§ 2. Аэробные процессы биохимической очистки сточных вод

Существуют две большие группы аэробных процессов био­очистки — экстенсивные и интенсивные. К экстенсивным относят­ся методы, непосредственно не связанные с управляемым культи­вированием микроорганизмов — это поля орошения, поля филь­трации, биопруды. Микроорганизмы, находящиеся в верхних слоях почвы полей орошения и фильтрации или воде биопрудов, образуют ценозы, за счет деятельности которых и происходит очистка воды.

В основе интенсивных способов лежит деятельность актив­ного ила или биопленки, т. е. естественно возникшего биоценоза, формирующегося на каждом конкретном производстве в зависи­мости от состава сточных вод и выбранного режима очистки. Формирование биоценоза — процесс достаточно длительный и идущий постоянно в ходе очистки сточной воды в промышленных аппаратах — аэротен|сах или биофильтрах.

Активный ил представляет собой темно-коричневые хлопья, размером до нескольких сотен микрометров; микроскопия показа­ла, что он состоит на 70 % из живых организмов и около 30 % составляют твердые частицы неорганической природы. Живые организмы вместе с твердым носителем, к которому они прикреп­лены, образуют зооглей — симбиоз популяций организмов, по­крытый общей слизистой оболочкой. Причины возникновения хлопьев активного ила не совсем понятны, зооглей может форми­роваться за счет флокуляции или адгезии клеток на поверхности носителя. Взаимодействие микроорганизмов в пределах одного зооглея достаточно сложно и основой его служит по всей види­мости, симбиотические взаимосвязи организмов разных популя­ций.

Соотношение капсульных и бескапсульных форм клеток в иле называется коэффициентом зооглейности к_ж.

Микроорганизмы, выделенные из активного ила, относятся к различным родам: Асйпотусе5, Аг1кгоЬас1ег_% ВасШт, Вас(е- гшт_г СогупоЬас(епит, Ое8и1(о1отаси1ит, М1сососст, Р&еийо- топаз, ЗагЫпа и др.

Наиболее многочисленны бактерии рода Рзеиёотопав. Они окисляют спирты, жирные кислоты, парафины, ароматические углеводороды, углеводы и другие соединения. Широко представ­лены в активном иле и бактерии рода ВасЫпшп (выделено более 30 видов), которые осуществляют деградацию нефти, пара­финов, нафтенов, фенолов, альдегидов и жирных кислот. Алифа­тические углеводороды окисляются представителями рода Васй- ципе, приводить к тому, что максимально© удельное количество микрофлоры будет в тех почвах, размер частиц которых меньше. На практике это не так, уменьшение размера частиц почвЫ'за­трудняет диффузию кислорода из воздуха, а других способов обогащения среды кислородом нет. Проникновение кислороду в почву ограничивается 20—-30 см, поэтому самая интенседная минерализация органических соединений наблюдается только в поверхностных слоях.

Существенную роль в процессах очистки сточных вод на по­лях фильтрации и орошения играют нитрифицирующие бактерии. В летний период на 1 га площади образуется до 70 кг нитратов, которые с током жидкости поступают в нижние горизонту, где господствуют анаэробные условия. Кислород нитратов у денитри­фицирующих бактерий идет на окисление сохранившихся в воде органических соединений. Хотя дефицит площадей не позволяет в настоящем и будущем широко использовать поля орошения и фильтрации, этот экстенсивный способ очистки сточных вод еще находит применение из-за своей простоты.