книги из ГПНТБ / Очистка промышленных сточных вод

Бесцветные жгутиковые (рис. 52), живущие в актив­ ном иле и биопленке (класс F läge 1lata), обычно имеют тело овальной формы. Жгутик, которым они отличаются от других Protozoa, в 2—3 раза длиннее тела; он служит органом движения и способствует захватыванию пищи, состоящей из бактерий и простейших. Животное движется в сторону

жгутика [12, 63].

Коловратки являются частыми обитателями активного ила. Они относятся к типу первичнополостных червей

Nemathelraintes к классу Rotatoria. Чаще других видов в активном иле встречаются Philodina roseola, Notommata

182

ansata, Catypna luna, Monostyla cornuta, Callidina vorax; (рис. 53—57) [12]. Питаются коловратки жгутиконосцами,, одноклеточными водорослями, бактериями и др. Место1 обитания этих живот­

ных — пресные воды; они живут в толще воды и на дне водоемов [12, 63].

Круглые черви Nematoda (рис. 58), также от­ носящиеся к типу первич­ нополостных, в неболь­ шом количестве всегда присутствуют в активном иле. Форма тела их подоб­ на веретену, имеет круг-

183

лое сечение, они очень подвижны. Нетребовательность круглых червей к содержанию кислорода в среде их оби­ тания и одевающая их плотная оболочка обеспечивают им сохранение жизни при нарушении обычных условий

существования.

При неблагоприятных условиях простейшие и неко­ торые другие организмы, например коловратки, впадают в состояние длительного покоя — анабиоза. Тогда они принимают округлую форму, покрываясь плотной обо­ лочкой— инцистируются (рис. 53, г); в таком состоянии они могут существовать очень долго. При очистке сточ­ ных вод это свойство очень важно, так как позволяет при нарушении эксплуатации очистных сооружений со­ хранить жизнь ряду организмов активного ила. При вос­ становлении обычных условий обитания организмы из инцистированного переходят в активное состояние, и в иле начинают появляться его обычные обитатели.

Количество мйкроорганизмов активного ила,^ напри­ мер зойглейных скоплений, может в значительной степе­ ни меняться* в зависимости от состава сточных вод. При очистке бытовых сточных вод в активном иле содержатся многочисленные округлой формы зооглеи и другие обыч­

ные обитатели.

Очистка различных видов промышленных сточных вод видоизменяет активный ил. Так, при очистке сточ­ ных вод кожевенных заводов зооглей в иле мало, а при очистке сточных вод производства картона наблюдает­

ся большое скопление их в аэротенке [32].

В исследованиях автора отмечалось уменьшение раз­ меров и потемнение цвета хлопьев ила при очистке сточ­ ных вод, содержащих ди- и трихлорфенолы. В процессе биохимического окисления л-хлорфенола наблюдалось исчезновение простейших из активного ила при разру­ шении больших концентраций испытуемого вещества от 100 до 400 мг]л и появление их после распада л-хлорфе- нола [50]. Очистка от сероводорода грунтовых вод

185

сопровождалась наличием в активном иле больших коли­ честв зооглей, состоящих из серных бактерий [31].

Изучением биохимического окисления чистых ве­ ществ (углеводородов, амино- и других органических кислот) установлена зависимость между структурой со­ единения и преобладанием того или иного вида организ­ мов в активном иле. Развивающийся на структурно близких соединениях активный ил состоит из одинако­ вых организмов, имеет подобный внешний вид и осуще­ ствляет сходные биохимические превращения органиче-

оких веществ [124].

Характеристику активного ила следует дополнить еще такими сведениями. По данным X. Рюффера [156], образовавшийся хлопок ила связывает на своей поверх­ ности содержащийся в сточной воде кислород. При этом внутри хлопка образуется анаэробная зона, которая уве­ личивается, уменьшается или совсем исчезает в зависи­ мости от количества растворенного кислорода в сточной жидкости. Кислород в зоне хлопок — сточная вода окис­ ляет не только углерод и водород, но и азот разрушае­ мых веществ. Этот исследователь считает, что анаэроб­ ные центры в хлопке способствуют удалению азота, так как нитриты и нитраты, образовавшиеся на поверхности хлопьев ила, проникают в анаэробную зону, восстанав­ ливаются в азот и в виде пузырьков газа^покидают сточ­ ную жидкость. При содержании в сточной воде наимень­ шего количества кислорода, необходимого для успешно­ го окисления органических загрязнений, из очищаемых сточных вод усиленно удаляется азот. X. Рюффером до­ казано, что при очистке сточных вод в условиях подачи ограниченного количества воздуха удаляется вдвое боль­ ше азота по сравнению с удалением его при избытке воздуха в аэротенке. Из очищенной воды очень важно удалять азот, так как большое количество его и фосфо­ ра вызывает обильный' рост всгдиріачіеи* им/шттертш“ ip лл- доеме и создает необходимость в третичной очистке.

