Активний мул — метод біологічного очищення стічних вод, в основі якого лежить біотичний колообіг речовин, що включає процеси утилізації, трансформації та мінералізації органічних речовин за допомогою реалізації процесу аеробної ферментації органічних стоків специфічним комплексом мікроорганізмів з бактерій, дощових червей, грибів, водоростей, найпростіших, коловерток, нематод, кліщів та ін.
Вид біологічного очищення методом активного мулу є екологічно чистим та економічно найбільш раціональним заходом. Більше 90% стічних вод очищається саме цим методом. Біологічна очистка стічних вод, яка застосовується на очисних спорудах каналізації, складає блок біологічної очистки з аеротенків і вторинних відстійників і застосовується після механічної очистки стічних вод в блоках механічної очистки.
Біотехнологія очищення стічних вод активним мулом була запропонована і реалізована в Англії у 1914 р. і відтоді принципово не змінилася.
Принцип
Біологічне очищення стічних вод здійснюється за рахунок спроможності мікроорганізмів використати для свого живлення органічні речовини необхідні для їхньої життєдіяльності — азот, фосфор, калій з різноманітних сполучень, що містяться в стічних водах. В процесі живлення мікроорганізми одержують матеріал для побудови свого тіла, внаслідок чого відбувається приріст маси активного мулу.
Активний мул являє собою складну екосистему, до складу якої входить велика кількість представників мікрофлори і мікрофауни: нитчасті бактерії, гіфи водних грибів, дріжджі, джгутикові, , інфузорії, коловертки, водні черви та в невеликих кількостях інші багатоклітинні безхребетні (водяні кліщі, гастротрихт тощо). Активний мул на 95 і більше відсотків складається з прокаріотів, здебільшого бактерій, і тільки менше 5% біомаси мулу становлять найпростіші.
Основу цієї системи як у кількісному співвідношенні, так і за значимістю в процесі очищення складають бактерії у вигляді пластівцеподібних скупчень — Zoogloea. Здатність активного мулу утворювати міцні пластівці, що швидко осідають (седиментаційна властивість) — відноситься до його головних технологічних властивостей, і їм належить найважливіша роль у забезпеченні надійності роботи біологічних очисних споруд. Порушення седиментаційних властивостей активного мулу призводить до так званого «спухання» активного мулу — він починає мати малу щільність, займає великий об'єм, проходить збільшення мулового індексу до значень понад 150 мл/г, внаслідок чого активний мул не встигає повністю відокремитися від очищеної рідини після двогодинного відстоювання у вторинному відстійнику, починає виноситися з вторинних відстійників і вже не втягується в подальший процес очищення води.
Мікроорганізми активного мулу також є біоідентифікаційними методами моніторингу характеру забруднюючих речовин у стічних водах, а також ефективним індикатором виявлення якості активного мулу.
Ланки трофічного ланцюга
Більшості організмів активного мулу характерний гетеротрофний тип харчування, що передбачає засвоєння органічної речовини, яка в завислому або розчиненому стані надходить в аеротенк разом зі стоками. До 70% чисельності та біомаси організмів активного мулу складають гетеротрофні бактерії, хоча вміст цих бактерій в активному мулі, може бути різним, що залежить від умов проведення процесу. Часто, бактерії, завдяки характерному для кожного виду бактерій певному набору ферментів, спеціалізуються на тому чи іншому типу забруднення, що обумовлює їх паралельну роботу над нейтралізацією забруднюючих речовин стоків.
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODBMelE0TDB0c1lXVnlkMlZ5YTE5Q2RXVnNhMTl1WVdobFgwdHBaV3d1YW5Cbkx6SXdNSEI0TFV0c1lXVnlkMlZ5YTE5Q2RXVnNhMTl1WVdobFgwdHBaV3d1YW5Cbi5qcGc=.jpg)
Засвоюють органічні речовини в розчиненому або завислому стані:
- Бактерії:
- неспороутворюючі грамнегативні палички: Pseudomonas, ,
- Водяні гриби родів: Fusarium, Mucor, Saccharomyces
- Джгутикові:
Інфузорії активного мулу, а саме представники наступних родів характеризуються голозойним типом живлення: Paramecium, , , , Vorticella, , , , .
Наступна ланка трофічного ланцюга належить джгутиковим, представникам рівновійкових (роди , , ), спіральновійкових (роди , , ), а також деяким багатоклітинним безхребетним (нематоди, малощетинкові черви, коловертки).
Подальший етап пов'язаний з розвитком хижацтва: інфузорії родів , , , ; деякі джгутикові: , ); коловертки та малощетинкові черви.
