Кто живет в автономной канализации?

В основе процессов биоочистки сточных вод лежит абсорбция и последующее окисление сложных веществ до более простых соединений, которые могут усваиваться корнями растений. В современных очистных установках для решения этой задачи применяются искусственно созданные биоценозы активного ила – многокомпонентного сообщества микроорганизмов. Богатое видовое разнообразие этих крошечных существ свидетельствует о высоком качестве очистки стока. Этот параметр зависит не только от состава сточных вод, но и от создаваемых внутри станции условий. Конструктивные особенности установок Топас, Юнилос или Биокси обеспечивают наилучшую обстановку для жизнедеятельности активного ила, что повышает его КПД и обеспечивает высокое качество очистки воды от разных видов бытовых антропогенных загрязнений.

Источники и виды бытовых загрязнений стока

Прежде чем рассматривать вопрос о том, кто именно занимается титаническим трудом по очистке сточных вод, стоит понять, с какими именно видами загрязнений приходиться сталкиваться микробам активного ила. Итак, структура не очищенного стока представлена следующими типами загрязнений:

• биологическая группа, образованная патогенной микрофлорой антропогенного и животноводческого происхождения;
• тепловая группа, подразумевающая сбросы горячих вод, снижающих растворимость кислорода в воде;
• химическая составляющая, сформированная пестицидами, гербецидами, минеральными и органическими удобрениями, отходами промышленных предприятий (поступают с осадками), реагентами типа антиобледенителей.

Также отдельно стоит выделить группу синтетических поверхностно-активных веществ, формирующих на поверхности воды пленку, препятствующую нормальному газообмену и увеличивающую долю анаэробных организмов в воде. Сюда относятся различные моющие средства: стиральные порошки, мыло, шампуни и тому подобное. К пленкообразователям относят также нефтепродукты (попадание в воду 12г нефти способно сделать непригодной 1 тонну воды).

Общее о механизме работы активного ила

Состав активного ила образован сапрозойными бактериями, голозойными простейшими и другими гетеротрофными микроорганизмами. Первые, представленные бактериями в форме палочек, кокков, нитей или спиралей, способны улавливать растворенные в воде питательные вещества всей поверхностью тела. Вторые и третьи являются хищниками по отношению к первым, для целей захвата пищи у них есть специальные органоиды. Сюда относятся планктонные виды: жгутиковые, саркодовые, амебы, мельчайшие паукообразные, брюхоресничные черви и коловратки. В процентном соотношении бактерии составляют порядка 90-95% от всей биомассы активного ила, на долю более сложных организмов приходится около 5-10%.

На начальных этапах очистки происходит флокуляция (хлопьеобразование), в результате чего сток теряет до 75 % загрязняющей органики буквально за 6 часов. Ответственные за этот процесс бактерии более простые компоненты стока поглощают путем диффузии. Расщепление более сложных веществ до более простых (например, перевод полимерных цепочек органики в отдельные структурные единицы) происходит за счет выделения в среду экзоферментов, выступающих катализаторами таких реакций. Визуально это явление выражается в формировании полупрозрачных быстрооседающих гранул или хлопьев, где частицы скреплены между собой полисахаридным гелем. Способность ила к оседанию является критерием его качества.

Размер флокул (слипшихся агрегатов из бактерий, их колоний и клеящего вещества) невелик и составляет порядка 53–212 мкм. Хлопья выступают отличным субстратом для жизнедеятельности голозойных простейших и более сложных организмов активного ила. Поглощая флокулы, эта часть микрофлоры способствует осветлению сточных вод и осаждению самого ила. Внутриклеточное переваривание разлагающейся органики происходит за счет активности эндоферментов, осуществляющих окисление углерода, фосфора, серы, а также перевод аммиака в азотистую и далее азотную кислоты (реакции нитрификации).

Потребность в кислороде на разных этапах биологической очистки варьирует. Так для максимальной эффективности этапа абсорбции наиболее легкоразлагающихся компонентов стока требуется высокое содержание кислорода, на стадии флокуляции в системе уже присутствуют излишки растворенного кислорода, в момент эндогенного расщепления количество этого элемента вновь снижается.

Видовой состав активного ила

Какие именно виды микроорганизмов населяют станцию биологической очистки сточных вод, определяется в первую очередь составом самого стока. Дело в том, что некоторые формы характеризуются большей устойчивостью к повышенному содержанию тех или иных загрязнений, в то время как метаболизм других видов будет подавляться из-за присутствия этих же компонентов. Аналогично можно сказать и в отношении устойчивости к физическим факторам среды, к примеру, колебаниям температур или кислотности.

В тех случаях, когда количество вредных элементов превышает возможности одной из составляющих биоценоза, происходит подавление вплоть до вырождения неустойчивых видов и доминирование устойчивых (к примеру, нитчатых бактерий). В результате такого воздействия видовое разнообразие снижается. На практическом уровне это явление приводит к ухудшению качества очистки воды.

Экосистема активного ила представляет собой заселенный большим числом разнообразной микрофлоры коллоидный раствор. Наиболее типичными его «обитателями» выступают:

• раковинные одноклеточные амебы арцелла и эуглифа, трофическую и двигательную функцию и которых выполняют ложноножки, выпускаемые из устья раковины;
• виды одиночных и колониальных инфузорий: туфелька, хармонихилл, циклидиум, кархезиум, циклидиум, эплотес, оксидриха, стилонихия, аспидиска;
• обширная группа флокуляционных бактерий, представленная преимущественно псевдомонадами и бациллусами, а также формами, живущими за счет расщепления аммонийных и более сложных соединений азота, целлюлозы, различных жиров;
• жгутиконосцы: астазия, перанема, бодо, политома;
• коловратки: катипна, филодина, моностила, нотоматта;
• круглые и малощетинковые черви, актиномицеты, грибы и дрожжи.

В целом видовой состав активного ила крайне многообразен, может изменяться в зависимости от сезона года, состава стока, условий аэрации, типа станции биологической очистки сточных вод.