Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Микробиология и гидробиология природных и сточных вод учеб. пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

8.93 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2118 19 20 21 > Следующая >>>

Унифицированные методы анализа воды (СЭВ) рекомен дуют несколько иные методы определения ВПК (в основе лежит метод Випклера). Для повседневных контрольных ана лизов сточных вод .можно пользоваться и описанным мето дом, в котором за основу взят Всесоюзный стандарт исследо вания на ВПК 1940 г.

Г л а в а

IV.

Основные микробиальные

(биогенные)

процессы

в очистных

сооружениях

при очистке

хозяйственно-

бытовых сточных вод. Хозяйственно-бытовые

сточные

воды

Хозяйственно-бытовые сточные воды состоят из вод,

выте

кающих

из ванн, душевых,

кухонь, уборных,

а также

от

промышленных предприятий.

Основным

признаком

сточных

жидкостей является

нали

чие

большого

количества

оргинических

веществ, полное

от

сутствие

свободного

кислорода,

преобладание

анаэробных

микробов

и анаэробных

процессов,

преобладание

гидробион-

тив,

консумснтов и

отсутствие

или

ничтожное

количество

фотосинтезирующих

гидробпонтов,

продуцентов.

Общее количество сточных вод населенного пункта всеце

ло зависит от количества подаваемой

населению

.воды

за

вычетом 25—30"", истраченных на полив растений

и попада

ющих в почву. Сточные жидкости

состоят

из жидкой

ч а с т ,

коллоидной'и

твердого осадка. Как в жидкой, так и в колло

идной части,

а также ш в твердом

осадке

имеются

белки,

жиры и углеводы, разложение и минерализация

которых

про

исходит

только при помощи

опросного

количества

анаэроб

ных, аэробных микробов и различных гидробпонтовВследст вие того, что коллоиды практически неотделимы от жидкой части сточных .вод, -можно считать, что В'се сточные жидкости

состоят	из двух частей: жидкой		и твердой		(осадка),				причем
на жидкую часть приходится по объему 80,						а	на осадок —
20%. Если судить по БПК5,		то органические					вещества			со
ставят 67"/" осадка и 33% жидкой части.					В	осадке			обычно
около 5% минеральных 'веществ. Столько					же		их (5"''»)			и в
коллоидной части.
При расчетах очистных сооружений рекомендуется пола
гать на 1 жителя 65—70 г взвешенных				веществ -в сутки.
Микробы и другие гидробиоиты в огромных								количествах
имеются	во всех частях (фазах)		сточных жидкостей.						На м3
сточной	жидкости приходится	не менее		как 1 л				микробных

170


тел (0,1% по объему). В 1 мл сточной жидкости в								среднем
около 100 млн		микробов.
В процессе питания ограническимн веществами								сточных
жидкостей микробы так же, как и другие						гндробнонты			ад
сорбируют на себя молекулы органических веществ,								раство
ряют их своими		энзимами и всасывают через пары					оболочек
внутрь себя, выбрасывая			наружу	уже переваренные				отбросы
в виде	аммиака, сероводорода, метана (анаэробы)						или окис
ленных	С0 2 , N0 2 , N 0 3 и других			веществ		(аэробы).		С ре \
микробов имеются аммонизирующие					(уробактерии),			а	также
сбраживающие		углеводы	(дрожжи),		разрушающие			клетчат
ку, жирные кислоты и даже стойкие -углеводороды-

(Bac.cellulosae methamicum, Bac.cellulosae hydrogenicum).


Различные ядовитые вещества, особенно фенолы,						а так
же масла и нефтепродукты, затрудняют адсорбцию					органиче
ских веществ микробами	и другими	гидробнонтами,				затруд
няют жизнедеятельность	их ,и мешают		их работе		по разло
жению и минерализации	органических		веществ, а иногда				да
же и губят их. Поэтому	сточные жидкости перед подачей их
на очистные сооружения	подлежат	обязательному			освобож
дению от этих веществ, затрудняющих			работу	микробов			и
других гидробионтов -или губящих их.
Многие промышленные стоки		содержат		ядовитые			ве
щества. Так, кожевенные заводы дают			сточные	воды,		содер
жащие мышьяковистые	соединения,		хром. Ситценабивные,
отбельные и красильные фабрики		дают стоки,		содержащие

