CC BY
7
3. В случае недостаточной естественной защищенности водоносного горизонта, эксплуатируемого в районе источника загрязнения, качество воды скважины может зависеть от направления подземного потока, не только естественного, но и сложившегося в процессе эксплуатации скважин, когда поступление загрязнений может быть увеличено путем более усиленного отбора воды из горизонта или уменьшено перехватом загрязненного потока другой скважиной.
Поступила 12/XII 1968 г.
FACTORS AFFECTING THE QUALITY OF SUBSURFACE WATER IN THE AREA OF A CONTAMINATION SOURCE
A. G. Kokina
The data listed confirm that the quality of water in underground aquifers within the area of a contamination source deteriorates, above all, with regard to its chemical characteristics, this being due to a farther spread of chemical contaminants by comparison with bacterial pollution. One can consider adequate natural protection of aquifers to be a sufficient guarantee permitting exploitation of a well lying in close proximity to the source of contamination. Should the natural protection of an aquifer be inadequate, the latter being exploited within the area covered by such a source of contamination, the quality of water can depend upon the direction of the phreatic water stream, and not only of the natural, but also the one formed during operation of wells.
г УДК 614.7:628.32
САНИТАРНО-БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД ПРИ АЭРОБНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ
Л. А. Сергунина, Н. Ю. Тугушева, В. В. Чупракова
Обработка осадков городских сточных вод (избыточного активного ила и осадка из первичных отстойников) представляет собой важную проблему, связанную с их очисткой. Получивший наибольшее распространение в настоящее время метод анаэробного сбраживания в метантенках очень сложен и трудоемок; при малых притоках сточных вод он вообще неприемлем.
Одним из новых методов обработки осадков сточных вод является метод аэробной стабилизации, или аэробного сбраживания, заключающийся в длительной аэрации осадков в сооружениях типа аэротенков. Технологические исследования, проведенные Академией коммунального хозяйства, показали, что в процессе аэробной обработки происходят распад и стабилизация органического вещества осадков. Распад биологически окисляемого органического вещества превышает 90%. Аэробностабилизированные осадки не загнивают и не издают неприятных запахов. Кроме того, названный метод перспективен, так как строительство и эксплуатация аэротенков очень просты.
В Академии коммунального хозяйства наряду с технологическим изучением процесса аэробной стабилизации осадков проводилась санитарно-бактериологическая оценка этого метода. Значительное снижение количества микроорганизмов в осадках городских сточных и питьевых вод в условиях аэрации наблюдали многие авторы (Като Митио; НаЬуогзоп Опп; И. Даубнер). Однако, освещая в основном технологическую сторону процесса, они уделили недостаточное внимание санитарно-бактериологической проблеме, а проведенные ими микробиологические исследования носили прикладной характер.
Санитарно-бактериологическое изучение процесса аэробной стабилизации и определение физико-химических условий мы проводили на пробах осадков сточных вод Тушинской станции аэрации, полученных втермоста-
тированных лабораторных условиях при температуре от 20°. Аэробному сбраживанию подвергали активный ил из вторичных отстойников и ило-уплотнителей, осадок из первичных отстойников и их смеси. Исследовали периодический режим, характеризующийся разовой загрузкой осадков и определенной продолжительностью аэрации при заданном расходе воздуха.
Для оценки влияния процесса аэробной стабилизации на жизнедеятельность микроорганизмов в различных осадках параллельно определяли выживаемость указанных микроорганизмов в пробах, не подвергавшихся аэрации (контроль). Контрольные пробы выдерживали при той же температуре, что и стабилизируемые осадки. Проведено около 550 определений.
Неоднократными наблюдениями установлено, что в контрольных осадках исследуемые микроорганизмы сохраняли свою жизнедеятельность в течение 16—20 суток. При этом в неаэрируемой смеси осадка из первичных отстойников и неуплотненного активного ила в первые 4—6 суток наблюдалось даже незначительное увеличение общего содержания сапрофитной микрофлоры. Некоторое снижение численности кишечных палочек и сап-рофитов обнаруживалось в осадке из первичных отстойников лишь на 10—12-е сутки выдерживания. При аэробной стабилизации исследованных осадков заметно снижается количество кишечных палочек, несмотря на постоянное перемешивание смеси воздухом, в результате чего разрушаются хлопья и относительно увеличивается число бактерий. На 8-10-е сутки аэрации в большинстве случаев хлопья осадков измельчаются настолько тщательно, что после встряхивания на шюттель-аппарате количество бактерий в исследуемом осадке не увеличивается.
