Quot; ~ Чтах ' ^OTCTJ 3 страница

Одним из органогенов — элементов развития любого микроорганизма — является азот. Поэтому на практике большое значение приобретает биохими­ческий распад белков. В аэробных условиях белковые молекулы под влиянием ферментов, выделяющихся микроорганизмами, расщепляются на более прос­тые вещества. Этот распад происходит через альбумины и пептоны до амино­кислот¹. Часть аминокислот используют в качестве пластического и энергети-

Много бактерий содержат фермент триптазу и непосредственно расщепляют белки на аминокислоты, минуя стадию пептона.

РАЗДЕЛ II. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

ческого материала микроорганизмы в процессе роста, которые являются со­ставляющими активного ила, биологической пленки или органоминерального комплекса почвы. Часть аминокислот дезаминируется, образуя аммиак, воду и С0₂. В анаэробных условиях аммиак растворяется в воде, образуя аммония гидроксид. Последний связывается угольной кислотой, образуя аммония кар­бонат. Схематически это выглядит так:

NH₃ + Н₂0 -> NH₄OH;

2NH₄OH + Н₂С0₃ -> (NH₄)₂C0₃ + 2Н₂0.

Из азота, использованного в качестве пластического материала для синте­за активного ила, биологической пленки или органоминерального комплекса почвы, в процессе биохимического окисления образуется также углекислый аммоний:

Азотсодержащие органические вещества попадают в сточную воду в виде не только белка, но и продуктов обмена веществ, в частности мочевины. Моче­вина под влиянием уробактерий и их фермента уреазы гидролизуется и обра­зует как при окислении активного ила, так и при дезаминировании аминокис­лот, углекислый аммоний:

Образуемый во время дезаминирования, самоокисления активного ила, гидролиза мочевины и других продуктов обмена углекислый аммоний со вре­менем претерпевает биохимическое окисление при помощи аэробных бакте­рий. Этот процесс, получивший название нитрификации, осуществляется в две фазы. В первую фазу аммонийные соли преобразуются в азотистые соединения (нитриты) бактериями из рода Nitrosomonas, а во вторую — в азотные (нитраты) бактериями рода Nitrobacter. Течение реакции (по СМ. Строганову) следующее:

(NH₄)₂C0₃ + 30₂ «* 2HN0₂ + С0₂ + ЗН₂0 + 148 кал;

2HN0₂ + 0₂ <^ 2HN0₂ + 44 кал.

Таким образом, азотная кислота в виде минеральных солей (нитратов) яв­ляется конечным продуктом окисления белковых веществ и продуктов их

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

обмена в животном и растительном организмах. В связи с этим по количеству нитратов судят об успешности и полноте процесса биохимического окисления органических веществ, в состав которых входит белок.

Процесс нитрификации связан с выделением тепла и поэтому играет нема­ловажную роль во время эксплуатации сооружений биохимической очистки сточных вод в зимнее время. Кроме того, в процессе нитрификации накаплива­ется кислород. Последний может быть использован для биохимического окис­ления органических безазотистых веществ, когда уже полностью растрачен свободный (растворенный) кислород. Под воздействием денитрифицирующих бактерий кислород отщепляется от нитритов и нитратов и вторично использу­ется для окисления органического вещества.

Под денитрификацией в широком смысле слова понимается восстановле­ние бактериями солей азотной кислоты (нитратов) независимо от того, образу­ются ли при этом соли азотистой кислоты, окислы азота, аммиак или свобод­ный азот. Степень восстановительного действия бактерий, помимо их биохи­мических особенностей, зависит также от состава среды, его реакции и других условий. Так, в щелочной среде и при свободном поступлении воздуха восста­новительный процесс не идет дальше образования солей азотистой кислоты; в кислой среде и при затрудненном поступлении кислорода процесс восстанов­ления ограничивается образованием аммиака.

