Факультет

Студентам

Посетителям

Термофильные микроорганизмы в сточных водах

Проблема очистки сточных вод интересовала русских исследователей давно. Здесь мы можем упомянуть об обширных исследованиях, выполненных под руководством академика Вильямса в начале XX в. и позднее развитых Строгановым и его сотрудниками.

Как уже отмечалось, в загрязненных водах значительно повышается содержание термофильных микроорганизмов. Причины этого явления понятны, и нас не должно удивлять богатство сточных вод теплолюбивой микрофлорой. Так как термофилы чрезвычайно энергично вызывают разнообразные процессы, то с практической точки зрения представляет интерес возможность их использования при очистке сточных вод населенных пунктов и промышленных предприятий. Это мыслимо осуществить в широко применяющихся метан-тэнках, в которых происходит брожение осадка сточной жидкости. При данном процессе выделяются горючие газы, могущие быть использованными для хозяйственных или технических нужд.

Как показала опытная работа, проведенная Рудольфсом (Rudolfs, 1931) в Америке и Бахом (Bach, 1929) в Германии, при повышении температуры в метан-тэнках удается значительно ускорить процесс распада осадка, а следовательно, увеличить производительность очистительных сооружений. С теоретической точки зрения, положительный эффект повышения температуры в метан-тэнках до 40—50° вполне понятен, так как термофильные бактерии работают значительно продуктивнее мезофилов.

В период 1934—1935 гг. соответствующая работа была произведена в Москве Академией коммунального хозяйства и трестом «Мосочиствод». Полученные материалы были опубликованы в работе Овсянниковой (1938), выдержки из которой мы приводим ниже. Овсянникова считает, что если вопрос о конструкции метан-тэнков для термофильного брожения остается еще открытым, то в принципе вопрос о желательности термофильного процесса может считаться решенным.

Вполне положительные показатели по «термофильному сбраживанию осадков сточных вод получили и другие исследователи, работавшие по интересующему нас вопросу.

Совершенно очевидно, что наиболее легко термофильный процесс в метан-тэнках может быть осуществлен в тех случаях, когда на очистку поступают горячие воды. Подобная обстановка имела место на Пеорийской очистительной станции в штате Иллинойс, где приходилось иметь дело со сбраживанием горя» чей барды.

Овсянникова приходит к выводу, что интенсификация работы метан-тэнка при повышенной температуре позволяет в 2—2.5 раза повысить его продуктивность. Ежедневные загрузки могут быть увеличены до 20—25% от содержимого тэнка, вместо 10% при мезофильном процессе (считая на сухое вещество осадка). Объем бродильного вместилища при горячем способе брожения возможно уменьшить более чем вдвое, что дает большую экономию в капитальных затратах.

При работе термофильных бактерий большему сбраживанию подвергаются жиры (до 60—88%). Из углеводной части осадка, помимо более простых соединений, хорошо разлагаются гемицеллюлоза и даже наиболее трудно сбраживаемая в мезофильных условиях альфа-целлюлоза. Последняя распадается на 50—85%. Белковые вещества осадка, разлагаясь, переводятся при брожении в растворимые формы азотсодержащих соединений и, в частности, в аммиак.

Наиболее заметным продуктом брожения осадка сточных вод являются выделяющиеся из него газы. При одной и той же загрузке количество газа, выделяющегося при термофильном брожении, в 1.5 раза превышает количество его, получаемое при мезофильном процессе. Для технически установленной дозы загрузки в 20% газовыделение с 1 м3 свежего осадка равно 13 м3.

Газ термофильно бродящего осадка по своему составу несколько отличается от газа, получающегося при мезофильном процессе. В первом случае содержание углекислого газа повышается до 30—35%, вместо 25—30%. При этом несколько снижается процент метана.

Помимо газов при брожении в небольших количествах может образоваться водород. Его содержание редко превышает 3%.

Судя по сведениям, имеющимся в литературе, при распаде органической части осадка (углеводов) могут образовываться ацетон, пропиловый и бутиловый алкоголя, а также некоторые другие вещества, как, например, жирные кислоты. Исследуя бродящую иловую жидкость при термофильном процессе, Овсянникова нашла в ней содержание общего количества жирных кислот до 40 м-экв. на литр, а масляной кислоты до 20 м-экв. на литр. При брожении отмечается чрезвычайно быстрое накопление сульфидной серы, но к моменту созревания осадка ее количество сильно уменьшается.

Овсянникова работала с двуступенным метан-тэнком, в первом отделении которого поддерживались термофильные условия брожения, а во втором при обыкновенной температуре происходило уплотнение осадка. На основании полученных данных она делает вывод, что при обычных требованиях к степени зрелости осадка и его обезвоживании механическим способом вторая ступень очистки (уплотнитель) не является необходимой частью сооружения. Если обезвоживание осадка практикуется на сушильных площадках, уплотнитель оправдывает свое назначение.

Микрофлора сбраживаемых при высоких температурах осадков детально пока не изучена. Здесь предстоит проделать достаточно большую работу, которая будет стимулироваться по мере введения в практику рассматриваемого нами мероприятия.

Соответствующего внимания заслуживает недавно выполненная работа Егоровой (1946) о бактериях, окисляющих фенолы при высокой температуре. Изученные ею микроорганизмы могли быть достаточно активными даже при 65—70°. Они могли развиваться непосредственно в подсмольной воде с Московского газового завода и вызывали окисление находящегося там фенола. Из других циклических соединений эти бактерии ассимилировали бензол и бензин.

Хотя полного окисления всех продуктов возгонки угля при работе исследованных Егоровой бактерий ожидать нельзя, все же их использование в практике может быть весьма перспективным. В настоящее время биологическая очистка фенольных вод обычно ведется при температуре окружающей среды в аэротэнках или биофильтрах и протекает весьма медленно. В то же время нередко на предприятиях сточная вода газогенераторных установок имеет довольно высокую температуру, и в таких случаях представлялось бы целесообразным очистку вести в термофильных условиях.

Говоря о роли термофилов в очистительных сооружениях, надо упомянуть о саморазогревании аэрофильтров, после того как фильтры перестают орошаться. Температура в них при этом повышается до 50—55°, и накопившийся осадок быстро разрушается. Это разогревание в значительной мере связано с деятельностью термофильной микрофлоры.

Повышение температуры можно наблюдать и на работающем аэрофильтре, на местах, не орошаемых жидкостью, но здесь происходит быстрая теплоотдача, и разогрев не превышает нескольких десятых градуса.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: