Розмір шрифту

A

Біологічне очищення води

БІО­ЛОГІ́ЧНЕ ОЧИ́ЩЕ­Н­НЯ ВОДИ́ — складний процес звільне­н­ня води від авто- й ало­хтон­ного за­брудне­н­ня, в основному — від органічних сполук і деяких неорганічних речовин (сполук азоту, фосфору, сірки, іонів ряду металів) під впливом водних організмів (гідробіо­нтів). Б. о. в. полягає в мікроб. роз­кла­дан­ні (до повної мінералізації) орган. сполук з утворе­н­ням вуглекислого газу, води, ніт­ратів, нітритів, сульфатів, фосфатів, аміаку, сірководню, азоту, сірки та водню, а також метану, з подальшим виїда­н­ням біо­маси, що наро­стає, у трофіч. ланцюгах і сітках, що складаються з вищеорганізов. гідробіо­нтів, разом із рибами і ссавцями. За допомогою мікроорганізмів з води можуть бути вилучені іони важких металів, зокрема радіонукліди, шляхом зʼ­єд­на­н­ня їх із біо­ген. сірководнем, з утворе­н­ням нерозчин. у воді сульфідів цих металів, а також шляхом без­посереднього біол. пере­творе­н­ня в нерозчин­ні сполуки (напр., біол. від­новле­н­ням шестивалент. хрому в нерозчин­ний у воді гідроксид тривалент. хрому чи біол. окисле­н­ням двовалентних заліза і марганцю в три- й чотиривалентні з утворе­н­ням нерозчин. оксидів). Можливе також сорбційне на­громадже­н­ня металів гідробіо­нтами з подальшим гравітац. чи будь-яким ін. вилуче­н­ням їх із води. Само­очище­н­ня води — незалежне від людини й неконтрольоване нею очище­н­ня води в будь-яких від­критих водо­ймах (калюжі, ріки, Світ. океан), що від­бувається природним шляхом. Є також ін. спосіб Б. о. в. — спеціально організоване людиною індустріал.-біол. очище­н­ня води після викори­ста­н­ня її в побуті, промисловості та с. госп-ві (т. зв. комунал. та пром. стічні води), при під­готовці води для питного водопо­стача­н­ня, для тех., технол. чи рекреац. цілей, а також для очище­н­ня вод, що утворюються на звалищах побут. від­ходів, стікають після дощу із за­бруднених індустріалізов. і урбанізов. територій, з рисових чеків тощо. Індустріальне Б. о. в. вперше за­пропоноване та реалізоване у Великій Британії на­прикінці 19 ст. У Рос. імперії перші штучні біол. очисні споруди (поля зроше­н­ня) побудовано в Одесі (1887), Києві (1894) та Москві (1898). Нині у світі поширене очище­н­ня вод біол. шляхом. Біо­технологія очище­н­ня води — найпотужніша з-поміж ін. біо­технологій. За масою, що пере­робляється, за тон­нажем вона пере­важає всі, разом узяті, ві­домі людству технології — від добува­н­ня та пере­робки корис. копалин, виробництва буд. матеріалів до задоволе­н­ня харч. та ін. потреб людини. Водночас Б. о. в. є най­складнішою з ві­домих біо­технологій — як за складом організмів, що використовуються в цьому процесі, так і за роз­маї­т­тям і складністю біо­хім. реакцій, що від­буваються при очищен­ні всіх без винятку вод. В індустріал. Б. о. в. використовують 5 складних, багатокомпонент. гідробіо­ценозів, для функціонува­н­ня яких створ. низку найрізноманітніших очисних споруд. Найбільш поширеним гідробіо­ценозом, що вживається для очище­н­ня побут., пром. та с.-г. стічних і зливових вод, а також у під­готовці поверх­невих вод для питного водопо­стача­н­ня, є біо­плівка, ві­дома від кін. 19 ст. Осн. очисними спорудами, в яких її за­стосовують, є поля фільтрації, біо­фільтри, обертові біо­контактори, піщані та вугіл. фільтри тощо. Іншим широко за­стосовуваним гідробіо­ценозом є активний мул, за­пропонов. 1914 англ. дослідниками Є. Ардерном і В. Лок­кет­том. Він використовується в аеро- та окситенках, циркуляц. окисних ка­налах тощо. 1964 укр. дослідниця Н. Путиліна вперше за­пропонувала для локал. очище­н­ня пром. стічних вод т. зв. мікробний метод, що перед­бачає викори­ста­н­ня для транс­формації та мінералізації токсич., орган. сполук спеціально селекціонованих штамів бактерій — де­структорів. Такі мікроорганізми використовують для Б. о. в. від орган. речовин, які важко роз­кладаються в біосфері. Це нові, неві­домі живій природі, синтезовані людиною сполуки — т. зв. ксенобіо­тики, а також деякі природні речовини складної хім. будови, напр., поліциклічні вуглеводні, гумінові сполуки тощо. 1980 гол­ланд. проф. Г. Лет­тінґ роз­робив технологію одержа­н­ня анаеробного гранульованого актив. мулу, що знаходить дедалі ширше за­стосува­н­ня в країнах світу. За­пропоновано десятки різноманіт. анаероб. біо­реакторів для Б. о. в., зокрема промислових, а також і побут. стічних вод з одержа­н­ням товарного біо­газу (метану з домішками вуглекислого газу), що використовується для виробництва тепла та електро­енергії. 1990 в Україні за­пропоновано, науково об­ґрунтовано й реалізовано на практиці нову концепцію Б. о. в. — біол. від­новле­н­ня якості води, викори­станої людиною для своїх потреб. Наук. під­ґрунтям цієї концепції є 2 постулати: про просторову сукцесію мікроорганізмів в очищен­ні води від роз­чинених орган. сполук і про трофіч. ланцюг гідробіо­нтів в очищен­ні води від завислих орган. речовин, а також закон погірше­н­ня довкі­л­ля. На основі цієї концепції роз­роблено сучасну біо­технологію Б. о. в. у т. зв. біол. конвеєрі, що перед­бачає: залуче­н­ня до Б. о. в. якнайширшого кола гідробіо­нтів (від мікоплазм, анаероб. і аероб. бактерій на поч. етапах очище­н­ня до слимаків та риб і навіть ссавців, а також вищих водних рослин — на кінцевих стадіях); існува­н­ня та функціонува­н­ня кожного організму в найбільш притаман­ній йому ділянці очисної споруди — у мікробних, зоо- та фітореакторах, що досягається завдяки автоім­мобілізації організмів, які ведуть осілий спосіб життя на роз­винутій поверх­ні носіїв, і трофіч. утримуван­ню рухливих гідробіо­нтів у таких носіях; від­сутність тиску на організм, що бере участь у від­новлен­ні якості води, бо тільки вільна істота здатна до макс. продуктивності. Біо­конвеєр дає змогу очищати від водорозчин. орган. сполук (зокрема ксенобіо­тиків) та іонів важких металів будь-які, навіть гранично токсичні води без утворе­н­ня поміт. кількості надлишк. біо­маси й доводити якість очищеної води до за­даних кондицій.

Літ.: Гвоздяк П. І. Актуальні пита­н­ня біо­логічного очище­н­ня води // Ойкумена. 1992. № 5–6; Запольський А. К. та ін. Фізико-хімічні основи технології очище­н­ня стічних вод: Під­руч. К., 2000.

П. І. Гвоздяк

Додаткові відомості

Рекомендована література

Іконка PDF Завантажити статтю

Інформація про статтю


Автор:
Статтю захищено авторським правом згідно з чинним законодавством України. Докладніше див. розділ Умови та правила користування електронною версією «Енциклопедії Сучасної України»
Дата останньої редакції статті:
груд. 2004
Том ЕСУ:
3
Дата виходу друком тому:
Тематичний розділ сайту:
Світ-суспільство-культура
EMUID:ідентифікатор статті на сайті ЕСУ
35311
Вплив статті на популяризацію знань:
загалом:
276
сьогодні:
1
Дані Google (за останні 30 днів):
  • кількість показів у результатах пошуку: 6
  • середня позиція у результатах пошуку: 13
  • переходи на сторінку: 1
  • частка переходів (для позиції 13):
Бібліографічний опис:

Біологічне очищення води / П. І. Гвоздяк // Енциклопедія Сучасної України [Електронний ресурс] / редкол. : І. М. Дзюба, А. І. Жуковський, М. Г. Железняк [та ін.] ; НАН України, НТШ. – Київ: Інститут енциклопедичних досліджень НАН України, 2004. – Режим доступу: https://esu.com.ua/article-35311.

Biolohichne ochyshchennia vody / P. I. Hvozdiak // Encyclopedia of Modern Ukraine [Online] / Eds. : I. М. Dziuba, A. I. Zhukovsky, M. H. Zhelezniak [et al.] ; National Academy of Sciences of Ukraine, Shevchenko Scientific Society. – Kyiv : The NASU institute of Encyclopedic Research, 2004. – Available at: https://esu.com.ua/article-35311.

Завантажити бібліографічний опис

ВСІ СТАТТІ ЗА АБЕТКОЮ

Нагору нагору