Ағынды суларды тазалаудың биологиялық әдістері және тиімділігі

1. Кіріспе
2. Су экологиясы жүйелері. Ластанған су экожүйелерін биологиялық тазалау
2.1. Су типологиясы және классификациясы
3. Ластанған су экожүйелерін биологиялық тазалау жолдары
3.1. Ағын суларды тазарту мақсаты мен жалпы талаптары
3.2. Ағыстарды биологиялық тазалау
3.3. Ағын суларды тазалаудың биологиялық әдістері және жіктелуі
3.4. Ластанған суларды тазалауға арналған биофильтрлер
4. Ағынды суларды тазартудың аэробты жүйелері
5. Су экожүйелерін тазалауда фототрофты микроорганизмдерді қолдану
6. Зерттеу бөлімі
7. Қорытынды
8. Пайдаланған әдебиеттер

Су қауымдастықтарын зерттеумен гибробиология айналысады. Соңғы кездері ғылымның алдында күн өткен сайын үлкен өзектілікке ие жаңа міндеттер пайда болып отыр. Жердегі тұщы судың арта түскен тапшылығы су тоғандарында судың қалыптасу үдерістеріне және судағы организмдердің су тоғандарына келіп түсіп жатқан ластануларды өңдеуге ең қатты назар аударуға мәжбүр етуде. Жер шарында тамақ өнімдерінің жетіспеушілігі де тамақ өнімдерінің көздерін іздестіру үшін су тоғандарына жүгінуге мәжбүрлеуде. Ақырында, адамның ғарышқа ұшуы адамның су мен қоректің тұйық айналымы жағдайларында тіршілік ету мүмкіндіктерінің анық-қанығын білу міндетін алға қойды. Осы мәселелерді шешуге гидробиология тартылуда және осы мәселердің барлығы суды технологиялық тазартумен байланысты болып тұр. Гидробиология теориялық алғышарттарды жасап шығаруда,ал суды тазарту технологиясы гидробиологияның жетістіктерін өзінің практикалық жұмысында пайдалануда деп айтуымызға болады.

1. Заядан Б.К., Экологиялық биотехнология. Алматы, 2013 жыл
2. Д. Б. Джусупова, Экологиялық биотехнология. Алматы, 2013 жыл
3. Қ.Ә.Әлімбетов. Табиғатты пайдалану және оны қорғау негіздері. Алматы, Экономика, 2000 жыл
4. А.Баешов. Экология негіздері. Түркістан, Яссауи университеті, 2000 жыл
5. Ә.С.Бейсенова. Экология. Алматы, «Ғылым» ғылыми баспа орталығы.
6. С.Каженбаев. Табиғат қорғау. Алматы, Ана тілі, 1992 жыл
7. Ғ.Сағымбаев. Экология негіздері. Алматы, 1995 жыл

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 28 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ҚАЗАҚ ТЕХНОЛОГИЯ ЖӘНЕ БИЗНЕС УНИВЕРСИТЕТІ

Технология және Стандарттау кафедрасы

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

ЭКОЛОГИЯЛЫҚ БИОТЕХНОЛОГИЯ пәні бойынша

ТАҚЫРЫБЫ: Ағынды суларды тазалаудың биологиялық әдістері және
тиімділігі

Орындаған: Кемелхан Ж.Д.
Бт-1, 4- курс
Тексерген: Қаз Е.К.,
к.в.н., аға оқытушы

Курстық жоба (жұмыс) қорғауға жіберілді ______________________________

(оқытушының қолы)

Астана, 2015 жыл

Мазмұны:

Кіріспе 3
Су экологиясы жүйелері. Ластанған су экожүйелерін
биологиялық тазалау
Су типологиясы және классификациясы
Ластанған су экожүйелерін биологиялық тазалау жолдары
Ағын суларды тазарту мақсаты мен жалпы талаптары
Ағыстарды биологиялық тазалау
Ағын суларды тазалаудың биологиялық әдістері және жіктелуі
Ластанған суларды тазалауға арналған биофильтрлер
Ағынды суларды тазартудың аэробты жүйелері
Су экожүйелерін тазалауда фототрофты микроорганизмдерді
қолдану
Зерттеу бөлімі
Қорытынды
Пайдаланған әдебиеттер

