Физико-химическая, химическая и микробиологическая характеристики активного ила

В аэрационных сооружениях микробиальная масса пребывает во взвешенном в жидкости состоянии в виде отдельных хлопьев, представ­ляющих собой зооглейные скопления микроорганизмов, простейших и бо­лее высокоорганизованных представителей фауны (коловратки, черви, ли­чинки насекомых), а также водных грибов и дрожжей. Этот биоценоз орга­низмов, развивающихся в аэробных условиях на органических загрязнени­ях, содержащихся в сточной воде, получил название активного ила. Доми­нирующая роль в нем принадлежит различным группам бактерий - одно­клеточным подвижным микроорганизмам с достаточно прочной внешней мембраной, способным не только извлекать из воды растворенные и взве­шенные в ней органические вещества, но и самоорганизовываться в коло­нии - хлопья, сравнительно легко отделимые затем от очищенной воды отстаиванием или флотацией. Размер хлопьев зависит как от вида бактерий, наличия и характера загрязнений, так и от внешних факторов - температу­ры среды, гидродинамических условий в аэрационном сооружении и пр.

Хлопьеобразующая способность активного ила зависит главным образом от наличия питательных веществ: при слишком высоком их со­держании происходят рассеивание колоний и появление нитчатых форм микроорганизмов; при их недостатке, хотя нитчатые формы микроорганизмов практически отсутствуют, размеры хлопьев ила уменьшаются и ухуд­шаются его седиментационные свойства. Бактерии имеют такую высокую скорость воспроизводства, что в условиях избыточного питания и отсутст­вия внешних сдерживающих их рост факторов 1 мг бактерий за 1 сут может привести к образованию десятков тонн живой микробиальной массы. Соб­ственно на этой способности к быстрому размножению и, следовательно, высокой скорости потребления питательных веществ и основано использо­вание биологических методов очистки сточных вод.

Роль других микроорганизмов и простейших в активном иле за­ключается в поддержании определенного равновесия видового и количест­венного состава ила, хорошо приспособленного к тем или иным условиям, господствующим в аэрационном сооружении, а также полноты протекания биохимических превращений, которым подвергаются органические соеди­нения.

Способность клетки вырабатывать многообразие ферментов объ­ясняет ее высокую адаптируемость к различным видам и концентрациям загрязнений, присутствующих в сточных водах. Так, постепенное введение веществ при определенных концентрациях, ингибирующих ферментатив­ную деятельность клеток, позволяло поддерживать эту деятельность даже при концентрациях более высоких, чем те, которые прекращали ее при вне­запном введении ингибитора. Это, в свою очередь, объясняет постоянное расширение области применения биохимических методов очистки сточных вод от производственных загрязнений.

По современным представлениям, активный ил - это скопление микроорганизмов, в которых клетки окутаны густой «паутиной» раствори­мых или слаборастворимых внеклеточных полимерных образований, со­стоящих из полисахаров, протеинов, рибонуклеиновых и дезоксинуклеиновых кислот (РНК, ДНК), которые содержат много "ключевых" функцио­нальных групп (карбоксильные, гидроксильные, сульфгидрильные и др.), ведущих себя как анионные связующие площадки. Биохимическое и био­физическое взаимодействие между хлопьями ила и загрязнениями позволя­ет довольно быстро извлекать из воды и нерастворенные загрязнения за счет сорбции их активном илом, хотя они и не успевают гидролизоваться клеточным веществом.