Вплив деструкції біомаси на активний мул

УДК 574.5:628.355

А. О. Дичко
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, Україна, aodi@ukr.net

А. О. Dychko
National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, Ukraine

Важливими характеристиками біохімічного очищення стічних вод в аеротенку є гідро­біологічні показники активного мулу. У комплексі з експериментальними дослідженнями проводили дослідження особливості гідробіології активного мулу з використанням оптичної мікроскопії, що забезпечувало можливість вивчення складу та структури мікробіологічних спільнот. Нами отримано ряд результатів, які характеризують особливість біоценозу активного мулу, при очищенні побутових стічних вод із застосуванням деструкції біомаси шляхом обробки її частини пероксидом водню, термолізу при 90 ºС, застосування механічної дезінтеграції, висушування активованого шламу тощо.

Характер реакції біоценозу активного мулу на негативний вплив, проявляється у зниженні видового різноманіття. Чутливі до негативного впливу виду можуть зникнути зовсім або різко знизиться чисельність, у той час як стійкий стає ще більше. Ускладнення біоценозу супроводжується поступовим включенням у нього все більше довершених видів, навіть хижаків: зооглеї – нитчасті бактерії – дрібні джгутиконосці – дрібні черепашкові амеби – вільноплаваючі – черевовійчасті – прикріплені та сисні інфузорії – коловертки – черви – водні кліщі – представники третього трофічного рівня.

Видовий біоценоз активного мулу визначається навантаженням за органічними забруднюючими речовинами та ефективністю їх розкладу. Сумарний ефект впливу різних факторів, основним з яких необхідно вважати постійні навантаження, формує специфічний для кожної очисної споруди активний мул.

За умов зростання притоку та сконцентрованості стічних вод збільшується кількість утворення надмірно активного мулу. Тому кількість надлишкової біомаси може бути зменшена шляхом її обробки в деструктивних процесах із руйнуванням клітин мікроорганізмів. До таких процесів належать озонування, ферментна обробка у термофільному режимі, обробка ультразвуком, механічне руйнування тощо. У результаті руйнування мембрани клітин обробленої біомаси, компоненти, які в них знаходяться, включаючи ферменти різноманітних видів, переходять у мулову суміш. А вже безпосередньо вивільнені таким чином біологічно активні речовини інтенсифікують процес біохімічного очищення стічних вод.

Гідробіологічний аналіз вихідного активного мулу показав, що мул придатний для очистки, індикаторні організми не загинули, активні (табл.). Мікроскопічно активний мул у контрольному аеротенку являв собою темно-коричневі пластівці, розміром до 3 мм у діаметрі. При струшуванні посудини з відібраним матеріалом флокули мулу рівномірно заповнювали весь об’єм води. У стані спокою флокули поступово осідали. У контролі та експерименті присутня велика кількість Calledina sp. і коловерток Rotaria rotatoria. Це свідчить про те, що в аеротенку проходять задовільно процеси нітрифікації. За відсутності кисню їх кількість швидко зменшується.

Таблиця. Характеристика стану гідробіонтів активного мулу

 

В експерименті спостерігали багато цистованих форм. Причина цього – оброблення частини біомаси пероксидом водню, що спричинило руйнування клітин. Унаслідок цього не лише зменшився приріст біомаси, а ще й істотно зросла інтенсивність процесів очищення за рахунок того, що виділені ферменти та інші біологічно активні речовини зруйнованих клітин перейшли у суміш мулу та сприяли стимулюванню процесів життєдіяльності та безпосередньо впливали на забруднювачі.

Індикаторні організми Opercularia glomerata чутливі до зміни кисню та забруднення, отже, вони не були адаптовані до даного середовища. Поява та присутність Vorticella convallaria, Opercularia glomerata, Epistylis plicatilis говорить про те, що відбувається очищення від бактерій, у тому числі хвороботворних, остільки ці мікроорганізми виконують роль седиментаторів. Vorticella convallaria одиночна форма, за несприятливих умов швидко утворює бродяжку та відпливає. Поодинокі інфузорії Vorticella convallaria спостерігались у контрольному аеротенку. Їжею для інфузорій слугують бактерії та дрібні джгутикові. Зустрічалися колоніальні форми перітрих, в основному при застосуванні, як окисника пероксиду водню: Epistylis plicatilis і Opercularia. Живляться вони бактеріями. Зустрічалося багато черевовійчастих інфузорій класу Polyhymenophora: Aspidisca costata. Це дрібні форми, дуже активні, швидко рухаються. Зустрічалися хижі сисні інфузорій при застосуванні термічної та хімічної дезінтеграції (Suctoria): Podophrya, які ведуть прикріплений спосіб життя у дорослому стані, а в ембріональному (бродяжки) – рухливий. Їжею для сукторій служать інфузорії інших груп.

Спостерігали вільноживучих круглих червів Nematoda. Їх роль у біоценозі суттєва, адже вони живляться бактеріями, детритом, найпростішими.

У біоценозі зустрічали різноманітні інфузорії: черевовійчасті інфузорії Aspidisca у великих кількостях; прикріплені коловійчасті інфузорії Vorticella convallaria; колоніальні форми інфузорій Epistylis plicatilis, Opercularia в невеликих кількостях; хижі сисні інфузорії (сукторії): Podophrya в невеликих кількостях.

На кінець експерименту з’являється велика кількість черепашкових амеб – Arcella. Основне живлення черепашкових амеб – бактерії, також дрібні водорості, дрібні найпростіші, наприклад, джгутикові та їх цисти.

Наявність в аеробному біореакторі коловерток і червів – організмів вищих ланок трофічних ланцюгів, які утворюються у гідробіоценозі цієї споруди, забезпечує покращення процесу очищення води, адже ці організми виїдають детрит, бактерій, які можуть виноситись із очисної споруди разом з очищеною водою; зменшення приросту біомаси мікроорганізмів, внаслідок чого знижуються витрати на обробку та утилізацію осадів; мінералізацію біомаси, що покращує седиментаційні властивості осадів.

---

Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 25-27.