Исследование влияния различных загрязнений на минерализацию городских сточных вод

По результату первого опыта можно сделать следующие выводы:

1) Все три опыта практически не отличаются от контроля, это может быть связано с тем, что бактериям для окисления нефти требуется большее количество времени. При таком резком добавлении специфического загрязнения микроорганизмам необходимо время на адаптацию, по истечении этого времени потребление кислорода резко повышается.

Поэтому можно сделать вывод, что в первые пять суток измерений нефть практически не окисляется.

2) К меньшему количеству нефтепродуктов бактерии адаптируются быстрее. Это можно увидеть по сравнению результатов опыта пробы 1 и 2 на 5 сутки. В пробе 1 адаптация проходит быстрее, поэтому выросло потребление БПК относительно пробы 2.

3) СПАВ в данном опыте является катализатором окисления нефти. СПАВ - органическое вещество, неоднородное по своему составу. В состав входит большая часть сложно окисляемых и около 25% легко окисляемых органических соединений. Окисление этих соединений, вероятно, привело к увеличению БПК.

4) Для очистки стока, содержащего нефтепродукты, следует использовать адаптированные микроорганизмы, либо добавлять катализаторы для ускорения процесса биохимического окисления.

Второй опыт. Во втором опыте изучалось влияние промышленных токсикантов (глюкоза, гидрохинон и ПАВ).

Добавление ПАВ- это продолжение первого опыта, так как в нем не было изучено влияние ПАВ без нефтепродуктов, и не было возможности оценить его влияние на бактерии.

Гидрохинон - это бесцветные кристаллы без цвета и запаха. Он является окисляемым веществом, в небольших дозах (до 2 мг/л) ингибитор процесса нитрификации. Содержится в сточных водах производства пластмасс, нефтехимических, гидрохинона, стирола, органических красителей и т.д.

Глюкоза - легкоокисляемое органическое вещество, является хорошей пищей для микроорганизмов. Содержится в стоках пищевой промышленности. В опыте ожидается значительный рост потребления кислорода.

По данным второго опыта построены графики, приведенные на рисунке 2.

Зависимость БПК по времени определения

Рисунок 2 -- График изменения БПК во времени по данным 2 опыта

Выводы:

1) Глюкоза является легко окисляемой органикой. ВПК в первый день выросло более чем в 4 раза в сравнении с контролем. Глюкоза является хорошим питательным веществом для бактерий.

2) Значения пробы с ПАВ и контрольного образца практически одинаковые, так как ПАВ является трудно окисляемым веществом и показателем ВПК не учитывается.

3) Гидрохинон также считается легко окисляемым веществом, но менее разлагаемым, чем глюкоза. Кривая ВПК гидрохинона расположена ниже кривой глюкозы. Рост ВПК относительно контроля составил в среднем 57,4%.

4) В смеси гидрохинона и ПАВ, ПАВ является ингибитором, возможно, это связано с токсичным действием соединений ПАВ.

Третий опыт. В данном опыте рассматривается влияние биопрепаратов на показатель ВПК. Исследуются такие добавки как энзим, гумат и их влияние на окисление нефтепродуктов. В опыте концентрация нефтепродуктов приближена к ее значению в промышленных сточных водах перед локальными очистными сооружениями локомотивного депо «Амурское».

Гумат -- соли гуминовых кислот. Производится в виде кристаллов или порошка, используется в сельском хозяйстве для укрепления и увеличения роста растений. В опыте использовался гумат фирмы «Экспресс Кемикал». В состав порошка по заявлению производителя входит также медь (Си), цинк (Zn), марганец (Мп), молибден (Мо), кальций (Са), железо (Fe), кобальт (Со), бор (В) и селен (Se).

Некоторые из них относятся к тяжелым металлам. Можно выстроить ряд по убыванию токсичности (согласно источнику [1]): Zn, Си, Со, Fe, Мп, Са. Токсическое действие этих соединений может повлиять на значение опыта. Однако эти металлы в небольших количествах входят в состав ферментных систем, и могут положительно влиять на процесс окисления.

Энзим - это живой субстрат, биологическое сообщество микроорганизмов, является катализатором окислительных процессов. Используется в сельском хозяйстве для улучшения питания растений, роста и урожая. Также его используют для очистки водоемов, повышая их окислительную способность. Ожидается значительный рост ВПК.

По данным третьего опыта построены графики на рисунке 3.

Зависимость ВПК по времени определения

Рисунок 3 --График изменения БПК во времени по данным 3 опыта.

1) В контроле БПК снижено, это может быть связано с большим разбавлением стока, поступившего на очистные сооружения города Хабаровска. Скорость окисления по методике Жмур [2] составила 0,33 1/сут, что типично для бытовых стоков.

2) Энзим является мощным катализатором процесса окисления, так как энзим содержит свой биологический субстрат, малое количество бактерий в первый день опыта не влияет на значение БПК. Рост БПК составил в среднем 480% от значения контроля.

3) Гумат в нашем опыте оказался ингибитором процесса окисления. Это связано с токсичным действием на микроорганизмы тяжелых металлов, входящих в состав порошка.

4) Нефть незначительно увеличила значение БПК в сравнении с контролем. Повышение БПК связано с наличием в нефти легкоокисляемых соединений.

5) Значение БПК в смеси энзима, гумата и нефти меньше значения пробы 2, вследствие токсического воздействия тяжелых металлов в составе гумата.

Четвертый опыт. В данном опыте рассматривается влияние фенолов на показатель БПК. Фенолы присутствуют в сточных водах нефтеперерабатывающей, нефтехимической, коксохимической, сланцеперерабатывающей, лесохимической, целлюлозно-бумажной промышленности, при производстве железобетонных конструкций и др.

Для городских сооружений биологической очистки установлено максимально допустимая концентрация фенолов 15 мг/дм3.

В природных водоемах могут присутствовать фенолы природного происхождения, содержание которых достигает нескольких десятков мг/дм3, в результате продуцирования планктоном в периоды «цветения» водоемов, а также высшими водными растениями при бурном разрастании макрофитов [2].

Фенолы - это органические соединения ароматического ряда, в молекулах которых гидроксильные группы ОН'связаны с атомами углерода ароматического кольца.

Для приготовления модельного раствора фенола использовалось лекарственное средство «Веррукацид», 1 грамм которого содержит 588 мг фенола.

По данным четвертого опыта построены графики, приведенные на рисунке

4. Зависимость БПК по времени определения

Рисунок 4 --График изменения БПК во времени по данным 4опыта.