мыла, соли тяжелых металлов — сурьмы, цинка, меди, олова, хрома. Особо сильные яды—цианиды, роданиды, соединения


меди, свинца, мышьяка.			Рыба	гибнет отналичия в	воде
10—20 мг мышьяка		на литр воды. При таких же дозах гиб
нут и водоросли-	Гидробпонты			планктона угнетаются	уже
при дозе 0,5 мг	свинца		на литр воды, а при больших		дозах
погибают. Огромное		количество		микроорганизмов содержат

стоки пищеобрабатывающих предприятий: боен, пивоварен ных заводов, винокуренных, сахарных, дрожжевых, молоч ных- Бумажно-целлюлезные заводы дают стоки с сульфитны ми и сульфатными щелоками.


Вискозные производства,		выпускающие		искусственный
шелк, штапель, корд, иа тонну		своей продукции дают				400—
800 кубометров сточных жидкостей, а эти стоки					содержат
цинк (30—150 мг/л),	сероуглерод		(50—100 мг/л),		сульфаты
(2200—4800 мг/л),	сульфиды	и	сульфиты	(20—40		мг/л).

171

БПК2 о таких сточных жидкостей достигает 200 и больше Mi кислорода на литр.

Перечисленные вещества отравляюще действуют па фи- то-н -зоопланктоны. Наше законодательство допускает в питьевой ©оде наличие до 5 мг на литр цинка. Между тем концентрация этого элемента свыше 0,01 мг на литр понижа ет жизнедеятельность многих полезных водных микробов и гидробионтов, а на некоторых действует губительно.

Поэтому допуск цинка в воду рыбохозяйственных водоемов ограничивается дозой не свыше 0,01 мг иа литр, то же н меди.

Нафтеновые кислоты, входящие в состав стоков с остат ками нефти, бактерицидны и токсичны для биоценозов. Так же токсичны для гидробионтов и остатки 'Многих детерген тов, поверхностно-активных моющих средств. Из радиоактив ных веществ для г/ндробионтов наиболее опасны стронций 90 и цезий 137, имеющие продолжительный период полурас пада.

Химический состав сточных вод различных промышлен ных предприятий весьма разнообразен. Разнообразны в них


многочисленные вредные для гидробионтов				вещества,			которые
могут подавлять жнзнедеятельностьпли даже					губить		гидроби
онтов, совершающих очистку, минерализацию					сточных			вод.
Поэтому при решении вопроса об очистке сточных							вод	того
или иного промышленного предприятия 'необходима							консуль
тация научных		исследовательских	институтов			с предвари
тельным исследованием сточных жидкостей и их действия								на
гидробионтов.						I
Сточные жидкости заражены			различными			патогенными
микробами дизентерий, паратифов, брюшного тифа,							холеры,
туберкулезной палочки, сибирской язвы, вирусами							полноми-
элита, эпидемического гепатита, энтеровирусамм						и	множест
вом других патогенных микробов, попадающих сюда							от бак
терионосителей		людей, животных, птиц.		Одновременно с па
тогенными микробами сточные жидкости имеют						в огромных
•количествах и бактериофаги против всех патогенных							микро
бов- Ультрамикробы-бактериофаги поражают						патогенных
микробов, и они гибнут в огромных количествах.						Однако на
такие	«самоуничтожения» требуется значительное						времи. А
наши	современные очистные сооружения			в процессе			очистки

сточных вод не в состоянии уничтожить всех патогенных мик робов, в особенности патогенных вирусов. Межд> тем закон

об охране природных водоемов от заражений требует, чтобы опускаемые в водоемы очищенные сточные жидкости те е.: держали бы патогенных микробов н вирусов. Вследствие этого после очистки сточных вод они должны подвергаться обязательной дезинфекции. От обязательной дезинфекции по ка освобождаются только сточные воды, прошедшие очистку на полях фильтрации и на полях орошения, хотя последние исследования указывают, что патогенные вирусы и после фильтрации сквозь почву остаются в фильтратах сточных жид костей.


В сточных водах всегда		имеются,	кроме всяких микро
бов, также и зародыши водорослей,			инфузорий,		коловраток,
ракообразных, червей в виде		цист, опор,		яиц,	попадающих
сюда с	различными волами,	имевшими		соприкосновение с
почвой	и с сырыми необработанными		водами.

В почве всегда много сине-зеленых, зеленых и других во дорослей. Немало существует и таких водорослей, которым в почве достаточно минимального количества влаги и кото рые в состоянии приспособиться к жизни в водоемахМногие нясекоэдые. развитие яиц и личинок которых связано с водой, откладывают яйца также и в сточные жидкости, а выплодп"- шиеся их личинки дальнейшее развитие получают на ЛИР водоемов, загрязненных органическими веществами сточных жидкостей, которыми они питаются и минерализуют их.

В основном сточные жидкости очищаются от органиче ских загрязнений при помощи аэробных гидробионтов. Прав да, твердая фаза (осадки) сточных жидкостей перерабаты ваются, минерализуются анаэробами. Но осадки составляют

только	одну пятую (20°'") сточных	жидкостей, жидкая же
часть	стоков, составляющая на 4/5	(80%) сточных жидкос

тей, требует аэробных гидробионтов, для которых и создают ся специальные очистные сооружения.

Для ускорения минерализации сточных жидкостей обыч но отделяют осадки от жидкой части сточных жидкостей и подвергают их микробиальным обработкам раздельно. Твер дые осадки подвергают септическим, гнилостным процессам, минерализующим их при помощи анаэробных микробов и других гетеротрофных гидробионтов (метантенки). Жидкую же часть сточных вод подвергают аэробным процессам в специальных сооружениях, выращивая в них огромное коли-

173

чество аэробных микробов, аэробных гидробионтов и гидро бионтов фотосинтезирующнх, снабжая очищаемые, минера лизируемые жидкости большим количеством кислорода, естественно пли искусственно проникающего в жидкости-

Г л а в а V. Биогенные процессы в очистных сооружениях

а н а э р о б н о г о х а р а к т е р а
Для отделения твердой части (осадка)	сточных вод от
жидкой части чаще всего строят септики	(септиктенки) и

двухъярусные отстойники. Самостоятельным сооружением для окончательной очистки сточных вод ни одно из этих соору жений служить не может. В лучшем случае они решают судь бу только осадка сточных вод.


С е п т и к	и. Двухкамерные септиктенки—это				резервуа
ры, размещенные в земле, для сохранения				положительной
температуры,	обеспечиваемой самими		анаэробными		микро-
бналььымп процессами! в		сточных жидкостях.		Септики со
стоят из двух	отделений-—осадочного		и осветительного. Пер
вое отделение	делается обычно в два раза больше второго.
В первом	отделении	сточные жидкости		освобождаются

от взвесей, которые выпадают на дно.- Здесь они подвергают

ся полному		анаэробному	распаду.	Белки	распадаются			на
аминокислоты при помощи, например, таких						микробов,		как
гнилостная		бактерия 1 BncmitrificnsV
Жиры	гпдролнзуются,		образуя жирные		кислоты		и	гли
церин при помощи таких			микробов,	как	флюоресцирующий
микроб		'Вас. fluorescent.
Также разрушаются углеводы—крахмал,						клетчатка,		об
разуя	молочную кислоту		'Вас. cellulosae hydrogenicus, Bact.
methanicus. Ract. amvlo^ymicus и др.)
Образование кислот			из органических		веществ		сточных
жидкостей является первой фазой их минерализации							и очи
стки.
В дальнейшем продукты разложения					белков—мочевина

например, становятся достоянием уробактерий, которые п-п-

ролизируют их. Из мочевины образуется карбонат			аммония,
последний при	гидролизации	освобождает	аммиак

[ C O ( N H , ) , 4 - 2 H 2 0 = ( K H 4 1 , C O s ; ( N H ^ 2 C O S = 2 N H , + C 0 8 - f На О]

Белки, содержащие серу, в конечном результате дают серо водород ( H 2 S ) .

