Біологічна реабілітація стічних вод
Біологічна особливість бактерій у тому, що вони вузькоспеціалізовані, тобто. необхідно мати багато видів бактерій, щоб вони могли очистити весь спектр речовин, які знаходяться в стічних водах. Немає єдиного універсального виду бактерій, здатних подолати весь комплекс забруднюючих речовин стічних вод [1].
У 80-х роках. минулого століття інтенсивність використання біологічних методів очищення стічних вод із застосування водоростей різко зросла. Хлорелла вирощувалась на стічних водах м. Андижана, Намангана, Ахангарана, при цьому чисельність клітин досягла 89, Фергано-Маргіланського промислового вузла – 32-50, птахофабрики – 27-42, свинокомплексу – 49-52 млн./мл. Слід зазначити, що процес очищення стічних вод з використанням мікроскопічних водоростей протікає в 15-20 рази інтенсивніше, ніж при бактеріальному очищенні [5]. азотисті компоненти і фосфати, що містяться в стічних водах, повністю використовуються водоростями [6].
Встановлено бактеріостатичну дію Chlorella vulgaris на мікрофлору стічної води тваринницького комплексу [7].
Змішані культури водоростей мали більшу ефективність у придушенні бактерій групи E. coli [8].
Застосування водоростей для очищення стічних вод виправдане екологічно, оскільки вони використовують біогенні речовини та вуглекислий газ, а в процесі життєдіяльності виділяють у довкілля кисень. Еволюційно водорості високорозвинені організми, ніж бактерії і тому багато видів є універсальними споживачами мінеральних та органічних речовин.
Однак ці напрацювання з мікроводорістю ні в 60-х, ні в 80-х роках. не увійшли в широку практику очищення стічних вод, тому що не було підібрано один вид (монокультура) або комплекс видів (полікультура) длявикористання у системі очисних споруд.
Суть у тому, що з очисних споруд скидалася непросто очищена вода відповідна нормативним вимогам, а забруднена вода що пройшла біологічну реабілітацію, оскільки біологічна реабілітація це відновлення екосистеми до природного стану, безпечного людини і довкілля [9].
Для біологічної реабілітації необхідне заселення (альголізація) стічних вод водоростями. Як альголізант використовується представник зелених водоростей - штам Chlorella vulgaris BIN.
Найбільш підходящою для практичного застосування є монокультура, таким представником монокультури може бути штам Chlorella vulgaris BIN. Це дозволяє використовувати не комплекс видів, а один вид, який представлений планктонним штамом Chlorella vulgaris BIN.
Традиційні способи очищення передбачають два ступені: перший – механічний та фізико-хімічний; друга - штучна або природна біологічна з глибоким доочищенням при скиданні стоків у водоймище.
Проте досвід експлуатації споруд природного біологічного очищення стічних вод Василівської птахофабрики виявив низку негативних моментів. В результаті природної альголізації у водоростевих ставках інтенсивно розвивалися синьо-зелені водорості переважно Microcystis aeruginosa. Синьо-зелені водорості у процесі своєї життєдіяльності виділяють альготоксини, внаслідок чого подальше очищення стічних вод у рачкових ставках проходило незадовільно. Стічні води на виході з біоплато мали підвищену кольоровість, у них були присутні у значних концентраціях не утилізовані у рачкових ставках токсичні форми фітопланктону. Біомаса синьо-зелених водоростей, щодобово скидаються у водоймище,викликає ризики виникнення ефекту "цвітіння". Альготоксин є такими хімічними сполуками, які тривалий час зберігаються у воді. Вони здатні долати бар'єрну функцію сучасних водопровідних очисних споруд та потрапляти до систем питного водопостачання. Альготоксини мають потужну канцерогенну дію і є сильними імунодепресантами.
У 2011-2012 роках. проводилися дослідження технології біологічної реабілітації екосистеми водоростевих ставків за рахунок їхньої штучної альголізації штамом Chlorella vulguris BIN. Даний штам легко культивується і добре адаптуються до умов водоростевих біопрудів, оскільки є планктонним. Штам Chlorella vulguris BIN інтенсивно розвивається на промислових, сільськогосподарських та побутових стічних водах, при цьому він здатний пригнічувати розвиток присутніх у водних біоценозах синьо-зелених водоростей.
Штам проявляє яскраво виражені антагоністичні властивості до бактерій, грибів та вірусів. Штам суворо дотримується умови монокультури і має несприйнятливість до фагів. У процесі культивування штаму на стічних водах спостерігається ефект повного знезараження. Результати штучної альголізації водоростевих ставків третьої черги очисних споруд показали, що хлорелла активно розвивається як монокультури. Достатньо її заселити один раз на початку вегетативного сезону та синьо-зелених водоростей у пробах на виході з водоростевих ставків зникали. Вся отримана біомаса хлорели повністю утилізувалась у рачкових ставках.
Результати хімічного аналізу вихідних стічних вод (проба 582), стічних вод на виході з другої черги очисних споруд (штучна альголізація не проводилася - проба 583) та третьої черги очисних споруд (проводиласяальголізація хлорелою - проба 584), наведені в таблиці.