Значение микроорганизмов в процессах очистки сточных вод

При соответствующих условиях (наличие кислорода, температура выше 4° С и др.) под действием аэробных микроорганизмов (нитрифицирующих бактерий) происходит окисление азота аммонийных солей, в результате чего образуются сначала соли азотистой кислоты, или нитриты, а при дальнейшем окислении — соли азотной кислоты, или нитраты, т. е- происходит процесс нитрификации. Этот биохимический процесс был открыт в 70-х годах XIX в. Но только в конце XIX в. русскому микробиологу С. Н. Виноградскому удалось выделить чистую культуру нитрифицирующих бактерий. Одна группа этих бактерий окисляет аммиак в азотистую кислоту (нитритные бактерии), вторая — азотистую кислоту в азотную (нитратные бактерии). Нитрификация имеет большое значение в очистке сточных вод, так как этим путем накапливается запас кислорода, который может быть использован для окисления органических безазотистых веществ, когда полностью уже израсходован для этого процесса весь свободный (растворенный) кислород. Связанный кислород отщепляется от нитритов и нитратов под действием микроорганизмов (денитрифицирующих бактерий) и вторично расходуется для окисления органического вещества. Процесс этот называется денитрификацией. Он сопровождается выделением в атмосферу свободного азота в форме газа. [c.174]

Количество хлоридов в сточных водах не имеет существенного значения ни для физико-химических процессов очистки воды, ни для биохимических. Можно говорить лишь о верхнем пределе концентрации хлоридов, которым определяется возможность существования бактерий. По данным разных исследователей, порог существования микроорганизмов определен в 5000—20 ООО мг/л хлоридов. Такие высокие концентрации хлоридов в сточных водах города практически не встречаются и наблюдаются лишь в отдельных видах производственных стоков, в частности в стоках нефтехимических производств. В городских стоках концентрация хлоридов находится на уровне 150—300 -мг/л. - [c.152]

В настоящее время техническая микробиология изучает новые биохимические методы производства самых разнообразных химических продуктов. Уже сейчас осуществлены на практике микробиологические синтезы антибиотиков, витаминов, гормонов. Особенно важное значение имеет использование биохимических методов для синтеза пищевых продуктов, в частности белков (см. гл. I). Известно, что в мире ощущается недостаток белковых продуктов и одним из основных путей расширения пищевых ресурсов — реализация производства белков биохимическими методами с помощью микроорганизмов. В промышленности давно используется ряд биохимических процессов — биологический синтез белковых кормовых дрожжей, различные формы брожения с получением спиртов и кислот, биологическая очистка сточных вод и т. п. [c.151]

Глава IX. ЗНАЧЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРОЦЕССАХ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД [c.256]

Высокая адсорбционная способность ПАВ на различных поверхностях в процессах очистки сточных вод имеет как положительное, так и отрицательное значение. Адсорбция ПАВ взвешенными веществами и другими твердыми телами (хлопьями некоторых коагулянтов и флокулянтов, углем, шлаком, торфом и т. п.) является приемом извлечения ПАВ из сточных вод. Но адсорбция ПАВ микроорганизмами и взвешенными веществами в биохимических процессах очистки сточных вод и обработки осадка может являться причиной нарушения развития микроорганизмов и блокирования распада целого ряда органических за-грязнений. [c.7]

Для ускорения процесса осаждения можно использовать и некоторое уменьшение вязкости (г)), например, нагревая культуральную жидкость. Размер клетки имеет большое значение, так как скорость оседания пропорциональна квадрату радиуса микроорганизма. Если дрожжевая клетка оседает в центрифуге в течение 10 мин, то бактериальная, размер которой в 5 раз меньше, будет оседать в тех же условиях в течение 250 мин, т. е. более 4 ч. Однако многие бактерии имеют неоспоримые преимущества перед более крупными микроорганизмами в очистке промышленных сточных вод. [c.196]

Нитрификация имеет большое значение в очистке сточных вод, так как этим путем накапливается запас кислорода, который может быть использован для окисления органических безазотистых веществ, когда полностью уже израсходован для этого процесса весь свободный (растворенный) кислород. Под действием анаэробных микроорганизмов (денитрифицирующих бактерий) кислород отщепляется от нитритов и нитратов и вторично используется для окисления органического вещества. Процесс этот называется денитрификацией. Он сопровождается выделением в атмосферу свободного азота в форме газа. [c.216]

Виды микроорганизмов этого биоценоза отбираются в процессе длительной работы биоокислителя на сточной воде данного состава. Изменение качества очищаемой воды и ее концентрации обусловливает необходимость адаптации микроорганизмов. Их способность к адаптации имеет большое значение при биологической очистке производственных сточных вод. [c.570]

Оптимальным значением pH для биологической очистки считается 6,5—7,5, однако в ряде случаев процесс протекает довольно интенсивно и при значительных отклонениях от этого интервала. В кислой среде (pH 4—6) хорошо размножаются грибы и дрожжи, обладающие высокой ферментативной активностью. В определенных пределах микроорганизмы сами способны регулировать pH среды. Так, при очистке сточных вод производства поливинилового спирта, имеющих pH 9—11, в аэротенках газлифтного типа pH очищенных сточных вод снижается до 6,5—8. [c.25]

Морфология — наука о форме, внутреннем строении и размерах клеток микроорганизмов. Для водной и санитарной микробиологии наибольшее значение имеют систематические группы бактерий, простейших и водорослей. Бактерии играют основную роль в процессах изъятия и окисления органических и некоторых неорганических соединений при очистке сточных вод и самоочищении природных водоемов, поэтому рассматриваются более подробно. [c.33]

Немаловажное значение имеет также другая особенность производственных стоков — наличие в них загрязняющих веществ, окисляющихся с различной скоростью и требующих для окисления различные количества кислорода (табл. 5.2). С этим связана неравномерность потребления кислорода в процессе очистки. Скорость его потребления зависит от ряда факторов, в том числе от характера загрязнений сточных вод, и пропорциональна биомассе микроорганизмов, осуществляющих окисление. Следует иметь в виду, что даже при одинаковой биомассе она может быть весьма различной (табл. 5.3). [c.145]

На развитие в активном иле отдельных групп микроорганизмов и в связи с этим на направленность процесса очистки решающее влияние оказывает состав промышленных сточных вод (см. табл. 1.2, 1.3). Столь же большое значение в процессе формирования естественных и искусственных микробных ценозов уделяется субстратной микрофлоре (табл. 2.1, 2.2). [c.44]

Свежая сточная жидкость имеет слабо щелочную реакцию. В результате анаэробных процессов в сточной жидкости и в иле могут образоваться органические кислоты, которые нейтрализуются бикарбонатами и карбонатами воды. Однако, по мере истощения щелочного резерва воды, реакция может стать кислой и pH ниже 7,0. Очищенная в аэробных условиях сточная жидкость имеет pH около 7,3. Активная реакция (pH) сточной жидкости имеет большое влияние на биохимические процессы, связанные с жизнедеятельностью разных групп микроорганизмов, которые относятся различно к дайной концентрации водородных ионов. Кроме того, pH имеет значение для процесса биохимического коагулирования органических коллоидов и осаждения тонко диспергированной взвеси, для процесса созревания и распада ила, а также для его обезвоживания. Вследствие этого величина pH воды а различных стадиях очистки сточных вод является показателем, дающим возможность своевременно реагировать на всякое отклонение от нормального хода процесса очистки. [c.15]

Оптимальной температурой для аэробных процессов, происходящих в очистных сооружениях, считается 20-30 С, при этом биоценоз при прочных благоприятных условиях представлен наиболее разнообразными и хорошо развитыми микроорганизмами. Концентрация водородных ионов существенно влияет на развитие микроорганизмов. Биологическая очистка наиболее эффективна, если значение pH не выходит за пределы 5-9 и оптимальной считается среда с pH = б, 5-7,5. Если значение температуры и pH выходят за пределы не только оптимальных, но и допустимых величин, необходимо корректировать эти параметры в сточных водах, поступающих на биологическую очистку. [c.80]

