WPŁYW WYBRANYCH KOAGULANTÓW GLINOWYCH I ŻELAZOWYCH NA DOMINUJĄCE BAKTERIE NITKOWATE

Transkrypt

1 WPŁYW WYBRANYCH KOAGULANTÓW GLINOWYCH I ŻELAZOWYCH NA DOMINUJĄCE BAKTERIE NITKOWATE Autorzy: Monika Bazeli Pracownia Biologiczna BIOM pila.biom@wp.pl 1. WSTĘP Bakterie nitkowate znane były już w latach 60- tych i wiązano ich obecność z puchnięciem osadu oraz tworzeniem się piany oraz kożucha. Jednak brak dokładnych metodyk identyfikacji nitkowatych form bakterii oraz ich charakterystyki powodowało trudności z ustaleniem przyczyn puchnięcia osadu oraz tworzeniem piany. % oczyszczalni z osadem spuchniętym Puchnięcie osadu na oczyszczalniach komunalnych w latach r Dopiero prace prowadzone przez Dicka Eikelbooma polegające na wyodrębnieniu i scharakteryzowaniu organizmów nitkowatych umożliwiły zapoznanie się z biologią występowania nitkowatych i przyczyniły się do poszukiwania metod ich zwalczania. Obecnie mówi się o 30 rodzajach bakterii nitkowatych, które mogą wywołać pęcznienie osadu w tym około 5 jest odpowiedzialnych za powstawanie piany i kożucha. Wiele z tych organizmów nie jest jeszcze uporządkowana taksonomicznie i dlatego noszą tylko numery typów. Dla eksploatatorów Oczyszczalni Ścieków ważne jest to, że nie istnieje skuteczny przepis na zwalczanie wszystkich organizmów nitkowatych, dlatego przed podjęciem decyzji dotyczącej wyboru środka eliminującego istotna jest identyfikacja bakterii będących przyczyną niewłaściwej sedymentacji osadu czynnego. 38

2 Rozwój populacji bakterii nitkowatych związany jest z obciążeniem osadu, warunkami eksploatacji oraz jakością ścieków surowych. Pochodzenie ścieków Indeks osadu ( ml/g ) Dominujące bakterie nitkowate Komuna N, M. parvicella, 0041 Rzeźnia N Gorzelnia N, 0041, N. limicola Przerób owoców N, M. parvicella, S. natans Przerób zwierząt , 021N, N. limicola Browar 283 S. natans, 021N, 1701 Przerób warzyw 302 Actinomycetes, 0041, 021N Przerób mleka , 021N, H. hydrossis Przemysł papierniczy , 021N, Actinomycetes Jednak badania osadu czynnego świadczą, że 90% wszystkich zdarzeń osadu spęczniałego jest wywołanych przez około 10 różnych bakterii nitkowatych. W Polsce najczęściej typami dominującymi wywołującymi kłopoty z sedymentacją są: Microthrix parvicella Actinomycetes TYP 021N 39

3 Microthrix parvicella bardzo często jest przyczyną puchnięcia osadu oraz tworzenia kożucha na oczyszczalniach komunalnych. Długie, cienkie, splątane nitki utrudniają sedymentację, a ich hydrofobowa powierzchnia wpływa na tworzenie się piany. Wieloletnie obserwacje wskazują na okresową dominację tych bakterii zwłaszcza w okresie od jesieni do późnej wiosny. Do czynników sprzyjających nadmiernemu rozwojowi M. Parvicella należą kwasy tłuszczowe, zredukowane związki azotu i fosforu, niskie obciążenie osadu przy długim wieku oraz obniżona zawartość tlenu rozpuszczonego. Actinomycetes to krótkie, rozgałęzione nitki dominujące zarówno na oczyszczalniach komunalnych, jak i przemysłowych. Rozwojowi tych organizmów sprzyja wysoka zawartość tłuszczów oraz detergentów w ściekach. Przyczyniają się do tworzenia kożucha, w którym zwiększają swoją liczebność. Dominują przy wysokim stężeniu substratu i długim wieku osadu. 40

