Особые бактерии очищают воду

Как происходит очистка сточных вод бактериями

Сточные воды – это воды, которые образовались в результате деятельности человека и требуют очищения или утилизации, в противном случае они могут нанести окружающей среде непоправимый вред. Они классифицируются в зависимости от происхождения на три категории: атмосферные осадки, бытовые и производственные стоки. Для их очищения применяются биопрепараты. Каким образом бактерии очищают сточную грязную воду, какие микроорганизмы участвуют в очистке стоков?

Канализационные воды содержат разные примеси, которые и являются причиной их патогенности. Это азотосодержащие вещества, соли аммония, гидрокарбонатов, другие органические и минеральные компоненты. Для очищения стоков часто используются организмы, способные принимать участие в процессе, известном под названием анаммок (анаэробное окисление аммония). Эти микроорганизмы также принято называть анаммоками. Они эффективны не только в обычных, но и в антропогенных условиях, создают вместе с другими организмами защитную биопленку.

Качество очищения сточных вод определяется содержанием в них колиформных микробов. Это группа, представители которой похожи на кишечную палочку, колиформные микробы легко обнаруживаются и поддаются подсчету.

Принцип работы

Другое название бактерий для сточных вод – биоактиваторы. Они относятся к непатогенным, выращиваются в искусственных условиях, полностью безвредны для здоровья организма человека. Основные характеристики и принцип работы для всех микробов общие. Препарат на их основе запускают в стоки. Фекальные массы, содержащие в большом количестве колиформные микроорганизмы, жир, мыльные растворы, остатки пищи, перерабатываются колониями, выращенными в лабораториях.

В результате такой деятельности простейших организмов сточные воды очищаются настолько, что преобразовываются в техническую, прозрачную воду без запаха и цвета. Если требуется очищение производственных стоков, которые содержат аммоний, применяются бактерии анаммок. Эти микроорганизмы эффективны, если требуется очистка канализационных станций.

Бактерии, которые используются для очищения и осветления стоков, продаются в виде порошка или геля. В обычном состоянии они неактивны. Чтобы привести их в действие, следует просто разбавить порошок водой или взболтать жидкость.

В природе есть огромное количество простейших организмов, которые могут оказывать полезное или вредное влияние на здоровье человека и состояние окружающей среды. Например, колиформные микробы живут в фекальных массах, а бактерии аниммок способствуют распаду аммония. Препараты на основе активных микроорганизмов используются для переработки сточных вод. По природе и механизму действия они делятся на две большие группы.

• Анаэробные – вид микроорганизмов, которые входят в состав биопрепаратов для очистки сточных вод. Общие их характеристики: способность вести свою жизнедеятельность без кислорода. Их используют как средство для обслуживания канализационных станций, септиков, выгребных ям. Чтобы бактерии эффективно выполняли свою работу, им требуется углерод, сульфаты или нитраты.
• Аэробные – простейшие организмы, которым для нормального функционирования нужен кислород. Сточные воды сами по себе не содержат воздуха, поэтому, чтобы микробы могли нормально очищать стоки, требуется подача кислорода из компрессора.

В бытовых условиях используются чаще анаэробные бактерии, так как они не требуют особых условий, чтобы осуществлять тщательное очищение сточных вод. В канализационных станциях применяется очистка в несколько этапов.

При покупке бактерий, которые применяются для переработки бытовых сточных вод, следует обратить внимание, на какие стоки препарат рассчитан, а также в канализациях каким объемом могут использоваться средства. Микроорганизмы должны полностью уничтожать колиформные микробы, а также бороться с другими патогенными организмами. Колиформные микробы являются возбудителями опасных заболеваний. Производственные стоки очищаются при помощи анаммоков.

Формы выпуска

Что касается формы выпуска биопрепаратов, то она не так важна, внимание обращается в основном на эффективность средства. В продаже они доступны в таких формах:

• жидкие гели;
• гранулированные препараты;
• порошковые средства;
• пакеты;
• кассеты (содержат колонии активных микроорганизмов, в том числе бактерий анаммок).