Степень снижения содержания микроорганизмов зависела от вида обрабатываемого осадка. Наиболее интенсивное уменьшение количества кишечных палочек наступало при аэрации неуплотненного активного ила. На 7—8-е сутки в неуплотненном активном иле насчитывалось 1—1,5% живых кишечных палочек, тогда как в уплотненном иле при той же продолжительности аэрации оставалось 10% бактерий. Подавление жизнедеятельности кишечных палочек происходило в более замедленном темпе в смеси осадка из первичных отстойников и активного ила (уплотненного и неуплотненного). По степени снижения количества кишечных палочек исследуемые осадки располагались в убывающем ряду: неуплотненный и уплотненный активный ил, смесь осадка из первичных отстойников с неуплотненным активным илом, смесь его с уплотненным активным илом и осадок из первичных отстойников (рис. 1).
Несколько иная закономерность наблюдалась в отношении сапрофитной микрофлоры. Изменение физико-химических свойств активного ила приводило в первые 2 суток к увеличению содержания сапрофитов в аэрируемых осадках (рис. 2).
Оптимальными оказались условия их развития в уплотненном активном иле и смеси его с осадком из первичных отстойников. На 2-е сутки размножение микроорганизмов приостанавливалось, после чего выявлялось довольно интенсивное снижение их числа. Во всех случаях на 6—7-е сутки насчитывалось 30—40% живых бактерий (от первоначального их числа). Наибольшее снижение сапрофитов, как и кишечной палочки, отмечалось при стабилизации неуплотненного активного ила. Дальнейшее снижение содержания микроорганизмов (в пределах до 16—20 суток) происходило с очень малой скоростью. Оставшиеся после 6—7-суточной обработки осадков микроорганизмы находились в основном в виде спор.
Стабилизированные осадки представляют собой в основном жидкость, в которой диспергированы твердые частицы. При отстаивании обработанных осадков на дне оседают твердые частицы, над которыми располагается прозрачная жидкость. Микробиальное изучение состава 2 фаз осадков показало, что в надосадочной жидкости содержится в 30—50 раз меньше микроорганизмов по сравнению с их количеством в осевших на дно твердых частицах.
/00 30
I
Ь
| 70 ^ ВО
Л
ц
? го
о
/о
л
Л" V г
V X \ хЧ
\ й \ \ N к..
у <8
ч ---- С: / 3 г 4
<? /о Сутки
/г /4 /е /8
Рис. 1. Снижение количества кишечных палочек при аэробной стабилизации
различных осадков. / —неуплотненный активный ил; 2—уплотненный активный ил; 3 — смесь осадка из первичных отстойников и неуплотненного активного ила; 4— смесь осадка из первичных отстойников и уплотненного активного ила; 5—осадок из первичных отстойников.
гоо
'Я /80
&ЛЙ7
£ /40
/го
Ь /00
•»с
* 80
во
? 40
5Г
£ го
о
шг 680
/ 570
/; Ш \ 1 \ 1 N 1
а * ^ —
II \ V \ \\
а \ '.и \\\ —
\ 1
\ \ 1 1'
1 \ ч \
ч к, \
1 И О" ' —> *
-и
/ 2 3 4 S 6 7 8 Э /О Сутки
Рис. 2. Изменение количества сапрофитных микроорганизмов при аэробной стабилизации различных осадков. Обозначения те же, что и на рис. 1.
ЕЬ /ив *800
Содержание кишечных палочек в надосадочной жидкости аэробноста-билизированного неуплотненного активного ила колеблется от 16 до 150 клеток в 1 мл; это значительно меньше, чем в биологически очищенной сточной жидкости после вторичных отстойников ряда станций аэрации, не применяющих дезинфекции очищенного стока. В связи с этим, а также вследствие незначительного содержания органических веществ нет необходимости жидкую фазу аэробностабилизированных осадков, в частности неуплотненного активного ила и смеси его с осадком из первичных отстойников, направлять в голову очистных сооружений.
