КОМПЛЕКСНЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Аннотация: Исследован процесс доочистки сточных вод с использованием фитотехнологий. Проведен качественный и количественный анализ эффективности очистки сточных вод и экологическая оценка биоразнообразия микроорганизмов. Результаты исследования могут применяться для создания биологических прудов доочистки сточных вод с помощью эйхорнии.

Ключевые слова: доочистка сточных вод, биологические пруды, высшая водная растительность, эйхорния, биогенные вещества, эффективность очистки, биоразнообразие.

Для доочистки бытовых сточных вод и поверхностного стока городов, фитотехнологии являются наиболее доступными. Сравнительный анализ соответствия методов и сооружений доочистки сточных вод критериям наилучших доступных технологий показывает, что с помощью фитотехнологий, при невысоких эксплуатационных затратах достигается значительная эффективность удаления взвешенных и биогенных веществ и нефтепродуктов . Чаще всего для доочистки сточных вод используются биологические пруды с естественной аэрацией. На эффективность процессов доочистки сточных вод оказывает большое значение высшая водная растительность. Благодаря своим морфологическим (строение стебля) и экологическим (плотность зарослей) особенностям, растения участвуют  в механической и биологической трансформации загрязнений. При наличии биогенных веществ первичное продуцирование происходит более быстрыми темпами, чем вовлечение биомассы в круговорот веществ путем использования ее последующим трофическим звеном – фитофагами. Доочистка воды от биогенных элементов в таких сооружениях происходит не только за счет процессов биохимического окисления, нитрификации/денитрификации, но и за счёт ассимиляции биогенных веществ растительной биомассой. Для высадки в биологические пруды используют растения, характерные для данной местности, с большой продуктивностью. Однако для формирования заданного растительного покрова, например, тростника обыкновенного, необходимо 2-3 года . Ускорить запуск биологических прудов с высшей водной растительностью возможно с помощью навесных сетчатых модулей с использованием новых видов растений. Целью исследований является изучение эффективности работы биологических прудов с модулями, засаженными эйхорнией, за вегетационный период. Продуктивность этого растения очень высока – за три - четыре летних месяца количество растений увеличивается в 50-100 раз. С помощью этого растения можно извлечь из сточных вод большинство биогенных элементов, таких как органический углерод, азот, фосфор, калий, кальций, магний, а также фенолы, сульфаты, нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). Положительные примеры использования нового водного растения позволяют рекомендовать его для повышения эффективности работы очистных сооружений .

Исследования проводились на биологических прудах доочистки городских очистных сооружений г.Усть-Лабинска. Пруды состоят их трех секций Г-образной формы, площадью 2,7 га, сброс очищенной сточной воды осуществляется в р.Кубань. Для оценки влияния процессов фотосинтеза на процесс очистки, было проведено предварительное обследование по динамике насыщения воды растворенным кислородом. На первой секции пруда были установлены модули, представляющие собой поперечные сетчатые лотки на поплавках с глубиной погружения не более 40 см, между которыми высаживались материнские особи растения эйхорнии. Ширина биомодуля составляла 1,0 – 1,5 м с расстояниями между ними 5-10 м. Пробы воды брались у поверхности и на глубине 0,2, 0,5 и 1,2 м с помощью пробоотборника. Оценка эффективности работы отдельных секций прудов по химическим показателям приведены в таблице.

Результаты исследований показали резервы окислительно – восстановительной мощности биологических прудов с биомодулями составляют более 40%, при этом происходит снижение концентраций всех биогенных веществ. Эффективность нитрификации составила около 90%, что свидетельствует о практическом завершении процесса деструкции трудноокисляемых загрязнений.

Плавающая водная растительность выполняет функцию не только «ассимилятора» загрязняющих веществ, но и «загрузки», на которой развиваются прикрепленные бактериальные ценозы, увеличивая концентрацию активного ила и активно влияя на структуру водных биоценозов, увеличивая численность в них различных видов организмов. . Гидробиологический анализ воды первой, второй и третьей секции биологических прудов ОСК г. Усть-Лабинска показал большое разнообразие видового состава. Всего обнаружено около 20 форм водорослей. Во всех трех прудах доминировали преимущественно протококковые водоросли, в воде второй секции обнаружено большое количество диатомовых и зеленых жгутиковых водорослей. Экологическая характеристика бактериального ценоза по суммарному индексу видового разнообразия азоттрансформирующих бактерий (аммонификаторов, нитрификаторов, денитрификаторов и азотфиксаторов), за период наблюдения приведена на рисунке.