Cтраница 4
В зависимости от вида вещества и его концентрации процесс адаптации может иметь различную продолжительность. В процессе адаптации могут быть выделены следующие фазы: первая - скрытая фаза продолжительностью 1 - 2 сут ок, когда эффективность очистки и состав микроорганизмов активного ила, несмотря на поступление токсичных веществ, не изменяются; вторая - фаза резкого снижения эффекта очистки и изменения в составе биоценоза активного ила, в частности, особо существенно изменяется состав простейших; третья - фаза возрастания эффективности очистки в результате адаптации микроорганизмов к новым веществам; четвертая - фаза окончательной стабилизации эффекта очистки и состава микроорганизмов активного ила. [46]
Несколько иную картину представляет биоценоз, возникающий в биофильтрах. На поверхности загрузочного материала биофильтра происходит образование биологической пленки: микроорганизмы прикрепляются к носителю и заполняют его поверхность. В отличие от биоценоза активного ила, количественный и видовой состав которого практически одинаков во всей системе очистки, на разных уровнях биофильтра создаются свои ценозы микроорганизмов, которые порой резко отличаются не только количественно, но и качественным составом. Это вызвано тем, что по мере прохождения сточной воды через биофильтр за счет жизнедеятельности предыдущего ценоза меняется характеристика загрязнений воды, попадающей на следующий уровень. При этом, естественно, сначала потребляются более лекгоусвояемые загрязнения и, следовательно, преимущественно развивается микрофлора, усваивающая эти соединения с большей скоростью. В свою очередь, сточная вода обогащается продуктами жизнедеятельности этого ценоза. По мере дальнейшего продвижения воды происходит потребление все более трудно усйояемых компонентов смеси и, следовательно, развиваются другие микроорганизмы, способные их усваивать. В нижней части таких биоценозов в большом количестве скапливаются простейшие и другие организмы, которые функционируют за счет потребления части биологической плен и, оторвавшейся с поверхности носителя. Созданный таким образом биоценоз способен практически полностью извлечь из сточной воды все органические примеси. [47]
В активном иле метантенков обнаружено 25 видов микроорганизмов, окисляющих алициклические углеводороды. К числу контактных и сопутствующих микроорганизмов относятся: 10 видов псевдомонад, 6 видов бацилл, 4 вида сарцин, 3 вида тиобактерий, 3 вида микобактерий. Из 80 видов, составляющих биоценоз активного ила, 63 относятся к термофилам и 17 - к мезофилам. [48]
Активный ил состоит и живых организмов и твердого субстрата. Живые организмы представлены скоплениями бактерий, простейшими организмами, одиночными бактериями, червями, плесневыми грибами, дрожжами, актиномицетами и редко водорослями, личинками насекомых, рачков и др. Сообщество всех живых организмов, населяющих ил, называют биоценозом. Биоценоз активного ила в основном представлен 12 - ю видами микроорганизмов и простейших. [49]
Активный ил состоит из живых организмов и твердого субстрата. Живые организмы представлены скоплениями бактерий и одиночными бактериями, простейшими червями, плесневыми грибами, дрожжами, акти-номицетами и редко - личинками насекомых, рачков, а также водорослями и др. Сообщество всех живых организмов, населяющих ил, называют биоценозом. Биоценоз активного ила в основном представлен двенадцатью видами микроорганизмов и простейших. [50]
Наиболее благоприятный режим для образования зооглейных скоплений может быть создан при помощи аэрации. Для аэробных микробиологических процессов в активном иле необходим воздух. Содержание воздуха в иловой жидкости подвержено сильным колебаниям и зависит от состава сточных вод, типа очистных сооружений и других факторов. Биоценоз активного ила происходит в толще воды и непрерывно перемещается, переходя из сильно аэрируемой зоны в зону, бедную растворимым кислородом. Как уже отмечалось, в активном иле живут не только аэробы, но и микроаэрофильные и капнеические аэробы. При увеличении интенсивности аэрации возрастает процент облигатных аэробов и уменьшается количество нитчатых бактерий. [51]
Система сапробных организмов, составленная Кольквицом и Марссоном в 1909 г., действительна лишь для биоценозов в целом, а не для оценки отдельных видов. Ряд исследователей, которые критиковали понятие экологической выносливости разных видов организмов в отношении органического загрязнения, исходили из буквального понимания этого определения сапробности и пренебрегали ролью этих видов в биоценозе. Отдельные виды могут входить в состав различных биоценозов. В биоценозе активного ила мы встречаемся с видами, которые обычно находятся в бентосе и планктоне загрязненных рек и сточных вод, но состояние биоцено зов и количество видов в них очень различно. Мы не знаем ни одного вида инфузорий или других организмов, которые были бы характерны только для активного ила, наоборот, известно, что организмы, развивающиеся в биопленке биофильтра, в большинстве случаев встречаются и в активном иле. [52]
Изменение характера биохимических процессов в концентрированных средах органических веществ отмечается многими исследователями. Метаболических продуктов относится к факторам, лимитирующим скорость дыхания бактерий. Леонову ( 1974), кинетика поглощения кислорода в этих условиях имеет специфический характер, так как скорость реакций, катализируемых ферментами, увеличивается с повышением концентрации органического вещества только до определенной величины, по достижении которой происходит замедление скорости. Скирдову ( 1977), активность микроорганизмов биоценоза активного ила снижается с увеличением его количества. [53]
Аэротенки - это сооружения, представляющие собой железобетонные резервуары, прямоугольные в плане, разделенные перегородками на отдельные коридоры. В общем виде схема работы аэротенка заключается в следующем. Сточная вода после сооружений механической очистки смешивается с циркулирующим активным илом ( биоценозом) и, последовательно пройдя по коридорам аэротенка, поступает во вторичный отстойник. За это время основная масса органических загрязнений перерабатывается биоценозом активного ила. [54]
С физико-химических позиций активный ил представляет собой структурированную коллоидную систему, обладающую высокой сорбционной способностью. Активный ил представляет собой среду обитания многих микроорганизмов воды и почвы, образующих сложный - биоценоз. Он получается при длительной аэрации биологической пленки биофильтров или бытовых сточных вод. Состав активного ила определяется природой органических примесей и поэтому может изменяться качественно и количественно. Так, при окислении фенолсодержащих сточных вод в биоценозе активного ила преобладают псевдомонады ( Pseudomonas) при общем количестве видов микроорганизмов 48 и плотности бактериального населения 550 млн. клеток в 1 мл. А при окислении сточных вод, содержащих анионные ПАВ ( алкилсульфонаты), развиваются только десять видов со значительным преобладанием микобактерий при общем количестве микроорганизмов 500 000 в 1 мл. [55]
Представление об основных биохимических процессах, происходящих в клетках, на примере сапрофитных микроорганизмов с аэробным типом питания [2], дает упрощенная схема метаболизма на рис. 1.2. Даже в таком упрощенном виде схема позволяет оценить многообразие и сложность внутриклеточных процессов, насчитывающих несколько тысяч реакций, в результате которых синтезируются клеточные вещества. Математическое описание всей совокупности данных реакций и использование такой модели для практических целей представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Наряду с микробиологическими процессами, направленными на образование биомассы микроорганизмов или ценных продуктов клеточного метаболизма большую роль в БТС занимают процессы биологической очистки, протекающие с участием бактериальных клеток по следующей трофической схеме: органические загрязнения - - бактерии - - простейшие. В процессе биологической очистки сточных вод, содержащих органические и минеральные вещества, формируется биоценоз активного ила, включающий бактерии, простейшие и многоклеточные организмы. В процессе потребления органических загрязнений происходит интенсивный рост бактерий и ферментативное окисление органических веществ. [56]