений в биомассе (например, концентрации масел). Этот процесс называют двухстадийной процедурой сбора. Следует иметь в виду, что процессы соскабливания, применяемые при производстве биомассы, могут приводить к чрезмерному сбору вдоль продольных секторов. В отличие от этого согласно настоящему изобретению сначала извлекают носители с субстратом, что приводит к удалению биомассы в поперечном направлении, а затем для удаления биомассы с субстрата действительно можно применять-5 013693 соскабливание или т.п. Согласно настоящему изобретению осуществляют мониторинг сбора путем целенаправленного удаления конкретных наборов носителей с субстратами из потока, снижая тем самым возможность ошибочного чрезмерного сбора. Пример. Ниже приведен пример осуществления настоящего изобретения. Прикрепленные микроводоросли выращивают на щетках, помещенных в непрерывный поток бытовых сточных вод, поступающих от традиционного очистного сооружения для очистки сточных вод. Когда сточная вода протекает через щетки, растущие водоросли активно снижают концентрацию, например, нитратов и фосфатов в сточной воде. Сбор водорослей осуществляют в моечной машине, в которой водоросли удаляют со щеток с помощью струй воды. После отделения от щеток водорослям дают осесть(т.е. под действием силы тяжести) на дно моечной машины, после чего их можно забирать оттуда для дальнейшей обработки. Промежуточная стадия двухстадийной процедуры сбора может заключаться,например, в погружении щеток в питательную среду с низким содержанием питательных веществ. Описание одного из возможных вариантов способа Очистка потока сточных вод путем выращивания сообществ микроорганизмов. Частично очищенные сточные воды получают из любой системы очистки воды, включающей первичную или вторичную фазы обработки. Частично очищенные сточные воды могут поступать из источника бытовых, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод. В идеальном варианте такие сточные воды полностью удовлетворяют экологическим нормам для региона, в котором производится работа, так что их обычным путем направляют в водопроводы. В наихудшем варианте настоящее изобретение можно применять для работы с неочищенной водой, поступающей непосредственно из источника загрязнения. Сточные воды подвергают последовательной обработке с использованием способа, предлагаемого в настоящем изобретении. Если способ, предлагаемый в настоящем изобретении, осуществляют после прохождения воды через традиционные очистные сооружения для очистки сточных вод, которые в норме выпускают очищенную воду, то очистку, предлагаемую в изобретении, следует называть "третьей фазой очистки воды". Для осуществления третьей очистки сточные воды закачивают в систему циркуляции, состоящую из одного или нескольких резервуаров. Ниже в настоящем описании резервуары называют "резервуарами для роста", они могут иметь любую форму или очертания и могут быть открытыми,закрытыми или частично закрытыми для воздуха и могут быть открытыми, закрытыми или частично открытыми для естественных или созданных человеком водопроводов. В зависимости от обстоятельств и требований они могут быть глубокими или мелкими. Примером одной из простых их форм являются кольцевые водопроводы, сходные с теми, которые применяют в системах прудов для высокоэффективного выращивания водорослей. В одном из вариантов осуществления изобретения воду закачивают непосредственно из канала для очищенных сточных вод, в который она поступает после предшествующей второй фазы очистки, в дополнительную замкнутую систему для третьей фазы очистки с помощью стандартных имеющихся на рынке центробежных или шланговых насосов. Эта третья система может быть присоединена к системам для предшествующих фаз очистки, из которых транспортируется вода, или работать независимо от них. После закачивания воды через систему, ее сбрасывают назад в указанный канал для очищенных сточных вод или непосредственно в водопроводы. С помощью удлинителей можно также осуществлять рециркуляцию части или всей очищенной сточной воды при выполнении всей или части процедуры третьей очистки сточной воды. Это можно осуществлять в течение более короткого или более продолжительного периода времени. Это можно делать с целью создания разрыва, либо регулярного, либо нерегулярного, в потоке сточной воды, который в противном случае является непрерывным, поступающим из очистного сооружения для очистки сточных вод, перед осуществлением способа, предлагаемого в изобретении. Третья фаза очистки сточной воды заключается в использовании сточных вод, находящихся в третьей циркуляционной системе, в качестве питательной среды для сообществ прикрепившихся микроорганизмов. В одном из вариантов осуществления изобретения они могут представлять собой преимущественно биомассу водорослей. Можно использовать сточные воды с дополнительным добавлением химических соединений (например, микроэлементов) или без них, или сточные воды можно дополнительно модифицировать или предварительно обрабатывать другими средствами (например, УФ-излучением,микроволнами, подвергать ультрафильтрации) или оставлять без обработки. После циркуляции в системе, предлагаемой в изобретении, из очищенных сточных вод в результате выращивания биомассы будет удалена часть питательных веществ (нитраты, фосфаты, силикаты) и других соединений. Это позволяет владельцу очистного сооружения для очистки воды еще в большей степени обеспечивать удовлетворение требуемым экологическим нормам, например обеспечивать более низкое содержание питательных веществ или токсинов в воде. Часть сообщества микроорганизмов состоит из водорослей, которые представляют собой фотосинтезирующие организмы и которые следует рассматривать как растительные организмы. Рост растительной биомассы рассматривается как первичное производство. Первичное производство представляет собой естественный процесс, при котором падающая солнечная энергия превращается в биомассу с помо-6 013693 щью процесса фотосинтеза. Для осуществления этого процесса организмам требуются основные строительные элементы или питательные вещества, они представляют собой питательные вещества, присутствующие в питательной среде, в данном случае в сточных водах. Рассматриваемая в настоящем описании третья фаза очистки заключается в том, что выращивают микроорганизмы в непрерывном потоке воды. Сточные воды представляют собой транспортирующую среду, которая приносит необходимые питательные вещества к микроорганизмам. В процессе простого роста (т.е. размножения) эти микроорганизмы поглощают питательные вещества, присутствующие в сточной воде, и тем самым истощают концентрации указанных питательных веществ в сточных водах. В результате этого процесса первичного производства из воды удаляется избыток питательных веществ. Помимо истощения питательных веществ сообщества микроорганизмов могут фиксировать или расщеплять потенциально опасные соединения либо внутриклеточно, либо в матриксе сообщества микроорганизмов. В процессе первичного производства происходит также высвобождение кислорода в значительных количествах, приводя к повышению концентрации кислорода в толще воды. Это является благоприятным для всех водных организмов, которые нуждаются в дыхании для своего выживания (например, для рыб), и представляет собой важный параметр, который обычно измеряют для определения степени чистоты воды (такой, например, как химическая потребность в кислороде (ХПК), биологическая потребность в кислороде (БПК. Как указано выше, согласно настоящему изобретению непрерывный поток сточных вод протекает поперек и через искусственные субстраты, напоминающие естественные субстраты, на которых биомасса микроорганизмов растет в естественных условиях (т.е. которые можно обнаруживать, например, в реках и каналах данного региона). Искусственные субстраты можно помещать непосредственно в резервуары для роста или можно прикреплять к определенному типу носителя, который затем помещают в резервуары для роста. Искусственные субстраты помещают таким образом, чтобы поток сточных вод протекал через них и/или очень близко от них. В результате этого сточная вода вступает в очень тесный контакт с сообществом микроорганизмов, которые растут на искусственных субстратах. Основным моментом в данном случае является максимизация поверхности, на которой происходит взаимодействие между питательной средой и сообществом микроорганизмов. Искусственные субстраты помещают с систему циркуляции таким образом, чтобы поток воды не мог сдвигать их. Искусственные субстраты можно изготавливать из поливинилхлорида (ПВХ), поликарбоната, стекла или природного органического материала (например,конского волоса). Можно использовать также любой другой пригодный для микроорганизмов материал. В идеальном варианте искусственные субстраты имеют фрактальные или фракталоподобные (или фракталоидные) очертания и форму. Простая двумерная поверхность имеет размерность, равную двум(n=2), но ее можно рассматривать как фракталоид в том смысле, что его фрактальная размерность равна нулю (n=2,0). Рассматриваемые в настоящем описании искусственные субстраты могут физически быть одно-, двух- или трехмерными и их дополнительная фракталоидная размерность может быть равна нулю(1,0; 2,0; 3,0) или быть больше нуля и меньше 1. Основная цель состоит в том, чтобы максимизировать пригодную поверхность для прикрепления микроорганизмов в пределах заданного пространственного объема и в то же самое время оптимизировать протекающий через нее поток. В идеальном варианте искусственные субстраты должны быть полностью прозрачными, позволяя обладающему фотосинтезирующей активностью излучению (PAR) достигать всех положений на, вокруг или внутри субстратов, где должны произрастать фотосинтезирующие организмы. Искусственные субстраты можно вкладывать в резервуары для роста циркуляционной системы,удалять или заменять их с помощью извлекающего устройства. Это извлекающее устройство можно приводить в действие вручную, в полуавтоматическом или полностью автоматическом режиме. Искусственные субстраты можно удалять, захватывая их непосредственно