Экологическая эффективность биосорбционного способа очистки промышленных сточных вод - ОНПЗ» (стр. 3 )

«–» – отсутствие данных представителей,

«+» – присутствие данных представителей в небольшом количестве,

«++» – присутствие данных представителей в большом количестве.

При микроскопировании  в активном иле из системы биологичес­кой очистки присутствовало не более девяти представителей индика­торных организмов, причем четыре из них являются показателями не­удовлетворительной работы системы очистки. Инфузории рода Vorticel­la более чем в 50 % опытов начинали измельчаться и инцистироваться (рис. 4). В активном иле из системы биосорбции отмечено более бога­тое видовое разнообразие (до четырнадцати представителей), причем
в большом количестве присутствовали организмы, являющиеся инди­каторами эффективной работы системы очистки (рис. 5). 

Результаты, полученные при исследовании, были подвергнуты статистической обработке. Обнаруженные нами различия между пока­зателями биологической и биосорбционной очистки достоверны, так как полученные значения критерия t-Стьюдента превосходят гранич­ные значения критерия.

 

Рис. 4. Морфологические изменения
у представителя рода Vorticella при увеличении нагрузки на активный ил (увеличение 400x)

Рис. 5. Колониальная форма
прикрепленных инфузорий
(увеличение 200x)

ГЛАВА 4. Обсуждение результатов исследования

Значения ХПК и содержание нефтепродукта в сточных водах предприятия, отобранных для лабораторных испытаний, говорят как
о непостоянстве состава поступающих стоков, так и о поступлении «залповых» количеств загрязнений. Эффективность биологической очистки стоков указанного состава снижается из-за токсичного воз­действия на активный ил и в результате на выходе с лабораторной ус­тановки биологической очистки регистрируется высокое содержание ХПК и нефтепродукта.

При добавлении адсорбента (коксовой пыли) в систему биологи­ческой очистки значения ХПК значительно уменьшаются. В стоках, очищенных в биосорбционном лабораторном реакторе, значение ХПК в среднем составило 107,3±24,73 мгО2/л, в системе биологической очистке – 224,25±41,26 мгО2/л.

При внесении в очищаемую воду коксовой пыли (доза 0,4 г/л) эффективность очистки по ХПК в среднем составила 83 %, тогда как эффективность очистки по ХПК в системе биологической очистки
в среднем составила 63 %, следовательно, биосорбционная очистка по ХПК на 20 % эффективнее биологической.

Установлено, что резкое снижение ХПК сточной воды происхо­дит в течение первых 15–25 минут эксперимента. В эти моменты ско­рость адсорбции значительно выше скорости биоокисления (Сироткин, 1993).

В среднем степень очистки стоков по ХПК в системе биосорбции в 2,1 раза выше, чем в системе биологической очистки. Учитывая, что снижение ХПК происходит в начале процесса очистки, в системе био­сорбции значительно уменьшается нагрузка на активный ил.

При поступлении на лабораторную установку биологической очистки сильнозагрязненных стоков содержание нефтепродукта на выходе находилось в пределах 3,9–8,1 мг/л. Степень очистки этих же стоков в биосорбционной системе (с коксовой пылью) намного выше, содержание нефтепродукта – 0,68–1,7 мг/л.

В среднем степень очистки стоков по нефтепродукту в системе биосорбции в 5,3 раза выше, чем в системе биологической очистки. При внесении в очищаемую воду коксовой пыли (доза 0,4 г/л) эффек­тивность очистки по нефтепродукту в среднем составила 96 %, тогда как эффективность очистки по нефтепродукту в системе биологичес­кой очистки в среднем составила 81 %, следовательно, биосорбцион­ная очистка по нефтепродукту на 15 % эффективнее биологической. Эффективность очистки по взвешенным веществам в системе био­сорбции на 37 % выше, чем в системе биоочистки.

Достаточно показательными представляются результаты опреде­ления концентрации растворенного кислорода в начальный период при изменении нагрузки по ХПК. Биосорбционная система обеспечивала погашение «залпа», в результате чего концентрация растворенного кислорода выходила на рабочий уровень – более 2 мг/л, и процесс очи­стки стабилизировался.

При биосорбционной очистке сточных вод с альтернативным сорбентом отмечался стабильный прирост биомассы: доза ила возрас­тала в среднем от 1,66 до 2,2 г/л и при этом концентрация взвешенных веществ составляла 4–12 мг/л.

При микроскопировании в активном иле из системы биосорбции с коксовой пылью в большом количестве были обнаружены брюхорес­ничные инфузории: вид Aspidisca costata, кругоресничные инфузории: вид Vorticella convallaria, род Opercularia, род Carchesium, род Episty­lis, которые являются индикаторами хорошей работы очистных со­оружений. Наличие в биоценозе брюхоресничных инфузорий говорит о хорошей флокуляции хлопьев активного ила и его удовлетворитель­ных очищающих свойствах. Довольно часто встречались коловратки вида Rotaria rotatoria в активном состоянии, а их присутствие является показателем устойчивой биологической системы. Также в активном иле встречались крупные амебы – представители подтипа саркодовых (Sarcodina) и сосущие инфузории рода Podophrya. Крупные амебы – обычные обитатели нормально функционирующего ила. Сосущие ин­фузории рода Podophrya развиваются в небольших количествах при полном окислении загрязняющих веществ и стабилизации процесса очистки сточных вод и являются индикаторами высокого качества очистки.