Исследования физико-химических условий осадков, подвергшихся аэробной стабилизации, показали, что рН среды несколько повышается. Однако рН не превышал 7,9, т. е. был оптимальным для кишечной палочки и большинства других сапрофитов. Результаты измерения ЕЙ в различных осадках, подвергшихся аэробной стабилизации, приведены на рис. 3. В контрольных осадках независимо от их типа значение ЕЬ находилось на уровне + 100-=—[-150 мв. При аэробной стабилизации осадков происходило снижение потенциала в убывающем ряду; осадок из первичных отстойников (ЕЙ в пределах от +125 до + 65 мв), смесь его с уплотненным активным илом (от +65 до — 15 мв) и уплотненный активный ил (от + 5Э д
Рис. 3. Изменение окислительно-восстановительного потенциала ЕЬ в процессе аэробной стабилизации и при стабилизации
без аэрации (контроль). / — неуплотненный активный ил; 2 — смесь осадка из первичных отстойников и неуплотненного активного ила; 3 — осадок из первичных отстойников; 4 — смесь уплотненного активного ила и осадка из первичных отстойников; 5 — уплотненный активный ил; 6 — неуплотненный активный ил, уплотненный активный ил, осадок из первичных отстойников и их смеси без аэрации (контроль).
+5 мв). Исключение составлял потенциал неуплотненного активного ила (его значение +3504—1-500 мв). Результаты санитарно-бактериологических и физико-химических исследований показали, что изменения рН не могут быть причиной гибели микроорганизмов. Вместе с тем наблюдающийся рост сапрофитных бактерий совпадал с уменьшением окислительно-восстановительного потенциала. Eh уплотненного активного ила, осадка из первичных отстойников и их смеси принимал значения, характерные, но не оптимальные для роста факультативных аэробов. Несмотря на это, уменьшение Eh также не могло служить причиной гибели бактерий в указанных осадках. Лишь в неуплотненном активном иле гибель кишечных палочек и сапрофитов, вероятно, могла происходить из-за очень высокого значения окислительно-восстановительного потенциала. Возможно, что кишечные палочки гибнут под влиянием интенсивно развивающихся в первые 2—3 суток сапрофитных микроорганизмов, которые могут подавлять их жизнедеятельность.
Гибель сапрофитных микроорганизмов на 4—7-е сутки в свою очередь происходит, по-видимому, в результате исчерпания субстрата и отравления среды продуктами метаболизма бактерий.
Полупроизводственные исследования на установке аэробной стабилизации осадков, находящейся на Люблинской станции аэрации, подтвердили данные лабораторных исследований. Они показали, что более резкое снижение количества сапрофитов и кишечных палочек, а также ускорение процесса минерализации органических веществ осадков наблюдаются при повышенном расходе подаваемого воздуха. Это свидетельствует о большом влиянии расхода воздуха на процесс аэробной стабилизации.
Выводы
1. При аэробной стабилизации различных типов осадков сточных вод происходит распад биологически окисляемого органического вещества, после чего осадки не загнивают и не издают неприятных запахов.
2. При этом в зависимости от типа осадка и длительности аэрации происходит гибель 80—99,9% кишечных палочек и 50—80% сапрофитной микрофлоры. При аэробной стабилизации неуплотненного активного ила и смеси его с осадком из первичных отстойников наблюдается наибольший обеззараживающий эффект.
3. Наиболее перспективна обработка осадков методом аэробной стабилизации в очистных станциях небольшой производительности (50 000 м3) и компактных установках заводского изготовления, предназначенных для очистки сточных вод сельских населенных мест и рабочих поселков.
ЛИТЕРАТУРА
Даубнер И., Тезисы докл. 9-го Международного конгресса по микробиологии. М., 1966, с. 354.
Поступила 20/V 1969 г.
SANITARY-BACTERIOLOGICAL EFFECT OF DECONTAMINATING SEWAGE SEDIMENTS IN AEROBIC STABILIZATION
L. A. Sergunina, N. Yu. Tugusheva, V. V. Chuprakova
The results of sanitary-bacteriological investigations into the method of aerobic stabilization of sewage sediments under laboratory and pilot field conditions are reported. With aerobic treatment the number of E. coli is shown to decrease by 80—99.9% and the saprophytic microflora content — by 50— 80%, depending upon the type of the sediments to be processed. Physico-chemical conditions of the environment (pH and Eh) were determined to ascertain the cause accounting for destruction of microorganisms. The pH and Eh values were within limits allowing for vital activity of the microorganisms under study. Exhaustion of the substrate and environmental cumulation of metabolites were, apparently, the main causative factors responsible for the destruction of microorganisms.
