Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции "Оптимизация обращения с отходами производства и потребления"-2003
(Ярославль, 15-16 апреля 2003 г.):

О применении экспресс-метода для контроля работы биологических очистных сооружений

Быкова Стефания Павловна, доцент Северодонецкого технологического института Восточноукраинского национального университета имени Владимира Даля, к.б.н. (Северодонецк, Украина)

Одним из эффективных методов очистки сточных вод является биологический, как надежное мероприятие по защите водоемов от загрязнения. Метод основан на способности водных микроорганизмов использовать для своей жизнедеятельности различные растворенные органические и некоторые минеральные вещества, как сероводород, аммиак, нитриты, нитраты. Нормальная эксплуатация искусственных биологических очистных сооружений возможна лишь при знании состава и физиолого-биохимической активности микроорганизмов, условий, которые способствуют более быстрой переработке ими веществ, содержащихся в сточных водах.

Применяющийся сейчас контроль за работой очистных сооружений осуществляется при помощи довольно сложных химических, микробиологических и микроскопических анализов. От оперативности и скорости выполнения анализов зависит управление технологическим процессом биологической очистки. К сожалению, получение результатов анализов нередко отстает во времени от управления технологическим процессом при случае нарушения режима эксплуатации сооружений.

Для повышения эффективности экологического контроля работы сооружений предлагается применение экспресс-метода.

Одним из таких методов является определение ферментативной активности микроорганизмов активного ила. Способность микроорганизмов разрушать органические загрязнения воды определяется наличием и активностью их ферментов. Известно шесть классов ферментов: оксиредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы. Все они очень важны в процессе очистки воды. Особенно большая роль принадлежит оксиредуктазам, осуществляющим первые этапы разрушения соединений сточных вод до более простых, которые затем подвергаются деструкции с помощью других ферментов.

Среди оксиредуктаз самый распространенный способ окисления субстрата (загрязнения) происходит под воздействием дегидрогеназ. При этом окисление субстрата обязательно сопровождается сопряженным восстановлением какого-либо соединения, т.е. реакция является окислительно-восстановительной. Схематически ее можно представить так: SH2 + E - EH2 + S. Субстрат S, отдавший водород, называется донором, а фермент, принявший водород — акцептором.

Суть процесса определения дегидрагеназной активности микроорганизмов состоит в следующем: бесцветный водный раствор 2,3,5-трифенилтетразолия хлорида (ТТХ) под воздействием дегидрогеназ бактериальных клеток превращается в трифенилформазан (ТФФ) красного цвета.

Чем больше фермента дегидрогенезы, тем интенсивнее красный цвет исследуемой пробы воды, тем больше деструкция загрязнений в сточной воде микроорганизмами, тем эффективнее очистка. Выполнение анализа осуществляется так: в пробирку к 10 мл сточной воды (или ее компоненту) добавить 1 мл 0,03%-ного водного раствора ТТХ и 1 мл иловой жидкости из аэротенка. С целью ускорения процесса можно добавить 1 мл 0,5%-ного раствора пептона. Одновременно готовят контрольную пробу, которая содержит те же компоненты, но без сточной воды, взамен ее добавляют 10 мл водопроводной воды. Пробирки закрыть резиновыми пробками, перемешать содержимое. Температура проведения опыта в пределах комнатной температуры, но для ускорения получения результата можно пробирки поместить в термостат при температуре 30±1СО, через 30–60 минут (максимум 2 часа) отмечают появление розовой или красной окраски в опытной пробирке. Отсутствие окраски в опытной пробирке или уменьшение ее интенсивности по сравнению с контролем (без сточной воды) свидетельствует о наличии токсичного действия сточных вод на микроорганизмы и служит сигналом для немедленного тщательного анализа сточных вод, поступающих на биологические очистные сооружения. Этим методом можно проверить и ход процесса микробиологической очистки воды в аэротенках, в регенераторах активность ила во вторичных отстойниках. Эффективным этот метод оказывается при контроле процесса аэробной стабилизации осадков (избыточный активный ил или смесь его с сырыми осадками первичных отстойников хозбытовых сточных вод). Стабилизированным считается осадок при активности по формазону 0,05–0,1 мг/г на сухую массу. Метод можно применить и для контроля качества очищенной и доочищенной воды, в которой дегидрогеназная активность - в следовых концентрациях. Таким образом, экспресс-метод определения фермента дегидрогеназы является наиболее практически эффективным наряду с выполнением остальных показателей качества очистки загрязненных вод, позволяющим быстро отреагировать на нарушение биохимических процессов ассоциатов микроорганизмов - деструкторов и принять меры для нормализации процесса.