Денитрификацией в более узком значении слова называют распад азотно-и азотистокислых солей (нитратов и нитритов) с выделением свободного азота. Не имея свободного кислорода или располагая им в ограниченном количестве, денитрифицирующие бактерии берут его у солей азотной и азотистой кислот и одновременно окисляют безазотные органические соединения, получая вслед­ствие этого окислительного процесса необходимую им энергию. Азотом нит­ратов они также пользуются для построения своей плазмы. Этот сложный про­цесс, одновременно восстановительный и окислительный, может быть пред­ставлен (по Омелянскому) таким уравнением:

5С + 4KN0₃ = 2К₂С0₃ + ЗС0₂ + 2N₂,

где С — органический углерод.

Нитратный азот сначала восстанавливается до закиси азота, содержащего­ся в газах, которые выделяются при денитрификации:

2KN0₃ + 2С = N₂0 + К₂С0₃ + С0₂.

Закись азота затем распадается с выделением свободного азота (по Бейе-ринку):

2N₂0 + С - 2N₂ + С0₂.

Процесс денитрификации протекает в три фазы:

2HN0₃ -> 2HN0₂ + 0₂; 2HN0₂ -» промежуточный продукт + 0₂; промежуточный продукт -> N₂ + Н₂0 + О.

РАЗДЕЛ И. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Источником энергии для денитрифицирующих бактерий могут служить углеводы, спирты, органические кислоты, пептон, аспарагин, мочевина, дру­гие органические соединения. Обобщенное уравнение, по которому происхо­дит окисление, например глюкозы, благодаря восстановлению калия нитрата (селитры), примет вид (по Корсаковой):

5С₆Н₁₂0₆ + 24KN0₃ = 12К₂С0₃ + 18С0₂ + 12N₂ + 30Н₂О.

Процесс денитрификации сопровождается бурным выделением газов — смеси азота и углекислоты, иногда с примесями азота закиси.

Таким образом, при биохимической очистке сточной воды одновременно с окислительными протекают и восстановительные процессы денитрифика­ции. Микроорганизмы потребляют кислород образуемых при этом азотистых соединений. Этот процесс очень важен в начальной стадии очистки сточной воды на всех без исключения сооружениях биохимической очистки в пусковой период (биологического созревания) и для тех участков биологических фильт­ров и аэротенков, где нарушено поступление кислорода. Процессом денитри­фикации обусловливается отрицательный баланс азота в процессах биохи­мической очистки, так как значительная часть азота в молекулярном виде вы­деляется в атмосферу. Обычно этим объясняется низкий уровень нитритов и нитратов в очищенной активным илом сточной воде.

Часть нитратов, образовавшихся при биохимическом окислении органи­ческих веществ сточной воды, усваивается растениями (если сточные воды по­ступают в почву), а часть — денитрифицируется. Азот нитратов может быть использован также для биосинтеза активного ила аэротенков или биологичес­кой пленки биофильтров. Схематически это можно изобразить так:

Аэробные процессы биохимической очистки протекают в строгой после­довательности. Так, органические вещества, которые содержат углерод и име­ют низкую степень окисления, окисляются в первую очередь, а уже затем нит­рифицируются. В природных условиях процессы биохимического окисления, являющиеся ведущими в самоочищении поверхностных водоемов, протекают сравнительно медленно, в течение нескольких суток. Установлено, что 10 мг азота окисляется до нитритов за 15 сут, а 10 мг нитритов превращаются в нит­раты за 40 сут. Понятно, что в искусственных канализационных сооружениях биологической очистки сточных вод указанные процессы нужно определенным образом интенсифицировать, чтобы предотвратить накопление сточной воды и приблизить скорость ее очистки к скорости образования.

