Влияние микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности
на качество воды.
Вещества, образующиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов и сами микроорганизмы, могут стать причиной ухудшения качества воды, особенно в водоемах с замедленным стоком.
Возможны нарушения работы гидротехнических сооружений. Наиболее часто встречаются:
1. цветение водоемов
2. появление привкусов и запахов воды
3. зарастание
4. обрастание.
Формирование водохранилища связано с уменьшением скорости течения воды. Гидротехнический режим больших водохранилищ близок к режиму озер. Речной сток, при наличии водохранилищ, происходит медленнее в 10-15 раз.
Например. В Волге от Рыбинска дот Волгограда вода доходила в половодье за 30 суток, а в мережь за 50 суток.
После формирования каскада водохранилищ время прохождения воды на этом участке увеличилось до 450 -500 суток.
Замедление водообмена в речной системе приводит к:
1. изменению гидрохимического и гидробиологического режима
2. водохранилища работают как гигантские отстойники, в них наблюдается концентрация загрязнений.
3. нарушению процессов самоочищения
4. зарастанию, то есть массовому развитию высшей водной растительности.
I. Для водохранилищ (и озер) характерным явлением будет массовое развитие водорослей (цветение).
В глубоких водоемах цветение происходит в поверхностных слоях. В мелководных, цветение вызывается разными видами водорослей по всей глубине.
В начале весны - цветение диатомовыми водорослями (вода желтовато – коричневого цвета). Наиболее распространенные виды:
1. Asterionella (астерионелла).
2. Synedra (синедра).
3. Melosira (мелодира).
В середине лета – цветение синезелеными водорослями:
1. Anabena (анабена)
2. Oscillatoria (осциллятория).
Вода голубовато – зеленого цвета и неприятного вкуса и запаха.
Цветение водоемов имеет следующие последствия:
1. Количество бактерий – сапрофитов резко снижается.
2. При массовом отмирании водорослей резко возрастает число бактерий минерализиторов.
3. Водоросли выделяют антибиотические вещества, токсичные не только для бактерий, но и для человека и животных.
4. Скопление водорослей вызывают закупорку фильтров. Это усложняет процесс очистки.
Цветению способствует:
1. Повышение концентрации биогенных элементов.
2. Высокая температура воды.
3. Инсоляция.
4. Ухудшение кислородного режима.
Например, цветение синезелеными водорослями в водохран. Днепра и Дона продолжается 3 – 4 месяца, занимает по объему 80 – 90% акватории. Количество биомассы водорослей достигает 60 -100 г/м3.
Во время нагонов ветром в прибрежных областях образуется сплошная масса водорослей в которых биомасса составляет сотни кг на 1 м3.
Синезеленые водоросли проявляют токсичные свойства. В 1 кг сырой массы водорослей обнаруживают до 14 – 15 мг. фенолов.
Прим массовом отмирании водорослей наблюдается нарушение санитарного режима водоема. При этом:
1. Повышается содержание аммонийного азота.
2. Увеличивается СО2
3. Снижается растворенный кислород, что приводит к массовой гибели рыб.
4. Ухудшается работа водозаборных сооружений, ухудшается фильтрация воды.
5. Запахи и привкусы, появляющиеся в период цветения, при применении обычной технологической схемы очистки питьевой воды, не устраняются.
Профилактика цветения.
1. Предупреждение загрязнения водоема биологически разлагаемыми органическими веществами, биогенными элементами.
2. Биологические методы (создание искусственных обрастаний и создание условий для развития высшей водной растительности) применение микроорг. – антагонистов водорослей.
3. Физические методы (замутнение воды глиной, аэрация, всасывающие устройства для удаления водорослей).
4. Для выделения водорослей в системах технического водоснабжения, в небольших водоемах, возможно применение коагуляции сульфитом алюминия.
5. Химические методы (обработка воды пестицидами, сульфитом меди). Токсичность этого метода делает его ограниченным.
II. Жизнедеятельность микроорганизмов создает помехи в работе очистных сооружений. Сюда относится появление привкусов и запахов у воды. Вид запаха зависит от вида микроорганизмов, условий его жизнедеятельности.
Актиномицеты в условиях затрудненной аэрации придают воде землистый запах.
Основная роль в возникновении запахов принадлежит: аминам, органическим кислотам, фенолам, эфирам, альдегидам, кетонам.
Для удаления запахов и привкусов необходимы дополнительные мероприятия.
III. При массовом развитии в водохранилищах, каналах, водоводах высшей водной растительности (макрофитов) происходит их зарастание.
В результате:
1. Снижается пропускная способность сетей и каналов.
2. Наблюдается загрязнение водоема.
3. Создаются условия для отложения личинок кровососущих насекомых.
4. Создаются затруднения для ловли рыбы.
5. Вторичное загрязнение водоема продуктами распада макрофитов вызывает дефицит кислорода, смену биоценоза, возникновение обрастаний, развитие планктона.
Для борьбы с зарастанием применяют методы:
1. Физические – скашивание растений, затенение водоема путет посадки деревьев на берегу канала.
2. Химические – применение пестицидов.
3. Биологические – разведение травоядных рыб (белый амур, толстолобик) и животных (ондатры, нутрии).
