91052 (679654), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Програма, матеріали та методи дослідження. З метою реалізації поставлених у роботі завдань нами були досліджені проби стічних вод з дослідно-експериментальних та промислових біоставів, засаджених ВВР, за санітарно-хімічними, санітарно-бактеріологічними та санітарно-вірусологічними показниками якості.

В лабораторних умовах моделювали роботу біологічних ставів з ВВР та проводили дослідження щодо якості третинного очищення в них промислових стічних вод. Здійснювали відбір проб води у стерильні флакони на вході, посередині та на виході стічних вод з біостава. Об’єм проб для санітарно-хімічних та санітарно-вірусологічних досліджень складав 1 дм³, а для санітарно-бактеріологічних досліджень – 500 см³ води.

Ефективність третинного очищення промислових стічних вод у біоставу з ВВР визначали за такими санітарно-хімічними показниками: температурою, запахом, прозорістю, рН (лужністю), завислими речовинами, розчиненим киснем, БСК₅, ХСК, азотом амонійним, азотом нітритів, азотом нітратів, фосфатами, сульфатами, залізом, нафтопродуктами, жирами та маслами, СПАР, сухим залишком, жорсткістю, бікарбонатами, хлоридами, кальцієм, магнієм, калієм+натрієм згідно (Лурье Ю.Ю., 1984 г.).

Санітарно-бактеріологічні дослідження стічних вод, як загальне мікробне число та колі-індекс в пробах визначали у відповідності з нормативними документами (ГОСТ 17.1.5.02-80. Охрана природы. Гидросфеса.

Щиро дякую завідувачу лабораторії мікробіології Інституту нефрології АМН України к.б.н., ст.н.сп. Бойку І.І. і головному спеціалісту “УкрНДІводоканалпроет”, к.б.н., ст.н.сп. Кравцю В.В. за консультативну та практичну допомогу при виконанні роботи.

Гигиенические требования к зонам рекреации водных объектов; Методические указания по санитарно-микробиологическому анализу воды из поверхностных водоемов №2285-81, от 19 января 1981 г.). Санітарно-вірусологічні дослідження стічних вод здійснювали згідно методів, описаних у монографії (Гирін В.М. та ін. Посібник з медичної вірусології. – Київ, 1995).

В експериментах по вивченню впливу ВВР на виживання патогенних бактерій використовували паспортизовані штами бактерій групи кишкової палички E. сoli штами: (О-111 L⁺ і О-124 L^‑) та Shigella sonnei. У санітарно-вірусологічних дослідженнях використовували атенуйований штам вірусів поліомієліту ІІ типу Себіна (Р-712 Ch, 2 ab) і Коксакі В 6 (штам Hammon), одержані з Інституту поліомієліту та вірусних енцефалітів (РФ, м. Москва). Віруси культивували в перещеплюваних культурах клітин Hep-2 при використанні середовища 199 з антибіотиками в якості підтримуючого. Вибір даних вірусів був продиктований тим, що останні відносяться до найбільш стійких ентеровірусів щодо дії фізико-хімічних факторів. Це важливо враховувати при проведенні санітарно-вірусологічних досліджень як в лабораторних, так і в природних умовах. Визначення вмісту ентеровірусів у пробах води здійснювали методом їх титрування за ефектом бляшкоутворення в культурах клітин під бентонітовим покриттям (Широбоков В.П., 1974).

Статистичні методи дослідження проводили згідно (Ашмаріна І.П. та ін., 1962; Лакіна Г.Ф., 1980; Лапача С.Н. та ін., 2001). Отримані кількісні результати досліджень оброблені загальноприйнятими методами варіаційної і кореляційної статистики з використанням значень середньої арифметичної ( ), середньої похибки середньої арифметичної (m), квадратичного відхилення (у), достовірність відмінностей показників між двома величинами оцінювали за t-критерієм при значимості р0,05. Застосовували ПК типу ІВМ (PENTIUM-4) з використанням пакету програм “Statistica for Windows” версія 5.0, розробник Stat Soft and Inc. 1984-1995, США. В процесі виконання дисертаційної роботи в умовах лабораторного та натурного експерименту було проведено 1 560 санітарно-хімічних досліджень, 610 санітарно-бактеріологічних досліджень та 184 дослідження по виділенню ентеровірусів із стічних вод біоставів з ВВР та поверхневої водойми – р. Березівки.

Гігієнічні дослідження третинного очищення промислових стічних вод у дослідно-експериментальних біоставах з вищими водяними рослинами. Представлені гігієнічні дослідження третинного очищення промислових стічних вод у дослідно-експериментальних біоставах з вищими водяними рослинами для наукового обґрунтування оптимальних параметрів їх навантаження на 1 га площі та визначення необхідного часу доочищення стічних вод у даній споруді перед їх скидом у природну водойму – р. Березівку.

Моделювали функціонування дослідно-експериментальних біоставів, що були збудовані у співвідношенні 1:1 000 до діючого промислового біостава. Технологічна схема включала подачу біологічно очищених промислових стічних вод після вторинного відстійника; ємність для прийняття даних стічних вод об’ємом 8,0 м³, окремо взяті 5 металевих ємностей об’ємом 3,0 м³ кожна, засадженими вищими водяними рослинами, в тій послідовності, що існує в промислових біоставах. Термін перебування стічних вод у кожній секції біостава з ВВР становив 1 добу. Загальний час перебування стічних вод у дослідно-експериментальних спорудах становив 5 діб.

У дослідні біостави на піщані подушки розміщували дренажні труби, а потім їх засипали щебенем на глибину 40-45 см. Стічні води до очисної споруди подавались поверхнево з регулюванням за допомогою вентиля, а відводились через дренажні труби. Висота водяного стовпа в споруді третинного очищення промислових стічних вод складала 1,0 м. У кожен біостав були висаджені такі ВВР: в перший – очерет звичайний у кількості 75 рослин/м²; у другий – 100 рослин/м² комишу озерного; у третій – 30 рослин/м² рогозу вузьколистого; у четвертий – 20 рослин/м² рогозу широколистого; у п’ятий – 30 рослин/м² лепехи болотяної.

Гідравлічне навантаження на дослідно-експериментальні біостави з ВВР становило 3 м³/м² площі/добу. Усереднені дані органічних забруднень промислових стічних вод, що надходили на третинне очищення за БСК₅ становили від 33 мг О₂/дм³ до 36 мг О₂/дм³.

Розрахунками встановлено питоме вагове навантаження на біостави, що складало 0,578 г О₂/БСК₅/добу/м³ надходячих стоків. Біостави працювали в постійному режимі навантажень промисловими стічними водами у весняно-літній та осінній період експлуатації.

Усереднені середньомісячні результати доочищення стічних вод у дослідно-експериментальних біоставах наведені в (табл. 1). Встановлено, що органічні забруднення стічних вод за БСК₅ знизились від 34,73 мг О₂/дм³ на вході до 5,09 мг О₂/дм³ на виході їх із біоставів (при ГДК 15 мг О₂/дм³). Ефективність третинного очищення становила 85,34% упродовж 5 діб перебування стоків у споруді. Показник ХСК стічних вод зменшився з 58,16 мг О₂/дм³ на вході в біостави до 31,15 мг О₂/дм³ на виході (при ГДК 80 мг О₂/дм³), що становило 46,44% ефективності третинного очищення. Завислі речовини стічних вод зменшились з 13,58 мг/дм³ на вході в біостави до 6,45 мг/дм³ на виході (при ГДК 15 мг/дм³), що становило 52,51% ефективності доочищення. Вміст розчиненого кисню у воді збільшився з 3,91 мг О₂/дм³ на вході в біостави до 6,27 мг О₂/дм³ на виході впродовж 5 діб. У спорудах інтенсивно протікали процеси нітрифікації та денітрифікації стічних вод. Зокрема, вміст азоту амонійних солей в стічних водах знижувався з 0,52 мг/дм³ на вході в дослідно-експериментальні біостави до 0,39 мг/дм³ на виході (при ГДК 0,5 мг/дм³), концентрація азоту нітритного в стічних водах знизилась з 0,19 мг/дм³ на вході в біостави до 0,07 мг/дм³ на виході (при ГДК 0,08 мг/дм³), вміст азоту нітратного в стічних водах зменшився з 23,54 мг/дм³ на вході в біостави до 19,66 мг/дм³ на виході (при ГДК 40,0 мг/дм³).

Таблиця 1

Усереднені санітарно-хімічні та санітарно-мікробіологічні показники якості стічних вод дослідно-експериментальних біоставів у весняно-літній та в осінній періоди їх експлуатації

Примітки: 1) – середній місячний показник; 2) m – стандартна похибка.

Суттєво знизились санітарно-бактеріологічні показники якості доочищених стічних вод. Так, загальне мікробне число в стічних водах дослідно-експериментальних біоставів зменшилось з 6,7·10³ КУО/см³ на вході до 6,9·10² КУО/см³ на виході з них (ефективність доочищення – 89,66%); індекс БГКП стічних вод зменшився з 7,2·10³ КУО/дм³ на вході в біостави до 3,0·10² КУО/дм³ на виході з них (ефективність – 95,83%).

Отримані дані ефективного третинного очищення стічних вод в умо-вах дослідно-експериментальних досліджень підтверджені в промислових біоставах з ВВР для третинного очищення стічних вод від підприємства металопереробної галузі та рекомендовано для послідуючого їх використання як технічної води в закритому, зворотньому водопостачанні.

Експериментальне обґрунтування доцільності застосування біоставів з вищими водяними рослинами для зменшення вмісту патогенної мікрофлори у промислових стічних водах при їх третинному очищенні. Представлене обґрунтування доцільності застосування біоставів з вищими водяними рослинами для третинного очищення промислових стічних вод від патогенної мікрофлори у лабораторних умовах та розроблені рекомендації щодо подальшого їх застосування з цією метою у промислових умовах.

В умовах лабораторного експерименту нами проведено вивчення дії екстрактів із зелених водоростей (Сhlorella vulgaris, Ankistrodermus bijugatus, Scenedesmus quadricauda) і вищих водяних рослин – ряски малої (Lemna minor L.) на здатність останніх інактивувати патогенні бактерії та віруси в стічних водах (рис. 1).

Кількість вірусів (БУО/дм³)

Рис. 1. Вплив екстрактів зелених водоростей (Сhlorella vulgaris, Ankistrodermus bijugatus, Scenedesmus quadricauda) та з ВВР ‑ ряски малої (Lemna minor L.) на інфекційність вірусів поліомієліту.

Дослідженнями екстрактів із фітофлори встановлено, що зелені водорості мають виражену віруліцидну дію. При 30 хв контакті екстракту зелених водоростей у воді інактивується більш 73,33% вакцинного штаму вірусів поліомієліту ІІ типу Себіна. Екстракти вищої водяної рослини (ряска мала) інактивують понад 99,34% вірусних часток за вказаний час. Тобто віруліцидна активність ряски більш виражена, ніж у зелених водоростей. Однак, досягти повної інактивації вірусів за вказаний час (90 хв) в умовах лабораторного досліду не вдалося.

В подальшому експериментально досліджували вплив екстрактів із ВВР на інактивацію вірусів. Встановлено, що серед досліджених ВВР найвищу віруліцидну активність проявляли екстракти із лепехи болотяної (табл. 2).

Таблиця 2

Вплив екстрактів із вищих водяних рослин на інфекційну активність вірусів поліомієліту

Примітки: 1) чисельник – залишкова інфекційність вірусів БУО/дм³; 2) знаменник – ефективність інактивації вірусів, %.

Так, при взаємодії екстрактів із вірусом поліомієліту через 30 хв інактивується 96,25% вірусних часток, через 60 хв – 99,53%, а через 90 хв наступала повна інактивація вірусів (100%). Інтенсивність інактивації вірусів залежала від концентрації екстрактів із вищих водяних рослин у воді біоставів (табл. 3).

Таблиця 3

Показники інактивації вірусів поліомієліту залежно від концентрації екстракту лепехи болотяної у воді

Примітка. Взаємодія вірусів з екстрактом лепехи болотяної відбувалась при температурі +22 ^оС впродовж 30 хв.

Доведено, що для ефективної інактивації вірусів поліомієліту достатньо створити у воді 0,5-1,0% концентрацію екстрактів лепехи болотяної. Це досягається шляхом висадження певної кількості лепехи болотяної на 1 м² площі біостава (17-20 рослин/м²) та дотриманням терміну перебування стічних вод у споруді.

В лабораторних умовах вивчали активність екстрактів з ВВР, що виділяють у воду в процесі їх вегетації біологічно-активні речовини, які пагубно діють на віруси поліомієліту ІІ типу Себіна та Коксакі В 6. Рослини вирощували в дослідно-експериментальних біоставах у весняно-осінній період впродовж 8-10 міс. Відбирали проби води із біоставів, куди вносили штами вірусів і спостерігали за інтенсивністю інактивації вірусів (табл. 4). Отримані дані засвідчили, що інактивація вірусів найбільш інтенсивно відбувається у воді, де вегетувала лепеха болотяна. Так, через 60 хв спостереження інактивувалось до 99,93% вірусів поліомієліту. Для рогозу широколистого показники інактивації вказаних вірусів складали – 95,0%, для очерету звичайного – 86,67%.

Аналогічні закономірності віруліцидної дії екстрактів із лепехи болотяної встановлені на моделі вірусів Коксакі В 6, як представників патогенної групи із сімейства Picornaviridae. Це свідчить про те, що екстракти ВВР здатні інактивувати як вакцинні, так і вірулентні штами вірусів, які зустрічаються у воді.

Також вивчали вплив екстрактів лепехи болотяної на окремі види ентеропатогенних бактерій. Встановлено, що кишкові бактерії інактивувалися у воді під дією біологічно-активних речовин ВВР. В умовах кімнатної температури процеси зниження вмісту патогенних бактерій прискорювалися і становили для Е. сoli О-111 – 80,86%, для E. сoli О-124 – 45,26%, Shigella sonnei – 68,57%. При зниженні температури до +4С процеси інактивації бактерій уповільнювалися, але не припинялися.

Таблиця 4

Вплив екстрактів вищих водяних рослин на віруси поліомієліту у воді дослідно-експериментальних біоставів

Примітка. Інактивація вірусів поліомієліту ІІ типі Себіна у воді біоставів, засаджених рогозом широколистим та рогозом вузьколистим, ідентична при 60 хв експозиції.

