|
последующим пребыванием в течение от 4 до 7 часов при концентрациях растворенного кислорода более 5,0 мг/л. Корреляции, наблюдаемые между присутствующими видами нитчатых организмов и условиями работы аэротенка не противоречили известным физиологическим особенностям микробов. Sphaerotilus является строгим аэробным микробом и размножается на спиртах, органических кислотах и простых сахарах. Beggiatoa является аэробным по отношению к микроаэрофильным и растет на сульфидах, ацетате, сукцинате, глюкозе и других веществах. Schizothrix является строгим аэробным и автотрофическим микробом, использующим сульфид как донор электронов. Строгий автотрофизм и недостаток подвижности являются диагностическими ключами, отличающими Schizothrix от Beggiatoa. Условия гстсротрофичсского роста Schizothrix пока требуют уточнения, но водоросли являются аэробными по отношению к микроаэрофильным или коротко-цепочным жирным кислотам. Мы учитывали, что водоросли являются диспергированными нитчатыми, зооглеи флоккулирующими, а большинство сине-зеленых водорослей являются микроаэрофилами. Водоросли и зооглеи начинали конкурировать, когда питательные вещества были ограничены ацетатом, а позднее и кислородом. Именно с помощью этих двух факторов и возможно управление бактериально-водорослевой биомассой, поступающей из очистных сооружений в аэротенки, а затем и в гидропонную установку. Исключение любого из этих двух условий приводило к снижению наращивания водорослей. Предварительное осветление исходной сточной воды также приводило к наращиванию Sphaerotilus spp. или Beggiatoa spp. Это объясняется тем, что водоросли лимитированы ацетатом, а зооглеи кислородом. Нарастание нитчатых прекращаются, когда входная концентрация растворенного кислорода увеличивается, т.к. зооглеи не лимитируются больше кислородом и могут интенсивнее расти на ацетате, чем водоросли. Микробами, ответственными за увеличение объема водорослевобактериальной биомассы, являлись цианобактерии Schizothrix calcicola. 77 |
спиртах, органических кислотах и простых сахарах. Beggiatoa является аэробным по отношению к микроаэрофильным и растет на сульфидах, ацетате, сукцинате, глюкозе и других веществах. Schizothrix является строгим аэробным и автотрофическим микробом, использующим сульфид как донор электронов. Строгий автотрофизм и недостаток подвижности являются диагностическими ключами, отличающими Schizothrix от Beggiatoa. Условия гетеротрофического ростаSchizothrix пока требуют уточнения, но водоросли являются, аэробными по отношению к микроаэрофильным. или короткоцепочным жирным кислотам. Условия ненаращивания. Установлено; что некоторые эксперименты не обеспечивают продуцирование какого-либо вида нитчатых организмов. Условия* этих экспериментовмогут быть обобщены как реакторы с поршневым потоком; работающие при отношениях F:M от 0,4 до 2,6 г ХПК/г ВВ.сут с концентрациями растворенного кислорода более 5,0 мг/л с или без примешанных свежих пивных стоков и с или без добавочного ацетата. Это предполагает, что Schizothrix-увеличение объема на станции может быть устранено увеличением кислородо-передающей способности: вблизи входа аэротенка так, чтобы увеличить концентрацию растворенного кислорода от существующей 0,5 мг/л до 5,0 мг/л. В качестве альтернативы водоросли могли быть угнетены устранением источника ацетата во входном стоке. Микробиальная конкуренция. Нитчатые микробы многих видов представлены в небольших количествах в почти всех нормальных активных илах. Увеличение объема имеет место, когда нитчатые достигнут конкурентного преимущества над зооглейными видами и увеличат свое присутствие, обеспечив доминирующее положение. Необходимо отметить, что много растущих илов содержат значительные количества зооглей и они в некоторых случаях могут играть главную роль в приросте биомассы. Теоретический подход к проблеме показывает, что 57 метаболизма зооглея являются низкими. Это также влияет на адсорбционную способность зооглейной капсулы, т.к. адсорбционные узлы капсул должны быть очищены метаболизмом. Таким образом, при малых концентрациях растворенного кислорода потребление зооглеями ацетата (как и всех веществ) уменьшается, оставляя ацетат доступным для водорослей и обеспечивая водорослевый рост. Эта гипотеза предполагает, что на водорослевый метаболизм меньше влияют малые концентрации растворенного кислорода, чем на зооглейный метаболизм. Это вполне разумно* учитывая,, что водоросли являются диспергированными нитчатыми, в то время как зооглеи являются флоккулирующими, и учитывая также, что большинство сине-зеленых водорослей являются микроаэрофилами. В соответствии с описанной выше теорией водоросли и зооглеи конкурируют, когда питательные вещества ограничены ацетатом, а позднее и кислородом. В том случае, когда водоросли и зооглеи лимитированы ацетатом, развитие медленно растущих водорослей практически прекращается . Таким образом, полученные материалы показывают, что ответственными за нарастание нитчатых являются сине-зеленые водоросли Schizothrix calcicola, их размножение в аэротенках идеального вытеснения вызвано одновременно наличием соли уксусной кислоты (ацетата) в сырой (необработанной) сточной воде и низкими уровнями концентрации растворенного кислорода на входе в аэротенк. С помощью этих двух факторов возможно управление бактериально-водорослевой биомассой, поступающей из очистных сооружений в биологические пруды доочистки. Исключение любого из этих двух условий устранит наращивание водорослей. Предварительное осветление исходной сточной воды также поддерживает наращивание Sphaerotilus spp. или Beggiatoa spp., если конфигурация аэротенка и реакционные условия являются должным образом подходящими. Однако, Sphaerotilus spp. и Beggiatoa spp. не представляют собой проблемы на станции очистки. Каждый вид нитчатого 63 наращивания происходит при условиях, согласующихся с известной физиологией нитчатых организмов. Все эти ситуации нарастания могут быть объяснены простыми кинетическими анализами, которые показывают, что конкурирующие виды могут сосуществовать только, если они кинетически ограничены различными субстанциями. Одно из возможных объяснений ситуации состоит в том, что водоросли лимитированы ацетатом, а зооглеи кислородом. Нарастания нитчатых прекращаются, когда входная концентрация растворенного кислорода увеличивается, т.к. зооглеи не лимитируются больше кислородом и могут интенсивнее расти I на ацетате, чем водоросли. I 3.2 Исследования процессов управления ростом бактериальноводорослевых нитчатых организмов на пилотных установках (второй этап) Результаты проведенных на 1-м этапе лабораторных исследований, приведенные в разделе 3.1, показали, что Schizothrix calcicola были г кинетически ограничены ацетатом (солью уксусной кислоты).% * Установлено, что при лабораторных исследованиях цианобактерии не я размножались только в реакторе поршневого типа, который ограничивал концентрации растворенного кислорода на аноксическом входном конце t (головной части) менее, чем 0,5 мг/л. По результатам работы был сделан \ 1 вывод, что зооглеи ила были по крайней мере частично кислородно * ограничены и что это ограничение приводило к уменьшению скорости метаболизма зооглей, т.е. создавало условия, при которых цианобактерии ч \ захватывали большую часть питательных веществ (ацетата). 1 ] В сточной воде, поступающей на исследования, имели место ! высокие уровни концентраций летучих жирных кислот (ЛЖК) 96мг/л ацетата и 34 мг/л пропионата, при этом эти две кислоты составляли 25% общей органической нагрузки на установку. Когда уровни ЛЖК падали, V / I, f » I |