Дәріс №12

Тақ ырыбы: Ө ндірістік тө гінді суларды биологиялық тазарту

Жоспары:

1.Тө гінді суларды аэробтық тазарту

2.Суландыру егістіктері

3.Биологиялық тоғ андар

Дә ріс мақ саты: Ө ндірістік тө гінді суларды биологиялық тазартуын қ арастыру

Тұ рмыс жә не ө неркә сіп қ алдық тарымен ластанғ ан суларды тазартудың биологиялық ә дістері 90 жылдан аса қ олданылып келеді. Биологиялық ә дістердің кө птеген химиялық жэне физикалық - химиялық ә дістердің алдындағ ы артық шылығ ы органикалық материалдың толық тай минералдануы болып табылады. Тө гінді суларды тазартудың ең қ арапайым тә сілі филтрация жә не суландыру алаң дарында тазартудың топырақ ә дістерін пайдаланудан тұ рады.

Тө гінді суларды топырақ пен тазарту қ ондырғ ыларын қ уаты бойынша есептік ө ткізу қ абілеті тиісінше 0, 5 - 25, 25 - 700, 1400 - 10 000, 17 000 -80 000 и 100 000 - 280 000 м³/тә у. болатын жергілікті, шағ ын, кенттік, қ алалық жә не аудандық деп бө леді.

Жергілікті қ ондырғ ылардың кө птеген тү р тармақ тары бар: жерастынан суландыру алаң қ айлары (ЖСА), жерастынан филтрациялау алаң қ айлары (ЖФА), филтрациялайтын қ ұ дық тар (ФҚ), грунттың табиғ и немесе жасанды қ абаты бар филтрациялайтын траншеялар (ФТ) жә не қ ұ мды-қ иыршық тасты филтрлер (Қ Қ Ф). Шағ ын жә не кенттік қ ондырғ ылар (ЖСА), жерастынан суландырудың немесе жерастынан филтрациялаудың шағ ын алаң қ айлары болуы мү мкін. Ең ірі қ ондырғ ылар болып коммуналды суландыру алаң дары (КСА), егін шаруашылығ ының суландыру алаң дары (ЕШСА) жә не жер ү стіндегі филтрация алаң дары табылады.

Суландыру жү йелерінің бірнеше тү рлері қ олданылады: тұ тастай суару, атыздар жә не жолақ тар бойынша суару, жаң бырлату жә не топырақ астынан суландыру. Суландырудың барлық тә сілдерінің ішінен топырақ астынан суландыру эпидемиологиялық, санитарлық - гигиеналық, агроэкономикалық, эстетикалық талаптарды жә не су шаруашылығ ының талаптарын ең жақ сы қ анағ аттандырады деп санайды.

Ө ткізу қ абілеті бойынша ө ндірістік тө гінді суларды тазарту ү шін, сірә, кенттік (1, 4-10 мың м³/тә у) жэне қ алалық (17-80 мың м³/тә у) типтегі қ ондырғ ылар бә рінен жақ сы келеді. Сондық тан жер ү стіндегі филтрация алаң дары, сонымен қ атар коммуналды жә не егін шаруа- шылығ ы суландыру алаң дары ең қ ызық ты болып келеді.

Филтрация алаң дары дұ рысы жең іл қ ұ мды топырақ тары бар, жақ сы дренаждалғ ан учаскелер болып келеді. Осындай алаң дарғ а бұ рылғ ан тө гінді сұ йық тық грунт арқ ылы баяу сү зіледі. Бұ л кезде судан асылып тұ рғ ан заттар бө лінеді жә не микробтардың тіршілік ә рекеті есебінен органикалық қ осылыстардың ыдырауы жү реді. Филтрация алаң дары тек тө гінді суларды тазартуғ а ғ ана арналғ ан.