Закономерности развития экосистем - основа для разработки процессов, обеспечивающих охрану окружающей среды. В частности, процесс биологической очистки сточных вод должен быть направлен на достижение максимального значения Д/Б и минимального П/Б на выходе из экосистемы сооружений. В системах, где осуществляется проточное культивирование микроорганизмов, один из ключевых параметров - скорость протока среды. Чем больше время пребывания биоценоза, разлагающего загрязнения в системе очистных сооружений, тем более зрелый биоценоз, тем разнообразнее его видовой состав, трофические связи. Такая экосистема очистного сооружения устойчивее к изменению условий окружающей среды. [c.45]

Контроль активной реакции среды сточных вод необходим не только на выходе из очистных сооружений, но и на входе в них, поскольку для обеспечения нормальной жизнедеятельности микроорганизмов, осуществляющих биохимическую очистку воды, требуется реакция среды, близкая к нейтральной (pH 6,5...8,5). При резком отклонении pH от этих значений процесс биохимической очистки может нарушиться и даже полностью прекратиться. [c.253]

При любой системе аэрации в аэротенки должно (поступать достаточно воздуха для поддержания необходимой концентрации растворенного кислорода, который микроорганизмы используют при метаболизме содержащихся в сточной воде органических веществ. При концентрации растворенного кислорода, превышающей минимальную критическую величину, степень активности микроорганизмов не увелич вается,, ниже этой величины активность микроорганизмов уменьшается в связи с ограниченным количеством кислорода, необходимого для дыхания. Точное минимальное значение зависит от параметров процесса биологической очистки и от характеристик очищаемой сточной зоды. Наиболее распространено мнение, что критическая концентрация растворенного кислорода составляет 2,0 мг/л, но в действительности при работе очистных установок удовлетворительным является даже такое низкое значение, как 0,5 мг/л. Анаэробные системы должны, конечно, работать при полном отсутствии растворенного кислорода поэтому установки для сбраживания изолируют посредством плавающих пли неподвижных перекрытий, чтобы не допустить попадания воздуха. [c.86]

Большое значение микробы имеют в хозяйственно-технической деятельности человека. Микроорганизмы используются в хлебопечении, производстве молочнокислых продуктов, пива, вина, уксуса, в квашении овощей, в силосовании, при обработке шкур животных для получения кожи и меха, в процессах мочки льна и конопли. На жизнедеятельности микроорганизмов основаны такие производства, как выработка бактериальных удобрений, витаминов, антибиотиков, аминокислот, ферментов, ацетона и бутилового спирта, этилового спирта, кормовых дрожжей, и, наконец, очистка бытовых и промышленных сточных вод на сооружениях биологической очистки. [c.110]

Большое значение для нормального сбраживания осадка имеет состав сточных вод, в частности наличие в них таких веществ, которые угнетают или парализуют жизнедеятельность микроорганизмов, осуществляющих процесс сбраживания осадка. Поэтому вопрос о возможности совместной очистки производственных и бытовых сточных вод следует разрешать в каждом отдельном случае в зависимости от их характера и физико-химического состава. [c.318]

Причем в первой ступени, как правило, количество актиномицетов преобладает, что обусловливает повышенное значение илового индекса и некоторый унос ила из отстойника первой ступени во вторую, который компенсируется интенсивным размножением микроорганизмов (приростом ила). В последуюш,их ступенях количество актиномицетов уменьшается и соответственно падает индекс ила. В отстойнике последней ступени ил быстро оседает и достаточно хорошо уплотняется, а осветленная сточная вода прозрачна. При этом установлено, что содержание ПВС в сточной воде до 1,8—2,0 г/л не сказывается отрицательно на процессе биологической очистки активным илом от других органических веществ. [c.62]

Для успешной работы сооружений биохимической очистки необходимо постоянно поддерживать значение pH сточных вод в пределах 6,5—7,5. Для этой цели используются нейтрализационные установки. Границы физиологических значений pH для различных групп микроорганизмов и отдельных видов неодинаковы. Нитрифицирующие бактерии, например, могут развиваться при pH 4,6— 13, но оптимальная величина pH лежит в пределах 6,5—8,6. Указанный диапазон pH благоприятен для развития большинства микроорганизмов, поскольку такие условия благоприятны для ферментативных процессов. Для каждого отдельного фермента, разумеется, существует свое оптимальное значение pH. Величина pH среды оказывает большое влияние на конкурентные взаимоотношения микроорганизмов, питательную ценность и использование различных источников углерода. [c.101]

Наибольшее значение имеют методы биологической очистки. Поскольку часть производственных сточных вод содержит органические вещества, которые могут разлагаться под воздействием бактерий и других микроорганизмов, их можно очищать аналогично бытовым сточным водам. Здесь также следует различать процессы гниения, возникающие под воздействием анаэробных бактерий и протекающие в присутствии кислорода воздуха процессы распада, в которых участвует множество аэробных организмов. Помимо всего прочего, для успешной биологической очистки очень важно, чтобы в сточных водах не скапливались в опасных концентрациях ядовитые вещества, какими, например. [c.108]

В основе почвенно-биологической очистки лежит способность почвы поглощать и использовать загрязнения сточных вод. Наибольшее значение из всех ее видов имеет поглощение, вызываемое действием поверхностных сил молекулярного и ионно-электростатического происхождения и обусловленное способностью микроорганизмов и корней растений адсорбировать питательные вещества с растворимыми в воде веществами. При этом одновременно с процессом минерализации происходит гумификация органических веществ сточных вод, что повышает содержание гумуса и потенциальное плодородие почв. [c.90]

К причинам, вызывающим разрыхление и распыление ила, относятся избыток питательных веществ, резкое подкисление или подщелачивание очищаемого стока, недостаток азота, фосфора и растворенного кислорода, присутствие токсических газов — сероводорода, сернистого газа, метилсульфидных соединений. Хлопьеобразование имеет большое значение для процесса очистки в аэротенке. Только благодаря образованию хлопьев возможно накопление большой массы микроорганизмов, способной энергично окислять органическое вещество сточной воды. Поэтому важно знать условия работы аэротенка, способствующие хорошему хлопьеобразованию. В первую очередь имеет значение нагрузка по органическим веществам. Нормальной считается нагрузка 250 мг по БПК на 1 г активного ила в сутки. При снижении нагрузки наблюдается улучшение [c.198]

В процессе эмульгирования мономеров в растворе анионоактивного эмульгатора образуются эмульсии прямого типа масло — вода. Длительное время в качестве эмульгатора применялась натриевая соль дибутилнафталинсульфокислоты, известная под названием некаль, с добавкой небольших количеств мыл жирных кислот. Однако отсутствие возможности организовать биохимическую очистку сточных вод в связи с токсичным действием некаля на микроорганизмы привело к необходимости применения других эмульгаторов. Из них наибольшее значение приобрели мыла карбоновых кислот — канифольные и жирнокислотные эмульгаторы, применяемые в смеси или индивидуально. Замена некаля этими эмульгаторами, помимо решения проблемы биохимической очистки сточных вод, позволила одновременно улучшить качество бутадиен-стирольных каучуков. [c.244]

Процесс изъятия и потребления микроорганизмами органических примесей сточных вод состоит в основном из трех стадий [479, с. 17] 1) массопередача органического вещества и кислорода из жидкости к поверхности клетки 2) диффузия вещества и кислорода через полупроницаемую мембрану клетки и 3) метаболизм диффундированных продуктов, сопровождающийся приростом биомарсы, выделением энергии, диоксида углерода и т. д. Как показали исследования [479, с. 20], процессы сорбции органических веществ микроорганизмами существенного значения в механизме биологической очистки сточных вод не имеют. Основная роль принадлежит процессам превращения вещества внутри клетки. [c.274]

Сточные воды, поступающие на биологическую очистку, имеют сложный многокомпонентный состав органических веществ и характеризуются некоторым усредненным значением БПК или ХПК на единицу объема среды. Например, для гидролизно-дрожжевых предприятий указанные значения составляют БПК5 = 2400 мг/л, БПКиолн = 3300 мг/л, ХПК = 4900 мг/л. В процессе биологической очистки сточных вод органические вещества используются микроорганизмами в качестве субстрата для роста клеток и образования биомассы. [c.223]