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

При благоприятных условиях процессы биологической очистки сточных вод могут протекать нормально. Для этого необходимы три участника биохи­мического процесса: органическое вещество сточных вод, аэробные микроор­ганизмы и кислород воздуха. Задание технологического процесса на сооруже­ниях биологической очистки сводится к столкновению названных элементов в оптимальных соотношениях. Этим обусловливается то, что, во-первых, био­логическая очистка возможна при поступлении хозяйственно-бытовых или близких к ним по составу промышленных (например, предприятий пищевой промышленности) сточных вод, содержащих значительное количество органи­ческих веществ. Во-вторых, обязательным условием эффективной биологиче­ской очистки на искусственно созданных сооружениях, моделирующих про­цессы самоочищения в водоемах, является аэрация сточных вод. В-третьих, биологическая очистка происходит в указанных сооружениях благодаря фор­мированию специализированного микробиоценоза, который в сооружениях, мо­делирующих самоочищение в водоемах, называется активным илом, а в соору­жениях, моделирующих самоочищение в почве, — биологической пленкой.

Под активным илом подразумевают биоценоз (или культуру) микроорга­низмов-минерализаторов, которые связаны между собой синтезированным ими органическим веществом в виде хлопьев, способных сорбировать на поверх­ности органические вещества и окислять их в присутствии кислорода воздуха, растворенного в воде. В состав активного ила входят сапрофитные водные ба­ктерии, простейшие (например, свободноплавающие и прикрепленные инфу­зории, коловратки и т.д.), грибы, нитчатые водоросли, нематоды (при условии нехватки кислорода).

Активный ил формируется и накапливается в зоне аэрации сооружений, моделирующих процессы самоочищения в водоемах. Такими искусственными сооружениями являются аэротенки, компактные канализационные установки заводского изготовления и их прототипы, аэротенки-осветлители колонного и коридорного типов, симбиотенки и др.

В природных водоемах в состав биоценоза, обеспечивающего процессы са­моочищения, в том числе и при поступлении недостаточно очищенных сточных вод, кроме микроорганизмов, входят фито- и зоопланктон и рыбы различных видов. Следует подчеркнуть, что ни из каких (экологических, гигиенических, экономических и др.) соображений не может быть оправданным использова­ние рек и других поверхностных водоемов в качестве очистных сооружений. Хотя, безусловно, за счет процессов самоочищения в реках происходит доочист­ка сточных вод, прошедших биологическую очистку на искусственно создан­ных канализационных сооружениях.

Под биологической пленкой, которая формируется в сооружениях, модели­рующих самоочищение в почве (биологические фильтры — капельные, аэро­фильтры, башенные биофильтры и др., песчано-гравийные фильтры) подразу­мевается биоценоз (или культура) микроорганизмов-минерализаторов, которые прикреплены к поверхности фильтрующего загрузочного материала и способ­ны сорбировать на поверхности органические вещества и окислять их в присут­ствии кислорода воздуха.

________ РАЗДЕЛ П. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Процесс биологической очистки сточной воды на всех искусственных ка­нализационных сооружениях делится на два этапа: 1) биологического созре­вания активного ила или рабочей биологической пленки (пусковой период); 2) стационарного процесса (эксплуатационный период).

Период биологического созревания в аэрационных сооружениях с актив­ным илом — это период, в течение которого развивается оптимальное количе­ство активного ила, адаптированного относительно конкретного режима рабо­ты сооружения, объема и качества сточной воды. В этот период поверхность загрузочного материала биологических фильтров, песчано-гравийных фильт­ров, дисков симбиотенков покрывается биологической пленкой. Процесс в наи­лучших условиях (в летнее время года) длится 3—4 нед в аэрационных соору­жениях с активным илом при их работе в замкнутом режиме и 1—2 мес — в биологических фильтрах. В другие сезоны года период биологического со­зревания может длиться до 6 мес. Это следует учитывать при строительстве очистных сооружений и стремиться завершить пусконаладочные работы на очистных канализационных станциях в теплое время года. Благодаря интенси­фикации, за счет внесения в зону аэрации очистных сооружений активного ила действующих сооружений в количестве 5—30% объема зоны аэрации или сухо­го активного ила, период биологического созревания аэрационных сооружений может завершиться в течение 1—2 нед. Это имеет очень важное природоох­ранное значение, так как в период биологического созревания в очистных со­оружениях недостаточно очищенные (после отстойника) или совсем неочи­щенные сточные воды от объекта канализования сбрасывают в поверхностные водоемы, загрязняя их.