4

6
7
9
12
14
19
20
24
25
26

Кіріспе

Су қауымдастықтарын зерттеумен гибробиология айналысады. Соңғы кездері
ғылымның алдында күн өткен сайын үлкен өзектілікке ие жаңа міндеттер пайда
болып отыр. Жердегі тұщы судың арта түскен тапшылығы су тоғандарында судың
қалыптасу үдерістеріне және судағы организмдердің су тоғандарына келіп
түсіп жатқан ластануларды өңдеуге ең қатты назар аударуға мәжбүр етуде. Жер
шарында тамақ өнімдерінің жетіспеушілігі де тамақ өнімдерінің көздерін
іздестіру үшін су тоғандарына жүгінуге мәжбүрлеуде. Ақырында, адамның
ғарышқа ұшуы адамның су мен қоректің тұйық айналымы жағдайларында тіршілік
ету мүмкіндіктерінің анық-қанығын білу міндетін алға қойды. Осы мәселелерді
шешуге гидробиология тартылуда және осы мәселердің барлығы суды
технологиялық тазартумен байланысты болып тұр. Гидробиология теориялық
алғышарттарды жасап шығаруда,ал суды тазарту технологиясы гидробиологияның
жетістіктерін өзінің практикалық жұмысында пайдалануда деп айтуымызға
болады.
Гидробиологияның алдында тұрған екі негізгі міндет-таза судың қалыптасу
жағдайларын қамтамасыз ету және су тоғандарының өнімділігін арттыру, бір-
бірімен тығыз байланысты болғандықтан, оны бірге шешуге болады: су
тоғандарын азық базасы ретінде пайдалану үшін судағы организмдердің
тіршілік ету жағдайларын жасау керек және су тоғанына улылығына орай немесе
басқа себептермен су тоғанының режимін қолайсыз жаққа өзгертуге қабілетті
заттардың келіп түсуіне жол бермеу қажет. Органикалық ластанулар су
тоғанына аздап келіп түскенде олар гидробионттардың қоректену көздері бола
бастайды және осылайша су тоғанының өнімділігін арттыра алады. Сірә,
мәселені шешу үшін осылардың кезінде су тоғаны өзіне келіп түсіп жатқан
ластанумен сәтті күресе алатын, бұл ретте жоғары өнімділігін сақтап қалатын
жағдайлар жасау керек шығар.[2]

Су экологиясы жүйелері. Ластанған су экожүйелерін биологиялық тазалау
Трофикалық деңгейіне байланысты сутоғандарды жүйелеу принциптері

Су тоғандарының микрофлорасы судың трофикалық типімен тығыз байланыста
болады. Трофия деңгейінің микробиологиялық индикациясының ерекшелігі жыл
бойында тұрақты, себебі мезгіл юйынша бактериялардың құрамы балдырлар мен
омыртқасыз жануарлар мен салыстырғанда аз өзгереді. Су мен су түбінде
микроорганизмдер белгілі бір заңдылықтарға бағынатындақтан өздерінің
тіршілік етүіне қолайлы арнайы экологиялық қуыстарда орналасады.
Сутоғандарын трофиялық деңгейіне байланысты жүйелеуді Тинеманн және Нуман
гиполимонион қабатындағы оттегі динамикасына, температуралық стратификация
кезеңіне, индикаторы организмнің бар жоқтығына, фитопланктонның даму
қарқындылығына байланысты негіздеп ұсынады.

Су классификациясы мен типологиясы

Классификация, типология және систематика терминдері, белгілі бір ретке
келтіру түсінігін береді. Систематика – әртүрлі организмдердің
филогенетикалық, туыстық белгілері бойынша бір жүйеге келтірсе,
классификация – зерттеу және орналасуына байланысты жасанды жүйелеу болып
саналады. Әртүрлі авторлар сутоғандарын әртүрлі: көлемі, теңіз деңгейінде
орналасуы, шаруашылықта пайдалануы т.б. көрсеткіштері бойынша жүйеледі.
Энергетикалық энергия алу мүмкіндігі бойынша, ауыл шаруашылығында
қолданатын су көлемі бойынша, балықшылар балық аулау, альгологтар –
балдырлардың дамуы бойынша, географтар – географиялық орналасуы бойынша
т.б. жүйелеу жүргізеді. Барлық классификациялау жасанды тек белгілері
негізінде әр маман өз мамандығы бойынша жүйелейді. Көлдерді
классифкациялауда судың температурасы бойынша Форель жылы, суық, аралас
көлдер деп бөлді. Хатчинсон судың араласуына байланысты көлдерді:
голомиктикалық жыл бойында толық араласады, оның өзі мономиктикалық және
димиктикалық (1 немесе 2 рет жылына араласады) және меромиктикалық
Араласпайды не тек жоғарғы қабаты ғана араласады деп екі типке бөлді.
Голомиктикалық стратификация кезеңінде эпи-, мета-, гиполимнион қабатына,
ал меромиктикалық миксо-, хемо-, мони- молимнион қабаттарына бөлінеді.
Биологтар көбінесе Тинеманн және Науманның судағы оттегі мөлшерінің
таралауы мен құрамына байланысты көлдерді азональды жүйесі бойынша бөлген
классификациясын қолданады. Бастапқыда олар көлдерді екі типке-
олиготрофты, евтрофты деп, кейін дистрофты деп үшінші типке бөлді.
Олиготрофты ортада оттегі болады, жыл бойында су қабатында өзгеріс аз
болады. Евтрофты ортада – мезгіл бойынша оттегі мөлшері қатты өзгереді.
Оттегі мөлшері судың түбі терең гиполимнионда тіптен жоқ болса,
эпилимнионда тіптен көп болуы мүмкін. Дистрофты типте оттегі мөлшері барлық
су қабатында болады және су қабаты гуминді қосылыстармен боялған болады.
Организмдер құрамы және биологиялық үрдістің қарқындылығы судың маңызы
көрсеткіш болып табылады. Органимздердің дамуы қоршаған орта жағдайымен
анықталады. Су тоғанының морфометриясы, су мөлдердігі, биогенді элементтер
құрамы, оттегі, температура, рН және т.б. Сондықтан бактерия саны бойынша
және фотосинтез, деструкция, көмірқышқыл газының гетеротрофты ассимиляциясы
бойынша су тоғанының типін анықтауға болады.
Су тоғанының трофиялық деңгейі организмнің тіршілік ортасының экологиялық
жағдайын бағалауда толық мағлұмат береді. Олиготрофты су тоғандарының
ерекшелігі түбі терең, су түбіндегі шөгінділер галька, құм, органикалық
заттарға кедей балшық қалдықтарынан тұрады. Солтүстік аймақтарда орналасқан
көлдердің шөгінділерінде Fe-Mn конкреция түзілуі жүреді. Судың тотығуы
төмен және өлшемі аз органо-минералды бөлектерден тұрады. Су мөлдірлігі
Секки дискісі бойынша 4-20 м, биогенді элементтер ағымы аз, жалпы азот
мөлшері 0,005-0,08 мг Nл тең, Р-0,005-0,02 мгл, карбонат – 2-7 мг Сл,
оттегі мөлшері барлық қабаттарда кездеседі, органикалық заттар өнімі 4 тен
40 г дейін тербеледі, бактерия саны 0,05 ден 0,5 млн клмл дейін, СО2
гетеротрофты ассимиляциялануы жазда 0,01-0,1 мкгл, рН 6,9-7,2, метанның
түзілуі немесе тотығуы мүлдем жүрмейді. Олиготрофты тип шөлді және ьаулы
аймақтарда кездеседі.
Мезотрофты су тоғандары олиготрофты мен евтрофты тип арасындағы аралық
белгілерден тұрады. Олар орманды, орман жазықты аймақтарда өте көп
кездеседі, негізінен географикалық аймақтардың барлығында кездеседі.
Тереңдігі 5-30м, мөлдірлігі 1-4м, жалпы азот мөлшері 0,1-0,05 мг Nл,
фосфор (Р) -0,005-0,05 мгл, көмірқышқыл газы (СО2)-7-20 мгл.
Фитопланктон өнімі 0,5-150 г гм2, жалпы бактерия саны 0,5-2 млн клмл,
тыныс алу жазда 0,1-5 мкгл тәулігіне, оттегіге жетіспеушілік су түбінде
бақыланады. Кейде гиполимнион қабатына таралуы қыста күшейеді. Бірақ
оттегінің толық жойылуы аз кездеседі. Жиі шөгінділерде метан түзуші
бактериялар кездеседі, ал суда әсіресе су түбінде метантотықтырушы
бактериялар көп кездеседі.
Евтрофты су тоғандары қарашірікке бай аймақтарда кездеседі. Оларға
биогенді элементтер көп түседі. Евтрофты су тоғандары бірінші және
екіншілік евтрофты су тоғандары, яғни табиғи және адамның тіршілік
әрекетінде пайда болған евтрофты сутоғандары деп бөлінеді. Су түбіндегі
шөгінділер органикалық заттармен биогенді элементтерге бай, бірақ бір қатар
жағдайларға оңтүстік аймақтарда жоғары температура нәтижесінде 30-40 м
тереңдікте органикалық заттардың негізгі бөлігі су қабатында күйіп яғни
биогенді элементтер айналымына түсіп, су түбіне қатты минералданған
қалдықтар ғана түседі. Бұндай су тоғандарының мөлдірлігі 0,3-2м, ал еріген
оттегі тек судың беткі қабаттарында ғана болады. Кіші көлдерде қыста оттегі
жетіспеушілігі байқалады. Қарқынды түрде метанды ашу, су түбінен еріген
газдардан газдың бөлінуі жүреді. Су құрамында сульфат болған жағдайда
қарқынды түрде күкіртті сутек түзіледі. Евтрофты суда фитоплактон өнімі 150
ден 600 мгм2 , бактерия саны 2-15 млн клмл, тыныс алу 5-70 мкгл,
карбонат мөлшері 15-40 мгл болады.
Дистрофты су тоғандарында боялған органикалық заттар және оның әлсіз
минерализациялануы жүреді. Ондай көлдер солтүстік орманды және тайганың
оңтүстігінде кездеседі. Оларды гуминді заттарға бай батпақтармен
қоректендіреді. Су мөлдірлігі 2-4м, фенолды қосылыстар көп болады.
Фитоплактонның фотосинтезі нәтижесінде органикалық заттардың алғашқы өнімі
10-20 гм2 , бактерия саны 1,5-2 млн клмл, тыныс алу 0,05-0,1 мкг. Су
шөгінділері органикалық заттарға бай болады.
Барлық су тоғандары берілген жүйеге келе бермейді. Көптеген су тоғандары
екі типтің ортасында болады, мысалы, мезо-және евтрофты не оның шегінен
шығады. Әдебиеттерде ультраолиготрофты, гиперевтрофты деген терминдерде
кездеседі. Әрине, трофия деңгейі барлық су қабаттарында ғана емес,
организм, биогенді элемент, үрдістер қарқындылығы, деструкция т.б. көлем
бірлігінің құрамымен агықталады.

Су экологиялық жүйелері
Сулы экожүйелердің құрылымы мен қызметінде ағзалардың тіршілік ортасы
болып табылатын су басты рөл атқарады. Сулы экожүйелер қатарына: ағын сулар
(өзендер, жылғылар, каналдар, бұлақтар), суқоймалар (мұхит, теңіз, көл,
бөген, әуіт) және мұздықтар мен батпақтар кіреді.
Су тоғандарындағы микрофлора құрамы мен микробиологиялық үрдістердің
сипаты қоршаған ортаның экологиялық жағдайымен, оның физика-химиялық
ерекшеліктерімен тығыз байланысты. Су түбінде 50% дейін органикалық заттар
жиналып, жылжымалы бөлігі тұнба ерітіндісі мен су қабаты арасында
динамикалық тепе-теңдікте болады. Су тоғандардың сипаты жайлы жалпы көз
қарасты оның трофиялық (қоректік) деңгейімен көрсетуге болады.
Топырақ микроорганимздерінде ұсынылған микроқоршау концепциясы судың
тіршілік иелеріне келеді. Су қабатында тіршілік ететін микроорганизмдер
планктон деп аталады. Олар құрамы бойынша фитопланктон (балдырлар),
бактерипланктон және зоопланктон деп бөлінеді. Мөлшері бойынша планктон
макро, мезо, микро, нано, және пикопланктон деп бөлінеді.[3]

Ластанған су экожүйелерін биологиялық тазалау жолдары

Ағын суларды тазарту мақсаты мен жалпы талаптары
Ағын суларды биологиялық тазалау жалпы микрорганимздермен негізделеді.
Қоршаған ортаны қорғау барысында ағын суларды тазалау әдістерінің ішінде
биологиялық тазалау әдісі қазіргі таңда алдыңғы орында келе жатыр.
Ағын суларды биологиялық тазалау көп тоннажды технология болып табылады
және өндірістік, қалалық ағын суларды тазалауға көп қолданылады.
Ағын суларды тазалау сол ағын сулардағы еріген органикалық,
бейорганикалық заттарды белгілі бір мөлшерге дейін жою мақсатында
жүргізіледі. Тазартылған ағын су құрамының ластану деңгейі төмен болған
сайын, оның сапасының да жоғары болатынын білуге болады. Судың мөлшері мен
сапасының нормативтері тексерілетін ағын сулардың мөлешрі мен табиғи су
қоймалардағы судың мөлшері арасындағы арақатынастары және су қойма
категориялары мен ластану құрамына байланысты анықталады. Дақылдық-
тұрмыстық немесе ауыз су мақсатында өзен суларын қолдану барысында судың
қасиеттері мен құрамы нормативті талаптарға сәйкес келі керек. Тазартылған
судың ластану дәрежесі табиғи су қоймалар деңгейлеріне байланысты
анықталады. Тұрмыстық ауыз-су мақсатныда қолданылатын су қоймалар болады
және дақылдық ауылшаруашылық мақсатта пайдаланылатын су қоймалар түрелері
болады. Ауылшаруашылық соның ішінде балық шаруашылығында қолданылатын судың
сапасына әлдеқайда көп нормативті міндеттер немесе талаптар қойылады. Суды
қолданушы объектілер-өндіріс орындары, тау кеңдері, гидроэнергетика,
тарнспорт, балық шаруашылығы, демалу жүйесі т.б. болып табылады.
Балық шаруашылық су қоймаларының 3 дәрежесі болады:
• Жоғарғы категория - су жануарлары мен өсімдіктерінің ерекше түрелері
мен ерекше балық түрлеріне арналған.
• Бірінші категория- бағалы балық түрлерін және оттегіге аса сезімтал
балық түрлерін сақтау ушін арналған.
• Екінші категория- балық шаруашылығының басқа да мақсаттарында
пайдалануға арналған.
Ағын сулар балық шаруашылығында балық түрелерінің жойылып кетпеуіне кері
әсерін тигізбеу керек. Егер де ағын сулар табиғи су қоймаларға емес,
қалалық канализацияға құйылатын болса, онда заңға сәйкес белгілі
нормативтер бекітілуі тиіс
Ластанған ағын сулардың негізгі көрсеткіштері
Ластанған ағын сулардың ерекшеліктері, ластану дәрежесі және тазалау
сапасына арналған белгілі бір көрсеткіштер қолданылады.
Органолептикалық көрсеткіштер: түр,түс,иіс, түссіздену мен лайлығы.
Белгілі талаптарға сәйкес судың дәмі мен иісі суық және 600С-қа дейінгі
жылы сулар үшін төмендегі жүйе бойынша анықталады:
0 балл- иісі мен дәмі болмайды;
1 балл- дәм сезу мүшесі жақсы дамыған маманның көмегімен анықталады;
2 балл- тұтынушының көмегімен анықталады;
3 балл- жеңіл және тез анықталады;
4 балл- пайдалануға судың жарамсыздығы;
5 балл- судың ішуге ешқандай жарамсыздығы;
Суды ауыз су мақсатында пайдалану барысында гигиеналық талаптарға сәйкес
судың иіс қарқындылығы 2 баллдан аспау керек. Иістің ароматты, шіріген,
топырақтық, күкіртті, болып ерекшеленеді. Ішуге пайдаланылатын судың
ешқандай жағымсыз иісі болмау керек. Иістің пайда болуы негізінен
сульфаттардың тотықсыздануы және күкірті бар органикалық қосылыстардың
шіруінен болады. Суда иістің шығуы су қоймалардағы балдырлардың мекен
етуіне байланысты болып келеді.
Судың лайлылығының бірнеше түрлері болады: сәл лайланған, жәй лайланған,
лайланған, қатты лайланған болып бөлінеді. Лайдың сандық мөлшері
иурбидиметрлік әдіспен анықталады.Стандарттық суспензия ретінде каолин,
формазин ерітінділері қолданылады. Судың түссіздігі судағы лайдың әртүрлі
еріген бояғыш органикалық және минералды заттардың болуымен ерекшеленеді.
Физика-химиялық көрсеткіштері: рН, температура, тотығу-тотықсыздану
потенциалы, жалпы минерализация, электротізбектілік және түстері. Соның
ішінде жалпы минерализация арқылы судың органолептикалық қасиеттерін
төмендетеді және су организмдеріне кері әсерін тигізеді.
Судың тығыздығы (мг-эквл). Судың жалпы тығыздылығы кальций және магний
иондарының концентрацияларының мөлшері болып табылады. Кальций – 20,04 мг-
эквл., ал магний 12,16 мг-эквл-тең болып келеді. Жұмсақ су 4 мг-эквл.,
ал орташа тығыздық көрсеткіші 4-8 мг-эквл-ге ., ал қатты тығыздық
көрсеткіші 8-12 мг-эквл-ге тең, өте қатты тығыздық мөлшері 12 мг-эквл-
ге тең болып келеді.
Судағы темір және марганецтің мөлшері. Қалалық ағын суларда темірдің
мөлшері 5-8 мгл аспауы керек, ал марганецтің мөлшері 1 мгл-ден аспау
керек. Ауыз су мақсатында суды темірдің мөлшері 0,3 мгл, ал марганецтің
0,1 мгл мөлшерінен аспаған жағдайда пайдалану керек.
Сонымен қатар,сульфаттар, хлоридттер, азот және фосфор мөлшері де
жоғарыдағы мөлшермен сәйкес болу керек.
Судың қышқылдығы (мг-эквл)- реакцияға күшті қышқылдармен түсетін
заттардың санын немесе мөлшерін анықтайды. Бейтараптану реакциясына түсетін
гидроксидиондардың саны судың жалпы қышқылдылығын анықтайды.
Судың сілтілігі (мг-эквл)-күшті қышқылдармен реакцияға түсетін
органикалық заттардың санын анықтайды. Сілтілі ортаны құрайтын
бикарбонатты, силикатты, карбонатты, фосфатты және гуматты қышқылдар
болады. Ағын сулардың сілтілігі жоғары болағн сайын олардың буферлік
тығыздығы жоғаырлайды және нитрификация, денитрификация үрдістері үшін ең
қолайлы болып табылады.
Судың санитарлы-бактериологиялық сапасын білу екі негізгі көрсеткіштерге
негізделген: микробтық саны мен E.coli бактериясының сандары. Микробтық
санын су сынамасының 1 мл мөлшерін ет-пептонды агарлы ортаға егіп 200С-та
48 сағат инкубациялағаннан кейін өскен колониялар санын санайды. Ал E.coli
бактериясының санын Эндо қатты қоректік ортасына егу арқылы білуге болады.
Нәтижесін коли-индекс және коли-титр арқылы анықталады. Мысалы, қалыпты
стандарт бойынша ауыз судың құрамында коли-титр 333-тен аспау керек ал,
коли-индекс 3-тен аспау керек.
Ағыстарды биологиялық тазалау

Табиғи жағдайда су тоғандары мен топырақта биологиялық тазару өздігінен
жүретіні белгілі. Алайда зиянды заттардың концентрациясы аумалыдан асып
кетсе, тірі организмдердің дамуы мен өздігінен биологиялық тазару бұзылады.
Бөгде зиянды заттардың әсерінен қалыптасып қалған тепе-теңдік бұзылады,
адам денсаулығына және оның шаруашылық қызметіне теріс әсер ететін қажетсіз
өзгерістер туындайды.(13-сурет)
Ластанған ағынды сулар мен су тоғандары тазалау жолдарын 13-суреттен
көруге болады.
Ластанған ағынды сулар

Електен немесе тұндырғыш шұңқырларда ірі қоспаларды бөліп
алу, майлар мен сұйық майларды бөліп алу

Субстрат

Тұнба

Ұсақтау

Химиялық тұндыру

Аэробты немесе
анаэробты жолмен
бөлшектік ыдырау
Органикалық заттардың
биологиялық ыдырауы

Қалдықтарды
утилизациялау (өртеу
немесе тыңайтқыш
ретінде қолдану)

Тазартылған ағынды сулар

13-сурет. Ластанған ағынды суларды тазалау сызбанұсқасы.
1) әртүрлі улы менөйткен зиянды заттар – ауыр металдардың
тұздары,мышьяк,цианидтер,фенолдар,а нилин,пестицидтер мен т.б.,
ферменттік жүйелердің белсенділігін тежейді, оттекті байланыстырады
және тіршілік үрдістерін бұзады;
2) қышқылдар мен сілтілер, табиғи су тоғандарында ортаның реакциясын
өзгертеді және тірі жүйелерде тепе-теңдіктің бұзылуына алып келеді;
3) ББЗ соңғы кездері химиялық өнеркәсіптің дамуына байланысты табиғи су
тоғандарында бетіне көбік түзілу жиілейді. Бұл заттар өте қауіпті,
өйткені микроорганизмдердің әсеріне ілінбейді және ыдырамайды;
4) еритін органикалық заттарды көміртегі, азот және мұнай өнімдерінің
көмірсутектері құрайды.
Заттардың бұл тобын микроорганизмдер субстрат ретінде пайдаланады және
су тоғандарында еріген органикалық заттар көбеюге септігін тигізеді.
Бұл суда еріген оттегінің шығындалуының артуына және анаэробты шіріген
микрофлораның дамуына әкеледі,нәтижесінде тіршіліктің басқа формалары
жойылуы мүмкін. Мұндай жағдайда адам өміріне қауіпті микрооргнизмдер
дамуы мүмкін, мысалы сульфат редуцирлейтін бактериялар, нәтижесінде
күкіртсутектің жағымсыз иісі пайда болады және т.б.;
5) ерімейтін органикалық қосылыстар – крахмал, целлюлоза, лигнин, басқа
да жоғары молекулалы заттар, олар қалқыған күйде су тоғандарына түседі
де алғашқы топтардай әсерін тигіздей;
6) радиоактивті және басқа да зиянды ластағыштар.

Су тоғандары мен топырақ қалдықтары кәдеге жаратуға қабілетті биологиялық
жүйе болып табылады. Топыраққа ауыл шаруашылық қалдықтарын басқа (навоз,
солома) коммуналды және өндірістік қалдықтар да түседі. Қи, компост және
солома егістік үшін тыңайтқыш болып табылады. Алайда тыңайтқыштарды себідің
шектік мөлшерін білу керек. Пайда болған қиды топыраққа әсерін тигізбей
кәдеге пайдалану үшін ірі жануарлар комплекстерінің айналысына үлкен жер
аудандарды қажет. Сұйық шошқа қиын егістікке алып келмес бұрын патогенді
микрофлораны инактивирлеу үшін 6-8 ай бойы ұстау қажет. Егістік тыңайтқышы
үшін жануарлар фермасының қалдығын қолданғанда, басты критерийлердің бірі-
азоттың құрамының максималды дозасы 300 кгга. Тәжірбиеде көрсеткендей,
суару әдісімен 1 жылда 1 га ауданға енгізілген шошқа фермаларының сұйық
қалдығы 250 м3 аспау керек. Алайда үлкен жануарлар комплексінде күнделікті
сұйық қалдықтардың жүздеген тоннасы түзіледі, олар үшін жүздеген гектар жер
керек. Егістіктерде тамақ өндірісінің қалдықтарын, тазартатын
қондыргылардың лайларын да кәдеге жаратуға болады. Қалдықтардың шектік
мөлшері топырақтың қасиетіне, қалдықтардың химиялық және биологиялық
құрамына байланысты.
Көпшілік жағдайда қалдықтар топыраққа енгізбес бұрын алдын ала анаэробты
немесе аэробты ферментациямен өңделінеді. Қалдықтарды утилизациялау әдісін
таңдағанда өсімдік массасының, жануарлардың және адамдардың зиянды химиялық
заттармен немесе ауру тудырғыш бактериялармен зақымдалу қауіпінескеру
керек. Топырақта қалдықтардың физикалық, химиялық және биологиялық
өзгерістері жүреді, кейбір компоненттер трансформацияланады, кейбіреулері
иммобилизденеді. Топырақ фосфорлық қосылыстарды жақсы ұстап қалатынын
ескерген жөн, оны өсімдік пайдаланады. Орташа есеппен 1 га жерге жылына
өсімдік массасы түрінде 20-60 кг фосфорды қайтаруға болады. Фосфорды
сорбциялау қабілеттігі топырақтағы қарашіріктің, алюминийдің, темірдің,
кальцийдің мөлшеріне және рН ортаға байланысты. Азотты утилизациялау оны
өсімдіктің пайдалануына байланысты және де денитрификация қарқындылығына,
азоттың аммиакқа өту дәрежесіне, жердің аудан бірлігіне қалдықтың мөлшеріне
де байланысты болады.
Топырақтағы органикалық компоненттердің ыдырау жылдамдығы алуан түрлі,
сондықтан кейбір заттарда жартылай ыдырау периоды айлар бойы созылады, ал
кейбіреулерінде жартылай ыдырауының ұзақтығы сағаттап және минуттап
өлшенеді. Ыдырау жылдамдығы топырақтың қасиетіне, температураға,
ылғалдылыққа, рН және басқа да факторларға байланысты. Осылайша,
топырақтағы органикалық заттар микроорганизмдермен және басқа да
биологиялық объектілермен трансформацияланады, ал бейорганикалық заттар
топырақтың бөлшіктерімен адсорбцияланады немесе тұнбаға түседі, бірақ
ыдырамайды. Ауыр металдар аса қауіптілікті тудырады, өйткені олардың
топырақтағы мөлшері қатал түрде шектеледі. Р.Ц. Лоераның мәліметтері
бойынша топыраққа (кгга): мырышты 1000 нан асырмай, мысты және никельді
500 ден асырмай қосуға болады, ал кадмийдің 20 дан асырмау керек.
Металдарды топыраққа жоғары катионалмасушылық қабілеттілікпен қосуға
болады; төменгі катионалмасушылық қабілеттілікке ие топыраққа мырыштың,
мыстың, никельдің және кадмийдің рұқсат етілген мөлшері 250, 125, 125 және
5 кгга.
Қорытындылай келе, қалдықтарды утилизациялау үшін топырақты қолдануға
болады, бірақ мұны үнемі бақылап отыру қажет.
Қондырғыларды және ағынды суларды тазалау әдістерін таңдау, ластану
түріне байланысты. Қалқып жүрген қатты заттар електен бөлініп алынады,
майлар мен сұйық майлар арнайы фильтрлерден сүзіледі. Тұндыруды судың беткі
бөлігіндегі тақтайшалары бар шұңқырларда жүргізуге болады, судың ағысына
перпендикуляр бағытта. Тақтайшалар судың үстіңгі бөлігінде болу керек.
Мұндай шұңқырларда түбіне ауыр қатты заттар тұнбаға түседі. Олардың тұнбаға
шөгуі толық болуы керек. Тұнбаны мерзімді түрде жоюды қамтамасыз ету үшін
резервті шұңқырларды жасау керек.
Судың рециркуляциясы кезінде немесе биологиялық үрдістерді уақытша
баяулату үшін ағынды суларды кейде хлормен немесе хлорлы әкпен өңдейді.
Ағынды суларды химиялық тазалау рН реттеу және коллоидты заттарды
электролиттермен (өте жиі темір тұздарымен немесе алюминиймен),
поликатиониттермен, флокулянттармен тұнбаға түсіру жолымен жүзеге асырады.
Бұл әдістерді әдетте тазалаудың биологиялық әдістерімен араластырады. [4]

Ағын суларды тазалаудың биологиялық әдістері және олардың жіктелуі
Биологиялық тазалау әдістерінің жіктелуі
Биологиялық тазалау тәсілдері қарапайым және жасанды болып екі түрге
бөлінеді.
Қарапайым биотазалау тәсілінде топырақ, су, өсімдік экожүйесінде және
ластаушының сүзілуі, байланысуы, ауыстырылуы, трансформация, минерализация
арқылы жүретін өзіндік тазалану процестері қолданылады. Қарапайым
құрылғылар көбіне су қоймаға түсерден бұрын ағын судың тазалануында
қолданылады.
Жүргізіліп жатқан үрдістерге байланысты аэробты және анаэробты
биологиялық тазалану жүйелері болып ерекшеленеді. Жасанды биологиялық
тазалау құрылғылары аэробты және анаэробты жүйелерді біріктіреді.
Қолданылатын биоценоздардың сипатына қарай бұл құрылғыларды белсенді илді,
биопленкалы және комбинирленген жүйелерге жіктеуге болады. (14-сурет)
Жасанды аэробты биологиялық тазалау
әдістері

Белсенді лаймен Комбинирленген Биопленкалы

Аэротенк Биотенктер Биофильтрлер

Окситенк Биоадсорбент Биодисктер

Фильтротенк Жалған саптаулы Биобарабандар

Мембраналы Симбиотенктер
биореакторлар

Шахталы
аппараттар

Аэроакселераторлар

Қышқылдаушы
каналдар

14-сурет. Жасанды аэробты тазалау құрылғыларының жіктелуі

Белсенді илді аэробты биологиялық тазалаудың негізгі құрылғылары аэротенк
болып табылады. Аэротенк әдетте аэротенк пен белсенді ил суспензиясынан
шығатын, тазартылған ағын судың бөлінуі жүретін екіншілік тұндырғышпен буда
жұмыс істейді. Сонымен қатар илдің бір бөлігі жүйеден тазаланып, екінші
бөлігі (қайта келетін,рециркуляцияланатын ил) аэротенкке оның өнімділігін
жоғарылату және артық ил мөлешрін шектеу үшін қайта оралады.
Белсенді илді биологиялық тазалау құрылғыларына, сонымен қатар, окситенк
(ауа аэрациясымен, оттегімен байытылған, немесе таза оттегі бар),
фильтротенк және мембраналы биореакторлар (белсенді илді аэротенкте ұстап
қалатын фильтр арқылы ағын суды аэротенктен тартып шығаратын), қышқылдайтын
каналдар (ағын су циркуляциясы мен беттік аэрация жүйелерімен), шахтталы
аппараттар (шахта немесе су қысымын көтеретін колонна түрінде),
аэроакселераторлар (екіншілік тұндырғышпен бірлескен аэротенк) жатады.
Биопленкалы реакторларда тазарту үрдісі микроорганизмді биопленка мен
тіршілікке қабілетті клетка сыртындағы өніммен қапталған тиелетін
материалдардың немесе тасымалдаушылардың бетінде жүреді.
Биопленкалы аэробты тазалау жүйесінен көбіне биофильтрлер (Европа
елдерінің бүкіл тазалау құрылғыларының 70%) қолданылады.
Белсенді илді және биопленкалы қондырғылар арасын аэротенктер мен
биофильтрлердің артықшылықтарын үйелестірілген биотенк, биосорберлер,
өлшеулі қабатты реакторлар (жалған басты) алып жатады. Сұйық аэрациялаушы
биотенктерде белсенді лайды және түрлі материалдардан сұйықтық жүктемесі
белсенді лаймен айналымға түседі және жүктеме арасындағы саңылауларда
аэрацияланады.
Анаэробты тазалау жүйесі жоғары концентрациялы ағындарды, жауын-шашынды,
сонымен қатар тазалау құрылғыларындағы белсенді лай ашытуда қолданылады.
Күнделікті құрылғыларды қолдану үрдістерді көбіне анаэробты тоғандарда,
септиктерде, метантенктерде, контактылы биореакторларда жүзеге асырылады.
Бір тұндырғышты немесе тұндырғыш жүйесі бар анаэробты мүйістерде ағын су
бірнеше аптадан екі айға дейін жетеді, одан түзілген газ атмосфераға оңай
бөлініп шығады.
Септитенктер – жабық типті көлденең тұндырғыштар, оның түбінде түзілген
қатты заттардың тұнбасы анаэробты микроорганизмдермен ыдырап шіру процесі
жүреді.
Сентитенктерге қарағанда метантенктерде араластыру, қыздыру, негзгі
параметрлер (температура, шикізат құрамы, аппараттың жүктелу интенсивтілігі
т.б.) басқарылып отырады. Тазалау үрдісі де септитенкке қарағанда қарқынды
жүреді. Бөлінген биогазды жинап, қажетке жаратады.
Контактылы аппараттарда тазалау үрдісі биореакторға оралатын илді бөлуге
арналған екіншілік тұндырғышта араластыру арқылы реакторда жүреді. Жұмыс
істеу принципі бойынша бұл жүйелер анаэробты жағдайда тазалайтын екіншілік
тұндырғышты аэротенктердің аналогы болып келеді.
Соңғы он жылда анаэробты тазалау әдістерінің жаңа түрлері жасалып,
өндірісте кең қолданысқа ие болады. Анаэробты тазалау құрылғыларының
қазіргі ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.