Таким чином, в модельних умовах при вирощуванні ВВР у дослідно-експериментальних біоставах вода набуває знезаражуючих властивостей за рахунок виділення останніми біологічно-активних речовин, що згубно впливають на патогенні віруси та бактерії.

Існує також ряд інших факторів, що обмежують поширення патогенної мікрофлори у воді поверхневих водойм, зокрема: вплив сонячного опромінення, зміни показника рН води, наявність мікробів-антагоністів, адсорбція на твердих частках, гуміфікація та інші.

Отримані в лабораторних умовах дані ми вирішили перевірити на ВВР, що вегетують в промислових умовах експлуатації біоставів та збіль-шенні часу перебування стічних вод у споруді. Важливо було дослідити динаміку звільнення стічних вод промислового біостава від штучно внесе-них в окремо взяті об’єми води з діючого біостава на різних його ділянках, від вірусів поліомієліту та Коксакі В 6. Дані інактивації штучно внесених вірусів у окремо взяті об’єми води з промислового біостава, де вегетували різні види ВВР, у літню пору року наведені в (табл. 5). Дослідженнями ди-наміки інактивації вірусів поліомієліту ІІ типу Себіна встановлено, що про-мислові стічні води на вході в біостав проходять крізь зарості та кореневу систему очерету звичайного, на середині – через рогоз широколистий та ро-гоз вузьколистий, а на виході – через зарості лепехи болотяної і ефективно звільняються від вірусів. Так, у літній період спостережень у пробах води біостава, де був засаджений рогоз широколистий, вже на 2 добу інактивува-лось 98,33% вірусів, на 5 добу – 99,40%. У воді біостава з лепехою болотя-ною динаміка інактивації вірусів мала такі показники: на 2 добу – 97,9%; на 5 добу – 100%. У пробах води на виході з біостава ефективність інактивації вірусів складала 97,05-98,03% на 2-5 добу спостережень, що можливо, пов’я-зано з ефектом перемішування води та зниженням цим самим концентрації біологічно-активних речовин, які виділяють ВВР в процесі вегетації.

Таблиця 5

Динаміка звільнення від штучно внесених вірусів поліомієліту в проби води з промислового біостава з ВВР у літню пору року

Примітки: 1) *чисельник – залишкова інфекційність вірусів поліомієліту ІІ типу Себіна, БУО/дм³;

2) ** знаменник – ефективність інактивації вірусів, %.

В умовах зимового періоду спостережень динаміка звільнення від штучно внесених вірусів поліомієліту в проби води з промислового біостава з ВВР не припинялися, але мала дещо уповільнену тенденцію.

Дослідження ефективності третинного очищення промислових стічних вод у біоставу з вищими водяними рослинами в натурних умовах його експлуатації. Представлені результати ефективності третинного очищення промислових стічних вод за санітарно-хімічними та санітарно-бактеріологічними показниками у біоставу з вищими водяними рослинами в натурних умовах його експлуатації впродовж трьох років спостережень.

Вивчали ефективність третинного очищення промислових стічних вод у біоставу з ВВР в очисних каналізаційних спорудах КГЗКОР м. Долинська Кіровоградської обл., до складу яких входять: механічні грати, піскоуловлювачі, первинні відстійники, аеротенки, вторинні відстійники та дві секції біоставів, засаджених вищими водяними рослинами. Біостави розміром 60,0189,0 м кожний, засаджені на вході очеретом звичайним (Phragmites communis Trin.), на середині – рогозом широколистим (Typha latifolia L.) та рогозом вузьколистим (Typha angustifolia L.), а на виході – лепехою болотяною (Acorus calamus L.). На разі є працюючим один біостав. Другий виступає як резервний і вступить в експлуатацію після введення на повну потужність Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд.

Особливістю хімічного складу промислових стічних вод на вході в очисні споруди КГЗКОР є підвищений вміст розчинених солей, жирів та масел, нафтопродуктів та ін. у зв’язку з пробними запусками виробничих потужностей, де вміст заліза становить до 0,98 мг/дм³; сульфатів – до 617,9 мг/дм³, хлоридів до 230 мг/дм³, калію+натрію до 369,6 мг/дм³ тощо.