Суландыру егістіктері жылдың белгілі бір бө лігінде ластанғ ан суды сү зіп, тың айтатын заттарды жинайтындығ ымен, ал одан кейін онда егістік, кө кө ніс жә не ө зге дақ ылдар егілетіндігімен ерекшеленеді. Олардың ө ткізу қ абілеті тө гінді сұ йық тық ү шін тө менірек, алайда осындай тың айтылғ ан учаскелерден жақ сы тү сім алу қ олдан келіп отырады. Сапрофиттермен қ атар, тө гінді суларды тазарту кезінде топырақ қ а ауру тудыратын жә не факультативті патогенді формалар келіп тү суі мү мкін. Бұ л тұ рғ ыдан филтрация алаң дары халық ү шін эпидемиологиялық қ атер болып табылады. Осы себеппен егістіктерде тамақ қ а шикілей пайдаланылатын ауылшаруашылық дақ ылдарын ө сіруге тыйым салынады. Тағ ы бір кемшілігі ақ уыз заттарының микробтық ыдырауы кезіндегі тазарту қ ондырғ ылары ауданындағ ы жағ ымсыз шіріген иіс болып табылады.

Филтрация жә не суландыру алаң дарында тө гінділерді тазартуды топырақ биотасымен кө рсетілген микрофлора мен микрофауна іске асырады. Тө гінді сулармен филтрация алаң дарына келіп тү сетін бактериялардың бір бө лігін ө зінің, адсорбциялаушы жә не сү зетін қ асиеттерінің арқ асында топырақ тьщ жоғ ары қ абаты ұ стап қ алады. Топырақ кесектерінде тү зілетін биоқ абық тың қ осынды беткейі 1 м² топырақ қ а 50 тыс м² жуық шаманы қ ү райды. Алайда ауадан оттегінің диффузиясының қ иындығ ына байланысты, мү ндай биоқ абық шектеулі ө німділікке ие.

Тө гінді суларды филтрация алаң дарында тазарту кезінде айтарлық тай рө лді осылардың саны ә деттегі топырақ тағ ығ а қ арағ анда 100 есе кө п нитрификациялаушы бактериялар ойнайды. Суландыру алаң дарында биоценоздың қ ү рамына сонымен қ атар топырақ тан биогенді элементтерді кетіретін, тамырлары ризосфералық микрофлораның дамуына ық пал ететін жоғ ары ө сімдіктер де кіреді.

Тұ нбаларды ө ң деу метатенктерде жү зеге асырылады. Су алаң дардан дренаж жү йесі арқ ылы ә кетіледі. Тө гінді суларды суару ү шін тек белгілі кезең де ғ ана пайдалануғ а болатындық тан, қ азіргі таң да келешегінен кө бірек ү міт кү ттіретін болып биологиялық тазар- тылғ ан суды ішінара суландыру ү шін пайдаланатын жү йе саналады.

Бақ ылаулар 2000-2400 м³/га суару нормасы кезінде топырақ тардың қ ұ нарлығ ына жә не олардың санитарлық кө рсеткіштеріне қ олайсыз ә сердің байқ алмайтындығ ын кө рсетті. Ө ндірістік тө гінді сулармен суландырылатын учаскелерде ө сірілген ө німді бактерио- логиялық, гелминтологиялық жә не радиометриялық кө рсеткіштер бойынша бағ алау оның эпидемиологиялық қ ауіпсіздігін куэландырып отыр.

Ө кінішке орай, биологиялық тазартылғ ан сулармен суландыру топырақ тың жә не ө сірілетін ө сімдіктердің патогенді бактериялармен жә не гелминттердің жү мыртқ аларымен ластану мү мкіндігін толығ ымен жоқ қ а шығ ара алмайды. Осығ ан байланысты санитарлық тұ рғ ыдан қ ауіпсіз жаң а тазарту жү йелерін іздестіру жә не жасап шығ ару жалгасуда.

Ө зіне қ ажетті аудандарды, ә келетін, бө летін жә не ә кететін қ ондырғ ылардың ө лшемдерін жә не конструкцяларын анық тауды қ осатын, суландыру алаң дарын технологиялық есептеу тү птеп келгенде тұ рмыстық тө гінді суларды тазарту ү шін пайдаланылатын алаң дарды есептеуден ерекшеленбейді.

Биологиялық тоғ андар - осыларда тө гінді суларды тазарту ү шін табиғ и ү дерістер пайдаланылатын, хсасанды тү рде жасалғ ан су тоғ андары.

Биологиялық тоғ андар биологиялық тазартудан ө ткен тө гінділерді тазарту ү шін де, тазартып біту ү шін де қ олданылуы мү мкін. Биологиялық тоғ андардың осы соң ғ ы міндеті басым таралып отыр.

Табиғ и жэне жасанды аэрациясы бар тоғ андарды айырып таниды. Шетел ә дебиетінде тоғ андардың осы екі тү р тармағ ы тиісінше аэробты-анаэробты лагуналар, сондай-ақ факультативті жә не анаэробты лагуналар деп аталады.

Егер оның аэрациясы еріген оттегінің тек судың бетіндегі қ абаттарда болуын қ амтамасыз етсе, лагунадағ ы режим аэробты- анаэробты. Аэрацияланбайтын тоғ андарда органикалық ластанулардың микроорганизмдермен тотығ уы суда еріген оттегінің есебінен жү реді. Олардың шағ ын терең дігі судың кү н сә улелерімен жақ сы қ ызуына жә не жарық тануына ық пал етеді, осының нә тижесінде планктонды балдырлар жэне су тү біндегі жоғ ары ө сімдіктер қ арқ ынды дамиды. Ө сімдік организмдері микробтық метаболизмнің неоргани- калық ө німдерімен қ оректенеді жә не ө з кезегінде микроорганизмдерді фотосинтез барысында пайда болатын оттегімен жабдық тайды. Аэрацияланатын тоғ андар ә деттегі тоғ андардан 5-10 есе тиімдірек. Суда еріген оттегі мө лшерінің артуына механикалық қ ондырғ ылардың есебінен қ ол жеткізіледі.

Жасанды аэрацияны механикалық аэраторлардың кө мегімен немесе судың қ абаты арқ ылы ауаны ү рлеу арқ ылы жү зеге асыруғ а болады.

Тоғ андарда тотық тандыру ү дерістері жазғ ы уақ ытта ең тиімді ө теді, онымен қ оймай, жазғ ы уақ ытта тоғ аннан шық қ ан суда патогенді микрофлора болмайды. Патогенді микрофлорағ а бактерицидтік ә серге бірқ атар бір жасушалы балдырлардың жә не жоғ арғ ы су ө сімдіктерінің метаболиттері (тіршілік ә рекетінің ө німдері) ие деп шамалайды. Осығ ан байланысты тоғ андарда тазартылғ ан су кө бінесе жылдың қ ысқ ы мезгілінде қ ажет болады. Судың жақ сырақ қ ызуы, оның жарық тануы жэне аэрациясы ү шін табиғ и аэрациясы бар тоғ андарды терең емес (1 м) қ ылып жасайды механикалық аэраторлар бар болғ ан кезде, тоғ анның тү бін шайылып кетуден сақ тандыру ү шін, терең дікті ү ш метрге дейін кө бейтеді. Жасанды аэрациясы бар тоғ андарды бірнеше параллель каскадтардан (ү ш-беске дейін, бірақ екеуден аз емес) жасайды; тоғ андардың алдында тұ ндыру секцияларын бө лу жә не оларды тазартуды ойластыру ұ сынылады.

Аэрацияланбайтын тоғ андарда органикалық ластануларды микроорганизмдердің тотық тандыруы суда еріген оттегінің есебінен жү реді. Олардың шағ ын терең дігі судың кү н сә улелерімен жақ сы қ ызуына жә не жарық тануына ық пал етеді, осының нә тижесінде планктонды балдырлар жә не су тү біндегі жоғ ары ө сімдіктер қ арқ ынды дамиды. Ө сімдік организмдері микробтық метаболизмнің неорганикалық ө німдерімен қ оректенеді жә не ө з кезегінде микроорганизмдерді фотосинтез барысында пайда болатын оттегімен жабдық тайды. Аэрацияланатын тоғ андар ә деттегі тоғ андардан 5-10 есе тиімдірек. Суда еріген оттегі мө лшерінің артуына механикалық қ ондырғ ылардың есебінен қ ол жеткізіледі.

Жасанды аэрацияны механикалық аэраторлардың кө мегімен немесе судың қ абаты арқ ылы ауаны ү рлеу арқ ылы жү зеге асыруғ а болады.

Тоғ андарда жасанды аэрацияны қ олдану суды тазарту ү дерістерін айтарлық тай жылдамдатады, бірақ тотық тандырудың тө мен жылдамдығ ына орай судың тоғ андарда болуының қ ажетті ұ зақ тығ ы сонда да ө те жоғ ары.

Тотық тандыру ү дерістерінде су ө сімдіктері елеулі рө л ойнайды, олар биогенді элементтердің мө лшерінің тө мендеуіне ық пал етеді жә не су тоғ анының оттегі режимін реттеп отырады.

Органикалық синтез заводының жә не бірқ атар мұ най-химия кә сіпорындарының тө гінді суларды тазарту ү шін биологиялық тоғ андарды пайдалану тә жірибесі аса оң ды болып шық ты.

Осы қ ондырғ ылардың кемшіліктеріне тө мен тотық тандырғ ыш қ абілетті, жұ мыстың маусымдылығ ын, ү лкен аумақ тардың қ ажеттігін, басқ арылмайтындығ ын жә не тазартудың қ иындығ ын жатқ ызғ ан жө н.

Егер тө гінділерді терең тазартып біту қ ажет болса, тоғ андардан алынғ ан суды қ ұ м сү згілерде қ осымша тазартады.

Табиғ и жағ дайларда жұ мыс істейтін филтрация алаң дары, суландыру алаң дары жә не тотық тандыратын тоғ андар салыстырмалы шағ ын ө німділігімен ерекшеленеді Содық тан ү лкен қ алаларда жә не ірі ө неркә сіп кә сіпорындарында осыларғ а белсенді лайдың кө мегімен тазарту (аэротенктер) жә не биосү зу (биофилтрлер) жататын жасанды жасалғ ан жағ дайларда жұ мыс істейтін арнайы тазарту қ ондырғ ылары пайдаланылды.

Ә рбір тазарту қ ондырғ ысы биоценоздың қ алыптасуына ә сер ететін, тіршілік етуінің ө згеше жағ дайлары бар ерекше экологиялық қ уыс болып келеді. Қ ондырғ ы тұ рақ ты жұ мыс істеген кезде оның биоценозы қ алыптасқ ан трофикалық жә не ө зге байланыстары бар орнық ты, ө зін-ө зі реттеп отыратын жү йе болып табылады. Биценозды сипаты тазарту қ ондырғ ысының типімен жә не оның жұ мыс істеу режимімен анық талады.

Аэротенктер ә ртү рлі конструкциялар болуы мү мкін. Ә детте бұ л ұ зын, терең дігі 3-6 м, аэрацияғ а арналғ ан механикалық немесе пневматикалық қ ондырғ ымене – осылар арқ ылы ауа берілетін, тесіктері бар металл қ ұ бырларымен, кеуекті керамика пластиналармен немесм ә р типтегі механикалық араластырғ ыштармен жабдық талғ ан, 2-4 дә ліді ағ ынды резервуарлар.

Белсенді лаймен араласқ ан тө гінді су лай қ оспасы деп аталатын аэротенк арқ ылы ағ ып ө теді. Органикалық ластанулардың кө пшілік бө лігінің тотығ уы осы уақ ытта ө теді де, осының нә тижесінді су тазартады.

Аэротенкке келіп тү ске тө гінді суды ә ртү рлі организмдердің кү рделі биоценозы болып келетін белсенді лай ү здіксіз тазартып отырады. Белсенді лай қ оң ыр тү сті ұ лпалардың тү ріне ие; аэротенктен алынғ ан сұ йық ты тұ ндырғ ан кезде ол тұ нбағ а тү седі. Белсенді лайдың ұ лпалары негізінен бактериялық жасаушалардан тұ рады. Белсенді лайдың бактерияларының қ ұ рамына сыртқ ы факторлар жә не оның ішінде тө гінді сулардың сапалық жә не сандық қ ұ рамы ү лкен ә серін тигізеді. Қ ұ рамында уландыратын жә не баяу тотығ атын қ осылыстардың айтарлық тай мө лшері бар ө неркә сіптік тө гінді суларды тазартатын белсенді лайларда, оай тотығ атын органикалық заттарғ а бай шаруашылық -тұ рмыстық суларды немесе тө гінділердітазарту кезіндегі қ арағ анда, бактериялық мекендеушілер азырақ ә р алуан болып келеді.

Бифилтрлер ө зінің ө німділігі бойынша аэротенктерден артта қ алады. Олар осына микроорганизмдер биоқ абық тү зе отырып дамитын да, ірі тү йіршікті толтырма толтырылғ ан қ ондырғ ылар болып келеді. Бифилтрдің бетінде балдырлар айтарлық тай жиі дамиды, олар сұ йық тық тың ағ ынымен шайылып кетеді жә не терең ірек жатқ ан қ абаттарғ а келіп тү седі.

Септиниктер, немесе шірік тұ ндырғ ыштар осылар арқ ылы тө гінді сұ йық тық баяу (1-4 тә улік) ішінде ағ ып ө тетін резервулар болып келеді. Бұ л кезде тү сетін тұ нба кейін ұ зақ уақ ыт (6-12) ішінде анаэробты ыдырайды.Бір мезгілде оның зарарсыздануы жә не тығ ыздалуы жү реді. Быжығ ан кезде нашар иіс шығ аратын газдар бө лінеді. Септиктің ішіндегісі газдың шығ арылғ ан кө піршіктерінен, лай бө лшектерінен жә не онда дамығ ан микроорганизмдерден – кө пшілік бө лігінде зең ді саң ырауқ ұ лақ тардан тұ ратын қ ыртыспен жамылады.

Бақ ылау сұ рақ тары:

1.Тө гінді суларды аэробты тазартудың міндеті неден тұ рады?

2.Ө неркә сіптік тө гінді суларды аэробты тазарту ү шін қ андай қ ондырғ ылар пайдалануда?

3.Тө гінді суларды анаэробты тазарту ү шін қ андай тазарту қ ондырғ ылары пайдаланады?

4.Қ андай жағ дайларда тө гінді суларды тазарту ү шін аэротенктер-аэрофилтрлер қ олданылады?

5.Биофилтрлеу ү шін қ андай материалдар пайдаланылады?

6.Тө гінді суларды тазарту ү шін бифилтрлердің қ андай тү рлері пайдаланылады?

7.Ө ндірістік тө гінді суларды биологиялық тазарту қ андай жағ дайларда мақ сатқ а лайық тырақ?

8.Биофилтрлер ү шін қ андай жү ктемені қ олданады?

9. Тө гінді суларды анаэробты тазарту ү шін қ андай микроорганизмдер пайдаланылады?

Пайдаланылғ ан ә дебиеттер:

1.Джусупова Д.Б Экологиялық биотехнология. – Алматы 2013

2. Джусупова Д. Б. Технологии очистки природных и производственных сточных вод.- Алматы, КазНПУ им.Абая, 2006.

3.Ақ басова А.Ж., Саинова Н.Ә. Экология. – Алматы, 2003