Типова технологічна схема такого очищення води
Стічна вода, з блоку механічної очистки, після механічного очищення від крупних часток, що осідають чи спливають у полі земного тяжіння, потрапляє аеротенк — вузьку (3–11 м), глибоку (4–6 м) і довгу (50–250 м) споруду, де за допомогою дрібнобульбашкового аератора нагнітається повітря. В аеротенку, за постійної аерації стічна вода очищається складним гідробіоценозом — активним мулом. Обробка триває 6–24 (і навіть більш) годин. Після обробки вода надходить у вторинний відстійник, в якому звільняється від активного мулу, а потім потрапляє для так званого третинного фізико-хімічного доочищення (іноді після хлорування) у проміжні водойми (ставки) і, нарешті, у річку. Частину активного мулу з сорбованими неокисленими забрудненнями, що осідає у вторинному відстійнику, повертають до біологічної очисної споруди — аеротенку.
За такої технології утворюється надлишковий мул, що створює складну для розв'язання еколого-технологічну проблему: його дуже багато і він містить небезпечні віріони, мікроорганізми, яйця гельмінтів тощо, а також іони важких металів, біологічно стійкі, токсичні і навіть мутагенні сполуки.
Умови проведення процесу залежать від наявності і оптимального співвідношення в стічних водах органічного вуглецю, азоту і фосфору, мікроелементів (сірки, марганцю, заліза, кобальту і ін.), дотримання гранично допустимих концентрацій забруднюючих речовин, відсутності в стічних водах токсичних для мікроорганізмів речовин, достатньої кількості кисню та інтенсивності аерації, температурного режиму, значення рН, навантаження на мул за кількістю забруднюючих речовин, часу контакту мулу і стічних вод, конструктивних і особливостей споруд та біологічної схеми очищення, і ін..
Надлишковий мул збирається та підсушується на мулових майданчиках. Способом утилізації надлишкового мулу, а також стічних вод органічного походження може бути метанова ферментація та з отриманням біогазу.
Примітки
- О.І. Семенова, Н.О. Бублієнко, Т.Л. Ткаченко, О.С. Пантелеєнко Індикаторні організми аеробного мулу очисних споруд харчової промисловості[недоступне посилання з травня 2019] // Наукові праці Національного університету харчових технологій Науковий журнал [ 1 травня 2013 у Wayback Machine.]. — 2010, № 33 [ 3 травня 2013 у Wayback Machine.]
- Фауна аеротенков (Атлас). — Л., Наука, 1984. — С.5-31.
- Форстер К.Ф., Вейз Д.А. Дж. Экологическая биотехнология. — Ленинград: Химия, 1990. — 384 с
- Юрченко В.А., Астапова А.В. Выявление факторов управления седиментационными свойствами активного ила[недоступне посилання з червня 2019] // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета Сборник научных трудов[недоступне посилання з червня 2019]. — 2010, Вип.48[недоступне посилання з червня 2019]
- Гвоздяк П. За принципом біоконвеєра (Біотехнологія охорони довкілля)[недоступне посилання з червня 2019] // Вісник Національної академії наук України Загальнонауковий та громадсько-політичний журнал[недоступне посилання з травня 2019]. — 2003, №3[недоступне посилання з червня 2019]
- Бикова С.П., Рибак О.Д., Макаренко Г.І., Ільмінський В.О., Купін А.І., Суворін О.В. Вдосконалення контролю біологічної очистки стічних вод від сполук азоту[недоступне посилання з червня 2019] // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля Науковий журнал[недоступне посилання з червня 2019]. — 2011, № 15, ч.2[недоступне посилання з червня 2019]
Див. також
Посилання