В период стационарного процесса работы аэрационных установок разли­чают пять фаз работы активного ила. Подобная фазность стационарного про­цесса характерна и для "работы" биологической пленки в сооружениях, кото­рые воспроизводят процессы самоочищения в почве. Первая фаза — биосорбции органического вещества хлопьями активного ила (биологической пленки) — длится не более 30 мин. За это время органические вещества сточной воды, ко­торые находятся в растворенном состоянии (в виде молекулярных и коллоид­ных растворов) и мелких суспензий, сорбируются на поверхности микроорга­низмов активного ила или биологической пленки. Во второй фазе — фазе де­карбонизации, длящейся от 1 до 4 ч, происходит биохимическое окисление легко окисляемых углеродсодержащих органических веществ сточной воды, микроорганизмами активного ила (биологической пленки) до углекислого газа и воды. Процесс окисления сопровождается выделением энергии, которую мик­роорганизмы активного ила (биологической пленки) используют для синтеза вещества собственной биомассы. Третья фаза — фаза синтеза клеточного вещес­тва активного ила (биологической пленки) из остатков органических веществ сточной воды за счет энергии, освободившейся во второй фазе. Количество ор­ганического субстрата, переходящего в новые клетки, составляет почти 65%. Суммарная продолжительность этой фазы в зоне аэрации комбинированных аэрационных сооружений или аэротенках и регенераторах составляет почти 20 ч в стационарном процессе очистки сточной воды. При беспрерывной аэра-

Рис. 45. Фазы стационарного процесса работы аэрационных сооружений с активным илом: 1 — кривая роста чистой бактериальной культуры (млн/мл); 2 — концентрация активного ила; 3 — БПК5 (мг Ог/л); I—V — соответственно лаг-фаза, фаза логарифмическая, стационарная, отми­рания и конечного заката

ции сточной воды свыше 20—24 ч происходит четвертая фаза стационарного процесса — фаза эндогенного дыхания, или окисления органического вещест­ва клеток активного ила. Завершается она через 2—3 сут аэрации активного ила. При более продолжительной аэрации (свыше 2—3 сут) наступает пятая фаза — фаза нитрификации и денитрификации, которая чаще и полнее проте­кает в сооружениях, воспроизводящих процессы самоочищения в почве.

В указанные фазы стационарного процесса происходят определенные из­менения массы активного ила. При этом также выделяют 5 фаз (рис. 45). Пер­вой фазе — биосорбции стационарного процесса отвечают лаг- и логарифми­ческая фазы интенсивного прироста массы активного ила и резкого снижения в сточной воде концентрации органических веществ за счет их биосорбции. Вторая фаза — фаза замедленного роста — отвечает фазе декарбонизации ста­ционарного процесса. Третья фаза — фаза стационарной, или относительно постоянной, массы активного ила, отвечает третьей фазе биохимического про­цесса очистки сточной воды, то есть синтезу активного ила. Она длится до тех пор, пока не исчерпается все органическое вещество, накопленное клетками микроорганизмов активного ила. Четвертая фаза — фаза отмирания или по­степенного уменьшения массы активного ила — отвечает фазе эндогенного ды­хания, или самоокисления активного ила. Органическое вещество клеток био­массы активного ила окисляется до конечных продуктов — NH₃, C0₂ и Н₂0. Это способствует уменьшению общей массы активного ила в аэрационном со­оружении. Пятая фаза получила название фазы конечного заката и отвечает процессам нитрификации и денитрификации. Она наблюдается во время ста­ционарного процесса работы аэрационных сооружений при их беспрерывной аэрации свыше 24 ч. В эту фазу минерализуется активный ил. Чаще всего это бывает в стационарном процессе работы очистных канализационных сооруже­ний, которые моделируют процессы самоочищения в почве.

