Роль калия в биохимических процессах анаэробного разложения органических соединений в высокоминерализованных сточных водах
Анаэробная очистка сточной воды позволяет снизить концентрацию органических веществ в жидких промышленных стоках. Данная технология может быть реализована в специальных анаэробных реакторах, которые содержат высокую концентрацию гранулированного активного ила. В то же время состав ила не устойчив в водах, содержащих высокие концентрации солей. В средах высокоминерализованных сточных вод, которые содержат более 1% солей наблюдаются такие отрицательные явления, как плазмолиз, рецессия цитоплазмы и распад клеток анаэробного ила. Данные явления могут влиять на биохимические процессы анаэробного разложения вплоть до полной их остановки. Специалисты компании ЮГГИДРО изучили различные методы решения данной проблемы, в частности, исследование галофильных бактерий, методы адаптации бактерий к водам с высокой минерализацией и использование морских микроводорослей. Однако, источники галофильных бактерий очень ограничены, период адаптации анаэробных бактерий к внешним условиям (содержание солей 1,7 %) по литературным данным составляет около 2 лет [1], а морские микроводоросли неэффективны при удалении органических соединений из сточных вод.
Альтернативным решением повышения устойчивости бактерий к внешней среде является так называемое «солевое поглощение», которое состоит в повышении осмотического давления клеток микроорганизмов за счет накопления в них минеральных соединений, в частости солей калия. Однако, влияние данного иона на процесс анаэробной очистки мало изучен. Таким образом специалистами компании ЮГГИДРО были проведены исследования потенциальной возможности использования калия для интенсификации процессов очистки сточных вод в анаэробных реакторах HYDRO BioH.
Для исследований биохимических процессов анаэробного разложения в условиях высокой минерализации было подготовлено 3 образца модельного раствора биоразлагаемых органических веществ. Концентрация хлорида калия в пробах составил 0% (контрольная проба), 0,174% и 0,348%. Условия высокоминерализованных сточных вод создавались внесением хлорида натрия в концентрации 2%. Образцы были помещены в анаэробные условия (инертная атмосфера создана азотом) при температуре 35 ОС на 308 часов. В ходе испытаний было отмечено, что по окончании эксперимента наименее разнообразная биота находилась в контрольном образце, где добавки калия не осуществлялась. В образцах, в которых был добавлен калий, отмечалась правильная морфология как у палочковидных бактерий, так и у нитевидных бактерий, что свидетельствует о высоком осмотическом давлении в клетках анаэробного ила. Также была оценена эффективность разложения органических соединений модельной смеси анаэробным илом в условиях высокоминерализованных сточных вод. Наиболее высокая эффективность наблюдалась в смеси с содержанием хлорида калия 0,174% (63%). Эффективность удаления ХПК в контрольной пробе составила 29%.
Таким образом, полученные специалистами компании ЮГГИДРО данные позволяют оценить положительный эффект добавления хлорида калия в сточные воды с повышенной соленостью. Полученные данные позволяют создать новые подходы для улучшения эффективности работы оборудования для очистки промышленных стоков.