174

Жирные кислоты (масляная, муравьиная, уксусная и др-), молочная кислота используются микробами типа бакте


рии целлюлезной и метанового брожения					(Вас	celltilosae
methanicus^.	Эти бактерии 'переваривают			шх и расщепляют
с образованием метана и углекислоты (СН, и СОг).
Образование		дурнопахнущнх	газов	(NH3 , СН4, H2S)				в
конечном результате анаэробных			процессов		является		второй
и заключительной		фазой минерализации		органических				ве
ществ сточных жидкостей. От трупа кошки,					сброшенного			в
септик, под влиянием анаэробных			процессов		через	2	недели
остается один	скелет да и тот постепенно			распадается,			остав
ляя п основном одни известковые соли. Под влиянием							гпдро-

лизирующего гнилостного анаэробного процесса распадается здесь даже пробка.

Гнилостные процессы тем успешнее происходят, чем бла гоприятнее температура для анаэробных микробов. Поэтому септиктеики успешнее работают на юге нашей страны.


Образующиеся при анаэробном процессе зловонные				газы
со дна первого отделения септика поднимаются		вверх и ув
лекают за собой легкие частицы загнивающих		органических
коллоидов, а частично и легкие частицы	гниющего		осаткп
(флотация"). Эти поднятые на 'Поверхность	сточной жидкости
частицы образуют плавающую корку толщиной		иногда		то
1 м- Корка выполняет роль своеобразного	одеяла,		под кото

рым сохраняется положительная температура, обеспечиваю щая мнкробиальные процессы и зимой.

Частицы осадка, поднимаемые газами с илового дна. вместе с переливающейся жидкостью частично попадают во второе отделение септика. Однако здесь уже осадок на дне почти отсутствует, а плавающая корка незначительна. Хотя

сточная жидкость во 'втором отделении септика	и освободи
лась от взвесей, но она насыщена зловонными	газами. Раст
воренные в 'ней и взвешенные в виде колловдов	органические

вещества продолжают гнить, поэтому жидкость не может считаться очищенной и не может быть выпущена в водоемы. Вдобавок, хотя яйца глист т большинстве в септиках гибнут гарантии полного их уничтожения все же нет. Патогенные микробы также в большинстве своем гибнут в септиках, но все же частично выживают. Все это вместе взятое застявля ет считать, что септики не могут служить очистным сооруже нием для окончательной ликвидации сточных жидкостей.

Осадок периодически, в зависимости от накопления ми неральных частиц (песка и глины), выбирается из септиков п вывозится па поля ассенизации, а жидкая часть чаще всего отводится в подземное орошение, точнее—в почвенное ороше ние, с заглублением дренажных рассасывающих каналов в пределах шочвенного слоя и корневой системы орошаемого приусадебного сада, парка. Отсюда ясно, что система ликви дации сточных жидкостей при помощи септиков удобна для отдельно стоящих зданий больниц, школ, домов отдыха, же лезнодорожных станций, дач и т. п., .имеющих достаточно обширные приусадебные участки и удаленных от основной канализации.

П	о д з е м н о е	( п о ч в е и н о е) о р о ш е н и е. Что ка
сается	подземного	орошения, окончательно ликвидирующего

жидкую часть септика, то технически оно не сложно. Много летний опыт г. Новочеркасска по устройству m эксплуатации септиков в комбинации с подземным орошением привел к определенным принципиальным установкам их устройства и эксплуатации-

Первый принцип правильного устройства септиков с подземным орошением требует размещать дренажные трубы (каналы) не глубже почвенного слоя, т. е. не глубже I м-

Вторым принципом этого устройства является располо жение рассасывающих дрен между древонасаждениями, вы годнее—фруктовыми. Древонасаждения не позволяют забо лачивать, осушают почву н используют все удобрения, на копляющиеся в почве от биологической минерализации ор ганических веществ (селитры, фосфор и др.)

Третий принцип—избегать загруження септиков сточны ми водами, содержащими минеральную грязь—глину, песок. Чем меньше такой грязи попадет в септик, тем дольше он может работать без чистки.

