Снижение токсичности и остаточной загрязненности сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий при различных вариантах биологической очистки (стр. 3 )

Полученные результаты по показателю токсичности стока III очереди проявляются с той же закономерностью, что и при определении токсичности общего стока и стока с усреднителя, то есть чем больше количественное соотношение вносимого биопродукта (до 40 мг/л), тем меньше индекс токсичности (рисунки 4, 5, 6). Ввод биопродукта улучшает очистку по показателю ХПК, особенно при концентрации 40 мг/л (на 12% с активным илом 1-й ступени и на 3% с активным илом 2-й ступени).

Очистка стока III очереди активным илом 1-й ступени	Очистка стока III очереди активным илом 2-й ступени
Рисунок 6 - Сравнение результатов биотестирования и степени очистки по ХПК  (%), сточная вода без разбавления стока III очереди: I - сток после очистки; II - сток с 20 мг/л ШТ после очистки; III - сток с 30 мг/л ШТ после очистки; IV - сток с 40 мг/л ШТ после очистки;  - токсикологический показатель по водорослям,% отклонения от контроля;  - токсикологический показатель по дафниям (хрон.), % отклонения от контроля;  -  степень  очистки стока по  ХПК через 1 ч.;  - степень очистки стока по ХПК через 3 ч.;  - степень очистки  стока по ХПК через  8 ч.;  - степень  очистки  стока  по ХПК  через  22 ч.

       

Таким образом, проведенное экспериментальное исследование, подтверждает, что штаммы биопродукта проявляют свою эффективность даже при работе в экстремальных условиях.

2.1.1 Токсичное или неблагоприятное воздействие на активный ил разнообразных загрязняющих веществ усиливается, если в очищаемых сточных водах недостает легкоокисляемых органических соединений. В связи с этим мы решили проверить влияние хозяйственно-бытового стока на показатели очистки сточных вод, а также исследовать влияние на этот процесс вносимого биопродукта. Было высказано предположение, что перераспределение хозяйственно-бытового стока, подача части его на 2-ю ступень биологической очистки, минуя 1-ю (усреднители), позволит улучшить очистку сточных вод в аэротенках-вытеснителях перед сбросом в водоем.

Экспериментальное исследование по перераспределению хозяйственно-бытового стока проводили на сточных водах, прошедших цикл биологической очистки в аэротенках-смесителях 1-й ступени. В сток перед аэрацией в модельных тенках вводили штаммы биопродукта и хозяйственно-бытовые сточные воды в количествеве 5 и 10 % от общего стока. Аэрацию осуществляли во всех случаях с использованием активного ила 2-й ступени.

Взятая нами добавка биопродукта количеством 40 мг/л, во всех случаях оказывает на активность ила 2-й ступени положительное влияние (рисунок 7).

а	б
1

а	б
2

 

а	б
3

Рисунок 7 - Изменение токсичности по результатам биотестирования: 1- на водорослях Scenedesmus guadricauda (Turp.) Breb., 2 - на инфузориях Paramecium caudatum, 3 - на цериодафниях Ceriodaphnia affinis; а - сток после 1-й ст. + АИ 2 ст.+ 5% ХБС; б - сток после 1-й ст. + АИ 2-й ст. + 10% ХБС;  - сток до биол. очистки;  - сток после биол. очистки + ХБС ;  - сток после биол. очистки;

  - сток после биол. очистки + ШТ 40 мг/л;  - сток после биол. очистки

+ ХБС;  - сток после биол. очистки + ХБС + ШТ 40 мг/л;  - предел токсичности

Добавка хозяйственно-бытовых вод (5 и 10 % от общего стока) оказывает на тест-объекты стимулирующее действие, которое особенно проявляется при дальнейшем разбавлении стока.

В воде с совмещенной добавкой биопродукта количеством 40 мг/л и хозяйственно-бытовых вод эффект стимуляции также проявляется, но он незначителен и в пределах нормы, то есть добавленные микроорганизмы уравновешивают стимулирующее воздействие хозяйственно-бытовых вод, и вместе с этим идет эффективное изъятие токсикантов активным илом. Таким образом, благодаря микроорганизмам биопродукта и введению всего хозяйственно-бытового стока или его части сразу на вторую ступень биологической очистки, минуя первую, можно повысить степень изъятия токсичных загрязнений из сточной воды в процессе аэрирования. Это подтверждается и основным показателем очистки сточных вод: улучшается изъятие загрязнений по показателю ХПК - при 5%-й добавке хозяйственно-бытового стока на 7% и на 8% при введении всего хозяйственно-бытового стока на вторую ступень биологической очистки.