или захватывая носитель (держатель),на котором они были закреплены. Резервуары для роста можно оборудовать выступами, вдоль которых может перемещаться транспортное средство, снабженное устройством для захвата, зацепления и другим прицепляющим устройством, для осуществления сбора, размещения или замены искусственных субстратов в резервуарах. В другом варианте осуществления изобретения извлекающее устройство перемещается независимо от резервуаров для роста и поперек них и оно может быть либо подвешено к надстройке,либо может перемещаться непосредственно по полу (например, колесная конструкция). Биомасса микроорганизмов, выращенная на искусственных субстратах, преимущественно состоит из микроорганизмов, которые встречаются в естественных условиях в водных системах региона. Они могут представлять собой, например, водоросли, обитающие в природных пресных проточных или стоячих водах региона. Согласно настоящему изобретению управляемый рост сообщества микроорганизмов,предлагаемый в настоящем изобретении, приводит к образованию сообществ микроорганизмов, которые растут, прикрепившись к искусственным субстратам. Такие прикрепившиеся сообщества микроорганизмов можно дополнительно подвергать тонкой настройке путем регулирования различных имеющих решающее значение переменных, обеспечивая непрерывное модульное производство микроорганизмов. Если, например, требуется создать преобладание определенной группы прикрепившихся водорослей(например, Xanthophyta) в сообществе микроорганизмов, то это можно достичь путем изменения набора существенных переменных, таких как (но не ограничиваясь только ими) температура, скорость течения воды и периодичность света. Это можно осуществлять для различных целей, таких как (но не ограничиваясь только ими) изменение состава сообщества, его разнообразие, продуктивность или химический состав. Другим примером может служить целенаправленное удаление определенных групп организмов,которые являются вредными для целенаправленного культивирования сообщества микроорганизмов требуемого состава. Например, путем регулировки определенных переменных можно создавать неблагоприятные условия для определенной группы пасущихся живых организмов, которые питаются нужными микроорганизмами. В результате этого и благодаря применению принципа CAS в сообществе микроорганизмов будет уменьшена популяция этих пасущихся живых организмов. После извлечения искусственных субстратов, на которых были выращены сообщества микроорганизмов, их транспортируют к устройству для сбора. В этом устройстве сообщества микроорганизмов отделяют от искусственных субстратов. Одним из примеров такого процесса является использование струй воды. После отделения искусственные субстраты можно использовать повторно, осуществляя перед повторным использованием дополнительную предварительную обработку, или без нее. Отделенные сообщества микроорганизмов в основном сосредотачиваются в устройстве для сбора путем осаждения(т.е. под действие силы тяжести) на дно, где при необходимости можно разместить резервуар для сбора. Оставшуюся промывочную воду или супернатанты можно удалять путем сцеживания, слива или другими методами. Собранные сообщества микроорганизмов забирают из машины для сбора и затем их можно подвергать дальнейшей обработке для получения требуемого конечного продукта. Такому типу урожая в его исходной необработанной форме присуще то, что он содержит животные,растительные организмы и микроорганизмы и, следовательно, его нельзя называть однозначно продуктом животного или растительного происхождения. Первым конечным продуктом, полученным при создании настоящего изобретения, является процесс очистки воды. Собранную биомассу микроорганизмов подвергают дальнейшей обработке в зависимости от требуемых дополнительных конечных продуктов. Ее можно либо продавать в виде сухого продукта в форме порошка, таблетки или другой формы (аналогичной имеющимся в настоящее время на рынке продуктам"Spirulina") или в жидкой форме. Кроме того, из биомассы можно экстрагировать другие представляющие собой коммерческий интерес продукты, которые затем можно поставлять на рынок. Например, водоросли, присутствующие в биомассе микроорганизмов, богаты полиненасыщенными жирными кислотами (PUFA) омега 3-типа (например, ЕРА (эйкозопентановая кислота), DHA (докозогексаеновая кислота. Эти продукты можно экстрагировать и продавать в качестве пищевой добавки. Водоросли могут иметь также высокое содержание пигментов, таких как астаксантин, которые можно экстрагировать и продавать в качестве пищевого продукта (для человека, животных), пищевой добавки, добавки к пищевому продукту, фармацевтических и косметических средств. Целевыми рынками являются рынки пищевых добавок для человека и кормов для животных как водных, так и наземных. Масло, экстрагированное из микроводорослей, следует рассматривать как растительное и поэтому оно является приемлемым источником масла, содержащего омега 3-кислоты, для вегетарианских диет. Можно экстрагировать и продавать также и другие