IV. Работе сооружений технического и питьевого водопровода наносят большой вред микроорганизмы обрастаний.
Наблюдается:
1. Засорение и обрастание водозаборных сооружений.
2. Сужение внутренних стенок труб.
3. В теплообменных установках нарушается режим теплообмена.
4. Попадание в воду живых или погибших микроорганизмов повышает концентрацию взвешенных веществ, появляются запах и привкус.
5.Микроорганизмы обрастаний вызывают коррозию металлов, вследствие выделения веществ, усиливающих коррозию (кислоты).
6. Продукты жизнедеятельности микроорганизмов (СО2) вызывают коррозию цемента и бетона.
7. при движении сточных вод по трубам создаются условия для развития анаэробов (сульфат вост. бактерий). Это приводит к образованию коррозионных агентов (Н2S).
8. Некоторые виды плесневелых грибов (Penecillium, Aspergillum) и актиномицетов вызывают коррозию натурального каучука.
На формирование обрастаний влияют:
1. Химический состав воды.
2. Ее температура.
3. Скорость потока.
4. Количество раств. кислорода.
5. Содержание питательных веществ.
6. Свойства материала контактирующего с водой.
В чистых водах обрастания чаще всего вызываются:
1) железобактериями,
2) серобактериями,
3) водорослями
4) моллюсками, губками, мшанками.
При малом количестве питательных веществ обрастания вызывает планктон.
Для полисапробной зоны характерно развитие зооглейных форм бактерий, обр. слизистые скопления.
Большинство микроорганизмов обрастаний являются мезофиллами опт.t -15 – 20 0С и 35 -37 0С .
При понижении температуры в обрастаниях преобладают водоросли и грибы. Быстрее всего развиваются в обрастаниях нитчатые и зооглейные бактерии.
При использовании воды, загрязненной органическими веществами, для охлаждения промышленных установок, обрастания зооглейными бактериями развиваются в теплообменниках через 10 часов, а нитчатыми через 36 часов.
Основные организмы обрастаний: зооглейные, нитчатые, железобактерии, одноклеточные; простейшие – жгутиковые, инфузории, помпы, черви, ракообразные.
|
|
В водах, содержащих сероводород развиваются серобактерии – нити плавающие в воде. Они окисляют Н2S до свободной серы, откладывающейся в их клетках. При больших концентрациях Н2S нити образуют пучки, вызывают закупорку труб. Содержание в охлажденной воде сульфатов приводит к развитию бактерий, восстанавливающих SO4 2- до SO3 2- и Н2S (вызывают сильную коррозию металлических труб).
Рис. 18. Различные формы серобактерий: а-р. Beggiatoa; б-р. Т hiobacillus; в-р. Thiotrix.
Обрастания в водопроводной сети и теплообменной аппаратуре чаще всего вызываются железобактериями. Это автотрофы, живут в чистой воде (окисляемость более 5 мг О г/л ).
Они поглощают из воды соединения железа II и окисляют до железа III.
4 Fe(HCO3)2 + O2 + 2 H2O → 4 Fe(OH)3 + 8 CO2
К ним относятся:
1. Нитчатые формы, выделяющие Fe (OH)3 в слизистую оболочку общую.
2. Одноклеточные формы, у которых Fe (OH)3 откладывается в виде отдельных нитей вне клеток.
|
|
Рис. 19. Различные формы железобактерий: а- Crenothrix ferruginea; б – Leptothrix ochraceae.
Образующийся Fe (OH)3 снижает вкусовые качества воды и могут вызвать полное зарастание внутренней поверхности. Железобактерии могут развиваться при концентрации железа 0,1 -0,3 мг/л то есть в водопроводной сети.
Снижают концентрацию остаточного хлора, снижая его обеззараживающее действие.
Мероприятия по борьбе с обрастаниями:
1. Обезжелезивание.
2. Удаление Н2S.
3. Снижение поступления органических веществ.
4. Предотвращение цветения и развития высшей водной растительности.
Для удаления обрастаний применяется:
1. Промывка горячей водой.
2. Химическое воздействие (хлорирование, введение бактерицидных веществ).
Зооглейные, нитчатые бактерии, грибы удаляются с помощью хлорирования. Развитие водорослей предотвращается обработкой воды СuSO4 ( 0,2 – 0,4 мг/л).
В воде, поступающей на водоочистные сооружения, содержатся микроорганизмы. Среди них могут быть и патогенные формы. Каковы пути их выведения?
1. Часть из них собирается частицами грубодисперсных примесей и выделяется из воды в процессе отстаивания (необходимо наличие раств. О2).
2. Предварительной хлорирование снижает численность микроорганизмов.
3. Коагуляция.
4. Применение контактных осветлителей. Фильтрование воды через осветлитель совмещается с контактной коагуляцией взвешенных частиц. При этом происходит задержка микроорганизмов вместе с коллоидными примесями.
5. Применение фильтров медленного действия. При этом образуется на зернах загрузки активная пленка, состоящая из большого числа бактерий, водорослей и др. микроорганизмов. Фильтрование воды сопровождается не только освобождением от взвешенных коллоидных частиц, но и от бактерий
6. Обеззараживание воды после обработки – гарантия от попадания в воду патогенных организмов.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 482.
