Биологический способ обеззараживания сточных вод свиноводческих комплексов

Биологический способ обеззараживания сточных вод свиноводческих

комплексов

О.А. Суржко, К.О. Оковитая

Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

Аннотация: Приведены результаты исследований препаратов растительного происхождения на пригодность их для дегельминтизации сточных вод свиноводческих комплексов.

Ключевые слова: обеззараживание, свинокомплексы, сточные воды, препараты растительного происхождения.

Исследования химического способа обеззараживания высококонцентрированных по Ascaris suum осадков сточных вод позволили установить оптимальные концентрации пестицида КСДК обеспечивающего 100% дегельминтизацию. Важно отметить, что КСДК, как и карбатион производится из отходов производства тиазона.

Исследования биологического способа обеззараживания высококонцентрированных по Ascaris suum осадков сточных вод позволили установить, что эффективны два экологически безопасных препарата, изготовленные из проростков картофеля и проростков тыквы. Этот способ обеззараживания обеспечивает эффективную дегельминтизацию осадков сточных вод животноводческих комплексов и дает возможность безопасного, экономически оправданного применения этого субстрата в качестве ценного органического удобрения почв. Способ дегельминтизации с использованием растительных препаратов безусловно относится к наилучшим доступным технологиям.

Биологическая очистка высококонцентрированных по патогенным микроорганизмам и яйцам гельминтов сточных вод является недостаточно эффективной даже для использования очищенных вод на земледельческих

полях орошения[1,2]. Из таких сточных вод целесообразно выделять ценные для сельскохозяйственных полей элементы, такие как азот, фосфор, калий, а очищенную воду использовать для удобрительных поливов.

Известные способы обеззараживания пены из флотокоагуляционных установок и осадков безподстилочного навоза - физические, механические, - являются малорентабельными и недостаточно эффективными, а химические средства дезинвации имеют негативные экологические последствия для природных ассоциаций и некоторые из них запрещены в РФ.

Внесение таких осадков в качестве удобрений в почву представляет угрозу загрязнения ее химическими соединениями, что, в свою очередь, может ухудшить качество подземных вод и биогеоценозы почв.

В связи с этим становится очевидным актуальность и своевременность изыскания новых средств и разработки способов дегельминтизации осадков безподстилочного навоза с помощью экологически безопасных препаратов растительного происхождения. Известен препарат «Бингсти», изготовленный из сухих проростков картофеля; применяемый в микродозировках, но он обеспечивает дегельминтизацию только хозяйственно-бытовых сточных вод и их осадков

[3,4].

Целью работы явилось изыскание препаратов растительного происхождения, пригодных для дегельминтизации безподстилочного навоза животноводческих хозяйств [5,6]. Было поставлено 4 серии опытов; испытано 4 препарата, основы которых составляют растения, относящиеся к различным семействам: препарат «Б» (Бингсти) - семейство пасленовых, препарат «Л» - лилейные, препарат «З» - злаковые и препарат «Т» -тыквенные. С каждым препаратом было поставлено 70 опытов. Для получения достоверных результатов эксперименты были проведены в 3-х

кратной повторности. Препараты испытывали в микродозировках, приготавливая их разведения в 10 раз меньше от последующих и

1 7

обеспечивая разведение препаратов в испытуемом субстрате от 10 до 10 на рабочий объем. Тест - объектом служили яйца свиной аскариды, как самые стойкие из яиц гельминтов, находящихся в осадке. Яйца, не менее 500 экземпляров, помещали на мембранные фильтры и вносили в емкости с испытуемым субстратом, после чего добавляли препарат в соответствующей дозировке. Экспозиция опытов составляла от 1 до 10 суток, через каждые сутки извлекали по 1 фильтру и помещали в термостат на 25 - 30 суток, после чего проводили их микроскопическое исследование. Критерием жизнеспособности яиц считалось их развитие до стадии личинки. Овицидную активность препаратов оценивали по количеству погибших яиц, которое выражали в процентах от общего числа внесенных в опыт. Каждой серии опытов соответствовал двойной контроль.

Полученные результаты позволили установить, что овицидный эффект наблюдался с двумя препаратами из 4-х испытанных: «Б» и «Т» (таблица 1). Препараты, изготовленные из растений семейства лилейных и злаковых не проявили овицидной активности. Достоверной разницы между количеством погибших яиц в опытах с этими препаратами и контролем не было выявлено (Р>0,05).

Препарат «Б» оказался наиболее эффективным в разведениях 10-1 - 103 в сравнении с остальными разведениями. В течение 1-х суток его эффективность не превысила 42,7%; на 3-и сутки активность препарата возросла до 71,5 - 71,3% в разведениях 10-1 и 10-2 и 59,8% в разведении 10. При дальнейшем контакте препарата с яйцами гельминтов (до 10 суток) количество погибших яиц увеличилось незначительно по сравнению с предыдущими значениями и не составило с ними существенной разницы (Р>0,05). Следует отметить, что в разведении препарата 10-6 при всех

экспозициях наметилась тенденция к увеличению овицидной активности, которая в разведении 10-7 вновь снизилась. Препарат «Т», также, как и препарат «Б» при экспозиции 1 сутки оказался малоэффективным, наиболее высокий процент погибших яиц наблюдается в разведениях 10-1 и 10-2, соответственно 36,6 и 35. Его активность постепенно возрастала в течение 7 суток и к этому времени во всех испытанных разведениях от 10-1

-7

до 10 процент погибших яиц составил от 80,2 до 62,6. На 9-е и 10-е сутки эти показатели существенно не изменились (Р>0,05). Более высокая эффективность препарата наблюдалась в разведении 10-1 - 80,2%; в

-7

последующих разведениях до 10 она постепенно снижалась (Р<0,01).

Таким образом, при воздействии 4-х препаратов растительного происхождения на яйца гельминтов выявлены два препарата, оказавшие наибольший овицидный эффект. Препарат «Б» (Бингсти) в жидком навозе

1 3

проявил активность более 50% (71,5 - 59,8%) в разведениях 10 - 10" при минимальном времени контакта 3 суток. В сравнении с «Бингсти», препарат «Т» оказался более эффективным: при экспозиции 7 суток его овицидная эффективность составила во всех испытанных разведениях (10-1 - 10-7), от 80,2 до 62,6%.

На основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что осадок безподстилочного навоза достаточно эффективно можно обеззараживать от яиц гельминтов при помощи растительных препаратов. Экологические предпосылки данного аспекта позволяют ставить задачи для решения ряда вопросов о дальнейших работах в этом направлении. Прежде всего о поиске дополнительных факторов усиления активности, выявленных овицидных препаратов и уменьшении их дозировок. Это позволит в свою очередь провести работы по апробации установленных эффективных средств дегельминтизации осадков в производственных

и

условиях и разработать оптимальные условия применения новых овицидных препаратов.

Таблица 1

Овицидное действие растительных препаратов в животноводческих стоках

Условные названия препаратов Экспозиция в сутках Обнаружено погибших яиц в разведениях препарата М±т, %

10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7

«Б» 1 3 4 10 42,7±1,1 71,5±0,9 72,1±1,0 72,3±0,8 41,9±0,7 71,3±0,9 71,9±1,1 72,9±1,0 37,5±1,0 59,8±0,7 59,8±0,9 59,9±1,2 35,8±1,1 38,6±1,0 39,0±1,1 39,1±1,2 34,6±0,9 37,3±1,4 37,2±1,3 38,6±1,4 40,6±0,7 43,4±0,7 43,8±0,9 44,1±0,6 40,2±0,9 40,9±1,1 41,1±1,1 41,7±1,2

«Л» 1 10 17,6±1,9 19,9±1,2 17,1±2,0 18,6±1,4 11,8±1,5 11,7±0,9 11,6±1,1 12,5±1,4 11,5±1,2 12,1 ±1,1 10,7±1,0 10,7±1,4 10,1±1,6 11,8±0,9

«З» 1 10 12,3±2,0 15,6±1,9 13,8±1,7 15,3±1,1 12,9±0,9 13,1±1,1 10,3±1,1 10,8±1,4 10,2±1,7 12,6±0,9 10,2±1,3 12,5±1,4 9,6±0,8 11,9±0,7