представляющие коммерческий интерес продукты. Кроме того, биомассу микроорганизмов можно использовать в качестве важного возобновляемого источника энергии. Биомассу микроорганизмов можно превращать с помощью стандартных методов в электричество или биогаз. Ее можно превращать также в жидкое масло (или биомасло) с помощью, например, процесса пиролиза или термохимического превращения. Из биомассы можно экстрагировать также масло. Этот тип масла известен под обычным названием РРО (очищенное растительное масло) илиPsPO (псевдорастительное масло). Его можно называть также маслом из водорослей. Его можно использовать непосредственно в качестве жидкого топлива для сжигания или смазки, в основном, в качестве заменителя бензина и его производных. В другом варианте масло из водорослей можно перерабатывать и превращать в биотопливо, включая биологическое дизельное топливо, биогаз и биоэтанол. Это можно осуществлять, например, путем трансэтерификации. Можно рассматривать также другие применения биомассы, такие как использование биомассы в качестве удобрений или неочищенного сырья для химической обработки с получением конечных продуктов, являющихся альтернативой нефтехимическим продуктам. Основные пронумерованные обозначения на чертежах Чертежи для технической части изобретения. На чертежах показано на фиг. 1 - непрерывный поток питательной среды через резервуар для роста 1: источник падающего света, либо искусственного, либо естественного; 1 а: падающий свет; 2: источник поступающей на очистку воды, которая служит в качестве питательной среды для микроорганизмов, например источник сточных вод; 2 а: сточные воды, поступающие на очистку; 3: источник питательных веществ, которые добавляют с помощью различных средств (например, в-8 013693 виде CO2 в качестве дополнительного источника углерода); 3 а: дополнительные питательные вещества; 4: сточные воды, т.е. отработавшая вода после обработки согласно способу, предлагаемому в изобретении; 5: Т 0, время ноль, исходный момент времени начала осуществления de novo способа, предлагаемого в изобретении, или использования нового внесенного искусственного субстрата (9); 6: Т 1, время один, первый момент времени, когда начинают сбор микроорганизмов, выращенных на искусственных субстратах (9); 7: любое дополнительное применение очищенных сточных вод (4), например, (7 а) в качестве промышленной воды, воды для выращивания рыбы, моллюсков или любых других живых организмов и т.д.; 8: процесс колонизации и последующего роста микроорганизмов на искусственных субстратах (9) в период времени от (5) до (6); 9: искусственные субстраты. Искусственные субстраты представляют собой любые полностью или частично погруженные в питательную среду субстраты, к которым прикрепляются микроорганизмы и на которых они размножаются. Искусственные субстраты, как таковые, можно удалять из резервуаров для роста либо индивидуально, либо с использованием носителя (держателя) - устройства, на котором закрепляют субстраты (например, на металлической раме); 10: непрерывный поток воды, протекающей поверх и через искусственные субстраты; 11: резервуар для роста. Любой резервуар, через который протекает питательная среда и в котором растут микроорганизмы; на фиг. 2 - инокуляция искусственных субстратов естественными и разнообразными сообществами микроорганизмов 12: пул региональных видов. Все микроорганизмы данного региона, которые встречаются в естественных сообществах в данном регионе и которые теоретически могут поступать в резервуар для роста(как естественным путем, так и в результате действий человека); 13: непрерывное внесение видов. Непрерывное поступление видов из пула региональных видов в резервуар для роста; 14: сообщества микроорганизмов, которые успешно колонизировали искусственный субстрат и которые прошли естественный отбор в условиях окружающей их среды. Этим сообществам присуща способность к дальнейшей адаптации видов, входящих в их состав, к изменяющимся условиям окружающей среды; на фиг. 3 - регулирование переменных окружающей среды для модуляции состава сообщества микроорганизмов 15: тот же процесс, что и процесс (8), в котором дополнительно управляют различными переменными окружающей среды для обеспечения активной модуляции состава, продуктивности и разнообразия сообщества. В результате этого процесс представляет собой контролируемый рост сообществ микроорганизмов; 16: все в целом и любое из средств или устройств, которое следует применять для точного управления переменными окружающей среды в резервуарах для роста в соответствии с требованиями, указанными в (15); на фиг. 4: 17: Р 0 - пространственное положение ноль. Оно представляет собой теоретическое первое место впуска поступающих на очистку сточных вод, выполняющих функцию питательной среды; 18: Р 1 - пространственное положение 1. Оно представляет собой теоретическое первое место в резервуаре для роста, в котором сообщество микроорганизмов может успешно колонизировать искусственный субстрат и развиваться с образованием зрелого сообщества. Такие