У аккуратных владельцев септиков чистка с промежут ками в 10—15 лет не редкость. Рекомендуется воды после мытья грязной обуви, после мытья полов не выливать в кан?- лпзяшш или выливать после некоторого отстояСудьба сточных жидкостей; подвергшихся в септике глубокому ана эробному гнилостному процессу, а теперь попавших в под земное (почвенное) орошение, резко изменяется. Они поп-т- дагот в аэрируемые слон почвы, вследствие чего облигатныг анаэробные микробы и некоторые гетеротрофные микроорга низмы и протозоа погибают. Технология дальнейшей мипе-

176

ралнзашш органических веществ переходит во власть аэроб ных гидробионтов и микробов. Устройство сооружений под земного орошения должно обеспечить: 1) возможно больший

приток воздуха	(кислорода) к прибывшим сточным	водам.
2) потребление	и минерализацию органических	веществ'

сточных жидкостей из септика наиболее активными аэробны ми микробами и гидробпоитамп. Этим требованиям наибо лее отвечают ф и л ь т р у ю щ и е т р а и ш е и. В Новочеркас ске такие траншеи копали в пределах почвенного слоя зем- д-п шириною до 1 м у поверхности и 70—80 см. у дна. На дно

траншеи насыпают битый кирпич, а чаще		шлак"	(перепал)
слоем в 15—20 см. По такому основанию		укладывают		дре
нажные керамиковые трубыДо революции таких			труб не
было, и по шлаку укладывали каналы	из	кирпича	«в	раз
бежку» в боковых стенках. Дно и верхнее		перекрытие		дела
ли сплошными, но без -извести шли цемента.		Такой канал за
сыпали также шлаком, а сверху присыпали		землей	из тран
шеи. Траншеи и дренаж укладывались	с расчетом		уклона

Б 0,002. Такое устройство фильтрационной траншеи обеспечи вает хороший приток воздуха в шлаковую муфту дренажной трубы. В эту же -муфту из шлака изливаются раздробленны ми порциями сточные жидкости периодически, по мере вы теснения их из септика поступающими новыми порциями сто ков. При таких условиях аэрации биологическое созревание шлакового фильтра и регенерация аэробов происходят ус пешно, и все сточные жидкости, поступившие в такое фильт рационное почвенное устройство, освобождаются от органи ческих загрязнений. Конечные продукты минерализации орга


иичесшх веществ, растворенные в очищенной				сточной			жид
кости, 'поступившие в почву, -всасываются			корнями			фрукто
вых деревьев в качестве удобрений		и используются				ими на
рост и плодоношениеНовочеркасскне безымянные					изобрета
тели такого почвенного орошения рассасывающие					фильтра
ционные дренажщ располагали «елочками», между						ветвями
которых сажали осушающие фруктовые деревья.
Конечно, почвенное фильтрующее		устройство			примени
мо на участках, позволяющих	дать уклон		от септика			в сто
рону рассасывающих дрен. Там, где		этот уклон невозможно
дать, прибегают к устройству	фильтрующих			колодцев.			Ка
федра коммунальной гигиены	Киевского		-медицинского				ин
ститута им. А. А. Богомольца,	занимавшаяся			изучением			под
земных фильтрующих устройств, установила,				что «процессы
биологической очистки сточных вод могут успешно					протекать-

177 ^

и на глубине до трех метров от поверхности земли» (проф. II. Гончарук). Фильтрующие колодцы разрешают вопрос ка нализации отдельно стоящих здании (домов отдыха, больниц, школ) не только для'участков с неудобным рельефом, но и для северных местностей, где имеется опасность промерзания почвенных фильтрующих устройств..

