6. Вредная деятельность микроорганизмов в системах водоснабжения

При спуске производственных стоков непосредственно в водоем всегда следует иметь в виду возможное влияние этих стоков на процесс бактериального самоочищения от органических загрязнений. Поэтому особое внимание должно уделяться стокам предприятий, вырабатывающих различные антибиотические вещества. Установлено, что стоки, содержащие пенициллин, влияют на ряд водорослей стимулирующим образом, возрастает количество

клеток, усиливается фотосинтез.

С другой стороны, стоки, содержащие другой антибиотик - биленцин, подавляет интенсивность фотосинтеза, уменьшается концентрация клеток.

В водоем могут поступать не только промышленные отходы, но и хозяйственно-фекальные и сельскохозяйственные сбросы, в которых содержится фосфор и азот, что приводит к усиленному развитию в водоеме водной растительности.

Образующееся в водоеме органическое вещество называется автохтонным, а поступающее с водосборной площади — аллохтонным.

Влияние загрязняющих веществ на водоемы и водотоки различно. Так в реках после прекращения поступления загрязнений возможно восстановление исходного состояния реки.

С другой стороны, во время паводков идет промывание ложа реки, в то время как в озерах и водохранилищах загрязняющие вещества могут накапливаться. В водоемах наряду с органическими примесями, могут находиться примеси неорганического характера, одним из которых является железо. Оно может присутствовать в воде в виде растворимых (как правило), закисных гидрокарбонатов железа и карбонатов железа . В присутствии кислорода воздуха идет реакция:

Т.е. карбонат железа(II) переходит в гидроксид железа(III), который выпадает в осадок в виде бурых хлопьев. Эта реакция протекает как химическим путем, так и под действием микроорганизмов.

Среди бактерий, окисляющих закисное железо, известны нитчатые и одноклеточные формы. Нитчатые железобактерии широко распространены в природе. В воде ручьев, болот и т.д. можно заметить бурые хлопья, это длинные слизистые трубки, внутри которых находятся бактериальные клетки.

Эти бактерии окисляют закисное железо и выделяют осадок, который откладывается на поверхности клеток, образуя слизистый чехол. Когда этот чехол становится достаточно плотным, то бактерии выходят из него и вырабатывают новый.

Железобактерии создают серьезные помехи в водоснабжении. Почвенные и подземные воды чаще всего содержат железо в закисной форме, а также углекислоту. При выходе на поверхность из воды выходит углекислота, и она насыщается кислородом. Закисное железо переходит в окисное, что создает отличные условия для обильного роста железобактерий.

При интенсивном размножении железобактерий в воде, поступающей в трубопровод, происходит сужение сечения трубопровода, т.е. обрастание трубопровода. Чтобы избавиться от этого, необходимо удалять соли железа из воды, до поступления ее в трубопровод. Данную операцию производят путем аэрации воды с последующим ее отстаиванием.

Другой вид нитчатых бактерий — Sphaerotilus nataus — растет в сильно загрязненных водах и стоках различного происхождения. Для этого вида бактерий характерны активный обмен и частые вспышки массового размножения.

Sph. nataus дает мощные разрастания в водоемах и водопроводных трубах. Для борьбы с этими бактериями необходимо соблюдение всех технологических режимов, усиленная аэрация и подщелачивание среды до pH=9.

Существует еще один вид железобактерий — Callionella — это очень мелкие бактерии — одноклеточные, они получают энергию в процессе окисления закисного железа. Причем для синтеза 1 г клеток бактерий им необходимо выделить 500 г

Превращение соединений фосфора, входящих в состав сточных вод, происходит потому, что бактерии не могут усваивать фосфор. Но фосфор необходим микроорганизмам, так как входит в состав белка, нуклеиновых кислот, и других органических соединений. Фосфор в составе клетки микроорганизмов содержится в основном в виде или ее солей - фосфатов.

Сложные органические соединения, содержащие фосфор, вначале разрушаются под действием биологических катализаторов – ферментов грибов, дрожжей и т.д. , а затем усваиваются микроорганизмами.

Труднорастворимые минеральные соединения фосфора под влиянием и (эти кислоты образуются за счет нитрифицирующих и серных бактерий) переводятся в хорошо растворимые соединения фосфора

.

И далее растворимые соединения фосфора переводятся в усеваемую бактериями форму и удаляются из воды.

Сера является одним из необходимых питательных элементов для микроорганизмов и бактерий. Сера — одно из основных составляющих бактериальной клетки. Это свойство используется для очистки воды (сточных вод), содержащих в своем составе . Сера этих соединений окисляется аэробными и анаэробными бактериями до иона. Так бактерии рода Thiobacillus, представляющие собой палочки длиной до 3 мкм с одним жгутиком, окисляют серу и ее соединения в аэробных условиях:

.

Соединение – тиосульфит натрия и - гипосульфит натрия, также разрушаются в анаэробных условиях под действием нитчатых, пурпурных и зеленых серных бактерий. Окисление под действием пурпурных серных бактерий происходит по схеме

.

Окисление с участием зеленых серобактерий идет по схеме

.

По внешнему виду нитчатые серобактерии напоминают пучки серых волос. Попадая в трубы, эти бактерии могут забивать их.

Некоторые микроорганизмы и плесневые грибы могут жить на резине и используют углерод естественного и искусственного каучука для построения своего организма, что приводит к быстрому разрушению каучука.

Из живых организмов в механической закупорке труб принимают участие железобактерии, моллюски и некоторые водоросли. Так жизнедеятельность моллюсков ведет к выпадению из воды.

Для борьбы с обрастанием трубопроводов необходимо проведение следующих мероприятий:

1.Охрана водоемов и водостоков от попадания в них бытовых и производственных сточных вод.

2. Удаление из воды и других элементов, которые благоприятствуют развитию микроорганизмов, обусловливающих обрастание трубопроводов.

3. Механическая очистка дна и берегов водоемов от водной растительности.