- Активний мул // : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 8.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Aktivnij mul metod biologichnogo ochishennya stichnih vod v osnovi yakogo lezhit biotichnij koloobig rechovin sho vklyuchaye procesi utilizaciyi transformaciyi ta mineralizaciyi organichnih rechovin za dopomogoyu realizaciyi procesu aerobnoyi fermentaciyi organichnih stokiv specifichnim kompleksom mikroorganizmiv z bakterij doshovih chervej gribiv vodorostej najprostishih kolovertok nematod klishiv ta in Vid biologichnogo ochishennya metodom aktivnogo mulu ye ekologichno chistim ta ekonomichno najbilsh racionalnim zahodom Bilshe 90 stichnih vod ochishayetsya same cim metodom Biologichna ochistka stichnih vod yaka zastosovuyetsya na ochisnih sporudah kanalizaciyi skladaye blok biologichnoyi ochistki z aerotenkiv i vtorinnih vidstijnikiv i zastosovuyetsya pislya mehanichnoyi ochistki stichnih vod v blokah mehanichnoyi ochistki Biotehnologiya ochishennya stichnih vod aktivnim mulom bula zaproponovana i realizovana v Angliyi u 1914 r i vidtodi principovo ne zminilasya PrincipBiologichne ochishennya stichnih vod zdijsnyuyetsya za rahunok spromozhnosti mikroorganizmiv vikoristati dlya svogo zhivlennya organichni rechovini neobhidni dlya yihnoyi zhittyediyalnosti azot fosfor kalij z riznomanitnih spoluchen sho mistyatsya v stichnih vodah V procesi zhivlennya mikroorganizmi oderzhuyut material dlya pobudovi svogo tila vnaslidok chogo vidbuvayetsya pririst masi aktivnogo mulu Aktivnij mul yavlyaye soboyu skladnu ekosistemu do skladu yakoyi vhodit velika kilkist predstavnikiv mikroflori i mikrofauni nitchasti bakteriyi gifi vodnih gribiv drizhdzhi dzhgutikovi infuzoriyi kolovertki vodni chervi ta v nevelikih kilkostyah inshi bagatoklitinni bezhrebetni vodyani klishi gastrotriht tosho Aktivnij mul na 95 i bilshe vidsotkiv skladayetsya z prokariotiv zdebilshogo bakterij i tilki menshe 5 biomasi mulu stanovlyat najprostishi Osnovu ciyeyi sistemi yak u kilkisnomu spivvidnoshenni tak i za znachimistyu v procesi ochishennya skladayut bakteriyi u viglyadi plastivcepodibnih skupchen Zoogloea Zdatnist aktivnogo mulu utvoryuvati micni plastivci sho shvidko osidayut sedimentacijna vlastivist vidnositsya do jogo golovnih tehnologichnih vlastivostej i yim nalezhit najvazhlivisha rol u zabezpechenni nadijnosti roboti biologichnih ochisnih sporud Porushennya sedimentacijnih vlastivostej aktivnogo mulu prizvodit do tak zvanogo spuhannya aktivnogo mulu vin pochinaye mati malu shilnist zajmaye velikij ob yem prohodit zbilshennya mulovogo indeksu do znachen ponad 150 ml g vnaslidok chogo aktivnij mul ne vstigaye povnistyu vidokremitisya vid ochishenoyi ridini pislya dvogodinnogo vidstoyuvannya u vtorinnomu vidstijniku pochinaye vinositisya z vtorinnih vidstijnikiv i vzhe ne vtyaguyetsya v podalshij proces ochishennya vodi Mikroorganizmi aktivnogo mulu takozh ye bioidentifikacijnimi metodami monitoringu harakteru zabrudnyuyuchih rechovin u stichnih vodah a takozh efektivnim indikatorom viyavlennya yakosti aktivnogo mulu Lanki trofichnogo lancyuga Bilshosti organizmiv aktivnogo mulu harakternij geterotrofnij tip harchuvannya sho peredbachaye zasvoyennya organichnoyi rechovini yaka v zavislomu abo rozchinenomu stani nadhodit v aerotenk razom zi stokami Do 70 chiselnosti ta biomasi organizmiv aktivnogo mulu skladayut geterotrofni bakteriyi hocha vmist cih bakterij v aktivnomu muli mozhe buti riznim sho zalezhit vid umov provedennya procesu Chasto bakteriyi zavdyaki harakternomu dlya kozhnogo vidu bakterij pevnomu naboru fermentiv specializuyutsya na tomu chi inshomu tipu zabrudnennya sho obumovlyuye yih paralelnu robotu nad nejtralizaciyeyu zabrudnyuyuchih rechovin stokiv Ochisni sporudi poblizu Kilya Nimechchina Zasvoyuyut organichni rechovini v rozchinenomu abo zavislomu stani Bakteriyi nesporoutvoryuyuchi gramnegativni palichki Pseudomonas Vodyani gribi rodiv Fusarium Mucor Saccharomyces Dzhgutikovi Infuzoriyi aktivnogo mulu a same predstavniki nastupnih rodiv harakterizuyutsya golozojnim tipom zhivlennya Paramecium Vorticella Nastupna lanka trofichnogo lancyuga nalezhit dzhgutikovim predstavnikam rivnovijkovih rodi spiralnovijkovih