Концентрация растворенного кислорода. Скорость растворения кислорода в сточной воде не должна быть ниже скорости его потребления микроорганизмами активного ила. Это требование обусловлено тем, что для кислорода, как и для всякого субстрата, наблюдается влияние его концентрации на скорость роста микроорганизмов, описываемое зависимостью, аналогичной уравнению Моно. Снижение концентрации растворенного кислорода ниже некоторого предельного значения приводит к снижению скорости роста ила и, следовательно, к снижению скорости очистки. Трудность регулирования аэрации заключается в том, что в данном случае приходится иметь дело не с отдельным ми1фОорганизмом, а с целым консорциумом, дыхательные хараетеристики которого могут меняться в зависимости от того, какие формы микроорганизмов преобладают в нем в данных условиях. Исследования показали, что при концентрации растворенного кислорода до 1мг/л не происходит существенного изменения скорости очистки, однако при концентрации до 0,5 мг/л процесс очистки ухудшается. Поэтому рекомендуется поддерживать количество растворенного кислорода в интервале от I до 5 мг/л. [c.105]

Биологическая обработка — самый эффективный способ удаления органических веществ из городских сточных вод. Действие биологических очистных систем основано на том, что смешанные культуры микробов разлагают и удаляют коллоидные и растворенные органические вещества из раствора. Параметры среды, в которой находятся микроорганизмы в очистном сооружении, постоянно контролируются например, активный ил в достаточном количестве снабжается кислородом для поддержания аэробных условий. Сточная вода содержит биологическую пищу, питательные вещества для роста и микроорганизмы. Лица, незнакомые с очисткой сточных вод, часто спрашивают, откуда получают специальные биологические культуры. Многочисленные разновидности бактерий и простейших, присутствующие в бытовых сточных водах, служат на очистных установках в качестве исходной биологической затравки. Затем посредством тщательного контроля расхода поступающих сточных вод, рециркуляции микроорганизмов после их осаждения, снабжения кислородом и применения других способов удается вывести желательные биологические культуры, которые сохраняются для обработки загрязненных стоков. Биопленку на поверхности загрузки биофильтра получают, пропуская сточную воду через фильтр. Через несколько недель фильтр может работать, удаляя органические вещества из сточной жидкости, орошающей фильтр. Активный ил в механической или диффузно-воздушной системе начинает действовать при включении аэраторов и подаче сточной воды. Первоначально необходима высокая степень рециркуляции отстоя со дна вторичного отстойника для сохранения в достаточном количестве биологической культуры. Однако через короткий промежуток времени созревает устойчивый активный ил, который эффективно извлекает органические вещества из сточной воды. При включении в работу анаэробного сооружения приходится преодолевать более существенные затруднения, так как метанообразующие бактерии, необходимые для протекания процесса брожения, немногочисленны в необработанной сточной воде. Кроме того, эти анаэробы растут очень медленно и требуют оптимальных условий окружающей среды. Пуск анаэробной установки может быть значительно ускорен при заполнении тенка сточной водой и засеве ее достаточным количеством бродящего ила из близлежащей очистной установки. Сырой осадок сначала подают с незначительной дозой загрузки, а для поддержания должного значения pH в метантенк в необходимых количествах вводят известь. Даже при этих условиях проходит несколько месяцев, прежде чем установка начинает работать на полную мощность. [c.84]

Изучение особенностей биологии различных групп микроорганизмов, развивающихся в сточных водах, и изыскание эффективных путей регулирования их жизнедеятельности приобретают неуклонно возрастающее значение в решении проблемы очистки стоков промышленных предприятий. В этих процессах огромную роль играют микроорганизмы, развивающиеся в условиях термобиоза — при температуре выше 40—45° С, Термофильные микроорганизмы попадают в сточные воды преимущественно из почвы и ила. Способность их чрезвычайно быстро размножаться и проводить разнообразные биохимические превращения веществ ускоряет процессы очистки и уменьшает затраты, производимые на строительство очистных сооружений. В условиях термобиоза увеличивается склонность микроорганизмов к аэробиозу. Однако регулирование этих процессов не нашло еще должного конструктивного решения при проектировании аэрационных сооружений. [c.7]