пространственные положения изображены на схеме как дискретные положения в отдельных резервуарах для роста, но следует подчеркнуть, что они могут находиться также в одном большом резервуаре для роста, который содержит несколько искусственных субстратов, или даже в одном отдельном искусственном субстрате; 19: PN - любое конкретное последующее пространственное положение по потоку питательной среды. Каждое положение N рассматривается как пространственное положение, в котором сообщество микроорганизмов существенно отличается от сообществ в положении N-1 и положении N+1 в отношении ранее указанных переменных. Они могут представлять собой (но не ограничиваясь только ими) состав видов, разнообразие, доминантность или концентрацию химических компонентов. Физическое расстояние между двумя пространственными положениями, указанными выше, может быть различным для каждой пары положений; 20: сообщество в пространственном положении ноль; 21: сообщество в пространственном положении 1; 22: сообщество в пространственном положении N; на фиг. 5 - иллюстрация процесса эволюции сообществ и применение обратных связей, спрямлений и быстрых выходов в ответ на изменение условий и/или требований 23: положение N. Любое заданное положение в потоке воды в резервуаре для роста, начиная с про-9 013693 странственного положения 1 (17); 24: положение N+12. На чертеже проиллюстрированы двенадцать дискретных сообществ, находящихся между пространственными положениями (23) и (24). Пространственные положения изображены на схеме как положения в отдельных резервуарах для роста, но должно быть очевидно, что они могут находиться также в одном большом резервуаре для роста, который содержит несколько искусственных субстратов, или даже в одном отдельном искусственном субстрате; 25: сообщество микроорганизмов, выращенных на искусственном субстрате в пространственном положении N, которое характеризуется определенным набором присущих сообществу свойств, таких как(но не ограничиваясь только ими) разнообразие, доминантность, состав, концентрация химических веществ и т.д.; 26: сообщество микроорганизмов в пространственном положении N+1, отличающемся по меньшей мере одной относящейся к рассматриваемому вопросу переменной от сообществ в пространственных положениях N и N+2; 27: сообщество микроорганизмов в пространственном положении N+2, отличающемся по меньшей мере одной относящейся к рассматриваемому вопросу переменной от сообществ в пространственных положениях N+1 и N+3; 28: сообщество микроорганизмов в пространственном положении N+3, отличающемся по меньшей мере одной относящейся к рассматриваемому вопросу переменной от сообществ в пространственных положениях N+2 и N+4; 29: сообщество микроорганизмов в пространственном положении N+4, отличающемся по меньшей мере одной относящейся к рассматриваемому вопросу переменной от сообществ в пространственных положениях N+3 и N+5; 30: сообщество микроорганизмов в пространственном положении N+5, отличающемся по меньшей мере одной относящейся к рассматриваемому вопросу переменной от сообществ в пространственных положениях N+4 и N+6; 31: сообщество микроорганизмов в пространственном положении N+6, отличающемся по меньшей мере одной относящейся к рассматриваемому вопросу переменной от сообществ в пространственных положениях N+5 и N+7; 32: сообщество микроорганизмов в пространственном положении N+7, отличающемся по меньшей мере одной относящейся к рассматриваемому вопросу переменной от сообществ в пространственных положениях N+6 и N+8; 33: сообщество микроорганизмов в пространственном положении N+8, отличающемся по меньшей мере одной относящейся к рассматриваемому вопросу переменной от сообществ в пространственных положениях N+7 и N+9; 34: сообщество микроорганизмов в пространственном положении N+9, отличающемся по меньшей мере одной относящейся к рассматриваемому вопросу переменной от сообществ в пространственных положениях N+8 и N+10; 35: сообщество микроорганизмов в пространственном положении N+10, отличающемся по меньшей мере одной относящейся к рассматриваемому вопросу переменной от сообществ в пространственных положениях N+9 и N+11; 36: сообщество микроорганизмов в пространственном положении N+11, отличающемся по меньшей мере одной относящейся к рассматриваемому вопросу переменной от сообществ в пространственном положении N+9; 37: один из возможных примеров обратной связи от питательной среды, находящейся в более удаленном от начала системы пространственном положении, к питательной среде, находящейся в более близком к началу системы пространственном положении. Этот контур обратной связи подает питательную среду, выходящую из положения N+9 (34), в сообщество (26), находящееся в положении N+1. Данный пример иллюстрирует обратную связь, осуществляемую против течения, однако следует иметь в виду, что может иметь место также обратная связь, осуществляемая в направлении нормального течения питательной среды; 38: один из возможных примеров спрямления потока питательной среды от более близкого к началу