В состав большинства препаратов, кроме основных компонентов, входят и вспомогательные вещества, которые выполняют функции катализаторов.

Очистка сточных вод при помощи простых организмов достаточно эффективна. Очищенная вода может использоваться в хозяйственных целях, например, для полива огорода или газона. Она очищена от патогенных бактерий, в том числе от колиформных микробов.

Что влияет на эффективность биопрепаратов

Есть общие правила использования биологически активных препаратов. Только при их соблюдении можно добиться хорошего результата. Следует запомнить, что бактерии могут погибнуть при определенных условиях. В канализационной емкости должен быть определенный уровень жидкости. Активные простейшие организмы гибнут в результате воздействия низких температур, препаратов бытовой химии на основе хлора. Анаммоки способны функционировать не только в естественных, но и в антропогенных условиях. В результате их деятельности образовываются пленки, расщепляются молекулы аммиака, образовывается молекулярный азот.

Биологически активные препараты эффективно справляются с заданием очистки канализационных нечистот. Колонны бактерий уничтожают колиформные патогенные организмы, преобразовывают фекальные массы, органические отходы. Основным преимуществом применения биопрепаратов является высокая эффективность и безопасность. При соблюдении определенных условий средства будут качественно обслуживать канализацию, обеспечивая эффективную переработку сточных вод. Сегодня на рынке представлен широкий ассортимент препаратов на основе активных микроорганизмов. Они отличаются эффективностью, формой выпуска, ценой.

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.

Источник

Добро пожаловать в Юнипедию

Вы сможете найти любую информации по автономным системам очистки сточных вод торговой марки ЮНИЛОС

Бактерии для очистки сточных вод

Сточные воды, содержащие продукты жизнедеятельности человека, требуют очищения и возврата во внешнюю среду. При утилизации загрязненных стоков, окружающей природе может быть нанесен непоправимый ущерб.

Согласно современной классификации сточные воды подразделяются на три категории:

Обилие микроорганизмов обуславливает естественные процессы фильтрации и круговорота веществ. Использование универсальных природных принципов в хозяйственной деятельности позволяет создавать экономичные и эффективные системы очистки сточных вод. Особый интерес вызывают микробы, способные расщеплять белковые соединения и бактерии, активные по отношению к аммиаку. Все микроорганизмы, используемые для очистки стоков, можно разделить на аэробные и анаэробные.

Аэробные бактерии – микроскопические организмы, жизнедеятельность которых связана с потреблением кислорода. Они отличаются высокой скоростью деления и аналогичным показателем потребления питательных веществ. При создании оптимальных условий данные микроорганизмы эффективны в отношении бытовых и промышленных стоков. Используются в биофильтрах, аэротенках и системах глубокой очистки.

Анаэробные бактерии не требуют присутствия кислорода для размножения и питания. Отличаются меньшими репродуктивными показателями и воздействием на более сложные химические соединения. Применяются данные микроорганизмы на очистных станциях, обслуживающих нефтеперерабатывающие заводы и химические предприятия. Благодаря своим особенностям анаэробы нашли применение и в быту, в том числе для разложения отходов в выгребных ямах.

Для повышения эффективности бытовой очистной системы, необходимо правильно выбирать биологический материал, основываясь на таких показателях как:

1. состав сточных вод;
2. кислотность;
3. наличие синтетических загрязнителей;
4. тип очистной установки.

Бактерии для очистных станций и бытовых септиков выращиваются в лабораторных условиях и поставляются на рынок в различных формах. В зависимости от типа используемого оборудования могут быть использованы: гелеобразные жидкости, порошки, гранулы, фильтр-пакеты, твердые кассеты и т.д. Большинство компаний, занимающихся производством биоматериала, добавляют в состав комплекса катализаторы, ускоряющие процесс развития микроорганизмов при попадании их в питательную среду.

Развивающиеся колонии бактерий начинают усиленно потреблять органику, содержащуюся в воде, увеличивая при этом свой объем. Более 60% энергии уходит на повышение численности микроорганизмов.