При третинному очищенні промислових стічних вод спостерігалося зменшення вмісту органічних забруднень за показниками БСК₅ та ХСК. Так, у пробах води на вході в очисні каналізаційні споруди КГЗКОР м. Долинська, усереднені показники вмісту БСК₅ складали від 72,2 мг О₂/дм³ до 80,8 мг О₂/дм³ за грудень місяць 2003-2005 рр., як один із найхолодніших місяців року. При цьому середні показники БСК₅ у пробах води на виході із вторинних відстійників за вказаний період становили до 35,5 мг О₂/дм³. Після третинного очищення в промисловому біоставу з ВВР середні показники якості БСК₅ за цей самий період складали від 3,5 мг О₂/дм³ до 6,13 мг О₂/дм³ (при ГДК 15 мг О₂/дм³), що забезпечує 94,06% ефективності третинного очищення відносно вторинного очищення в аеротенках за класичною схемою: механічні грати → піскоуловлювачі → первинні відстійники → аеротенки → вторинні відстійники → знезаражування → скид у відкриту водойму. Зміни показників ХСК у стічних водах за вказаний період мали аналогічну тенденцію до зменшення ХСК після глибокого доочищення стічних вод у промисловому біоставу з ВВР і становили від 131,1 мг О₂/дм³ на вході в очисні каналізаційні споруди до 30,57 мг О₂/дм³ на виході із біостава (при ГДК 80 мг О₂/дм³), що становить 78% ефективності третинного очищення. Збільшення вмісту розчиненого кисню відбувається з 2,5 мг О₂/дм³ на вході в біостав до 9,4 мг О₂/дм³ на виході. Також зареєстровано зменшення біогенних речовин при третинному очищенні стічних вод. Так вміст азоту амонійного зменшувався з 0,91 мг/дм³ на вході в біостав до 0,1 мг/дм³ на виході (при ГДК 0,5 мг/дм³). Показник азоту нітритів зменшувався з 0,31 мг/дм³ на вході до 0,02 мг/дм³ на виході з біостава (при ГДК 0,08 мг/дм³). Вміст азоту нітратів зменшувався з 46,7 мг/дм³ на вході в біостав до 15,8 мг/дм³ на виході (при ГДК 40,0 мг/дм³). Вміст фосфатів зменшувався з 7,5 мг/дм³ на вході в біостав до 0,4 мг/дм³ на виході (при ГДК 3,5 мг/дм³). Завислі речовини зменшились з 17,3 мг/дм³ на вході в біостав до 3,3 мг/дм³ на виході (при ГДК 15,0 мг/дм³). Такі низькі показники вмісту біогенних речовин попереджують евтрофікацію річкової води, яка відноситься до ІІ категорії водокористування.

В натурних умовах експлуатації біостава з ВВР у процесі третинного очищення промислових стічних вод відбувається покращення як санітарно-хімічних, так і санітарно-мікробіологічних показників. При цьому відбувається зменшення вмісту промислових забруднень у воді біостава. Зокрема вміст жирів та масел знижується з 0,85 мг/дм³ на вході в очисні каналізаційні споруди до 0,02 мг/дм³ на виході з біостава. Вміст нафтопродуктів зменшувався з 0,7 мг/дм³ на вході в очисні каналізаційні споруди до 0,01 мг/дм³ на виході. Показник СПАР зменшувався з 0,89 мг/дм³ на вході в очисні каналізаційні споруди до 0,04 мг/дм³ (при ГДК 0,5 мг/дм³) на виході при експозиції стічних вод упродовж 5 діб. Вміст заліза зменшувався з 0,98 мг/дм³ на вході в очисні каналізаційні споруди до 0,03 мг/дм³ на виході (при ГДК 0,05 мг/дм³) при перебуванні стічних вод у споруді впродовж 5 діб. Вміст сульфатів після третинного очищення в промисловому біоставу з ВВР знижувався з 617,9 мг/дм³ на вході в очисні каналізаційні споруди до 250,6 мг/дм³ на виході. Вміст хлоридів зменшувався з 226,8 мг/дм³ на вході в очисні каналізаційні споруди до 113,3 мг/дм³ на виході (при ГДК 300,0 мг/дм³). Сухий залишок зменшувався з 1 751,0 мг/дм³ на вході в очисні каналізаційні споруди до 759,4 мг/дм³ на виході з біостава. Така зміна показників третинного очищення стічних вод пов’язана з активною вегетацією ВВР, які забезпечують сорбцію та акумуляцію мінеральних речовин. Процеси третинного очищення стічних вод відбуваються впродовж усього періоду експлуатації біостава з ВВР.

Промислові стічні води після біологічного очищення в очисних каналізаційних спорудах надходять в біостав без будь-яких методів знезаражування. В процесі третинного очищення стічних вод у промисловому біоставу з вищими водяними рослинами відбувається інтенсивне зниження санітарно-мікробіологічних показників (рис. 2).

Рис. 2. Динаміка очищення стічних вод за колі-індексом в очисних каналізаційних спорудах Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд м. Долинська Кіровоградської обл. за усередненими щомісячними даними.

Так у стічних водах після біологічного очищення в аеротенках усереднений вміст E. coli становив 1,1·10⁴ КУО/дм³ в грудні місяці, як одному з найхолодніших місяців року, а після третинного очищення в біоставу за цей період – грудень вміст E. coli становив 3,0 · 10² КУО/дм³, що відповідає нормативним документам до скиду таких вод у відкриті водойми. Характеризуючи ефективність третинного очищення промислових стічних вод після їх біологічного очищення в аеротенках, слід констатувати, що ефективність доочищення стічних вод за колі-індексом упродовж всього часу експлуатації біостава становило від 96,61% до 99,36%. Аналогічна тенденція спостерігається до покращення показників якості стічних вод за загальним мікробним числом, яке становило від 4,8·10⁶ КУО/см³ на вході стічних вод в очисні каналізаційні споруди до 5,2·10² КУО/см³ на виході з біостава з ВВР, що забезпечує 99,87-99,99% ефективності третинного очищення.

Аналізуючи середньомісячні санітарно-хімічні та санітарно-бактеріологічні показники якості промислових стічних вод після третинного очищення в біоставу, слід зазначити, що вони відповідають вимогам нормативних документів до скиду їх у поверхневі водойми (СанПіН 4630-88; Правила охорони поверхневих вод від забруднення зворотними водами №465 від 1999 р. та Правила приймання стічних вод підприємств у комунальні та відомчі системи каналізації населених пунктів України №403/6691 від 2002 р.). Зменшення кількості санітарно-показових мікроорганізмів у промислових стічних водах після їх третинного очищення досягалося виключно процесами самоочищення води, що інтенсифікуються вищими водяними рослинами впродовж всього періоду експлуатації біостава з ВВР. Одночасно в промисловому біоставу покращувалися санітарно-хімічні показники якості стічних вод за рахунок вегетаційних, сорбційних та накопичувальних процесів, які відбуваються у вищих водяних рослинах упродовж всього часу перебування стічних вод у споруді (табл. 6).

Таблиця 6

Динаміка третинного очищення стічних вод у промисловому біоставу з вищими водяними рослинами на різних етапах їх доочищення

Примітка. * – Дослідження проб води проводили в 3-х повторах з визначенням середньої величини та їх помилки (±m) при температурі +24С.

При доочищенні стічних вод у промисловому біоставу з вищими водяними рослинами показник органічного забруднення БСК₅ знизився з 34,6 мг О₂/дм³ у стічних водах на вході в біостав до 3,86 мг О₂/дм³ на виході. Аналогічна тенденція зменшення вмісту органічного забруднення за ХСК відбувалася при доочищенні стічних вод у біоставу з ВВР та одночасного збільшення вмісту розчиненого кисню в стічних водах з 3,59 мг О₂/дм³ на вході до 8,5 мг О₂/дм³ на виході з біостава. Зменшення ХСК проходило плавно впродовж 5 діб доочищення із 58,1 мг О₂/дм³ на вході в біостав до 31,1 мг О₂/дм³ на виході. Число сапрофітних мікроорганізмів у пробах стічних вод становило 120 КУО/дм³ (вирощування при температурі +22^оC) і 1 600 КУО/дм³ (за температури вирощування +37^оC). А у воді на виході з біостава показники складали 70 КУО/дм³ (+22^оC) і 2 200 КУО/дм³ (за температури +37^оC). Індекс ЛПКП знизився з 1,1·10⁵ КУО/дм³ у пробах стічних вод на вході в біостав до 3,0·10² КУО/дм³ у воді на виході, а вміст вірусів знизився з (1,0±0,2)·10³ БУО/дм³ у пробах стічних вод на вході в біостав до повної їх відсутності у стічних водах на виході.

Узагальнені результати проведених санітарно-хімічних та санітарно-мікробіологічних досліджень промислових стічних вод свідчать, що їх третинне очищення в біоставу є ефективною системою видалення біологічних, органічних і мінеральних забруднень, завдяки вищим водяним рослинам, які інтенсифікують процеси самоочищення у водоймі та заплановані проектом будівництва до повторного їх використання на технічні потреби в КГЗКОР в об’ємі до 40%.

Вплив скиду третинно очищених промислових стічних вод на санітарний стан природних водойм. Одним із важливих питань охорони поверхневих джерел водопостачання від забруднень, що потрапляють, головним чином, при скиданні в них стічних вод, є вивчення впливу стоків на санітарний стан водойми, а також на гідрологічні, гідрохімічні та інші режими.

Проведені санітарно-гігієнічні дослідження впливу третинно очищених промислових стічних вод у біоставу з ВВР після їх скиду в р. Березівку на її санітарний стан. Результати проведених досліджень якості річкової води в місці скиду доочищених стічних вод, а також на відстані 500 м вище та нижче за течією наведені в табл. 7. Встановлено, що за окремими показниками, а саме вмістом розчинених органічних речовин за БСК₅, ХСК, величиною розчиненого у воді кисню, концентрацією завислих речовин, біогенних – сполук азоту, фосфору та ін. якість річкової води після скиду третинно очищених стічних дещо покращилась. Всі ці зміни відбувалися завдяки розведенню в 1,5 рази води річки більш чистою водою біостава після третинного очищення. Так, показник БСК₅ річкової води за 500 м до скиду стічних вод становив 12,0 мг О₂/дм³, а після скиду за 500 м нижче за течією 11,67 мг О₂/дм³ за усередненими даними впродовж трьох років спостережень. Показник ХСК води р. Березівки до скиду стічних вод становив 43,94 мг О₂/дм³, а після скиду зменшився до 42,16 мг О₂/дм³. Усереднений показник азоту амонійного при скиданні третинно очищених стічних вод становить 0,35мг/дм³, (при ГДК 0,5мг/дм³), усереднений вміст фосфатів при скиданні становить 1,99 (при ГДК 3,5мг/дм³). Аналіз отриманих результатів підтверджує, що доочищенні стічні води при їх скиді в р. Березівку покращують якість її води.