системы пространственного положения к более удаленному от начала системы, не смежному с ним пространственному положению. Этот спрямляющий контур подает питательную среду, выходящую из пространственного положения N+5 (30), в сообщество (35), находящееся в пространственном положенииN+10; 39: нормальное выходное положение, в котором питательная среда выпускается в виде стока; 40: один из возможных примеров быстрого выхода, позволяющего выделять или выпускать питательную среду из положений, отличных от нормального выхода, в котором питательную среду выпускают в виде стока (39); на фиг. 6 - схема, иллюстрирующая извлечение искусственных субстратов 41: искусственный субстрат, на котором сообщество микроорганизмов выросло и достигло стадии развития сообщества, на которой его следует собирать;- 10013693 42: в процессе извлечения не требуется приостанавливать непрерывный поток воды; 53: извлекающее устройство. Искусственный субстрат извлекают из резервуара для роста с помощью извлекающего устройства; 43: извлекающее устройство извлекает искусственный субстрат либо захватывая носитель, на котором закреплен искусственный субстрат, либо захватывая непосредственно искусственный субстрат; 44: устройство для замены. Устройство для замены подает новый искусственный субстрат. Следует иметь в виду, что это устройство для замены может представлять собой то же устройство, которое используют для извлечения искусственных субстратов, но оно может представлять собой также отдельное устройство. Оба устройства могут входить в состав одной машины, но это не является обязательным; 45: устройство для замены вкладывает искусственный субстрат в резервуар для роста без приостановки непрерывного потока воды; 46: новый или повторно используемый субстрат. Этот искусственный субстрат может быть предварительно обработан; 47: двухстадийный процесс сбора микроорганизмов. Для максимизации производства микроорганизмами определенных соединений биомассу можно подвергать дополнительной обработке перед осуществлением конечного сбора; 47 б: носитель с искусственным субстратом транспортируют и помещают в резервуар для обработки(49). Эту транспортировку следует осуществлять в нужное время, т.е. до того, как начнут происходить какие-либо вредные процессы в результате удаления биомассы из среды для ее роста; 47 в: носитель погружают в другую жидкую среду, которая может отличаться, но может и не отличаться от питательной среды (например, химическим составом), из которой его удалили. Необязательно,чтобы среда для обработки представляла собой текущую жидкость или открытую систему; 47 г: в альтернативном варианте можно применять одностадийный процесс сбора, когда биомассу подвергают обработке непосредственно в машине для сбора без предварительной обработки; 48: собственно процесс сбора микроорганизмов. Сообщества микроорганизмов отделяют от искусственного субстрата. Это можно осуществлять с использованием одной стадии, отделяя все сообщество,или с использованием отдельных стадий, на каждой из которых отделяют определенную часть сообщества (т.е. определенные группы) или биомассы (т.е. определенные химические соединения). На этих отдельных стадиях можно применять различные биологические, физические или химические методы разделения; 49: резервуар для обработки. В этом резервуаре, который может быть одинаковым или отличным от резервуара для роста, производят обработку биомассы в течение более короткого или более длинного периода времени, как правило, в течение периода времени, составляющего от нескольких часов до нескольких дней; 50: после требуемой обработки носитель с биомассой, все еще прикрепленной к искусственному субстрату, извлекают с помощью извлекающего устройства (42); 51: носитель с искусственным субстратом транспортируют, или перемещают, к устройству (52) для сбора и помещают в него. Эту транспортировку необходимо осуществлять в нужное время, т.е. до того,как начнут происходить какие-либо вредные процессы в результате удаления биомассы из среды для ее роста; 52: устройство для сбора отделяет биомассу микроорганизмов от искусственного субстрата, см. также (48); на фиг. 7 - подробная схема отделения сообщества микроорганизмов от искусственных субстратов 54: устройство или машина для сбора; 55: искусственный носитель, поросший сообществами микроорганизмов, подают с помощью извлекающего устройства к устройству для сбора; 56: искусственный носитель вкладывают в устройство для сбора; 57: после отделения биомассы от искусственных субстратов спускают жидкость для сбора (в случае ее применения); 58: собирают жидкость для сбора (в случае ее применения); 59: жидкость для сбора можно спускать; 60: жидкость для сбора можно повторно использовать, например, в устройстве для сбора; 61: биомассу сообществ микроорганизмов отделяют от искусственных субстратов; 62: биомасса осаждается на днище под действием силы тяжести; 63: после отделения искусственный носитель удаляют из машины для сбора. Это можно осуществлять с помощью устройства для сбора; 64: искусственный