5.9. Встановлення ролі гідробіонтів Herpobdella octoculata та Asellus aquaticus в процесах нітрифікації та дефосфотації

Для визначення ролі Herpobdella octoculata, Asellus aquaticus у процесі доочищення стічної води від біогенних елементів, які виділяються під час розкладення відпрацьованого мулу та відмерлих водоростей, в лабораторних умовах проведено дослідження з живими організмами в умовах збільшеної маси живильних речовин під час аерації. Експерименти проводилися у резервуарах, імітуючи умови аеротенка. Масу забруднюючих речовин представлених відмерлими водоростями і відпрацьованим мулом розраховано, виходячи з встановлених залежностей для гідробіонтів Herpobdella octoculata та Asellus aquaticus. Біомаса 50 живих п’явок та рівноногих раків визначається за формулою:

, (5.3)

де — біомаса п’явок та раків, г; — кількість п’явок та раків, екз.

,

г.

Максимальна кількість живильних речовин на 1 добу для п’явок та раків складає за формулою:

(5.4)

г/ доб.;

г/доб.

На 16 діб маса відпрацьованого мулу та відмерлих водоростей складала близько 7,7 та 12 г відповідно. Указану масу живильних речовин було завантажено до резервуарів на першу добу. На базі експериментальних даних побудовано графічні залежності концентрацій амонію сольового, нітритів, нітратів та фосфатів від тривалості експерименту рис. 5.14 — 5.17.

Аналіз експериментальних даних показав, що в резервуарі № 1 простежується не лише знешкодження негативної дії представлених живильних речовин — відпрацьованого мулу та відмерлих водоростей, а і доочищення стічної води від продуктів біоорганічного розкладу — азоту амонійного та фосфатів. Незважаючи на збільшення маси відпрацьованого мулу та водоростей, під час аерації відбувається поступове зниження концентрацій азоту та фосфатів. Остаточна концентрація амонію сольового в присутності гідробіонтів складає 1,9 мг/дм³ (азот амонійний — 1,48 мг/дм³), на відміну від резервуарів № 2, 3 та 4, в яких під час біоорганічного розкладу цей показник зростав у 1,3; 2,3 та 2,6 рази відповідно у порівнянні з контрольним резервуаром.

Рис. 5.14. Кінетика окислення амонію сольового у стічній воді, мг/дм³: 1 — з гідробіонтами Herpobdella octoculata і Asellus aquaticus; 2 — з мулом; 3 — з водоростями; 4 — суміш водоростей та мулу; 5 — контрольний резервуар стічної води

Рис. 5.15. Кінетика окислення нітритів у стічній воді, мг/дм³: 1 — з гідробіонтами Herpobdella octoculata і Asellus aquaticus; 2 — з мулом; 3 — з водоростями; 4 — суміш водоростей та мулу; 5 — контрольний резервуар стічної води

Рис. 5.16. Кінетика окислення нітратів у стічній воді, мг/дм³: 1 — з гідробіонтами Herpobdella octoculata і Asellus aquaticus; 2 — з мулом; 3 — з водоростями; 4 — суміш водоростей та мулу; 5 — контрольний резервуар стічної води

Рис. 5.17. Кінетика дефосфотації у стічній воді, мг/дм³: 1 — з гідробіонтами Нerpobdella octoculata і Asellus aquaticus; 2 — з мулом; 3 — з водоростями; 4 — суміш водоростей та мулу; 5 — контрольний резервуар стічної води

Суттєве зниження концентрацій аналітичних показників спостерігається на 14 добі. Це пояснюється тим, що наприкінці експерименту маса живильних речовин (відпрацьований мул та відмерлі водорості) зведено до мінімуму, а саме складає 40 та 50 % від біомаси гідробіонтів.

Незважаючи на збільшення навантаження по живильним речовинам, не відбувається збільшення концентрацій азоту амонійного та фосфатів у стічній воді, що свідчить про стабільність процесу в умовах аерації. Для резервуарів № 2, 3, та 4 характерно порушення процесу нітрифікації, а саме протікання лише першої фази окислення, яка супроводжується підвищенням концентрації нітритів з 2,1 до 2,8; 4,4 та 5,4 мг/дм³ та пригніченням другої фази нітрифікації — утворення нітратів. У резервуарах 2, 3 та 4 друга фаза окислення не завершується.

Для резервуара № 1 характерна інтенсивність процесу нітрифікації (двох фаз), по закінченню якої накопичується кінцевий продукт процесу — нітрати з концентрацією 34,3 мг/дм³.

Для резервуара з гідробіонтами характерно зниження фосфатів у 1,3 рази відносно до контрольного зразка, що є неможливим для резервуарів № 2, 3 та 4, в яких здійснюється підвищення вмісту цього показника у 1,2 , 1,8 та 2,3 рази відповідно. Остаточна концентрація фосфатів для резервуара № 1 складає 7,7 мг/дм³.

Таким чином, можна зробити висновок, що завдяки використанню живильних властивостей Herpobdella octoculata та Asellus aquaticus, в умовах аерації, відбувається зниження вмісту азоту та фосфатів наприкінці експерименту навіть при збільшеній масі відпрацьованого мулу та водоростей.

Застосування живильних властивостей гідробіонтів, дозволить постійно відновлювати стан активного мулу та утилізувати обростання. Гідробіонти Herpobdella octoculata та Asellus aquaticus відносяться до альфа — сапробіонтів, тому невибагливі до значних концентрацій забруднювачів стічної води і можуть розвиватися на інших типових очисних спорудах, приймаючи активну участь у очищенні стічної води від азоту амонійного, фосфатів шляхом відновлення активного мулу та утилізацією відмерлих макрофітів.