rodi a takozh deyakim bagatoklitinnim bezhrebetnim nematodi maloshetinkovi chervi kolovertki Podalshij etap pov yazanij z rozvitkom hizhactva infuzoriyi rodiv deyaki dzhgutikovi kolovertki ta maloshetinkovi chervi Tipova tehnologichna shema takogo ochishennya vodi Stichna voda z bloku mehanichnoyi ochistki pislya mehanichnogo ochishennya vid krupnih chastok sho osidayut chi splivayut u poli zemnogo tyazhinnya potraplyaye aerotenk vuzku 3 11 m gliboku 4 6 m i dovgu 50 250 m sporudu de za dopomogoyu dribnobulbashkovogo aeratora nagnitayetsya povitrya V aerotenku za postijnoyi aeraciyi stichna voda ochishayetsya skladnim gidrobiocenozom aktivnim mulom Obrobka trivaye 6 24 i navit bilsh godin Pislya obrobki voda nadhodit u vtorinnij vidstijnik v yakomu zvilnyayetsya vid aktivnogo mulu a potim potraplyaye dlya tak zvanogo tretinnogo fiziko himichnogo doochishennya inodi pislya hloruvannya u promizhni vodojmi stavki i nareshti u richku Chastinu aktivnogo mulu z sorbovanimi neokislenimi zabrudnennyami sho osidaye u vtorinnomu vidstijniku povertayut do biologichnoyi ochisnoyi sporudi aerotenku Za takoyi tehnologiyi utvoryuyetsya nadlishkovij mul sho stvoryuye skladnu dlya rozv yazannya ekologo tehnologichnu problemu jogo duzhe bagato i vin mistit nebezpechni virioni mikroorganizmi yajcya gelmintiv tosho a takozh ioni vazhkih metaliv biologichno stijki toksichni i navit mutagenni spoluki Umovi provedennya procesu zalezhat vid nayavnosti i optimalnogo spivvidnoshennya v stichnih vodah organichnogo vuglecyu azotu i fosforu mikroelementiv sirki margancyu zaliza kobaltu i in dotrimannya granichno dopustimih koncentracij zabrudnyuyuchih rechovin vidsutnosti v stichnih vodah toksichnih dlya mikroorganizmiv rechovin dostatnoyi kilkosti kisnyu ta intensivnosti aeraciyi temperaturnogo rezhimu znachennya rN navantazhennya na mul za kilkistyu zabrudnyuyuchih rechovin chasu kontaktu mulu i stichnih vod konstruktivnih i osoblivostej sporud ta biologichnoyi shemi ochishennya i in Nadlishkovij mul zbirayetsya ta pidsushuyetsya na mulovih majdanchikah Sposobom utilizaciyi nadlishkovogo mulu a takozh stichnih vod organichnogo pohodzhennya mozhe buti metanova fermentaciya ta z otrimannyam biogazu PrimitkiO I Semenova N O Bubliyenko T L Tkachenko O S Panteleyenko Indikatorni organizmi aerobnogo mulu ochisnih sporud harchovoyi promislovosti nedostupne posilannya z travnya 2019 Naukovi praci Nacionalnogo universitetu harchovih tehnologij Naukovij zhurnal 1 travnya 2013 u Wayback Machine 2010 33 3 travnya 2013 u Wayback Machine Fauna aerotenkov Atlas L Nauka 1984 S 5 31 Forster K F Vejz D A Dzh Ekologicheskaya biotehnologiya Leningrad Himiya 1990 384 s Yurchenko V A Astapova A V Vyyavlenie faktorov upravleniya sedimentacionnymi svojstvami aktivnogo ila nedostupne posilannya z chervnya 2019 Vestnik Harkovskogo nacionalnogo avtomobilno dorozhnogo universiteta Sbornik nauchnyh trudov nedostupne posilannya z chervnya 2019 2010 Vip 48 nedostupne posilannya z chervnya 2019 Gvozdyak P Za principom biokonveyera Biotehnologiya ohoroni dovkillya nedostupne posilannya z chervnya 2019 Visnik Nacionalnoyi akademiyi nauk Ukrayini Zagalnonaukovij ta gromadsko politichnij zhurnal nedostupne posilannya z travnya 2019 2003 3 nedostupne posilannya z chervnya 2019 Bikova S P Ribak O D Makarenko G I Ilminskij V O Kupin A I Suvorin O V Vdoskonalennya kontrolyu biologichnoyi ochistki stichnih vod vid spoluk azotu nedostupne posilannya z chervnya 2019 Visnik Shidnoukrayinskogo nacionalnogo universitetu imeni Volodimira Dalya Naukovij zhurnal nedostupne posilannya z chervnya 2019 2011 15 ch 2 nedostupne posilannya z chervnya 2019 Div takozhOchishennya stichnih vod Biogaz MetantenkPosilannyaAktivnij mul navch metod posib uklad O G Lanovenko O O Ostapishina Herson PP Vishemirskij V S 2013 S 8