Согласно исследованиям, процесс разложения органики с участием аэробных бактерий проходит с потреблением кислорода, выделением углекислоты и воды, а также репродукцией новых членов бактериального сообщества. Отсюда следует, что для эффективной работы биомассы и повышения объемов очищаемой воды необходим приток кислорода и питательных веществ. Для исключения гибели всей колонии в очистных сооружениях применяется принцип рециркуляции, позволяющий держать под контролем численность микроорганизмов.

Излишки аэробных бактерий вымываются через соединительный трубопровод в предыдущий сегмент очистной установки или в анаэробный отстойник. Бактерии, функционирующие без доступа кислорода, работают по схожему принципу, но в результате их жизнедеятельности образуются иные соединения.

Анаэробные отстойники создаются для разложения высококонцентрированных стоков, где процент содержания биологических загрязнителей превышает показатели, допустимые для аэробных организмов. Бактерии, разрушающие органику без участия кислорода, вырабатывают большое количество метана. Данная особенность нашла коммерческое применение в некоторых странах. Для нормальной продуктивности анаэробов, требуется оптимальный температурный режим, поэтому добыча биогаза в условиях северных широт не является рентабельной.

Источник

Чистая вода. Как микроорганизмы помогают нам бороться с загрязнениями

Очистка сточных вод — сложный многоэтапный процесс, в котором участвуют микробные сообщества. Некоторые бактерии могут стать возбудителями болезней, поэтому многие люди их опасаются. Но эти маленькие микроорганизмы приносят большую пользу человечеству.

Авторы

Редакторы

Инфографика на конкурс «био/мол/текст»: Чистая вода — основа всей жизни на Земле, и ее дефицит может стать глобальной проблемой не только для человечества, но и для окружающего нас мира. В этой инфографике мы наглядно демонстрируем то, как люди решают проблему очистки сточных вод при помощи маленьких союзников — микроорганизмов.

Конкурс «био/мол/текст»-2019

Эта работа опубликована в номинации «Наглядно о ненаглядном» конкурса «био/мол/текст»-2019.

Генеральный спонсор конкурса и партнер номинации «Сколтех» — Центр наук о жизни Сколтеха.

Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Спонсором приза зрительских симпатий выступила компания BioVitrum.

Вводный раздел

Для начала разберемся, что такое сточная вода. В нашем случае мы говорим о сточных водах, на которые было оказано воздействие человеком, не учитывая талые и ливневые сточные воды. По происхождению сточные воды можно поделить на хозяйственно-бытовые сточные воды и промышленные сточные воды.

Характерными загрязнителями хозяйственно-бытовых сточных вод являются органические остатки: продукты жизнедеятельности человека, остатки пищи и пр. Такие сточные воды очищаются на городских очистных сооружениях.

Спектр загрязнителей промышленных сточных вод зависит от специфики производства. К примеру, характерные загрязнители сточной воды горнодобывающих предприятий — это неорганические минеральные примеси, то есть физическое загрязнение. В случае химической промышленности происходит изменение кислотности (рН) сточной воды, то есть химическое загрязнение. В свою очередь, предприятия обязаны соблюдать нормативы предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ при сбросе сточных вод в водные объекты, поэтому промышленные предприятия часто оснащены собственными очистными сооружениями.

Подготовка воды

Прежде чем передать воду в «заботливые руки» микроорганизмов, ее необходимо предварительно очистить от нерастворимых механических загрязнений и взвесей. Делается это с помощью:

• решеток;
• песколовок;
• фильтров;
• бассейнов-отстойников (рис. 2).

Впоследствии выловленные загрязнители либо дробятся и направляются на переработку со сброженным осадком, либо вывозятся с территории очистного сооружения как твердые бытовые отходы.

Первичная очистка

Затем вода попадает в аэротенки — специальные емкости, где вода очищается методом биологического окисления (рис. 3). Протекая по резервуару, сточная вода смешивается с микробным сообществом, называемым активным илом. Причем каждому очистному сооружению присущ свой состав активного ила, зависящий от состава сточных вод [1].

Получается взаимовыгодный процесс как для людей, так и для микроорганизмов — люди очищают сточную воду, а микроорганизмы получают питательную среду обитания.