Песчаные грунты при прокладке в них «подземного оро шения» очищают около 33 л сточных вод септиков на 1 по гонный метр в сутки, т. е. па каждый кубометр стоков тре буется около 30 м оросительных дрен. При суглинистых поч вах фильтрационных устройств требуется 40—45 м. В Ново

черкасске длину рассасывающих каналов практически									дела
ли от З'Х до 5 метров на одного			человека		населения			кварти
ры. Пи исследованию той же кафедры				Киевского мединсти
тута очистка сточных вод при такой системе							по бактериаль
ным показателям достигает 99,9—100%-					После таких фильт
раций сточные жидкости	имеют		колп-тптр—не менее 300,							а
микробное число —менее 100.
Ч и с т к а с е п т и к о в .		Чистка		септиков			сопряжена			со
значительными трудностями,		связанными			с	плотностью			пла
вающей корки,- со зловонием удаляемой					жидкости			п. плот
ностью накопившегося минерального				осадка			(песка),		кото
рый именно и подлежит	периодическому				удалению,			так как
уменьшает рабочую емкость септика. При						чистке		септиков
особенно необходимо помнить, что ,в емкостях							септиков		скоп
ляется метан, газ ядовитый и способный					взрываться			при ма
лейшей искре.

, Известно немало случаев гибели и увечий людей при чистке септиков. Эту работу допустимо выполнять только брпгадно. в противогазах и только с непрерывным вытесне нием ядовитых тазов из септика чистым воздухом- .


При соединении	септиков с почвенным орошением'						все
дурпипахнущие газы, в-том числе сероводород					и метан,		вы
носятся с вытекающей жидкостью,			а в дальнейшем			вместе с
жидкостью через дренажи попадает			в почву,		где и адсорби
руются ею. Поэтому	септики	можно устраивать во дворах
без всякой порчи воздуха вблизи них.				(1.5—3 м),		но смот
ровые люки, имеющие двойные крышки,				должны		быть	при
сыпаны слоем земли	хотя бы в 10—15 см.
Приусадебные,	семейные	септики,		оберегаемые		от	из
лишних засорений минеральными			взвесями		(песок, глина),
часто работают без чистки десятки лет.					•	_

178

Возражения гигиенистов прежних "времен против соору жений подземной фильтрации, опасавшихся загрязнений под земных источников водоснабжения, после исследовании Ки евского медицинского института, и жизненных наблюдений, отпали. Санитарные нормы разрывов при поздемных фильт рациях утверждены Госстроем СССР и УССР (ОП-337-65 и РСН-109-66). '

Д в у х ъ я р у с н ы е о т с т о й н и к и	также устраиваются
в земле, чтобы обеспечить анаэробным	микробам возмож
ность жить, питаться и размножаться*).	Двухъярусные отстой

ники отделяют от сточных вод взвеси, т. е. твердую часть их


от жидкойДля этого в верхней части	цилиндрического			от
стойника устраивают корыта со щелёвпдпым		дном.	Сточные
воды, протекая медленно по корытам, теряют		свои	взвеси —
они проваливаются через щели корыт на дно		отстойника,		где
и подвергаются гнилостному распаду,	становясь достоянием
анаэробных микробов. Жидкая часть сточных		вод	не успе

вает подвергнуться анаэробному гниению и покидает отстой ник без зловонных газов. Двухъярусные отстойники не могут служить самостоятельным сооружением то очистке сточных вод. Они служат предварительной очисткой сточных вод пе ред дальнейшим поступлением их на биологические фильтры,

аэротепки.	Осадок, скопляющийся на		дне	двухъярусных		от
стойников,	выкачивается и	поступает	или	в метантенкп, или
на иловые площадки с последующим			использованием			его в
виде брикетов на топливо пли для удобрении.
Микробиологические, процессы, протекающие на дне
двухъярусных отсгойннков,		аналогичны анаэробным			процес
сам в септиках.
М е т а и т е п к и. Это		обычно металлические			или	- бе
тонные емкости, в которых происходит			анаэробный		(процесс

гидролитического гнилостного распада органических веществ

осадка сточных вод. Для выращивания.огромного			количест
ва анаэробных мшкробо/в, способных в короткое			время	пере
работать большие массы осадка сточных жидкостей,				прибе
гают	к искусственному подогреванию осадка-		Вследствие
этого	метантенкп не нуждаются в особых заглублениях,				хотя
это ,.чожет давать значительную экономию в топливе.
Надземные метантенкп		все же обычно до половины			вы
соты	обкладываются землей	для утепления.

) Надземные обсыпаются в тех же целях землей,

179

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1718 / 2118 19 20 21 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