«Т» 1 5 7 10 36,6±0,8 59,6±1,2 80,2±0,7 80,5±0,8 35,8±1,1 58,1±0,7 79,9±0,9 81,6±0,7 29,7±0,7 56,5±1,5 79,7±0,8 80,9±0,9 29,5±0,9 55,8±0,6 78,3±1,0 80,0±0,9 28,8±0,9 55,1±1,3 77,5±0,7 78,3±0,6 25,2±1,2 46,1±0,7 64,4±1,0 66,1±0,5 22,8±0,6 44,6±0,8 62,6±0,9 63,9±0,6

Контроль 1 (4,8±0,6)%; Контроль 2 (9,9±0,6)%.

© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007-2018

Из испытанных препаратов были взяты наиболее эффективные препараты Б и Т и изучено их совместное действие на самые стойкие во внешней среде яйца свиной аскариды, введенные в осадок безподстилочного навоза в количестве не менее 500 экз. на пробу.

Было поставлено 3 серии опытов по 60 определений в каждой. В первой серии изучали совместное действие препаратов Б и Т, добавленных в пробы

-3 -7

одновременно в разведениях каждого 10" - 10"' на рабочий объем жидкого навоза. Экспозиция опыта при каждом разведении составляла 3 суток.

Во второй серии опытов изучали обеззараживающий эффект при

последовательном введении в субстрат препаратов Т и Б. В начале в осадок

вводили препарат Т в количестве, соответствующем разведению 10-5, 10-6, 107 8

, 10 по 4 пробы для каждого разведения. Через 1 сутки к каждой пробе с определенным разведением препарата Т добавляли препарат Б в количестве,

-6 -7 -8

соответствующем разведению 10 , 10 , 10 . Общая экспозиция воздействия препаратов Т и Б составляла 3 суток.

Третья серия опытов была аналогична второй, но вначале добавляли препарат Б, а через 1 сутки препарат Т. Полученные результаты опытов подвергались статистической обработке.

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что при одновременном воздействии на яйца гельминтов обоих препаратов в течение 3 суток овицидный эффект не превышал 39%. При последовательном воздействии препаратов Т и Б (серия опытов - 2) процент погибших яиц не превышал 45,6, причем наиболее высокий обеззараживающий эффект (45,6%) наблюдался при разведении препарата Т - 10-5 и препарата Б - 10-6. Более сильным овицидным эффектом обладают препараты Т и Б при первоначальном введении препарата Б (серия опытов - 3). В этом случае аналогичный овицидный эффект был получен при более низких концентрациях препарата Т (разведение - 10-8). При разведении препарата Б

на рабочий объем субстрата 10-5, 10-6 при последующем введении препарата Т в разведении 10 наблюдали гибель 44,7-45,4% яиц аскариды (таблица 2).

Задачей дальнейших исследований авторов является установление оптимального времени экспозиции при последовательном введении препаратов в субстрат, т.к. полученный эффект обеззараживания не является достаточным для разработки технологии.

Таблица 2

Результаты действия препаратов из проростков картофеля

на яйца аскариды в течение 3 суток.

Разведение препарата Б на рабочий объем Обнаружено погибших яиц (М±т) % при добавлении препарата Т через 1 сутки в разведениях

10-6 10-7 10-8 10-9

10-5 46,5+1,2 46,0+1,0 45,4+0,9 39,9+1,3

10-6 46,2+1,0 45,1+1,3 44,7+1,0 37,6+1,2

10-7 43,7+0,9 42,3+1,0 44,1+1,2 36,3+1,4

10-8 41,9+1,2 41,0+1,1 42,1+1,1 32,4+1,4

Контроль 10,3±0,7.

Литература

1.Суржко О.А. Санитарно-бактериологическая оценка работы сооружений биологической очистки сточных вод свиноводческих комплексов/О.А.Суржко, С.В.Головина// Юж.-Рос. гос. техн. ун-т.-Новочеркасск, 1999.-6 с

2.Суржко О.А. Эффективность очистки сточных вод свинокомплексов от патогенных энтеробактерий и биогенных элементов на сооружениях биологической очистки/ О.А.Суржко, С.В.Головина// Юж.-Рос.гос.тех.ун-т.-Новочеркасск, 1999.-7 с.