Вторичная очистка

После вода попадает в закрытый резервуар без доступа кислорода. Здесь происходит анаэробный процесс, в котором участвуют уже другие микроорганизмы — анаэробные бактерии. Их роль крайне важна, так как они удаляют из воды аммоний и фосфаты, которые в избытке содержатся в бытовых сточных водах. Сброс неочищенной сточной воды в водоемы вызывает активное размножение планктона, зацветание и может вызвать гибель всех живых существ в водоеме. Поэтому на этом этапе фосфаты удаляются из воды при помощи полифосфат-накапливающих организмов, а аммоний частично разлагается микроорганизмами до нитрита.

Получение метана

В процессе очистки сточных вод появляется излишек активного ила, который используется для получения метана [2]. Этот излишек сбраживается без доступа кислорода в метатенках. Благодаря очистке сточных вод мы можем получать биогенное топливо для автомобилей, обогрева домов, газовых плит, водонагревателей, электростанций и др.

Получение удобрений

После сбраживания излишка активного ила остается сброженный осадок, который отделяется от жидкой фазы, высушивается, складируется и впоследствии используется в качестве удобрения для сельскохозяйственной промышленности.

Очистка жидкой фазы

После отделения сброженного осадка в жидкой фазе остается некоторое количество аммония и нитриты, которые необходимо удалить. В таких случаях используют технологию анаммокс — анаэробное окисление аммония нитратом с получением газообразного азота, который безопасен для атмосферы [3]. Процесс анаммокса играет ключевую роль в круговороте азота в природе, его осуществляют специальные окисляющие аммоний анаэробные бактерии (анаммокс-бактерии).

Дезинфекция воды

Для того чтобы сделать возвращаемую в окружающую среду воду безопасной, то есть очистить воду от вредных возбудителей болезней и излишка микроорганизмов, применяют дезинфицирующие средства. Самые популярные методы дезинфекции:

• хлорирование;
• озонирование;
• обработка ультрафиолетом.

Очистка от микрозагрязнителей

Микрозагрязнители могут стать серьезной проблемой при очистке воды: это стойкие загрязнители окружающей среды, такие как тяжелые металлы, фармацевтические препараты, компоненты чистящих и косметических средств и др. К примеру, попадание в водоемы антибиотиков может вызвать резистентность микроорганизмов к действию этих антибиотиков.

Для очистки от микрозагрязнителей используются как бактерии, так и адсорбирующие средства. Адсорбция — процесс концентрирования загрязняющего вещества на поверхности адсорбента [4]. Активированный уголь в порошковой либо гранулированной формах — самый популярный наполнитель для фильтров благодаря своей небольшой стоимости и высокой степени очистки. Наиболее продвинутыми методами очистки от микрозагрязнителей считаются:

• озонирование с использованием активированного угля (озонсорбция);
• фильтрация с использованием ацетатцеллюлозных мембран (ультрафильтрация).

Почему эта проблема важна?

Очистка сточных вод очень важна для всего человечества: регулярная недоочистка стоков может стать серьезной проблемой, так как приводит к накоплению в водоемах загрязняющих веществ. Их негативное воздействие может обернуться гибелью живых существ водоема или к невозможности дальнейшего использования воды из этого водного объекта.

Сейчас наиболее острым вопросом в очистке сточных вод является очистка от микрозагрязнителей, поскольку не все виды этих веществ могут быть переработаны биологическим путем. К тому же микрозагрязнители характерны как для хозяйственно-бытовых сточных вод, так и для промышленных. Если специальные фильтры не используются или не справляются с очисткой сточных вод, такие виды загрязнений могут постепенно накапливаться в водных объектах и затем неблагоприятно отразиться на состоянии водоема и здоровье людей. К сожалению, мембранные фильтры, способные должным образом очищать воду от микрозагрязнителей, при применении в масштабах предприятия и целого города могут быть слишком дороги, поэтому дальнейший этап совершенствования очистки сточных вод — это поиск более дешевых подходов для эффективной очистки от микрозагрязнителей.

Источник