Исследование принципов экологического конструирования систем биологической очистки сточных вод

• Автор: Семенов, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .
ГЛАВА 1. СТРУКТУРНОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКОСИСТЕМ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И ПРИНЦИПЫ их ФОРМИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ.
1.1. Структурнофункциональная организация и динамика экосистем биологической очистки сточных вод активным илом

1.2. Оптимизации функционирования экосистем биологической очистки сточных вод.

1.3. Экосистемы биологической очистки сточных вод

химикофармацевтических предприятий.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ.

2.1. Микробоценозы прудовнакопителей проэводственных стоков ХФП и активного ила очистных сооружений городской канализации.

2.2. Питательные среды .

2.2.1 Производственные сточные воды ХФП

2.2.2 Сточные воды канализационного коллектора
г.АнжероСудженска
2.2.3. Модельные смеси
2.3. Методы культивирования микробоценозов.
2.3.1. Периодическое культивирование в колбах .
2.3.2. Проточное культивирование дисперсной микрофлоры
2.3.3. Проточное культивирование с рециркуляцией биомассы
2.4. Измерение концентрации биомассы и илового
индекса
2.5. Методы определения эффективности и кинетики потребления питательного субстрата .
2.6. Методы идентификации микроорганизмов
и определения структуры микробоценоэа .
2.6.1. Выделение чистых культур.
2.6.2. Изучение морфологических признаков
2.6.3. Изучение физиологобиохимических признаков .
2.6.4. Выделение и культивирование грибов .
2.7. Установка для аэрации и озонирования
сточных вод.
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СООБЩЕСТВА МИКРООРГАНИЗМОВ, УТИЛИЗИРУЮЩИХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ХФП . . . ГЛАВА 4. КИНЕТИКА БИОДЕГРАДАЦИИ И ФАКТОРЫ,
ЛИМИТИРУЮЩИЕ СКОРОСТЬ ОКИСЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ
СТОКОВ ХФП.
ГЛАВА 5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ БИООЧИСТКИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ
ВАРИАНТАХ ПРОЦЕССА.
5.1 Опыты по биоочистке различных стоков ХФП активным илом при нейтральных .
5.2. Влияние исходных стоков на эффективность очистки и продолжительность адаптации
5.3. Подготовительные исследования и производственный эксперимент по очистке стоков ХФП на городских очистных сооружениях .
5.3.1. Лабораторная модель очистных сооружений канализации
5.3.2. Эффективность биоочистки хозяйственнобытовых стоков в лабораторной модели и определение структуры микробоценоэа
5.3.3. Эффективность очистки смеси хозяйственнобытовых и промышленных стоков ХФП и определение структуры микробоценоза.
5.3.4. Производственный эксперимент по очистке
промышленных стоков ХФП на ОСК.
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Г.Ф. Плеханову, д. Кривовой и декану МФСХ, д. Карначук за предоставленную возможность работы по теме диссертации. ГЛАВА 1. Объектом нашего исследования являются водные гетеротрофные сообщества, для существования которых создаются специальные местообитания очистные сооружения. К природным системам подобного типа можно отнести микробоценозы лесных ручьев, небольших речек и прудов, где практически отсутствует первичная продукция, а также придонные глубоководные сообщества. Пищевым ресурсом таких сообществ служит мертвое органическое вещество, которое опадает, смывается или оседает из других экосистем. В трофической структуре таких сообществ иногда отсутствуют или слабо представлены консументы, однако прослеживаются моменты круговорота биогенных элементов. В гидробиологии такие сообщества называют неполночленными биоценозами Гальченко и др. Экосистемы сооружений биологической очистки сточных вод существенно отличаются от своих природных аналогов. Рост населения планеты, его концентрация в городах и развитие промышленности, имеющей в качестве отходов огромные массы сильно загрязненных органическими веществами вод создают мощные локальные источники пищевого ресурса для микроорганизмовдеструкторов. Для его утилизации и деградации необходимо задействовать такие массы микроорганизмов, для которых, в естественных условиях, потребуются огромные акватории. Уменьшить требуемые для биодеградации загрязнений сточных вод территории и акватории можно путем создания специальных условий для повышения скорости биодеградации. В первую очередь для этого обеспечивается более высокая концентрация
микроорганизмов, вовторых интенсивное перемешивание, аэрация поскольку аэробная деградация большинства известных органических загрязнений при типичных концентрациях загрязнений это гораздо более быстрый процесс, чем анаэробная и, наконец, отделение микробной массы от очищенной воды. Существуют два основных типа местообитания для микробоценозов очистных сооружений аэротенки и биофильтры. В аэротенках микроорганизмы входят в состав активного ила, который поддерживается во взвешенном состоянии и перемещается вместе с жидкостью. В биофильтрах сообщество микроорганизмов образует на поверхности инертного материала биопленку. Специфическим методом очистки сточных вод является использование дисперсной микрофлоры монокультуры или специально отселектированных микробных сообществ. Таким образом, микробный ценоз очистных сооружений формируется и функционирует в иных условиях, чем микробоценозы естественных водоемов, и это приводит к определенным перестройкам в сообществе, существенно влияющим на характер его деструктивной способности. На рисунке 1 показаны графики снижения концентрации органических веществ при их потреблении сообществами микроорганизмов, адаптированными к двум типам нагрузок по органическому веществу, и неадаптированного. Рисунок показывает, что в системах с активным илом выигрыш в скорости биодеградации оборачивается снижением степени выедания органического субстрата. Это связано со значительным упрощением видового состава ценоза, обусловленного наличием протока, небольшим временем пребывания в экосистеме и определяемым этими условиями направлением сукцессионных перестроек, когда компоненты микрофлоры, имеющие низкие скорости роста вымываются из системы. Биотический спектр микробоценоза определяется величиной органической нагрузки на экосистему биоочистки или временем пребывания биомассы в системе. В свою очередь, эффективность очистки определяется составом и структурой микробного сообщества. Рис. Зависимость концентрации загрязняющих веществ от времени окисления активным илом для периодического эксперимента. Сплошная линия активный ил, адаптированный к нагрузке 0,1 ч1, пунктирная адаптированный к нагрузке 0, ч1, штрихпунктирная неадаптированный ил. Концентрация биомассы 2 гл. Рис. Изменение концентрации пищевого субстрата в мЮ2л в процессе адаптации к новой величине нагрузки. Соответствующие структурные изменения в микробоценозе показаны на рисунке 3.