РАЗДЕЛ П. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Знание фазности стационарного процесса биологической очистки сточ­ных вод имеет важное значение не только для инженерно-технической служ­бы, но и для практической деятельности врача-профилактика. Деление стацио­нарного процесса на фазы имеет условный характер, так как в I фазу могут протекать процессы II и даже III. Точно так же во II фазу возможны превраще­ния, свойственные другим фазам. Но, несмотря на условность, знание этих фаз, их научно обоснованное выделение в стационарном процессе биохимиче­ской очистки дало возможность предложить ряд аэрационных канализацион­ных сооружений с активным илом, в которых преобладают те или другие фазы процесса. Так, на основании использования лишь I фазы процесса биохимиче­ской очистки с целью удаления органических веществ из сточной воды пред­ложены аэротенки с контактно-стабилизированным процессом. В таких аэро-тенках биохимическая очистка сточных вод происходит в течение 20—30 мин. После этого биомасса отделяется от биологически очищенной сточной жидкос­ти во вторичных (чаще всего радиальных) отстойниках и направляется в ста­билизаторы активного ила. Там происходят II, III и, иногда частично, IV фазы процесса, которые совпадают с соответствующими фазами изменений актив­ного ила. Такой активный ил вновь способен к сорбции органического вещества сточных вод. Поэтому та его часть, которую называют возвратным активным илом, возвращается в аэротенки с контактно-стабилизационным процессом, а избыточный активный ил из стабилизаторов направляется для обезврежива­ния в метантенки.

Две первые фазы процесса использованы на очистных канализационных станциях аэротенков, которые предусматривают неполную очистку или с "продленной аэрацией". У них биологическая очистка сточной воды длится почти 4 ч. За это время происходят фазы биосорбции и декарбонизации, после чего сточная вода поступает во вторичные отстойники, где освобождается от активного ила. Возвратный активный ил направляется в регенераторы, где происходят III и, иногда, частично, IV фаза процесса, которые совпадают с со­ответствующими фазами изменений активного ила. После этого ил возвраща­ют в аэротенки. Избыточный активный ил из вторичных отстойников направ­ляют на обезвреживание в метантенки (рис. 46).

Первые три фазы стационарного процесса биологической очистки про­исходят в аэротенках на полную очистку, в которых аэрация сточной воды

Рис. 46. Технологическая схема работы одноступенчатого аэротенка на неполную

биологическую очистку:

1 — первичный отстойник; 2 — аэротенк; 3 — вторичный отстойник; 4 — насосная станция;

5 — избыточный активный ил; 6 — циркулирующий активный ил; 7 — регенератор

Рис. 47. Технологическая схема работы одноступенчатого аэротенка на полную

биологическую очистку:

1 — аэротенк; 2 — циркулирующий активный ил; 3 — насосная станция; 4 — вторичный

отстойник; 5 — первичный отстойник; 6 — избыточный активный ил

длится до 20 ч. В этом случае возвратный активный ил из вторичных отстойни­ков сразу же возвращается в аэротенки, а избыточный — направляется в метан-тенки на обезвреживание (рис. 47).

Кроме аэротенков, на неполную очистку с использованием первых двух фаз стационарного процесса рассчитаны аэротенки-осветлители конструкции НИКТИ городского хозяйства г. Киева.

Все четыре фазы стационарного процесса использованы для создания аэ-рационных канализационных сооружений с "суммарным" или "полным" окис­лением сточной воды. К ним относятся прототипы компактных установок за­водского изготовления: ЦОК, APT и собственно компактные установки типа КУ-12, КУ-25, КУ-200, УКО-25, УКО-100, БИО-25 и др.

Биологические пруды — искусственно созданные неглубокие водоемы в почвах, где отсутствует или происходит их слабая фильтрация. При небла­гоприятных в фильтрационном отношении грунтах осуществляют проти-вофильтрационные меры. В таких искусственных водоемах биологическая очистка городских, производственных и ливневых (дождевых) сточных вод протекает в условиях, приближенных к природным. В биологических прудах можно интенсифицировать биологическую очистку и доочистку сточных вод за счет: 1) более низких скоростей движения воды; 2) незначительной глубины; 3) более интенсивного развития микроорганизмов (в отличие от природных поверхностных водоемов в 1 м³ воды биологического пруда био­ценоз микроорганизмов занимает площадь в 20 м²); 4) использования в био­логических прудах высших водных растений — камыша обыкновенного, ро­гоза узколистного, аира и др.; 5) искусственной аэрации (в соответствии со СНиП 2.04.03-85 п. 6.199 допускается проектирование биологических пру­дов как с природной, так и искусственной пневматической или механической аэрацией).