Таблиця 7

Якість третинно очищених стічних вод у біоставу з ВВР та води р. Березівка до та після скиду в неї доочищених стічних вод з Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд м. Долинська (за усередненими даними впродовж 2003-2005 рр.)

Показник рН річкової води до скиду третинно очищених стічних вод становив 8,82, а після скиду 8,58. Фоновий вміст завислих речовин з 12,45 мг/дм³ зменшився у річковій воді до 11,99 мг/дм³ після скиду доочищених стічних вод. Сухий залишок річкової води з 1 458,1 мг/дм³ за 500 м до скиду стічних вод зменшився до 1 419,98 мг/дм³ за 500 м вниз за течією після скиду. Також зменшувався у річковій воді за 500 м вниз за течією після скиду третинно очищених стічних вод вміст сульфатів, розчиненого заліза, бікарбонатів, хлоридів, кальцію, магнію, загальної жорсткості та інших показників.

Якість річкової води після скиду третинно очищених промислових стічних вод за усередненими санітарно-бактеріологічними показниками покращилась, а саме, загальне мікробне число у річковій воді до скиду доочищених стічних вод становило 2,75·10³ КУО/см³, а після скиду доочищених стічних вод вниз за течією складало 2,26·10³ КУО/см³. Колі-індекс річкової води становив 1,9·10³ КУО/дм³ за 500 м до скиду, а після скиду доочищених стічних вод складав 1,7·10³ КУО/дм³ за 500 м вниз за течією. Характеризуючи санітарно-бактеріологічні показники третинно очищених стічних вод упродовж трьох років спостережень слід зазначити, що останні досягаються виключно процесами самоочищення води в біоставу, що інтенсифікуються вищими водяними рослинами та дотриманням оптимальних експлуатаційних режимів даної очисної споруди.

У наших дослідженнях з виявлення сезонних коливань температури на процеси третинного очищення промислових стічних вод у біоставу було встановлено, що останні не припиняються впродовж усього року його експлуатації і не впливають суттєво на ефективність видалення з води біологічних, органічних і мінеральних забрудень. Та дещо краще ці процеси відбуваються в теплі періоди року, коли при вегетації вищих водяних рослин останні виділяють біологічно-активні речовини та інтенсифікують процеси очищення води. Показники третинного очищення повністю відповідають нормативним вимогам до скиду їх у відкриту водойму – р. Березівку без будь-яких додаткових фізико-хімічних методів доочищення. Тому аналізуючи склад річкової води до та після скиду третинно очищених стічних вод можна констатувати, що за санітарно-хімічними та санітарно-бактеріологічними показниками її якість покращується вниз за течією. Крім того, скид третинно очищених стоків не викликає її евтрофікацію та не змінює гідрологічні, гідрохімічні та інші режими річки.

Впровадження в практику третинного очищення промислових стічних вод у біоставах з вищими водяними рослинами – це один з природних, надійних та рентабельних методів і є альтернативою до фізико-хімічних методів доочищення стічних вод. Біостави з вищими водяними рослинами виступають надійним бар’єром від розповсюдження збудників інфекційних хвороб та інвазій з водним шляхом передачі серед населення та заслуговують позитивної гігієнічної оцінки.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі розв’язано актуальну науково-практичну задачу – проведено гігієнічну оцінку і вивчені закономірності третинного очищення стічних вод у біологічних ставах з вищими водяними рослинами від біологічних, органічних і мінеральних забруднень. Доведено, що використання в очисних каналізаційних спорудах біологічних ставів з вищими водяними рослинами значно покращує якість третинного очищення промислових стічних вод металопереробної галузі за різними критеріями, що має важливе практичне значення.

1. Запропоновані параметри гідравлічного навантаження біологічно очищеними стічними водами в кількості не більше 3 000 м³/га площі/добу на промисловий біостав з вищими водяними рослинами та тривалість перебу-вання їх у споруді терміном не менше 5 діб. Цим самим досягається ефек-тивне третинне очищення біологічно очищених промислових стічних вод від залишків розчинених органічних речовин за БСК₅ до 5-8 мг О₂/дм³ (ефектив-ність доочищення – 94,1%), ХСК до 30,57 мг О₂/дм³ (78%), азоту амонійного до 0,1 мг/дм³ (99,17%), фосфатів до 0,4 мг/дм³ (79,3%), завислих речовин до 3,3 мг/дм³ (93,52%). Вміст розчиненого кисню у воді відкритої водойми після скиду доочищених стічних вод становив від 6 до 8,5 мг О₂/дм³ (за норми не менше 4 мг О₂/дм³) упродовж всього періоду експлуатації біоставів.

