Организмы, участвующие в очистке воды

Большинство организмов, участвующих в очистке воды, происходят из отходов, сточных вод или самого водного потока или попадают в виде покоящихся спор той или иной формы из атмосферы. В очень немногих случаях, в основном связанных с построенными водно-болотными угодьями , для максимизации эффективности процесса высаживают определенные организмы.

Роль биоты

Биота является важным компонентом большинства процессов очистки сточных вод и многих очистки воды систем . Большинство задействованных организмов происходят из отходов, сточных вод или самих водных потоков, а также из атмосферы или почвенных вод. Однако некоторые процессы, особенно те, которые связаны с удалением очень низких концентраций загрязняющих веществ, могут использовать инженерные экосистемы, созданные путем внедрения определенных растений, а иногда и животных. Некоторые полномасштабные очистные сооружения также используют построенные водно-болотные угодья для очистки .

Загрязнители в сточных водах

Патогены

Паразиты , бактерии и вирусы могут нанести вред здоровью людей или домашнего скота, потребляющего загрязненную воду . Эти патогены могут возникнуть из сточных вод домашних или диких птиц или млекопитающих или из фекалий . Патогены могут быть уничтожены при проглатывании более крупными организмами, окислении, заражении фагами или облучении ультрафиолетовым солнечным светом, если только этот солнечный свет не блокируется растениями или взвешенными твердыми веществами. ^[1]

Взвешенные вещества

В воде могут быть взвешены частицы почвы или органических веществ. Такие материалы могут придать воде мутный или мутный вид. Бескислородное разложение некоторых органических материалов может привести к появлению неприятных или неприятных запахов из-за выделения соединений, содержащих серу. ^[2]

Питательные вещества

Соединения, содержащие азот , калий или фосфор, могут стимулировать рост водных растений и, таким образом, увеличивать доступную энергию в местной пищевой сети. это может привести к увеличению концентрации взвешенных органических веществ. В некоторых случаях могут потребоваться определенные микроэлементы, чтобы обеспечить полное использование имеющихся питательных веществ живыми организмами. В других случаях присутствие определенных химических веществ может оказывать токсическое воздействие, ограничивающее рост и численность живого вещества. ^[3]

Металлы

Многие растворенные или взвешенные соли металлов оказывают вредное воздействие на окружающую среду, иногда даже в очень низких концентрациях. Некоторые водные растения способны удалять очень низкие концентрации металлов, при этом металлы в конечном итоге связываются с глиной или другими минеральными частицами.

Организмы

Сапрофитные бактерии и грибы могут превращать органические вещества в живую клеточную массу, углекислый газ, воду и ряд побочных продуктов метаболизма. Эти сапрофитные организмы затем могут стать объектом нападения простейших , коловраток и, в более чистых водах, мшанок , которые потребляют взвешенные органические частицы, включая вирусы и патогенные бактерии. Прозрачность воды может начать улучшаться, поскольку простейшие впоследствии поедаются коловратками и ветвистоусыми . ^[4] Для эффективности очищающие бактерии, простейшие и коловратки необходимо либо смешать с водой, либо обеспечить циркуляцию воды мимо них. На очистных сооружениях эти организмы смешиваются в виде активного ила или циркулируют в воде мимо организмов, живущих на капельных фильтрах или вращающихся биологических контакторах . ^[5]

Водная растительность может обеспечить аналогичную поверхностную среду обитания для очищающих бактерий, простейших и коловраток в прудах или болотах; хотя циркуляция воды часто менее эффективна. Растения и водоросли имеют дополнительное преимущество: они удаляют питательные вещества из воды; но некоторые из этих питательных веществ вернутся в воду, когда растения погибнут, если только растения не вынуть из воды. Из-за сложного химического состава фосфора большая часть этого элемента находится в недоступной форме, если только разложение не создает бескислородные условия, которые делают фосфор доступным для повторного поглощения. Растения также обеспечивают тень , убежище для рыб и кислород для аэробных бактерий . Кроме того, рыба может ограничивать распространение таких вредителей , как комары . Фекалии рыб и водоплавающих птиц возвращают отходы в воду, а их привычки питания могут увеличивать мутность . Цианобактерии обладают невыгодной способностью добавлять питательные вещества из воздуха в очищаемую воду и в некоторых случаях образовывать токсины.

Выбор организма зависит от местного климата, различных видов и других факторов. Местные виды обычно лучше адаптируются к местной среде.

Макрофиты

Выбор растений на искусственных водно-болотных угодьях или управляемых лагунах зависит от требований к очистке системы, и это может включать посадки различных видов растений на разной глубине для достижения требуемой цели.

Растения очищают воду, потребляя излишки питательных веществ и создавая поверхность, на которой может жить множество других очищающих организмов. Они также являются эффективными оксигенаторами солнечного света. Они также обладают способностью перемещать химические вещества между погруженной листвой и корневой системой, и это имеет важное значение для искусственно созданных водно-болотных угодий, предназначенных для детоксикации сточных вод. Растения, которые использовались в умеренном климате, включают Nymphea alba , Phragmites australis , Sparganium erectum , Iris pseudacorus , Schoenoplectus lacustris и Carex acutiformis . ^{[ нужна ссылка ]}

Там, где оксигенация является критическим требованием, Stratiotes aloides , Hydrocharis morsus-fronae , Acorus Calamus , Myriophyllum виды и Elodea использовались . Hydrocharis morsus-rae и Nuphar lutea использовались там, где требуется тень и укрытие.