________ РАЗДЕЛ II. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

В качестве самостоятельных сооружений для очистки сточных вод биоло­гические пруды используют таким образом: сточные воды после отстаивания непосредственно перед выпуском в пруд разводят речной водой в 3—5 раз и медленно в течение 2—3 сут, пропускают через пруд. Глубина пруда — от 0,6 м (в начальной части) до 1,5 (перед местом выпуска). Незначительная глубина способствует аэрации всей толщи воды и ее прогреванию, т. е. созда­ются благоприятные условия для биологических окислительных процессов.

Выпускать сточные воды в биологические пруды и отводить из них после очистки для обеспечения полного и равномерного обмена воды рекомендуют в нескольких точках. Этого условия удается придерживаться при устройстве биологических прудов прямоугольной (в плане) формы.

Сточные воды очищают в биологических прудах в аэробных и анаэробных условиях. Аэробные биологические пруды имеют глубину до 1 м, анаэробные — 2,5—3 м, площадь — до 1 га. Нагрузка органических веществ на анаэробные биопруды по БПК₂о для бытовых сточных вод составляет 300—350 кг/га в сутки.

Аэробные биологические пруды с природной аэрацией можно исполь­зовать для очистки сточных вод с концентрацией органических веществ по БПК₂₀ не выше 200 мг 0₂/л, с искусственной аэрацией — не выше 500 мг 0₂/л в IV климатическом поясе в течение года. Там они могут быть использованы как основное средство для очистки сточных вод, если последние невозможно использовать для сельскохозяйственного орошения.

Поскольку зимой во II и III климатических поясах биологические пруды промерзают, их рекомендуют использовать для биологической очистки сточ­ных вод лишь в теплое время года или в комбинации с другими очистными со­оружениями. Если БПК₂₀ сточных вод, поступающих в биологические пруды, превышает 500 мг 0₂/л, нужно позаботиться об их предварительной очист­ке. Перед биологическими прудами следует ставить решетки с прозорами до 16 мм и отстаивать сточные воды в течение 30 мин. Гидравлическая нагрузка на 1 га поверхности аэробных биологических прудов для сточных вод, проше­дших отстаивание в первичных отстойниках, не должна превышать 250 м³/га в сутки. СМ. Строганов доказал, что такие биологические пруды работают эф­фективно при нагрузке 250—300 м³/га в сутки. После биологических прудов с искусственной аэрацией нужно предусматривать отстаивание очищенной воды. Продолжительность отстаивания должна составлять 2—2,5 ч. Отводят очищенную воду через сборное устройство. Его оборудуют ниже уровня воды на 0,15—0,2 глубины биологического пруда. Хлорируют сточную воду лишь после биологического пруда. Концентрация остаточного хлора в воде после контакта не должна превышать 0,25—0,5 г/м³.

Эффективность очистки сточных вод от органических (по БПК₂₀) и бакте­риальных загрязнений в таких биологических прудах достаточно высокая, но только в теплое время года.

Аэробные биологические пруды с природной аэрацией используют как се­рийные без разбавления речной водой. Они состоят из 4—6 секций, через кото­рые сточные воды проходят последовательно после отстаивания. Глубина пру­дов составляет 0,6—0,8 м. Гидравлическая нагрузка на 1 га поверхности таких

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

прудов должна составлять 125 м³/га в сутки в теплый период года, т. е. в мае — октябре. Зимой эти пруды не работают. В первой секции очистка сточных вод происходит за счет фильтрации через фашинник, на котором хорошо форми­руется биологическая пленка. В этой секции преобладают анаэробные процессы распада органических веществ и полисапробная флора и фауна. В следующих секциях появляется растворенный кислород. В последней секции преобладает микрофлора, характерная для Я-мезосапробной зоны. Кроме того, последние две секции серийных биологических прудов можно использовать для разведе­ния рыбы.

