.: 8-495-771-14-07


АКТИВНЫЙ ИЛ

Активный ил - это взвешенная в воде активная биомасса, осуществляющая процесс очистки сточных вод в аэробных биоокислителях (аэротенки, окситент и т.д.). Активный ил — сложное сообщество микроорганизмов различных систематических групп и некоторых многоклеточных животных. Активный ил биоокислителей формируется под влиянием химического состава обрабатываемой сточной воды, растворенного в ней кислорода, температуры, рН и окислительно-восстановительного потенциала. По внешнему виду активный ил представляет собой хлопья светло-серого, желтоватого или темно-коричневого цвета, густо заселенные микроорганизмами, заключенными в слизистую массу. Средний размер хлопьев 1—4 мм, но в зависимости от условий в биоокислителе он может изменяться от долей миллиметра до 30—40 мм. Хлопьеобразование — процесс сложный, и механизм его до конца не выяснен. Часто его объясняют накоплением на поверхности клеток внеклеточных полимеров (в основном полисахаридов и белков), имеющих анионоактивные и неионогенные группы и способных вести себя как полиэлектролиты. Взаимодействие высокомолекулярных полимеров приводит к возникновению между отдельными клетками связующих мостиков и образованию сложной структуры хлопьев активного ила. Способность активного ила образовывать хорошо оседающие хлопья — важнейшее его свойство, т.к. эффективность очистки сточных вод в аэротенках в значительной степени зависит от последующего процесса отделения активного ила от очищенной воды. Способность активного ила к оседанию характеризуется значением илового индекса. Образовывать хлопья способны многие роды бактерий. Благодаря очень развитой поверхности хлопьев активного ила (около 100 м на 1 г сухого вещества) на них сорбируются коллоидные и взвешенные вещества, в результате чего хлопья активного ил представляют собой сложную совокупность микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности и инертных частиц. Активному илу присуща способность удерживать большое количество воды в оснновном в связанном состоянии. С повышением концентрации активного ила в сточной воде доля связанной воды в нем увеличивается.
Биохимическая активность активного ила — способность его к изъятию и окислению органических примесей сточных вод — оценивают по скорости потребления кислорода и по содержанию в нем ферментов. В том и другом случаях результат относят к 1 г беззольного вещества активного ила. При оценке биохимической активности активный ил по ферментам определяют содержание в нем отельных групп оксиредуктаз, каталаз, дегидрогеназ, цитохромов. Чаще определяют дегидрогеназную активность активного ила, по которой оценивают работу аэрационных сооружений, состояние активного ила, токсичность сточных вод. При этом учитывают, что яды блокируют активность дегидрогеназ.
Активный ил аэротенков подвержен вспуханию, которое чаще всего связывают с развитием нитчатых бактерий и некоторых грибов. При вспухании структура хлопьев активного ила резко видоизменяется. Хлопья увеличиваются в размере, становятся рыхлыми. Вспухший активный ил, обладающий чрезвычайно развитой поверхностью, имеет повышенную окислительную способность, может интенсивно использовать углерод некоторых трудноокисляемых веществ, потребность в азоте и фосфоре у нитчатых бактерий существенно ниже, чем у обычных флокулирующих бактерий. Однако на практике использовать эти потенциальные преимущества вспухшего ила затруднительно. Пружинящие нити бактерий, пронизывая хлопья, препятствуют их осаждению. Вспухший активный ил выносится из вторичных отстойников, ухудшая качество очищенной воды. При вспухании очень сложно поддерживать необходимую дозу активного ила в аэротенке, что также влияет на качество очистки. Активный ил с развитой нитчатой микрофлорой выгодно использовать для очистки производственных сточных вод с недостаточным количеством биогенных элементов. Эффективная очистка таких вод возможна при установке в аэротенке вертикальных сит, через которые проходит поток воды. Нитчатые организмы, закрепляясь на этих ситах, хорошо очищают воду. Ил, прошедший через сито, легко осаждается во вторичном отстойнике. Вспухание активного ила наблюдается при избытке углеводов в очищаемой воде или недостатке биогенных элементов, при уменьшении концентрации растворенного кислорода или резком изменении нагрузки на активный ил. Универсального способа борьбы со вспуханием активного ила не найдено вследствие многообразия причин, вызывающих это явление. В условиях городских очистных станций бороться с развившимся вспуханием довольно трудно. При незначительном количестве нитчатых организмов в иле целесообразно уменьшение нагрузки на него. В качестве одной из мер рекомендуется подщелачивание воды до рН 9...9,4.
Химический состав активного ила обусловлен составом клеточного вещества микроорганизмов. Сухое вещество активного ила состоит из органической (беззольной) части и золы и представляет собой примеси, присутствовавшие в исходной сточной воде и трансформированные в биомассу, а также вещества, адсорбированные хлопьями активного ила. Элементный состав беззольной части активного ила (как и состав клеточного вещества) определяется основными органогенами: углеродом, кислородом, водородом, азотом. Соотношение этих элементов в беззольном веществе активного ила зависит от состава обрабатываемых сточных вод, технологического режима очистки и может существенно изменяться. В среднем на долю углерода приходится 50—52%, кислорода 29—33%, водорода 6—8%, азота 8—12%, беззольного вещества активного ила. Соотношение элементов в активном иле определено в 1952 и представлено в виде "формулы" клеточного вещества C5P7NO2. Эта формула используется для всех расчетов, связанных с кинетикой биохимических процессов очистки воды и синтезом клеточного вещества, точность ее для практических целей оказывается достаточной. Значение удельной ХПК активного ила с таким соотношением основных органогенов составляет 1,42 мг/мг.
Примерно 75—80% беззольного вещества активного ила приходится на долю белков, жиров и углеводов, остальные 20—-25% составляет негидролизуемый остаток. Более всего в активном иле белков, содержание которых колеблется в среднем от 40 до 60% (в расчете на беззольное вещество). Количество белков в активном иле не постоянно и зависит от его видового состава - и возраста. Углеводы составляют 3—20%, жиры 10—30%. Зольность активного ила колеблется в очень широких пределах — от 10 до 40%, для активного ила городских очистных станций она обычно составляет 25—30%. В зольной части активного ила обнаруживаются все элементы, присущие клеткам организмов (Р, S, К, Na, Ca, Mg, Fe и т.д.). Однако в активном иле по сравнению с клеточным веществом значительно возрастает содержание железа и кремния. При биологической очистке жесткой воды в хлопке активного ила обнаруживается нерастворимый фосфат кальция, увеличивающий плотность хлопьев.