Санитарно-гигиеническая оценка и контроль окружающей среды животноводческих комплексов
Курсовой проект - Сельское хозяйство
Другие курсовые по предмету Сельское хозяйство
?еской очистки
Критерием биологической (биохимической) очистки является способность микроорганизмов в процессе жизнедеятельности подвергать минерализации органические вещества, находящиеся в навозных стоках. К сооружениям, обеспечивающим такой процесс утилизации жидкого навоза, относятся аэротенки. В аэротенках накапливается большое количество микроорганизмов, образующим скопления - активный ил. Он представляет собой мелкие хлопья, в состав которых входят бактериальные клетки, соединенные слизью. Помимо бактерий в активном иле присутствуют актиномицеты, дрожжи, грибы, простейшие и другие представители фауны - личинки насекомых, клещи, черви и т.д.
К аэротенкам относятся окислительные пруды и траншеи, в которых поддерживается доза ила в количествах 5 г/л и больше.
Условия жизнедеятельности микроорганизмов оказывают значительное влияние на скорость окисления загрязнений сточных вод. Снабжение кислородом является одним из важных факторов, влияющих на условия обитания микроорганизмов активного ила.
Скорость потребления кислорода активным илом практически не зависит от концентрации растворенного кислорода, но только до тех пор, пока последняя остается выше критической величины и не превышает 1-2 мг/л.
Интенсивность жизнедеятельности микроорганизмов в значительной степени зависит от температуры среды, в которой они обитают. Для большинства микробов активного ила величина оптимальной для жизнедеятельности температуры лежит в пределах +20-300С, а для термофильной микрофлоры - +30-600С.
Низкие температуры, наряду с понижением скорости очистки, тормозят процесс адаптации бактерий к новым видам загрязнений, снижают процессы нитрификации. Отрицательное воздействие на процесс очистки сточных вод в аэротенках оказывает повышенное содержание в ней минеральных солей. Максимальный уровень их должен быть не более 10 г/л.
Простейшие организмы, находящиеся в сточных водах, живут за счет потребления бактерий и взвешенных органических веществ. Им принадлежит решающая роль в снижении количества патогенных микроорганизмов. Так, по данным Н.С. Золоторевой (1966), наличие в активном иле обильной фауны простейших обеспечивает задержку развития E. Coli на 95-97%, уменьшает биохимическое потребление кислорода (БПК).
Под биохимическим потреблением кислорода подразумевают количество кислорода (в мг/л), требующегося для окисления органических веществ аэробными бактериями при температуре 200С (без учета расхода кислорода на нитрификацию).
В бытовых сточных водах полное потребление кислорода бактериями наступает практически через 20 суток, что и определяет величину БПК20 или БПКполн. Для сокращения срока анализов определяется БПК5, т.е. величина 5-суточной потребности в кислороде, которая составляет в среднем 70% от величины БПК20.
Смесь твердых и жидких экскрементов, без добавления воды, имеют в среднем БПК5 - 44770,0, животноводческие стоки свинокомплексов, где используют гидросмыв навоза, БПК5 - 4500,0 мг/л.
Некоторые микроорганизмы в навозных стоках обладают способностью к быстрому размножению, в результате чего они поглощают большое количество загрязнений, находящихся в стоках. Они используют в процессе своей жизнедеятельности органические вещества, окисляют минеральные вещества (сульфиды, аммонийные и др. соли).
В процессе биохимической очистки сточных вод органические вещества минерализуются до образования углекислоты и воды. Гидролиз белков осуществляется под действием протеолитических ферментов. Кроме этого аминокислоты разрушаются грибами, актиномицетами и бактериями с образованием свободного аммиака, поэтому этот процесс называется аммонификацией. В природных условиях аммиак потребляется растениями или преобразуется микробами в азотистую кислоту. Этот процесс называется нитрификацией.
Процесс нитрификации протекает в две фазы. Первая фаза - окисление солей аммония в нитриты под воздействием Nitrosomonas europasa (мезофильные, термофильные и психрофильные формы). Благоприятная среда обитания для нитрифицирующих бактерий находится в интервале рН 7,0-8,6. Nitrosomonas способны окислять аммиак, мочевину, мочевую кислоту, гуанин, но органические вещества они не употребляют. Более того, последние способствуют угнетению роста нитрифицирующих бактерий. Во второй фазе нитрификации происходит окисление образовавшихся в первой фазе солей азотистой кислоты под влиянием бактерий Nitrobacter Winogradski.
Весь этот процесс можно представить в виде следующих реакций:
2NН4 + SO2 > 4Н + 2NO2 + 2Н2О
NO2 + О2 > 2NO3
В кислой среде Nitrobacter не развивается. На интенсивность нитрификации влияет соотношение углерода и азота в среде. При наличии избытка органических веществ аммиак используется конкурентами нитрифицирующих бактерий. Кроме того, гетеротрофные бактерии усиленно поглощают необходимый нитрификатором кислород. Пока в очищаемых сточных водах присутствуют органические вещества и интенсивно развиваются гетеротрофные бактерии, нитрификация подавлена. Появление нитратов свидетельствует о том, что основная часть органических веществ уже минерализована. Поэтому в качестве индикатора окончания процесса биохимической очистки сточных вод на очистных сооружениях является отношение нитрифицирующих бактерий к органическим веществам.
В анаэробных условиях нитриты и нитраты способны отдавать кислород для биохимического окисления присутствующих в сточных водах органических веществ. Этот процесс восстановления нитратов и нитритов н