Биологические пруды с природной аэрацией лучше использовать для доо­чистки (третичной очистки) биологически очищенных сточных вод. Такие биологические пруды дополнительно улучшают качество очищенных сточных вод, исправляют недостатки в работе основных очистных канализационных сооружений и выполняют роль буфера между очистными сооружениями и по­верхностным водоемом летом, когда требования к качеству воды в последних, при использовании водоема с оздоровительной целью, особенно высоки.

При использовании аэробных биологических прудов для доочистки био­логически очищенных сточных вод гидравлическая нагрузка на 1 га их поверх­ности может быть увеличена до 5000 м³/га в сутки. БПК₂₀ биологически очи­щенных сточных вод или после физико-химической очистки, подаваемых на доочистку в биологические пруды, регламентирована СниП 2.04.03-85 (п. 6.201). Она не должна превышать 25 мг 0₂/л. Для биологических прудов с искусствен­ной аэрацией — не превышать 50 мг 0₂/л. Обмен воды в биологических пру­дах для доочистки рассчитан на 1—2 сут. За это время значительно снижаются окисляемость воды, содержание в ней азота аммонийного, в воде отмирает ки­шечная микрофлора, улучшаются органолептические свойства воды.

В Беларуси с 1950 г. широко используют биологические пруды, в которых самоочищение сточной воды обусловлено интенсивным развитием зеленых водорослей. Они распространены также в США, других странах. В результате фотосинтеза водоросли, усваивая углерод из углекислоты, насыщают и пере­насыщают воду кислородом. Благодаря интенсивной аэрации в воде активизи­руются окислительные процессы. Установлено, что при 138 мг/л беззольного вещества зеленых водорослей, которые выделяются из 1 л воды, в биологичес­ких прудах значительно снижается БПК (до 150 мг 0₂/л в сутки). Скорость бактериального самоочищения воды возрастает в 10 раз. Отмирает патогенная микрофлора в высокощелочной среде (pH 10—11), что создается благодаря ассимиляции водорослями свободной и гидрокарбонатной углекислоты. Про­должительность пребывания сточной воды в таких прудах составляет 8 сут. Сбрасывание зеленых водорослей в открытые водоемы сопровождается значи­тельным улучшением в них условий самоочищения.

С конца 50-х годов XX в. ученые все больше внимания уделяют гидробо­таническому способу доочистки сточных вод в биологических прудах с помо­щью высших водных растений, роль которых в процессах природного само­очищения воды в поверхностных водоемах очень значительна. Это прежде всего камыш обыкновенный, рогоз узколистный, аир и др. Особенно выделяют те

________ РАЗДЕЛ II. САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

виды высших водных растений, которые способны обессаливать воду, погло­щать из нее токсические и органические вещества и очищать от энтеробакте-рий группы Escherichia coli, Enterobacter за счет антагонистического действия бактерий, которые вегетируют на корневой системе высших водных растений. Это Alnus glutinosa, Menta aquatica, Iris pseudocorus и др. Они выделяют актив­ные вещества, которые действуют как антибиотики, в частности стрептомици­на сульфат.

Высаживая высшие водные растения в каскады биологических прудов, следует придерживаться таких условий: 1) алелопатические выделения расте­ний первого каскада не должны угнетать растения в следующем каскаде, а на­против, стимулировать их вегетацию; 2) после завершения вегетации растения должны отделять стебли и листья от корня. Затем всплывать на поверхность водоема или наоборот после разложения выделять в окружающую среду мини­мум органических и минеральных веществ; 3) преимущество нужно отдавать тем видам растений, которые способны накапливать биогенные элементы и сор­бировать ионы хлора, кальция, натрия и магния на построение своего собст­венного стебля и листьев.