Во многих исследованиях биосорбционного способа отмечается улучшение седиментационных свойств ила: иловый индекс снижается, уменьшается цветность и запах надиловой воды.

Основным сдерживающим началом применение биосорбционного способа является потеря сорбента за счёт его выноса с избыточным активным илом, потери за счёт истирания при аэрации и выноса из вторичных отстойников.

3.4 Использование мутагенеза

Применение метода химического мутагенеза позволило сформировать популяции микроорганизмов, хорошо адаптированных к повышенным содержаниям субстратов и способных конкурентно подавлять развитие патогенных и нитчатых бактерий. Смена ценоза активного ила идет в направлении приспособления к физико-химической и биологической специфике заданного стока и представляет собой микрофлору, содержащую все ферментные системы, необходимые для деградации характерных для данных объектов загрязняющих веществ. Активный ил после обработки улучшил свои седиментационные свойства. При этом был достигнут устойчивый эффект увеличения скорости и глубины изъятия загрязняющих веществ и улучшения влагоотдающих свойств ила. Кроме того, применение метода химического мутагенеза для улучшения свойств активного ила позволило существенно повысить наследственное разнообразие микроорганизмов активного ила и значительно улучшить качество биологической очистки. Химические мутагены способствуют появлению новых, редких мутаций, полезные свойства которых заключаются в повышении физиологической, повышении его устойчивости к неблагоприятным факторам. В результате мутаций могут возникать совершенно новые ферменты, способные окислять субстрат, не разлагаемый обычным активным илом.

Новые формы микроорганизмов с обогащённым набором ферментов возникают в результате их модификации и мутации. Мутации могут быть естественные с последовательным отбором тех форм, ферментные системы которых соответствуют субстратам окружающей среды и индуцированные непосредственно субстратом, т.е. тем химическим соединением, на которое ферментная система может воздействовать.Обработка активного ила мутагенами позволяет получить активный ил, способный очищать сточные воды с более высокой концентрацией органических загрязнений и с более высокой степенью очистки, чем обычный активный ил. Установлено, что обработка мутагеном активного ила в количестве 0,1 -0,5 от всего объёма, позволяет увеличить степень биологической очистки сточных вод по ХПК с 55-72% до 80 -95%. Мутагенная обработка активного ила позволяет достичь глубокой степени очистки сточных вод, содержащих отдельные виды органических загрязнений. Например, применение мутагенеза позволяет увеличить степень очистки сточных вод, содержащих ПАВ, с 35,3 до 64 %.Применение мутагенеза затруднено тем, что при нестационарном режиме сброса сточных вод на очистные сооружения, с резкими изменениями концентрации загрязняющих веществ, часть мутантов не сохраняется и восстанавливается исходное состояние активного ила. Так же применение химического мутагенеза связано со сложностью обработки активного ила мутагеном. При значительных колебаниях расхода сточных вод и концентрации загрязнений, требует усиленного контроля:

- за работой сооружений;

-за концентрацией вводимого мутагена;

-периодичностью введения и продолжительностью обработки активного ила. Это осложняет работу очистных сооружений Применение данного метода оправдано на локальных установках с относительно постоянным составом загрязнений, для очистки сточных вод конкретного цеха или отдельной производственной установки.

3.5 Использование специальных штаммов и адаптированных микроорганизмов в очистке сточных вод

Еще одним из возможных путей интенсификации процесса биологической очистки сточных вод может быть использование специальных штаммов бактерий и адаптированных микроорганизмов. Использование штаммов микроорганизмов эффективно при очистке сточных вод определённого состава со специфическими загрязнениями. Адаптация их к определённому виду загрязнений позволяет принимать на очистку более высококонцентрированные сточные воды и очищать их с высокой степенью. К примеру, для освобождения сточных вод от пиридина, метанола и уксусной кислоты были выведены специфические комплексы бактерий. Эти микроорганизмы способны в течение трёх суток окислить 98,9 -99,2% метилового спирта при его исходной концентрации 400- 500мг/л, полностью окисляют уксусную кислоту при её концентрации 400 -500мг/л, снижают содержание пиридина на 90 -100% при исходной концентрации 260 -370 мг/л.

Применение специализированных микроорганизмов и биоценозов в обычных аэротенках осложнено тем, что микроорганизмы многих видов чаще всего не образуют зооглейных скоплений, не дают осадка и выносятся из зоны аэрации. Для улучшения отстаивания применяют коагуляцию, флотацию, центрифугирование, что требует дополнительных затрат. При высокой концентрации загрязнений в сточных водах, поступающих на очистку в аэротенки со специализированной микрофлорой, остаточная концентрация загрязнений достаточно велика и необходима доочистка сточных вод на второй ступени обычным активным илом.

Следовательно, применение микробиологических методов целесообразно на локальных установках с небольшим расходом сточных вод и постоянным составом загрязнений, или на сооружениях 1 ступени, после которой следуют сооружения биологической очистки обычного типа.

4. Расчет экологических последствий от разлива нефти

Загрязнение природного водоема нефтепродуктами способствует образованию пленки на поверхности воды, препятствующей ее газообмену с атмосферой, что приводит к нарушению редокс-баланса внутри водоема (кислородному голоданию) и, как следствие, к гибели гидробионтов, водной растительности и микроорганизмов.

При аварии нефтяного танкера 1 тыс. т нефти покрывает площадь в 20 км² (А = 20 км²). В результате этого 1 кг нефти закрывает доступ кислорода к 40 км³ (В = 40 км³) морской воды. Необходимо подсчитать экологические последствия от разлива нефти в результате аварии танкера, если из пробоины вытекло М (тыс. т) нефти, и определить, какое количество нефти X (тыс. т) разложится в естественных условиях через N недель, если за 1 неделю разлагается половина (0,5) разлитой нефти.

Ход расчета:

1. Площадь морской поверхности S (км²), покрывшейся нефтяной пленкой:

S = A ^. М

S = 20 км³ 60 тыс. км = 1200 км²

2. Объем воды V_воды (км³), лишенной кислорода:

V_воды = B ^. М

V_воды = 40 км³ 60 тыс. км = 2400 км³

3. Количество нефти X (тыс. т), которое разложится через N недель:

X = М ^. 0,5 ^. N

X = 60 тыс. км 0,5 3 нед. = 90 тыс. т

Ответ:

1. Площадь морской поверхности S (км²), покрывшейся нефтяной пленкой = 1200 км²

2. Объем воды V_воды (км³), лишенной кислорода = 2400 км³

3. Количество нефти X (тыс. т), которое разложится через N недель = 90 тыс. т

Список литературы

1. Аствацатуров А.Е. "Введение в инженерную экологию". Ростов-на-Дону: Изд. центр ДГТУ, 1998, 128 с.

2. Аствацатуров А.Е. "Инженерная экология и охрана окружающей среды". Ростов-на-Дону: Изд. центр ДГТУ, 2001, 225 с.

3. Аствацатуров А.Е. "Проблемы глобальной экологической безопасности современной цивилизации". Ростов-на-Дону: Изд. центр ДГТУ, 2001, 110 с.

4. Арустамов Э.А. "Природопользование". М.: Издательский Дом "Дашков и К⁰", 2000, 284 с.

5. Белов С.В. "Охрана окружающей среды". М.: Высшая школа, 1991, 307 с.

6. Боголюбов С.А. "Экологическое право". М.: Издательская группа НОРМА-ИНФРА-М, 1997, 448 с.

7. Воронков Н.А. "Экология общая, социальная, прикладная". М.: Высшая школа, 1999, 420 с.

Размещено на Allbest.ru