28.Оценка степени загрязнения вод по сапробным организмам
Классическая система показательных организмов, используемая для оценки степени загрязнения вод, была создана Р. Кольквитцем и Марссоном, и послужила основой многих последующих систем биологического анализа. В статьe, опубликованной ими в 1902 году, содержалось подробное изложение вопроса о гидробиологическом анализе вод. Авторы предложили двум основным группам показательных организмов дать название «сапробионты» (от греческого sapros – гнилой) для обитателей сточных вод и «катаробионты»(от греческого katharos – чистый) для организмов, населяющих исключительно чистые воды. Под сапробностью авторы системы понимали способность организмов развиваться при большем или меньшем содержании в воде органических загрязнений. Однако позднее было доказано, что сапробность организма обусловливается как его потребностью в органическом питании, так и резистентностью по отношению к вредным продуктам распада и дефициту кислорода в загрязненных водах. Р. Кольквитц и М. Марссон установили четыре зоны загрязнения (полисапробная, α- и β-мезосапробная, олигосапробная) и дали списки видов-индикаторов загрязнения (1908, 1909, 1911), характерных для каждой из них. Полисапробные воды в химическом отношении характеризуются бедностью кислородом, большим содержанием углекислоты и легко разлагающихся белков и углеводов. В этих водах интенсивно протекают процессы редукции и распада с образованием сернистого железа виле и сероводорода. Население полисапробных вод обладает малым видовым разнообразием, но отдельные виды могут достигать большой численности. Аэрофильные микроорганизмы здесь полностью отсутствуют. Особенно распространены бесцветные жгутиконосцы и бактерии. Для α-мезосапробных вод характерно энергичное самоочищение, в частности, в результате окислительных процессов за счет кислорода, выделяемого хлорофиллоносными растениями. Среди последних встречаются некоторые синезеленые, диатомовые и зеленые водоросли. Могут обитать нетребовательные к кислороду виды рыб.В β-мезосапробных водах процессы самоочищения протекают менее интенсивно, чем в α-мезосапробных. В них доминируют окислительные процессы, нередко наблюдается перенасыщение кислородом, преобладание таких продуктов минерализации белка, как нитриты и нитраты. В этих водах разнообразно представлены животные и растительные организмы, среди последних – особенно диатомовые и зеленые водоросли, есть также синезеленые. Число бактерий в 1 см3 воды не превышает 100 тыс. Многие макрофиты находят здесь оптимальные условия для своего роста.Олигосапробные воды представляют, например, практически чистые воды больших озер. Для них характерна почти полная минерализация органических веществ. Число бактерий не более 1 тысячи в 1 см 3.
29.Устройство и работа сооружений по очистки вод
Очистка сточных вод – это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения – сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве, имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Схема очистки сточных вод дана на рисунке 12.
Рисунок 12 Вариант принципиальной схемы очистки сточных вод (В.С. Романов, Н.З. Харитонова, 1986)
Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.
Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения – нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60–75% нерастворимых примесей, а из промышленных – до 95%, многие из которых, как ценные примеси, используются в производстве.
Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение количества нерастворимых примесей до 95%.
При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция. Широкое применение находит электролиз. Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей самоочищения водоемов и водотоков. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: аэротенки, биофильтры, биологические пруды, поля орошения.
В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.
Сточные воды перед биологической очисткой подвергаются механической, а после нее – обеззараживанию путем хлорирования жидким хлором или хлорной известью. Для этой цели используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование).
Биологический метод дает хорошие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется и при очистке отходов предприятийнефтеперерабатывающей,целлюлозно-бумажной промышлен-ности, производстве искусственного волокна.