3. Грибова, О. А. Овицидный препарат «БИНГСТИ» для дегельминтизации сточных вод и осадка / О. А. Грибова, М. Ю. Серегин, Н. С. Серпокрылов // Водоснабжение и санитарная техника. -2009. - № 2. - С. 62-66

4.Шевцов Д.А., Долженко Л.А., Гримайло Л.В. и др. Способ дегельминтизации хозяйственно-бытовых сточных вод. Патент RU 2167825.-Приоритетная дата: 21.21.1999.-Дата публикации: 27.05.2001.

5.Суржко О.А Патент на изобретение №2338693/ Способ дегельминтизации осадков животноводческих стоков. 20.11.2008.

6.Суржко О.А. Патент на изобретение №2338694/ Способ дегельминтизации животноводческих стоков. 20.11.2008

7. Серпокрылов Н.С., Кожин С.В., Тайвер Е.А. Очистка сточных вод бассейнов для содержания ластоногих до норм оборотного водоснабжения // Инженерный вестник Дона, 2011, №1 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2011/380

8.Кудрявцев П.Г., Кудрявцев Н.П. Очистка сточных вод с использованием матрично-изолированных нанокомпозиционных флокулянтов-коагулянтов// Инженерный вестник Дона, 2018, № 2, URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2018/5045.

9.El-Bestawy E., El-Sokkary I., Hussein H., Abu Keela A.F. Pollution control in pulp and paper industrial effluents using integrated chemical-biological treatment sequences, J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 35, 2008, pp. 1517-1529.

10. Al-Rehaili A.M. Comparative chemical clarification for silica removal from RO groundwater feed, Desalination, vol. 159, 2003, pp. 21-31.

References

1. Surzhko O.A. Sanitarno-bakteriologicheskaya otsenka raboty sooruzhenij biologicheskoj ochistki stochnykh vod svinovodcheskikh kompleksov [Sanitary

bacteriological evaluation of biological wastewater treatment facilities for pig-breeding complexes] YUzh.-Ros.gos.tekhn.un-t. Novocherkassk, 1999. 6 p.

2.Surzhko O.A. Effektivnost' ochistki stochnykh vod svinokompleksov ot patogennykh ehnterobakterij i biogennykh ehlementov na sooruzheniyakh biologicheskoj ochistki [Efficiency of wastewater treatment of pig complexes from pathogenic enterobacteria and biogenic elements on biological treatment facilities] YUzh.-Ros.gos.tekh.un-t.-Novocherkassk, 1999. 7 p.

3. Gribova, O. A. Vodosnabzhenie i sanitarnaya tekhnika. 2009. № 2. Pp. 62-66.

4. Shevtsov D.A., Dolzhenko L.A., Grimajlo L.V. i dr. Sposob degel'mintizatsii khozyajstvenno-bytovykh stochnykh vod [Method of de-worming of domestic wastewater] Patent RU 2167825. Prioritetnaya data: 21.21.1999. Data of access: 27.05.2001.

5.Surzhko O.A Sposob degel'mintizatsii osadkov zhivotnovodcheskikh stokov [The method of dehelminthization of livestock sewage sludge]. Patent na izobretenie №2338693 20.11.2008.

6.Surzhko O.A. Sposob degel'mintizatsii osadkov zhivotnovodcheskikh stokov [The method of dehelminthization of livestock sewage sludge]. Patent na izobretenie №2338694/ 20.11.2008

7.Serpokrylov N.S., Kozhin S.V., Tajver E.A. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2011, №1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2011/380.

8.Kudryavtsev P.G., Kudryavtsev N.P. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2018, № 2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2018/5045.

9.El-Bestawy E., El-Sokkary I., Hussein H., Abu Keela A.F. Ind. Microbiol. Biotechnol. 35, 2008, pp. 1517-1529.

10. Al-Rehaili A.M. Comparative chemical clarification for silica removal from RO groundwater feed, Desalination, vol. 159, 2003, pp. 21-31.