Окремі види мікроорганізмів в очищенні стічних вод

В промисловості окремі види бактерій знайшли застосування при очищенні стічних вод. Наприклад, очищенні від амонійного нітрогену, нітратів, іонів важких металів, деяких ПАР, NO₃^-, деяких органічних речовин (гексаметилдіамін).

Найбільш поширеним процесом є процес нітрифікації-денітрифікації. Він протікає в дві стадії за участю двох груп бактерій. Одна група бактерій окиснює амоній до HNO₂, а інша група HNO₂ до HNO₃ . Бактерії обох груп належать до аеробів. Вони автотрофи і не потребують органічного джерела.

В процесі нітрифікації беруть участь гетеротрофи і деякі гриби.

Денітрифікація.

Утворені нітрати внаслідок прямої біологічної денітрифікації за допомогою спеціальних бактерій відновлюються до аміаку. що використовується для побудови складних клітинних речовин. А інший продукт – молекулярний азот (або азот або аміак).

Перший процес – асиміляційна нітрифікація, а інший – денітрифікація. Обидва процеси дуже хороші, але водночас вибагливі (обслуговування, умови).

В теперішній час привертає увагу процес анаеробного окиснення амонію нітритом з утворенням N₂. Цей процес отримав назву ANAMMOX – anaerobic ammonium oxidation.

Процес здійснює нове виявленння хемоавтотрофних анаммокс-бактерій, що використовуються для отримання енергії в реакції окиснення нітритом амонія, а джерелос вуглецю виступає вуглекислота, карбонати та бікарбонати. Анаммокс-бактерії відносять до п’яти родів бактерій. Більшість з них розвивається в діапазоні рН 6,7-9, оптимальні рН 8-8,3 та температура 35-40°С. Це бактерії одні з тих яким притаманний повільний ріст. Час дозрівання мікробної маси складає не менше 11 діб (2-3 тижні), але зі змінами умов, може зменшитися до 5-7 діб.

Переваги. В порівнянні з традиційним нітрифікації-денітрифікації на здійснення ANAMMOX не потрібно багато енергозатрат, для підтримки сталої концентрації кисню не потрібна аерація, а також не має потреби в додатковому донорі електронів.

Недоліки. Потрібені нітрити, які є токсичними сполуками.

У зв’язку з цим ANAMMOX-технології включають додаткову стадію для отримання нітриту. Технологія має дві стадії:

1. денітрація (NO₃^- NO₂^-);

2. ANAMMOX-процес.

Утворення на першій стадії може здійснюватися як за рахунок автотрофного механізму (неорганічний донор електронів, наприклад сульфід), так і гетеротрофного (органічний донор електронів, наприклад ацетат).

В Нідерландах був удосконалений процес за рахунок росту бактерій роду Nitrozomonos. Цей процес отримав назву SHARON. Це різновид ANAMMOX-процесу. В SHARON-реактор направляється частина води при певних рН і температурі, яка збагачена нітритними бактеріями. Ці бактерії окислюють NH₄⁺ до NO₂^- в аеробних умовах ~50%. Після цього частина стічних вод змішується з необробленою водою. Отримана суміш направляється ANAMMOX-реактор, де в анаеробних умовах бактерії окислюють NH₄⁺ до NO₂^- з утворення N₂.

Другий приклад – це очищення гальванічних стічних вод та інших стічних вод від іонів важких металів.

В анаеробних умовах деякі бактерії використовують сульфати, як окисник органічних сполук. Внаслідок цього процесу утворюється сполука H₂S, яка вступає в реакцію з іонами важких металів утворюючи нерозчинні сульфіди, які потім седиметаціюють.

Очищення стічних вод від Cr (VI)

За допомогою спеціальних бактерій процес біологічного відновлення Cr (VI) до Cr (III) здійснюють в анаеробних умовах. Утворений Cr (III) легко гідролзують і осаджують. Використання окремих мікроорганізмів для очищення стічних вод потребують умов для іммобілізації цільових організмів в очисних спорудах, щоб попередити їх вимивання. Метод іммобілізації здійснюється за рахунок адгезії, сорбції або за рахунок хімічного зв’язування на різних типах носіїв (полімери, насадки, пісок,). Хімічне затримання може здійснюватися за рахунок утримання в гелях, іноді – електроутримування. Великого поширення отримали йоржі, волокна.