В активном иле системы биологической очистки в большом ко­личестве присутствовал вид Vorticella microstoma – типичный обита­тель активного ила с большой нагрузкой, при залеживании ила и на­рушении аэрации. Вид Vorticella convallaria был в небольшом количе­стве и в ряде опытов находился в состоянии «бродяжка». Кроме того, инфузории рода Vorticella более чем в 50 % опытов начинали измель­чаться и инцистироваться. В большинстве опытов в активном иле из системы биологической очистки были обнаружены в большом количе­стве бесцветные жгутиконосцы и нитчатые бактерии рода Sphaerotilus. В стабильных илах бесцветные жгутиконосцы обычно в массе не раз­виваются, а появление их в биоценозах может говорить о неблагополу­чии в технологическом режиме. При осуществлении первых циклов биологической очистки в пробах активного ила в единичных экземп­лярах присутствовал вид Aspidisca costata, род Opercularia с замкну­тым ресничным диском в неподвижном состоянии и коловратки вида Rotaria rotatoria в сжавшемся состоянии. Коловратки вида Rotaria rotatoria и прикрепленные инфузории таким образом реагируют на изменения условий среды в худшую сторону, поступление токсичных стоков. Также в активном иле из системы биологической очистки час­то встречались равноресничные инфузории рода Litonotus. Наличие представителей рода Litonotus говорит о повышении нагрузки на ил. На некоторых этапах эксперимента отмечалось присутствие мелких амеб (подтип Sarcodina). Мелкие амебы – показатели нарушения очи­стки, высокой нагрузки, неудовлетворительной аэрации, диспергиро­вания хлопьев и высокого содержания в иловой смеси бактерий, не связанных с хлопьями активного ила (Банина, 1984;  Жмур, 1996; Ли­хачев, 2004).

В биосорбционной системе хлопья активного ила плотные, ком­пактные, крупные, без посторонних включений, отмечена хорошая флокуляция хлопьев. Цвет хлопьев активного ила буро-коричневый, редко темно-коричневый. Запах ила преимущественно болотный,
в единичных случаях отмечен слабый запах нефтепродуктов. Надило­вая вода прозрачная, иногда с небольшим количеством взвешенных частиц. В системе биологической очистки хлопья активного ила дис­пергированные, мелкие, с посторонними включениями, отмечено на­рушение флокуляции хлопьев. Цвет хлопьев активного ила от темно-коричневого до черного. Запах ила преимущественно землистый, неф­тепродуктов, в единичных случаях отмечен болотный запах. Надиловая вода мутная с взвешенными частицами, иногда опалесцирующая.

Таким образом, в активном иле из системы биологической очист­ки в большом количестве присутствовали организмы с высокой толерантностью к неблагоприятным факторам (нитчатые, жгутиковые),
а в иле из системы биосорбции отмечено удовлетворительное для дан­ных условий видовое разнообразие (Таубе, 1983; Банина, 1990).

Анализ полученных результатов указывает на высокую эффек­тивность метода биосорбционной очистки. Биологическая очистка сточных вод подобного состава протекает с рядом трудностей и, сле­довательно, недостаточно эффективно.

Кроме того, для достижения высокой эффективности очистки
в системе биосорбции требуется в 1,5–2 раза меньше времени, чем
в системе биологической очистки.

Эффективность биосорбционной очистки стоков зависит от при­меняемого сорбента. Нами были проведены опыты по сравнению эф­фективности очистки стоков с помощью активного угля марки ОУ-А
и альтернативного сорбента – коксовой пыли. Сравнение проводилось относительно контрольного опыта – биологической очистки в лабора­торном реакторе в идентичных условиях.

Биосорбционная очистка с применением в качестве сорбента ак­тивного угля в некоторых опытах протекала эффективнее, чем с коксо­вой пылью.

Эффективность очистки по значениям ХПК и содержанию неф­тепродукта в системе с коксовой пылью находилась в пределах 74–89
и 94–98 % соответственно, в системе с активным углем – 79–90 и 96–99 % соответственно.

Значения илового индекса для систем с углем и с коксом отлича­лись незначительно и в среднем составили около 60, для системы биоло­гической очистки – 109. Данные подтверждаются результатами визу­альной оценки: в системе биологической очистки часто наблюдался вы­нос активного ила, в системе биосорбции, напротив, данное явление не отмечалось. Для ББО ОНПЗ установленный нормативный предел значе­ний илового индекса составляет 40–75.