Биологические факторы

Различные группы организмов, объединенные единой средой обитания, взаимодействуют между собой определенным образом, образуя естественные сообщества организмов – биоценозы. Взаимные связи между различными членами биоценоза могут быть прямыми и косвенными. Прямые предусматривают непосредственный контакт взаимодействующих организмов. Косвенное влияние одних микроорганизмов биоценоза на жизнедеятельность других осуществляется путем изменения физико-химических свойств внешней среды под действием продуктов их жизнедеятельности.

Взаимодействие между различными группами микроорганизмов и другими организмами можно охарактеризовать следующими типами: симбиоз, метабиоз, антагонизм, паразитизм.

Очистка сточных вод с помощью микроорганизмов

При очистке сточных вод, как правило, отделяют твердую фазу от жидкой, затем обрабатывают их в аэробных или анаэробных условиях. При аэробных процессах создается активный ил, при анаэробных – сброженный осадок. В обоих случаях скорость процесса минерализации зависит от массы, т.е. от поверхности участвующих микроорганизмов и от их контакта с загрязняющими воду веществами.

На всех очистных сооружениях, работающих в аэробных или анаэробных условиях, механизм очистки сточных вод сводится двум процессам:

1. адсорбция загрязняющего воду вещества на активном компоненте (активном иле, биологической пленке и т,д,)

2. минерализация загрязнений микроорганизмами

Первый процесс протекает быстро (в течение 10-15 минут), второй в течение длительного времени.

Аэробные процессы очистки воды

В аэробных условиях очищают жидкую фазу сточных вод, эти процессы проводят в аэротенках, биофильтрах различной конструкции, полях орошения и полях фильтрации. Сооружения эти по своему техническому оформлению различны, но все они рассчитаны на использование окислительного аэробного процесса.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ – это сооружения, состоящие их корпуса, загрузки и распределительных устройств для сточной воды и воздуха.

В них сточная вода фильтруется через слой загрузки, покрытой пленкой из микроорганизмов, которая выращивается на фильтрующей загрузке в пусковой период. Основными компонентами биопленки является микробное население. В биоценозы пленки входят водоросли, простейшие, личинки насекомых, жучки, черви грибы и бактерии.

Все микроорганизмы принимают участие в очистке сточных вод. Бактерии минерализуют органические вещества, используя их как источник питания и энергии, простейшие питаются бактериями, водоросли выделяют кислород и фитонциды. Черви прорывают ходы между частицами загрузки , разрыхляют биологическую пленку и тем самым облегчают доступ в нее кислороду. Кроме этого, черви, питаясь органическими веществами переваривают и разлагают ряд стойких соединений – хитин и клетчатку. Таким образом из сточной воды удаляются органические вещества, а масса активной биопленки увеличивается. Отработанная биопленка смывается протекающей сточной жидкостью и выносится из биофильтра.

В качестве загрузки биофильтров используют материалы с высокой пористостью, малой плотностью и большой удельной поверхностью (шлак, щебень, галька).

Полной очистки на биофильтрах не достигается.

АЭРОТЕНКИ – железобетонные резервуары прямоугольной формы, глубиной 3-6 метров.

При работе аэротенка через него медленно протекает подвергшаяся аэрации сточная жидкость, смешанная с активным илом, состоящим из скопления микроорганизмов. Подача воздуха осуществляется воздухонагнетательными машинами. Аэрация способствует большему контакту активного ила с загрязнениями сточной жидкости.

Биологическое окисление в аэротенках протекает в две стадии. Первая – сорбция загрязнений, вторая – непосредственное окисление загрязнений сточной воды.

Биоценоз активного ила развивается в условиях ярко выраженных окислительных аэробных процессов. Кроме одноклеточных бактерий в активном иле развиваются нитчатые бактерии, дрожжи и грибы. Микрофауна представлена простейшими, коловратками, круглыми червями, одноклеточными животными. При нормальной работе аэротенка устанавливается равновесие между всеми представителями микрофлоры и микрофауны. Нарушение этого равновесия свидетельствует об ухудшении работы очистных сооружений, поскольку изменение численного состава микробного населения в активном иле связано с изменением физико-химических свойств очищаемой сточной жидкости. Причинами, нарушающими работу аэротенка , являются: перегрузка очистных сооружений органическими веществами, образование анаэробных зон, недостаток биогенных элементов, резкое изменение температуры или рН, попадание в очищаемую воду токсичных веществ.

В сточной жидкости, очищаемой в аэротенках, происходят следующие изменения:

1. снижение концентрации загрязнений вследствие разбавления жидкостью, транспортирующей активный ил

2. адсорбция загрязнений на активном иле (первая фаза окисления)

3. постепенное уменьшение содержания органических веществ, растворенных в воде и адсорбированных на активном иле (вторая фаза окисления)

Основными минерализаторами органических веществ в аэротенках являются бактерии. Саркодовые, питаясь иловыми частицами, переводят ряд сложных веществ в более простые. Инфузории и другие простейшие выполняют роль регуляторов развития бактерий и тем самым создают благоприятные условия для процесса минерализации.

Перед спуском в водоем очищенных сточных вод их необходимо подвергать обеззараживанию, т.к. аэротенки не могут гарантировать полную очистку от патогенных микроорганизмов.

Аэробные методы биологической очистки могут протекать и в естественных условиях – в биологических прудах, на полях орошения и полях фильтрации.