носитель либо выбрасывают, либо возвращают к резервуарам для роста; 65: отделенную биомассу после осаждения удаляют из машины для сбора; 66: биомасса после осаждения; 67: биомассу подвергают дальнейшей обработке; на фиг. 8 - один из возможных вариантов осуществления изобретения. Очистка сточной воды из рыбоводческих сооружений и повторное использование как очищенной воды, так и выращенной биомас- 11013693 сы в рыбоводстве 68: биомассу перерабатывают в корм для рыбы; 69: сливают сточные воды; 70: используют сточные воды в качестве вторичной жидкости для обработки; 71: используют сточные воды для выращивания рыбы в сооружении для рыбоводства; 78: используют сточные воды в качестве жидкости для сбора; 72: сооружение для рыбоводства; 73: сточную воду выпускают из сооружения для рыбоводства; 74: собирают сточную воду после рыбоводческого сооружения для использования согласно изобретению в качестве сточной воды, поступающей на очистку; на фиг. 9 - один из возможных вариантов осуществления изобретения. Третья фаза очистки с использованием сообществ микроорганизмов очищенной сточной воды, поступающей из очистных сооружений для очистки бытовых сточных вод; 75: биомассу перерабатывают в различные конечные продукты; 76: очистное сооружение для очистки бытовых сточных вод; 77: очищенную сточную воду 76 собирают и используют в качестве неочищенной сточной воды в способе, предлагаемом в изобретении. Чертежи прототипа для одного из возможных вариантов изобретения На чертежах показано на фиг. 10 - трехуровневый прототип с трубопроводами, через который может протекать сточная вода. Искусственные субстраты помещают внутрь труб;на фиг. 11 - многоуровневая каскадная структура, через которую сточная вода может протекать с верха до низа. Уровни образованы искусственными субстратами; на фиг. 12 - прототип, представляющий собой наклонную и многоуровневую конструкцию с трубопроводами, через которые может протекать сточная вода. Искусственные субстраты помещают внутрь труб; на фиг. 13 - подробный чертеж системы сообщающихся труб; на фиг. 14 - подробный чертеж расположения искусственных субстратов в системе труб; на фиг. 15 - прототип в виде каскада резервуаров для роста, в котором для движения потока сточной воды используется сила тяжести. Искусственные субстраты помещают в поток сточной воды в широкие резервуары для роста; на фиг. 16 - на этом чертеже схематически проиллюстрирована важная роль основного потока сточной воды, струй и вторичных струй и турбулентности в том, чтобы заставлять воду проходить через искусственные субстраты в резервуары для роста или вблизи них, омывая их; на фиг. 17 - пример одного из вариантов осуществления изобретения, иллюстрирующий принцип модульности и применение CAS-механизмов. Каждая из систем сама по себе представляет собой одну или несколько подсистем, например, в параллельной конфигурации; 78: общая конфигурация окружающей среды, позволяющая CAS самоорганизовываться с образованием сообщества, в целом обладающего целевыми характеристиками; 79: конкретная подконфигурация А окружающей среды, позволяющая CAS самоорганизовываться с образованием сообщества с более конкретными целевыми характеристиками, прежде всего, с точки зрения продуктивности; 80: конкретная подконфигурация Б окружающей среды, позволяющая CAS самоорганизовываться с образованием сообщества с более конкретными целевыми характеристиками, прежде всего, с точки зрения продуктивности; 81: конкретная подконфигурация В окружающей среды, позволяющая CAS самоорганизовываться с образованием сообщества с более конкретными целевыми характеристиками, прежде всего, с точки зрения продуктивности; 82: образовавшееся конкретное сообщество А с целевыми характеристиками; 83: образовавшееся конкретное сообщество Б с целевыми характеристиками; 84: образовавшееся конкретное сообщество В с целевыми характеристиками; 85: положение А, в котором функционируют локальные взаимодействия, приводя к самоорганизации; 86: положение Б, в котором функционируют локальные взаимодействия, приводя к самоорганизации; 87: положение В, в котором функционируют локальные взаимодействия, приводя к самоорганизации; на фиг. 18 - пример одного из вариантов осуществления изобретения, иллюстрирующий принцип модульности и применение CAS-механизмов. Этот вариант осуществления изобретения отличается от вышеприведенного варианта тем, что в одну систему помещают несколько искусственных субстратов,причем следующий набор других искусственных субстратов помещают в следующую систему, расположенную ниже по потоку относительно предыдущей;- 12013693 88: положение А, в котором функционируют локальные взаимодействия, приводя к самоорганизации; 89: положение Б, в котором функционируют локальные взаимодействия, приводя к самоорганизации; Положения А и Б находятся в одной и той же системе. Два набора искусственных субстратов содержатся в одной и той же системе; 90: Положение В, в нем содержатся наборы расположенных рядом друг с другом искусственных субстратов, находящихся в одной