Одной из актуальных проблем
в комплексе мероприятий по охране окружающей среды является предупреждение
поступления стоков свиноводческих ферм в окружающие природные водные ресурсы.
Решить данную проблему, возможно различными методами, однако, как показала
практика, большинство из них имеют ряд существенных недостатков.
Повысить эффективность
глубокой биологической очистки и обеззараживания грязных стоков возможно путем
применения на свинофермах различных
видов микроводорослей. Последнее связывают с наличием у многих видов водорослей
гетеротрофному питания и их способностью использовать в процессах
жизнедеятельности органические вещества стоков, в качестве источника углерода,
азота, макро- и микроэлементов.
Однако, принципы использования микроводорослей
в процессах трансформации органических веществ сточных вод животноводческих
предприятий требуют дальнейших исследований, особенно в отношении поиска
факторов стимулирующего влияния на их рост и размножение.
Цель данного исследования -
изучить влияние органических веществ и стабилизации рН и аэрации на динамику
роста микроводорослей при культивировании их на средах в стоках свиноферм.
Объект исследований послужили стоки
свинокомплекса (жидкий навоз), из которых удаляли остатки корма и взвешенных
веществ гравитационным отстаиванием с последующим фильтрованием через сито с
диаметром отверстий 0,25 мм.
Полученные фильтраты стоков использовали для
исследований, проводили в трехлитровых стеклянных емкостях с рабочим объемом
1,5 литра. В опытах использовали нативные стоки, содержание органического
вещества в них составлял 2,62 г О2 / л по БПК5, а также стоки разбавленные в
соотношении 1: 1; 1: 2 и 1: 4.
Проведено три серии
экспериментов. В первой серии исследований изучали влияние разбавления стоков
водой на общее количество микроводорослей. С этой целью использовали нативные и
разбавленные стоки с различным содержанием органического вещества к которым
предварительно добавляли для стабилизации рН карбонатный буфер (рН 9,3;
конечная концентрация 0,1%).
Во второй серии исследований изучали влияние
аэрации стоков воздухом на рост биомассы микроводорослей. Для этого нативные
стабилизированные стоки подвергали аэрации воздухом в объеме 20л / ч. В третьей
серии исследований изучали влияние аэрации нативных и разбавленных, но не
стабилизированных по рН стоков на рост биомассы микроводорослей.
В стоках во всех вариантах
опытов добавляли поликультуры микроводорослей в количестве 6,93 ± 0600000. Кл /
мл. Поликультура микроводорослей была представлена в основном родами Chlorella,
Scenedesums и Ankistrodesmus, которую получали путем культивирования
аборигенных видов на агаризованной среде Пратта и средах с добавлением навозных
стоков. Учет прироста биомассы микроводорослей в культуральной среде вели за
Chlorella vulgaris. Световой режим при культивировании микроводорослей
составлял 3,0-5,0 тыс. Лк, а температура среды составляла 200 ° С. Температуру
среды и содержание кислорода определяли при помощи «Термооксимира».
Интенсивность аэрации среды
(расхода воздуха) контролировали ротаметром типа РМ. Количество клеток
микроводорослей в среде определяли при помощи камеры Горяева, а содержание
органических веществ в стоках - по БПК5 и по общепринятым в гигиенической
практике методами.
В результате исследований получены следующие
данные. Стабилизация рН и разбавления стоков свинофермы по-разному влияли на
количество микроводорослей в инкубационном среде. Выявлено, что это свойство
микроводорослей в свою очередь зависела от содержания органического вещества
(ОВ) в стоках и от срока их культивирования.
Так, уменьшение
содержания ОВ в нативных стоках путем их разбавления озерной водой с 2,62 до
0,52 г О2 / л по БПК5 в течение 7 суток культивирования влияло значительной
степени на общее количество микроводорослей в инкубационном среде. Самый
высокий прирост микроводорослей зарегистрировано на нативных стоках, когда
содержание ОР составлял 2,62 г О2/л. Причем на третьи сутки этот показатель
вырос в 1,67, на 4-ю - в 3,79 раза и оставался на этом же уровне на 5-7-е сутки
культивирования по сравнению с исходными показателями. Разбавления стоков
свинокомплексов водой до 1,3 г О2 / л по БПК5 (в 2 раза) снижало количество
микроводорослей в среде культивирования в 1,5-2,7 раза по сравнению с
аналогичными данными нативных стоков.
Подобную закономерность по
количеству микроводорослей в среде культивирования установлено и при
разбавлении стоков свиноводческого комплекса в 3 раза, когда общее содержание
ОР составлял 0,69 г 2 на л по БПК5. Дальнейшее разбавление стоков в 5 раз еще
больше снижало общее количество микроводорослей в среде культивирования, хотя и
установлено незначительное увеличение их количества с 4 до 7-го дня наблюдений.
Так что на основании полученных результатов можно сделать вывод о зависимости
интенсивности развития микроводорослей от степени разбавления стоков, то есть
от количества органического вещества в инкубационном среде и стабилизации
величины рН смеси.
Установлено, что аэрация нативных и
разбавленных стоков свиноферм воздухом значительно усиливала интенсивность
роста микроводорослей, о чем свидетельствует значительное увеличение их
количества в среде культивирования в течение всего периода исследований.
Достаточно эффективным эта мера оказалась при содержании ОВ в среде
культивирования 2,62 г О2 / л по БПК5, и при их разбавлении водой в 3 или 5 раз.
Так, уже на вторые сутки культивирования общее
количество микроводорослей в неразбавленных стоках при их аэрации была в 1,7
раза выше, чем без аэрации. Разбавления стоков с последующей их аэрацией также в
значительной степени стимулировало рост микроводорослей в среде. Установлено,
что уже на 2-е сутки культивирования общее количество микроводорослей в среде
увеличивалась при разбавлении в 3 и 5 раз соответственно в 3,78 и 6,86 раза по
сравнению с аналогичными данными без аэрации среды. При этом следует отметить,
что указанная закономерность относительно значительного увеличения количества
микроводорослей в стоках при их разведении и аэрации наблюдалась в течение
всего срока культивирования, достигая максимальных значений на 3-5-е сутки
наблюдений.
В то же время аэрация
неразбавленных стабилизированных стоков оказалась менее эффективной в отношении
влияния на интенсивность их роста. При данных условиях максимальное количество
микроводорослей в среде была зарегистрирована только на 5-6-е сутки наблюдений.
Несколько ниже остались показатели содержания микроводорослей в среде и при
разбавлении стоков водой в 3 раза по сравнению с аналогичными показателями при
разбавлении стоков в 5 раз.
И так аэрация разбавленных стоков воздухом
положительно влияет на динамику численности водорослей в среде
культивирования, что может в значительной степени ускорять процесс превращения
органических остатков отходов. Важную роль в этом процессе, как обнаружено
последующими экспериментами, играет стабилизация стоков соединениями, которые
обладают буферными свойствами. Исследованиями установлено, что отсутствие
стабилизации величины рН стоков при их разбавлении водой снижает эффективность
применения аэрации среды. Об этом свидетельствует уменьшение общего количества
микроводорослей в среде в определенные сроки их культивирования.
Так, при культивировании нативных стоков,
содержащих 2,62 г О2 / л по БПК5 без стабилизации величины рН среды общее
количество микроводорослей в среде хоть и начала увеличиваться с 3-х суток, но
достигла максимального уровня только на 6-е сутки наблюдений. Аналогичная
закономерность относительно влияния аэрации на общее количество микроводорослей
в среде установлена и при разбавлении нестабилизированных по величине рН стоков
в 2 раза. Аэрация разбавленных жидких стоков водой в 3 раза без их стабилизации
оказалась наиболее эффективной при данных условиях так уже на третий день
наблюдений общее количество микроводорослей в инкубационном среде выросла в 8,8
раза по сравнению с аналогичными данными на 2-е сутки и оставалась стабильно
высокой на 5-6-е сутки наблюдений. Наиболее положительным в данном случае, о
чем свидетельствуют исследования количества микроводорослей в среде течение
всего периода наблюдений, оказалось разведение стоков в 5 раз и их аэрация
воздухом.
Поэтому при
совершенствовании существующих и разработке новых технологий очистки стоков
свиноферм с использованием поликультуры микроводорослей необходимо обязательно
предусматривать стабилизацию рН среды, контролировать содержание ОВ в стоках и
применять аэрацию среды.
Полученные результаты свидетельствуют о
зависимости роста микроводорослей на сточных водах свиноферм от концентрации органических загрязнений, стабилизации величины рН смеси и
аэрации среды воздухом. Полученные результаты являются перспективными с точки
зрения целесообразности использование различных видов водорослей на
заключительных этапах в технологиях очистки сточных вод.
Рекомендуем прочитать :
Комментариев нет:
Отправить комментарий