186

Микрофлора биопленки также подвергалась подроб­ ному изучению. Рост и обилие биопленки определяется поступлением в ее толщу биогенных элементов и кисло­ рода. Верхний слой биопленки достаточно снабжен кис­ лородом и питательными веществами, а нижний получа­ ет неиспользованную поверхностным слоем часть кисло­

рода и питательных веществ.

В верхней части фильтра биопленка более мощная, ниже она тоньше и темнее. Постепенно нижние слои био­ пленки отмирают, и она выносится вместе с очищенной жидкостью. Нижняя часть фильтра покрыта главным образом смытой с верхних слоев биопленкой и представ­ ляет собой темную массу, в которой живет огромное ко­ личество бактерий и те из простейших, которые менее

выносливы к загрязнениям [77].

Толщина бактериального газона на фильтрующем материале биофильтра меняется также в зависимости от состава очищаемых вод. При очистке бытовых сточных вод образуется пленка толщиной 0,5 1,0 мм [159J. Очистка фенольных сточных вод сопровождается увели­ чением биопленки. Кроме того, цвет пленки зависит от наличия анаэробных условий в биофильтре. Так, при очистке сточных вод производства синтетических жир­ ных кислот окраска биопленки чаще всего была черно­ коричневой, она образовывала очень мощный газон, осо­ бенно в верхней части лабораторной модели биофильтра [99, 100]. По данным В. Христа, биопленка содержала много спирохет и мало простейших, а также грибов [118].

На примере очистки сточных вод производства пласт­ масс в лабораторных условиях было выявлено, что зооглейные скопления бактерий и грибные нити составля­ ли биопленку от поверхности биофильтра до глубины 0,25 м. Ниже грибов стало меньше, а на расстоянии 1 м от поверхности биофильтра их почти не было, наблюда­ лись лишь зооглейные скопления и отдельные организ­ мы — аспидиски, евглифы. На глубине от 1,0 до 1,5 м

•187

были отмечены также коловратки, инфузории Euplotes, сувойки и др. Наибольшая толщина пленки была на глубине биофильтра от 0,25 до 0,5 м [84].

ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ СООРУЖЕНИЙ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Работу биологических очистных сооружений контро­ лируют биологическими, биохимическими, химическими и физико-химическими методами. Биологический кон­ троль за микроорганизмами активного ила точнее и быстрее, чем химические и другие методы контроля. Хи­ мические показатели еще не изменились, а микроорга­ низмы уже свидетельствуют о нарушениях режима работы. Так, сжатый ресничный аппарат сувоек и, тем более, исчезновение этого вида простейших, свидетель­ ствует о нарушении работы очистных сооружений. Это же подтверждается инцистированием коловраток, развити­ ем грибов, нитчатых бактерий, большим количеством

единичных бактериальных клеток и т. д.

Биологический контроль помогает установить причи­ ну нарушения работы сооружений, например перегруз­ ка стоков, поступление кислых вод, малая подача возду­ ха [30]. Перегрузка сточной водой аэротенков вызывает изменение состава организмов в активном иле: умень­ шается количество видов простейших, преобладают бес­ цветные жгутиковые [40]. При этом возникает запах се­ роводорода, что связано с разрушением больших коли­ честв белка или с недостатком кислорода. Сероводород окисляют серные бактерии Beggiatoa alba, которым для этого необходимы микроколичества кислорода.

Переход от меньшей нагрузки к большей или недо­ статочная аэрация сопровождаются увеличением числа единичных бактерий и отложением серы в нитях Beggi­ atoa alba. В первом случае серные бактерии не справ­ ляются с окислением увеличенного количества сероводо­

188

рода, причиной отложения серы во втором случае явля­ ется недостаток кислорода, необходимого для окисления ее в серную кислоту. Когда работа аэротенка налажи­ вается, капли серы в клетках Beggiatoa постепенно ис­ чезают, через некоторое время отмирают и сами серные

Philodina roseola, Cathypna luna, Colurella colurus.

Нарушение работы изменяет состав коловраток: появ­ ляются Callidina ѵогах и Notommata ansata. Большое количество коловраток вызывает измельчение хлопьев активного ила и повышенный вынос их из вторичных от­ стойников [78]; такое же влияние на активный ил ока­ зывает и массовое развитие в аэротенках личинок Poduга и клещей. Наиболее эффективным способом борьбы является повышение pH очищаемой сточной воды до

8,5—9,0.

Было установлено увеличение числа коловраток в процессе биохимического окисления /г-хлорфенола кон­

дальнейшем по мере роста дозы испытуемого вещества; они исчезали при концентрации п-хлорфенола 120 мг/л.

Следует остановиться на «вспухании» ила, т. е. пло­ хом оседании его. Это явление возникает вследствие раз­

* Факультативные анаэробы — бактерии, которые могут нор­ мально расти и размножаться при малом количестве свободного кис­ лорода, а также черпать его из легко окисляющихся соединений.