2. На третинне очищення доцільно направляти такі промислові стічні води металопереробної галузі, що мають показники органічного забруднення за БСК₅ не більше 50,0 мг О₂/дм³, за ХСК не більше 80,0 мг О₂/дм³; мінерального забруднення за азотом амонійним не більше 1,0-4,0 мг/дм³, азотом нітритним не більше 0,4 мг/дм³, азотом нітратним не більше 50,0 мг/дм³, фосфатами не більше 8,0-15 мг/дм³, жирів та масел не більше 0,7 мг/дм³, сухому залишку не більше 7,5-10 г/дм³ та іншими; біологічного забруднення за колі-індексом не більше 3,0·10⁴ КУО/дм³, загальним мікробним числом не більше 8,0·10³ КУО/см³.

3. Вперше встановлено, що в екстрактах вищих водяних рослин присутні біологічно-активні речовини з антимікробними властивостями, дія яких на віруси є більш виражена, аніж на бактерії групи кишкової палички. Найактивнішою виявилася лепеха болотяна, екстракти якої у воді при 0,5-1% концентрації інактивували віруси поліомієліту на 99,8-99,9% при 30 хв експозиції.

4. Доведено згубну дію біологічно-активних речовин із вищих водяних рослин на кишкові бактерії та віруси. В біологічно очищених стічних водах при проходженні останніх через зарості очерету звичайного, рогозу широколистого й вузьколистого та лепехи болотяної значно зменшувалася кількість санітарно-показових мікроорганізмів, за рахунок антагоністичних взаємовідносин у біоценозі. Зокрема, індекс бактерій групи кишкової палички з 1,1·10⁴ КУО/дм³ зменшувався до 3,0·10² КУО/дм³ (на 96,61-99,36%) та ентеровірусів з (1,0±0,2)·10³ БУО/дм³ до їх відсутності (ефективність видалення – 98,03-100%) незалежно від пори року експлуатації біоставів.

5. Показано, що в біоставу з вищими водяними рослинами крім ефективного природного біологічного третинного доочищення стічних вод від залишків розчинених органічних речовин і санітарно-показових мікроорганізмів відбувається також демінералізація складу води, при якій зменшується сухий залишок та вміст інших мінеральних речовин (хлоридів, сульфатів, кальцію, натрію, магнію, солей важких металів та радіонуклідів) на виході з біостава, що дає можливість використання глибоко доочищеної води в сільському господарстві.

6. Доведено, що скид третинно очищених промислових стічних вод у біоставу з вищими водяними рослинами в поверхневу водойму – р. Березівку не веде до евтрофікації останньої і порушення гідрологічних, гідрохімічних та інших режимів. Крім того, покращується якість поверхневої водойми за санітарно-хімічними та санітарно-бактеріологічними показниками. За деякими санітарно-хімічними показниками (рН, завислими речовинами, сухим залишком, жорсткістю, вмістом заліза, бікарбонатів, кальцію, магнію та ін.) також відбувалося покращення якості річкової води вниз за течією в результаті розбавлення більш чистою водою із біостава з вищими водяними рослинами.

7. Показано, що ефективне третинне очищення промислових стічних вод у біоставу з вищими водяними рослинами Криворізького гірничо-збагачувального комбінату окислених руд при дотриманні оптимальних технологічних параметрів роботи очисної споруди дозволяє досягти таких показників її якості, що дозволяють повернути до 40% води у зворотне, закрите технічне водопостачання. Це зменшить забір води поверхневих водойм на потреби технологічного процесу і сприятиме раціональному використанню водних ресурсів. Отримано акти впровадження.

8. Впровадження в практику третинного очищення промислових стічних вод у біоставах з вищими водяними рослинами є одним із природних, надійних та рентабельних способів охорони поверхневих водойм від потрапляння біологічних забруднень, розчинених органічних речовин та мінеральних сполук, що сприяє збереженню останніх для господарсько-питного водопостачання. Така технологія доочищення стічних вод сприятиме запобіганню інфекційних і неінфекційних хвороб серед населення, що розповсюджуються водним шляхом.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

У періодичних фахових виданнях, затверджених ВАК України: (* – особистий внесок здобувача):

1. Гаркавий С.І., Кравець В.В., Попенко В.М., Грищенко Н.В., Гузь В.Г. Інтенсифікація процесів доочищення та знезараження стічних вод за допомогою вищих водяних рослин // Гігієна населених місць. – 2002. – Випуск 39. – С. 80-86. (* провів аналіз даних сучасної літератури відносно даного питання, виконав експериментальну частину роботи, провів аналіз одержаних результатів, та підготував матеріали для публікації).

Характеристики

Список файлов реферата