2.2  Изучение  влияния  биопродукта  и  хозяйственно-бытовых  вод на динамику изъятия загрязнений в условиях адаптации активного ила

Все исследования на следующем этапе проводили аэрированием в модельных тенках стока после 1-й ступени биологической очистки с активным илом 2-й ступени. Сточная вода поставлялась на кафедру 1 раз в сутки (утром) и на этой воде реализовывали 2 цикла – нечетный и четный. Продолжительность аэрации равнялась 9 часам, продолжительность регенерации активного ила – 2 часа. Общая продолжительность одного цикла составила 12 часов.

Учитывая результаты первого этапа экспериментальных исследований, варианты формирования стоков для аэрирования отличались следующим образом:

Сток после 1 ступени + активный ил 2 ступени (контроль); Сток после 1 ступени + 40 мг/л биопродукта; Сток после 1 ступени + 5 % ХБС; Сток после 1 ступени + 5 % ХБС + 40 мг/л биопродукта.

Особенность проведения опытов заключалась в том, что активный ил, отделяемый по окончании каждого цикла аэрирования, использовался в следующем цикле. Биопродукт вводился в сточные воды (варианты 2 и 4) один раз на первом цикле. Качество поставляемой воды каждый раз менялось, что вызывало стрессовую реакцию микроорганизмов активного ила в нечетных циклах, именно в это время проводили анализ проб на токсичность. Таким образом, проверялись их адаптационные возможности на протяжении 10 циклов. Ввод хозяйственно-бытового стока осуществляли в начале каждого цикла.

По результатам биотестирования добавка хозяйственно-бытового стока значительно влияет на улучшение очистки воды (рисунок 8), но, как и в остром эксперименте вызывает стимуляцию роста численности тест-объектов в ее последующих разбавлениях, что, как и ингибирование, негативно сказывается на качестве стока.

Наиболее рациональна совмещенная добавка микроорганизмов и 5% хозяйственно-бытовых вод в сток, т. к не оказывает отрицательных последствий при дальнейших разбавлениях.

Положительное влияние биопродукта сказывается и на ассимиляции загрязнений, характеризуемых показателем БПК - на 2% и ХПК - на 6% (рисунок 9). Ситуация существенно меняется при вводе в сточную воду, наряду с биопродуктом, 5% хозяйственно-бытового стока – улучшение по показателю БПК до 4%, по ХПК до 9%.

а

б

Рисунок 8  –  Диаграмма, иллюстрирующая  изменение  степени  токсичности  воды  в различных  циклах  при биотестировании: а - на водорослях Scenedesmus guadricauda (без разбавления, 100%);  б -  на инфузориях Paramecium caudatum  (разбавление в 4 раза, 25%);  I - сток после 1-й ст. оч.; II - сток после 1-й ст. оч. с 5 % ХБ; III - сток после очистки а. и. 2-й ст.; IV - сток после очистки а. и. 2-й ст. и ШТ; V - сток после очистки а. и. 2-й ст. и 5 % ХБ; VI - сток после очистки а. и. 2-й ст.+ШТ+5 % ХБ;  - цикл 1;  - цикл 3;  - цикл 5;  - цикл 7;  - цикл 9;  - предел токсичности

а

б

Рисунок 9 – Очистка сточной воды  по показателю а - ХПК, б - БПК после 20 ч. аэрирования (в %):  - контроль;  - сток + ШТ;  - сток + 5% ХБ; - сток  +  ШТ +  5% ХБ

Таким образом, можно заключить, что микроорганизмы биопродукта стабилизируют процесс биологической очистки, а в сочетании с вводом в сточную воду, поступающую на 2-ю ступень биологической очистки, части хозяйственно-бытовых сточных вод, процесс изъятия загрязнений ещё более интенсифицируется.

3. Исследование содержащихся в сточных водах специфических загрязнений

Одной из задач исследований являлось изучение влияния вводимых микроорганизмов биопродукта на биологическое разрушение специфических загрязнений сточных вод. В качестве специфических загрязнений, оказывающих влияние на процесс биологической очистки, для исследования были выбраны: сульфатный лигнин, фенолы и метанол (рисунок 10).

В условиях острых опытов были исследованы сточные воды общего стока и стока III очереди. Под общим стоком понимали среднесуточные пробы воды, отбираемые через каждые 2 часа перед 1-й и 2-й ступенями биологической очистки и, как и сточные воды III очереди, аэрировали с активным илом 1-й ступени, затем с активным илом 2-й ступени. Сток III очереди был выбран с целью исследования возможности биологической очистки стока, как наиболее сложного по составу загрязнений.