ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОТЕХНОЛОГИЯ

при фильтровании пробы.    Оседающие вещества – часть взвешенных веществ, оседающих

на дно отстойного цилиндра за 2 часа отстаивания. В среднем в бытовые стоки поступает 65 гр. взвешенных и 30…35 гр. оседающих веществ на человека в сутки.     Сухой остаток – количество загрязнений, остающееся после выпаривания пробы при 105°С.       Концентрация ионов водорода – выражается величиной pH. Городские стоки обычно имеют слобощелочную реакцию среды pH = 7,2…7,8.     Коли-титр – наименьшее количество воды, в котором содержится 1 кишечная палочка Escherichia сoli. Этот показатель косвенно характеризует зараженность воды патогенными микроорганизмами.
Органолептические (цвет, вид, запах, прозрачность, мутность), оптическая плотность, температура.

Показатели загрязненности сточных вод

потребляемое при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических

веществ под действием окислителей (ГОСТ 17403-72). Правила охраны поверхностных вод (1991) устанавливают норматив ХПК для водоемов и водотоков в местах хозяйственно-питьевого водопользования - не более 15 мгО2/л и в местах коммунально-бытового водопользования - не более 30 мгО2/л.

Биохимическое потребление кислорода (БПК)
- показатель загрязнения воды органическими соединениями, определяемый количеством кислорода, пошедшим за установленное время (обычно 5 суток - БПК5) в аэробных условиях на окисление загрязняющих веществ, содержащихся в единице объема воды. Как правило, в течение 5 суток при нормальных условиях происходит окисление ~ 70% легкоокисляющихся органических веществ; практически полное окисление (БПКполн или БПК20) достигается в течение 20 суток. Для источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения (ГОСТ 17.1.3.03-77) и водных объектов, используемых в рыбохозяйственных целях, БПКполн не должно превышать 3 мг О2/л.

для окисления находящихся в 1 л воды органических веществ в

аэробных условиях, без доступа света, при 20°С, за определенный период в результате протекающих в воде биохимических процессов.
Полным биохимическим потреблением кислорода (БПКп) считается количество кислорода, требуемое для окисления органических примесей до начала процессов нитрификации.

а – легкоокисляющиеся («биологически мягкие») вещества – сахара, формальдегид, спирты, фенолы и т.п.; в – нормально окисляющиеся вещества – нафтолы, крезолы, анионогенные ПАВ, сульфанол и т.п.; с – тяжело окисляющиеся («биологически жесткие») вещества – неионогенные ПАВ, гидрохинон и т.п.

процесс нитрификации, искажающий характер потребления кислорода
Нитрификация протекает под воздействием

особых нитрифицирующих бактерий – Nitrozomonas, Nitrobacter и др. Эти бактерии обеспечивают окисление азотсодержащих соединений, которые обычно присутствуют в загрязненных природных и некоторых сточных водах, и тем самым способствуют превращению азота сначала из аммонийной формы в нитритную, а затем и нитратную формы. Соответствующие процессы описываются уравнениями:

где: Q – энергия, высвобождающаяся при реакциях.

В качестве ингибитора применяют тиомочевину (тиокарбамид), который вводят в пробу либо в разбавляющую воду в концентрации 0,5 мг/мл

8.8 мг/л
ХПК -75 мг/л
Растворённый кислород -5.9 мг/л
Азот

аммонийный -2.23 мг/л
Азот нитритов -0.14 мг/л
Азот нитратов -10.46 мг/л

Схема очистки сточных вод

Блок механической очистки:
Приемная камера
Решетки для удаления твердых отходов
Песколовки
Блок аэробной очистки (1-я ступень):
Аэротенк 1-й ступени
Вторичный отстойник
Стабилизатор осадка
Блок глубокой очистки (2-я ступень):
Аэротенк 2-й ступени с каркасной загрузкой из волокнистых материалов
Третичный отстойник
Блок обеззараживания стоков
Блок вспомогательного оборудования:
Воздуходувное оборудование
Насосы подачи стоков

Обеззараживание стоков может осуществляться
Хлорированием
Озонированием
Обработкой УФ-лучами
Другими современными технологиями

бактерии
Бактерии флоккулированные в хлопьях ила
Сапрофитные грибы
Бесцветные жгутиковые
Мелкие голые амёбы
Мелкие раковинные

амёбы
Крупные раковинные амёбы
Свободноплавающие инфузории (крупные формы)
Брюхоресничные инфузории
Коловратки (Представитель этого типа Ascomorpha minima — самое мелкое многоклеточное животное, размер его составляет около 40 микрон)
Нематоды (черви – паразиты растений)
Прикреплённые инфузории
Малощетинковые черви
Брюхоресничные черви
Сосущие инфузории
Тихоходки (тип микроскопических беспозвоночных, близких к членистоногим).
Коловратки хищные
Хищные грибы (пожирают нематод)

Активный ил – естественно возникший биоценоз в аэротенках и биофильтрах.
Биоценоз – естественное сообщество организмов, объединенное естественной средой обитания.

бделлоидная коловратка Philodina gregaria, оттаявшая и ожившая после многих лет

пребывания во льду. Фото с сайта www.micrographia.com

биофильтрах.
Биоценоз – естественное сообщество организмов, объединенное естественной средой обитания.

резервуара для биологической очистки сточных вод от органических загрязнений путем

окисления их микроорганизмами, находящимися в аэрируемом слое.

смешения
Аэротенк

с рассредоточенной
подачей сточной воды
и регенерацией
активного ила

Активный

ил

Очищаемая

вода

воздух

Иловая

смесь

Очищаемая

вода

Очищенная

вода

Воздух

Избыточный

активный ил

Активный

ил

Очищаемая

вода

Воздух

Иловая

смесь

3 — электродвигатель; 4 — турбоаэратор; 6 — герметичное перекрытие;

7 — трубопровод для подачи кислорода; 8 — вертикальные стержни; 9 — сборный лоток; 10 — трубопровод для сброса избыточного ила; 11 — резервуар: 12 — окна для перепуска иловой смеси из зоны аэрации в илоотделитель; 13 — цилиндрическая перегородка: 14 — скребок: 15 —окна для перепуска возвратного ила в зоне аэрации: 16 —зона аэрации; 17 — трубопровод для подачи сточной воды в зону аэрации; 18 — илоотделитель; 19 — трубопровод для выпуска очищенной воды.

под давлением «продавливается» через полупроницаемую перегородку. Размер пор ультрафильтрационных мембран

лежит в пределах от 5 нм до 0,05–0,1 мкм.                                                                                           

промышленности

и анаэробной переработок отходов

Анаэробные методы переработки отходов сельскохозяйственных производств

Двухкамерный септиктенк: 1 – регулятор, 2 – отражатель, 3 – напорный трубопровод, 4 – уклон 1:4 (К. Форстер, 1990)

анаэробный биофильтр; б – установка

с винтовым насосом для перемешивания; в – высокоскоростной реактор Коулзерда

Принципы биологических методов аэробной и анаэробной переработки отходов

(Дж. Бест и др., 1988)

а

б

в

поверхности фильтрующего слоя биофильтра, представляет собой сложную экологическую систему
(К. Форстер,

Д. Вейз, 1990)

методы переработки городских стоков

1990)
Биотехнологические методы переработки городских стоков

методы переработки городских стоков

установок биологической очистки воздуха (И. Б. Уткин, 1989)

на объектах интенсивного

животноводства ФРГ (B. Brauer, 1984)

Применения биотехнологических методов для очистки газовоздушных выбросов и деградации ксенобиотиков