Рыба

Рыбы часто являются хищниками высшего уровня в экосистеме управляемого лечения, а в некоторых случаях могут просто представлять собой монокультуру травоядных видов. Управление многовидовым рыболовством требует тщательного управления и может включать в себя целый ряд видов рыб, включая донные и хищные виды, чтобы ограничить рост популяции травоядных рыб.

Коловушки

Коловушки представляют собой микроскопические сложные организмы и являются фильтраторами, удаляющими из воды мелкие частицы. Они встречаются в природе в аэробных лагунах, процессах с активным илом, в капельных фильтрах и в резервуарах окончательного отстойника и являются важным фактором удаления взвешенных бактериальных клеток и водорослей из толщи воды. ^[6]^[7]

Аннелиды

Кольчатые черви необходимы для эффективной работы капельных фильтров. ^[8] помогает удалить избыточную биомассу и способствует естественному отшелушиванию биопленки. Нештатные черви очень часто встречаются в дренажных желобах вокруг капельных фильтров и в осадке окончательного отстоя. Аннелиды также играют ключевую роль в системах очистки лагун и в эффективных рабочих или искусственно спроектированных водно-болотных угодьях. В этой среде черви являются основной силой перемешивания в верхних нескольких сантиметрах слоя отложений, подвергая органический материал воздействию как окислительной, так и бескислородной среды, что способствует полному разложению большинства органических веществ. Они также являются ключевым компонентом пищевой цепи, передающей энергию вверх рыбам и водоплавающим птицам.

Простейшие

Диапазон обнаруженных видов простейших очень широк, но может включать виды следующих родов:

Насекомые

Chironomidae Личинки мотыля ^[9]
Podura aquatica водная коллемма ^[9]
Psychodidae сливная муха или личинка фильтрационной мухи ^[9]

Бактерии

Бактерии, вероятно, являются наиболее важной группой организмов, участвующих в очистке воды, и они повсеместно распространены во всех средах биологической очистки. Некоторые из них, такие как Sphaerotilus natans, обычно ассоциируются с сильно загрязненными водами, но даже в таких средах бактерии разлагают присутствующий органический материал.

См. также

Источники

Ярмарка, Гордон Маскью, Гейер, Джон Чарльз и Окун, Дэниел Александр, инженерия водоснабжения и водоотведения (том 2) John Wiley & Sons (1968)
Хаммер, Марк Дж. Технология водоснабжения и очистки сточных вод John Wiley & Sons (1975) ISBN 0-471-34726-4
Меткалф и Эдди , инженер по очистке сточных вод , МакГроу-Хилл (1972)

Примечания

^ Фэйр, Гейер и муж, стр. 31-3 и 31-4.
^ Хаммер, стр. 29 и 35.
^ Меткалф и Эдди, стр. 256-258 и 492.
^ Меткалф и Эдди, стр. 380 и 381.
^ Fair, Geyer & Husband, стр. 32-12, 32-31 и 34-2.
^ Кочерба-Сорока В., Фиалковска Е., Пайдак-Стос А., Климек Б., Ковальска Е., Джевицкий А., Сальвадо Х., Фида Дж. (2013). «Использование коловраток для ограничения нитчатых бактерий типа 021N, вызывающих накопление активного ила». Водные научные технологии . 67 (7): 1557–63. дои : 10.2166/wst.2013.028 . ПМИД 23552245 .
^ «Коловушки – союзники из невидимого мира» . Проектор Ягеллонский . Проверено 2 декабря 2015 г.
^ Хартенштейн Р; Каплан Д.Л.; Нойхаузер Э. Ф. (март 1984 г.). «Дождевые черви и капельные фильтры». Журнал (Федерация по контролю за загрязнением воды) . 56, № 3, часть I (3). Федерация водной среды: 294–298. JSTOR 25042220 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Фэйр, Гейер и Окунь стр.34-8
^ Jump up to: ^а ^б Хаммер стр.54 и 61
^ Меткалф и Эдди стр.381

[1] Фэйр, Гейер и муж, стр. 31-3 и 31-4.

[2] Хаммер, стр. 29 и 35.

[3] Меткалф и Эдди, стр. 256-258 и 492.

[4] Меткалф и Эдди, стр. 380 и 381.

[5] Fair, Geyer & Husband, стр. 32-12, 32-31 и 34-2.

[6] Кочерба-Сорока В., Фиалковска Е., Пайдак-Стос А., Климек Б., Ковальска Е., Джевицкий А., Сальвадо Х., Фида Дж. (2013). «Использование коловраток для ограничения нитчатых бактерий типа 021N, вызывающих накопление активного ила». Водные научные технологии . 67 (7): 1557–63. дои : 10.2166/wst.2013.028 . ПМИД 23552245 .

[7] «Коловушки – союзники из невидимого мира» . Проектор Ягеллонский . Проверено 2 декабря 2015 г.

[8] Хартенштейн Р; Каплан Д.Л.; Нойхаузер Э. Ф. (март 1984 г.). «Дождевые черви и капельные фильтры». Журнал (Федерация по контролю за загрязнением воды) . 56, № 3, часть I (3). Федерация водной среды: 294–298. JSTOR 25042220 .

[fgo-9] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж Фэйр, Гейер и Окунь стр.34-8

[ham-10] Jump up to: ^а ^б Хаммер стр.54 и 61

[11] Меткалф и Эдди стр.381

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]