системе; В положении В функционируют локальные взаимодействия, приводя к самоорганизации; 91: общая конфигурация окружающей среды, позволяющая CAS самоорганизовываться с образованием сообщества, в целом обладающего целевыми характеристиками; 92: конкретная подконфигурация окружающей среды А, позволяющая CAS самоорганизовываться с образованием сообщества с более конкретными целевыми характеристиками, прежде всего, с точки зрения продуктивности; 93: конкретная подконфигурация окружающей среды Б, позволяющая CAS самоорганизовываться с образованием сообщества с более конкретными целевыми характеристиками, прежде всего, с точки зрения продуктивности; 94: конкретная подконфигурация окружающей среды В, позволяющая CAS самоорганизовываться с образованием сообщества с более конкретными целевыми характеристиками, прежде всего, с точки зрения продуктивности; 95: образовавшееся конкретное сообщество А с целевыми характеристиками; 96: образовавшееся конкретное сообщество Б с целевыми характеристиками; 97: образовавшееся конкретное сообщество В с целевыми характеристиками; Это сообщество распределено по наборам субстратов, на которых растущие подсообщества взаимодействуют между собой; 98: стрелка символизирует взаимодействие между находящимися выше по потоку сообществами А и Б и находящимся ниже по потоку сообществом В. Характеристики сообществ А и Б влияют на сообщество В, которое согласно принципу CAS адаптируется и в результате этого обладает конкретными целевыми характеристиками; на фиг. 19: 99: фрактальная схема типа "решето Серпиньского"; на фиг. 20: 100: упрощенная схема решета Серпиньского; 101: символическое изображение наибольшего потока, проходящего через искусственные субстраты; 102: символическое изображение более мелких потоков, проходящих через искусственные субстраты через более мелкие отверстия в субстратах; на фиг. 21 - пример контролируемого роста водорослей дикой поликультуры, модулированной посредством выбора имеющих решающее значение параметров окружающей среды в системе. Эти сообщества состоят из видов (например, Fragilaria capucina) предпочтительной группы организмов (например,Bacillariophyta), диатемовы водоросли. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ выращивания микроорганизмов в модульной системе, предусматривающий возможность изменения параметров между различными пространственными положениями. 2. Способ по п.1, в котором указанные параметры включают в себя изменения температуры или уровня воды, скорость потока, рециркуляцию, концентрации различных соединений, интенсивность и периодичность света, сезонные изменения, частоту и интенсивность сбора урожая. 3. Способ по п.1, в котором используют средства создания подсистемы внутри указанной системы,характеризуемые как каскад резервуаров для роста водорослей. 4. Способ по п.1, включающий эволюцию сообществ и применение обратных связей, спрямлений и/или быстрых выходов в ответ на изменение условий и/или требований. 5. Способ по п.1, в котором непрерывно или периодически рециркулируют часть обработанной воды или всю обработанную воду. 6. Способ по п.1, в котором используют по меньшей мере один искусственный субстрат, на котором выращивают прикрепившиеся к нему сообщества микроорганизмов. 7. Способ по п.6, в котором по меньшей мере один искусственный субстрат помещают в поток воды таким образом, чтобы вода протекала через субстрат и прикрепившиеся к нему сообщества микроорганизмов или обтекала их. 8. Способ по п.6, в котором по меньшей мере один искусственный субстрат помещают в поток поперек него. 9. Способ производства микроорганизмов путем их выращивания способом по п.1, дополнительно- 13013693 включающий контролируемый сбор урожая. 10. Способ по п.9, в котором сбор урожая проводят в заданном составе сообществ. 11. Способ производства микроорганизмов, осуществляемый согласно п.9 и дополнительно включающий контролируемый сбор урожая посредством носителей по меньшей мере с одним искусственным субстратом. 12. Способ производства биомассы, включающий в себя стадии способов, указанные в пп.1-11. 13. Устройство для выращивания микроорганизмов, включающее в себя: а) по меньшей мере одну установку, содержащую средства для прикрепления микроорганизмов,представляющие собой по меньшей мере один искусственный субстрат, размещаемый в потоке поперек него,б) извлекающее устройство,в) устройство для сбора урожая. 14. Извлекающее устройство для применения в производстве микроорганизмов и/или биомассы,имеющее средства транспортировки искусственного субстрата к устройству для сбора урожая, характеризующееся тем, что оно содержит носитель, на котором закреплен искусственный субстрат. 15. Искусственный субстрат для применения в производстве микроорганизмов и/или биомассы, характеризующийся наличием средств, заставляющих поток протекать через искусственный субстрат и прикрепившиеся к нему сообщества микроорганизмов или обтекать их, причем указанные средства представляют собой фрактальные или фракталоподобные отверстия в искусственном субстрате.