Определению азотных и фосфорных соединений в сточных водах придается очень большое значение, поскольку азот и фосфор — важнейшие элементы питания бактерий (см. 23). Как известно, одним из основных способов очистки сточных вод является биологический, осуществляемый микроорганизмами (бактериями, простейшими, водорослями и т. п.), которым создаются оптимальные условия для их существования и развития по количеству подаваелюго питания, температуре, кислородному режиму,степени смешения и др. Достаточность элементов питания для бактерий в биологических сооружениях определяется отношением основных показателей анализа БПКполн Р (о ВПК см с. 91). Здесь буквой N обозначен азот в аммонийной форме, а буквой Р — фосфор в виде растворенных фосфатов. В каждом конкретном случае это соотношение,индивидуально, так как оно определяется составом продуцируемых клеток, который, в свою очередь, зависит от состава очищаемой воды. Обычно считают, что для процессов в аэробных условиях должно быть обеспечено соотношение БПКполн N Р = 100 5 1. [c.86]

Наибольшее значение имеют методы биологической очистки. Поскольку часть производственных сточных вод содержит Органические вещества, которые могут разлагаться под воздействием бактерий и других микроорганизмов, их можно очищать аналогично бытовым сточным водам. Здесь также следует различать процессы гниения, возникающие под воздействием анаэробных бактерий, и протекающие в присутствии кислорода воздуха процессы распада, в которых участвует множество аэробных организмов. Помимо всего прочего для эффективной биологической очистки очень важно, чтобы в сточных водах не скапливались в опасных концентрациях ядовитые вещества, какими, например, являются некоторые соли тяжелых металлов. Присутствие последних в воде отрицательно сказывается на жизнедеятельности микроорганизмов и часто приводит к их гибели. Сточные воды не должны обладать слишком сильной кислой или щелочной реакцией. Убедиться в том, возможна ли биологическая очистка сточных вод, поможет ПК-тест (опредв- [c.101]

Некоторые виды микроорганизмов способны существовать в воде, содержащей до 1000 мг/л фенола, вызывая расщенленне ароматических соединений [15]. Наибольшую активность они проявляют при 25—35 °С. Кроме того, для них необходимы достаточные количества нитательных веществ (Ы, Р) и кислорода, pH среды в интервале 7,5—8,5 и отсутствие ионов тяжелых металлов (<5 мг/л). Для обеспечения микроорганизмов питательными веществами целесообразно промышленные сточные воды подвергать очистке вместе с (Зытовыми сточными водами. В качестве питательного вещества часто применяют фосфат аммония. Эффективность биомассы со временем повышается до предельного значения в результате отбора тех биологических процессов, в которых участвуют наиболее стойкие и активные в данной среде виды мик- [c.86]

Отходы после аэрации представляют собой флокулированные микробиальные скопления с включенными небиоразлагаемыми взвешенными и коллоидными примесями. Они не имеют запаха после биологического окисления, но мелкие и диспергированные частицы вызывают затруднения при обезвоживании. Количество избыточного активного, ила, получаемого в процессе аэрации, и количество биопленки, получаемой в результате биологического фильтрования, могут быть вычислены но-формуле (11.18), устанавливающей связь между получаемыми отходами и нагрузкой по БПК. Коэффициент К зависит от отношения пища/микроорганизмы (рис. 11.43). Хотя эта формула дает правильные результаты для бытовых сточных вод, получаемые значения могут отличаться от действительного выхода осадка при очистке городских сточных вод, содержащих значительную долю производственных стоков [c.335]

Получение сульфата натрия из сточных вод—более сложный процесс, че.м получение этого продукта из природного сырья, что объясняется наличием в сточны.х водах органических веществ, а это сильно затрудняет технологию извлечения сульфата и получения достаточно чистого продукта. Концентриро-ранные су льфатные сточные воды не могут с достаточной эффективностью и экономичностью быть обезврежены на биологических очистных сооружениях. Это объясняется необходимостью многократного разбавления сточных вод перед их обезвреживанием, а также тем, что сульфат натрия практически не усваивается микроорганизмами при биологической очистке. Сульфат натрия с очищенной водой, сбрасываемый в водоемы, увеличит их общую минерализацию. Кроме того, затраты на расщиренис или строительство новых биологических очистных сооружений соизмеримы с затратами на строительство самого производства [363]. В связи с изложенными обстоятельствами основную массу концентрированных сульфатных сточных вод направляют на поля фильтрации или в пруды-накопители, что приводит к загрязнению окружающей среды и потере сырья для производства сульфата натрия. Решение проблемы переработки этнх сточных вод имеет большое экономическое и экологическое значение. [c.251]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология