Микрофлора и микрофауна биопленки, состав бактериального населения и факторы, определяющие его. Биологические фильтры.

Биологическая пленка по биологическим и химическим компонентам сходна с активным илом.

Внеклеточные полимеры, синтезируемые бактериями и входящие в состав биопленок, состоят главным образом из полисахаридов, белков и полиуроновых кислот. Они составляют 50-80% массы органического вещества пленок и определяют их механические и физические свойства. Биопленка биофильтров, предназначенных для очистки сточной воды, представляет собой слизистые обрастания материала загрузки толщиной не более 3 мм. Их морфология и толщина зависят от состава стока, скорости движения жидкости над поверхностью пленки и свойств формирующих ее микроорганизмов.

Организмы биопленки извлекают из сточной жидкости необходимые им питательные вещества и используют их в процессах конструктивного и энергетического обмена.

Особенность биопленки состоит в том, что с очищаемой жидкостью контактирует только ее поверхностный слой. Морфология пленок довольно сложна: в них наблюдаются пустоты, каналы, каверны, поры и филаменты с клетками, агрегированными в кластеры и слои. В целом же можно считать, что у поверхности, контактирующей с жидкостью или газом, находятся наиболее активные клетки микроорганизмов и наиболее интенсивно протекают биохимические процессы окисления. Внутренние слои, обращенные к носителю, испытывают дефицит кислорода, в них развиваются аноксигенные и анаэробные процессы.

Для образования пленки через биофильтр пропускают бытовые сточные воды. Когда пленка, разрушающая бытовые стоки, разрастается, постепенно добавляют промышленные сточные воды. Пленка может расти два-три месяца.

Состав организмов в биологической пленке разнообразнее, чем в активном иле; в ней находятся бактерий, актиномицеты, грибы, вирусы, простейшие, водоросли, членистоногие.

В пленке биофильтров развивается разнообразная фауна: рачки, черви, личинки, насекомые, клещи. Питаясь простейшими и биомассой отмершей биопленки, они способствуют более полной минерализации органических веществ и очистке сточных вод. Черви разрыхляют биологическую пленку и улучшают аэрацию биофильтра. Большой вынос червей с биофильтра - показатель накопления пленки в каком-то его участке, что может вызвать заиливание фильтра.

В биопленке на освещенных участках могут развиваться водоросли, а также цианобактерии.

Для работы очистных сооружений наиболее универсальны протококковые водоросли, которые от автотрофного питания могут переходить к гетеротрофному и усваивать различные источники углерода и азота. В отличие от других представителей микрофлоры очистных сооружений водоросли могут полностью утилизировать фосфор.

Значительную роль при очистке сточных вод на полях фильтрации играют нитрифицирующие бактерии, количество которых в 100 раз больше, чем в обычной окультуренной почве. Вместе с водой они поступают в нижние горизонты почвы, где восстанавливаются денитрифицирующими бактериями с окислением оставшихся в жидкости органических соединений.

На полях орошения в состав биоценоза входят также высшие растения, удаляющие из почвы биогенные элементы. Корни растений улучшают структуру и аэрацию почвы, а корневые выделения способствуют развитию ризосферной микрофлоры.