Состав активного ила и биопленки.

Активный ил состоит из живых организмов и твердого субстрата. Живые организмы представлены скоплениями бактерий, простейшими организмами, одиночными бактериями, червями, плесневыми грибами, дрожжами и редко водорослями, личинками насекомых и т.д. Сообщество все живых организмов населяющих ил называют биоценозом. Биоценоз активного ила в основном представлен 12-ю видами микроарготизмов и простейших. Скопления бактерий в активном иле окружены слизистым слоем (капсулами). Такие скопления называются зоочлеями. Зоочлеи способствуют улучшению структуры ила, его осаждению и уплотнению. Слизистые вещества содержат антибиотики, способные подавлять ниточные бактерии. Соотношение капсульных и без капсульных штаммов называют коэффициентом зоочлейности. Бактерии лишенные слизистого слоя с меньшей скоростью окисляют загрязнение.

Активный ил представляет собой амфотерный коллоид, имеющий при pH 4 – 9 отрицательный заряд. Несмотря на различие сточных вод элементарный химический состав активного ила достаточно близок по составу.

Например: химический состав активного ила системы очистки коксохимического предприятия соответствует формуле С₉₇Н₁₉₉О₅₃N₂₈S₂; азотных удобрений C₅₀H₁₆₇O₅₂N₂₄S₈; городских сточных вод C₅₄H₂₁₂O₈₂N₈S₇. Сухое вещество активного ила содержит 70 – 90% органических и 10 – 30% неорганических веществ. Субстрат, которого в активном иле до 40% представляет собой твердую отмершую часть остатков водорослей и различных водных организмов. Он служит для прикрепления организмов активного ила. В активном иле находятся микроорганизмы различных групп. Возникновение таких групп зависит от состава сточных вод, содержания в них кислорода, температуры, реакции среды, содержания солей.

По экологическим группам микроорганизмы делятся на аэробов и анаэробов, термофилов и мезофиллов, галлофилов и галлофобов. При очистки сточных вод преобладают аэробные микробы.

В активных илах встречаются представители четырех видов простейших организмов: саркодовые, жгутиковые, реснитчатые и сосущие инфузории. Простейшие не принимают непосредственно участия в разрушении органических загрязнений, но поглощают большое количество бактерий (одна инфузория пропускает через свой организм от 20 – 40 тысяч бактерий). Поддерживая их оптимальное содержание в иле. Они способствуют осаждению ила и осветлению сточных вод.

Коловратки – микроскопические организмы длиной 0,01 – 2,5 мм существуют только при наличии в сточной воде кислорода. Они питаются бактериями и простейшими. В активном иле в определенных соотношениях содержатся все названные группы бактерий, но в зависимости от состава сточных вод преобладает одна из них, а остальные ей сопутствуют. Только основная группа бактерий участвует в процессе очистки стоков, и сопутствующие группы микробов подготавливают среду для существования микроорганизмов, этой основной группы обеспечивая ее питательными и ростовыми веществами и утилизируя продукты окисления.

Биомасса основной физиологической группы бактерий ведущих процесс окисления состовляет в илах 80 – 90%, а остальное – биомасса сопутствующих бактерий и других организмов.

При образовании активного ила сначала появляются бактерии, затем простейшие. Бактерии выделяют вещества, стимулирующие размножение простейших. Они способны скапливаться и поэтому активный ил представляет собой буровато-желтоватые комочки и хлопья размером 8 – 150 мкм. Хлопья обладают поверхностью около 1200 м² на 1 м³ ила или 100 м² на 1 т сухого вещества. В 1 м³ содержится активно ила 2 * 10¹⁴ бактерий.

Количество ила определяется скоростью его осаждения и степенью очищаемой жидкости. Крупные хлопья оседают быстрее. Состояние ила характеризует иловый процесс, который представляет собой отношение объема осаждаемой части активного ила к массе высушенного осадка (в граммах) после отстаивания в течение 30 минут. Чем хуже оседает ил, тем более?