4 TYP 021N dominują w oczyszczalniach ścieków z browarów, mleczarń, przemysłu papierniczego, spożywczego oraz zakładów przetwórstwa owocowo-warzywnego. Do czynników wpływających na rozwój tych mikroorganizmów należą cukry, obecność siarczków oraz niewłaściwy stosunek substancji odżywczych. 2. CEL I ZAKRES BADAŃ W literaturze dość często znajduje się doniesienia związane z usuwaniem pienienia i puchnięcia osadu czynnego poprzez stosowanie soli glinu i żelaza. Jednak otrzymane wyniki nie zawsze są jednoznaczne i nie pokrywają się w różnych warunkach stąd wymagają weryfikacji. Dlatego weryfikacja stosowanych koagulantów glinowych i żelazowych oraz poszukiwanie nowych produktów umożliwiających zwalczanie bakterii nitkowatych bez wyniszczającego wpływu na mikrofaunę osadu czynnego stało się celem niniejszej pracy. 3. MATERIAŁ I METODY BADAŃ Badania prowadzono w skali laboratoryjnej w ciągu 10 dni. Przedmiotem badań były osady czynne, zawierające trzy typy dominujące organizmów nitkowatych. Po wykonaniu analizy składu gatunkowego mikrofauny oraz identyfikacji organizmów nitkowatych w oparciu o barwienie Grama i Neissera oraz wybrane cechy morfologiczne rozpoczęto hodowlę osadu w warunkach ciągłego napowietrzania. Podczas prowadzenia doświadczenia, w celu ograniczenia liczebności organizmów nitkowatych dozowano wybrane koagulanty glinowe oraz żelazowe w dawkach zgodnie z poniższą tabelą. 41

5 W trakcie badań wykonywano obserwację makroskopową osadu (sedymentacja osadu, klarowność cieczy nadosadowej, obecność piany) oraz oceniano spadek liczebności badanych organizmów nitkowatych pod wpływem dozowanych koagulantów. W celu określenia zmian liczebności organizmów nitkowatych stosowano obrazy wzorcowe (wg. Eikelbooma D.H.) określające szacunkowo kategorie liczebności bakterii nitkowatych: 42

6 a - KATEGORIA 0 - brak mikroorganizmów nitkowatych b - KATEGORIA 1 - mikroorganizmy nitkowate w niewielkiej ilości c - KATEGORIA 2 - mikroorganizmy nitkowate w średniej ilości d - KATEGORIA 3 - mikroorganizmy nitkowate w dużej ilości e - KATEGORIA 4 - mikroorganizmy nitkowate w bardzo dużej ilości f - KATEGORIA 5 - mikroorganizmy nitkowate występujące masowo Równocześnie przez okres 5 dni prowadzono obserwacje składu mikrofauny osadu czynnego w celu określenia wpływu wybranych koagulantów na pierwotniaki i organizmy tkankowe. Liczebność badanych mikroorganizmów określano metodą szacunkową według skali: 1- pojedyncze, 2 - kilkanaście, 3 - licznie, 4 - masowo. 4. WYNIKI Wpływ wybranych koagulantów glinowych i żelazowych na cechy makroskopowe osadu. 43

7 Wpływ wybranych koagulantów glinowych i żelazowych na liczebność organizmów nitkowatych. Wpływ wybranych koagulantów glinowych i żelazowych na skład mikrofauny osadu czynnego. Do badań z zastosowaniem wybranych koagulantów wybrano osady czynne o bogatym składzie gatunkowym. Oznaczane osobniki reprezentowały większość grup pierwotniaków spotykanych w osadach czynnych. Wśród ameb nagich oraz drobnych wiciowców oznaczono przedstawicieli orzęsków swobodnie pływających (Prorodon spp., Colpidium spp.) orzęsków pełzających po kłaczkach (Litonotus spp., Trachelophylum spp., Aspidisca spp., Chilodonella spp.) i orzęsków osiadłych (Voricella spp., Carchesium spp.). Podczas dozowania wybranych koagulantów prowadzono obserwacje zmian liczebności oraz kondycję przedstawicieli osadu czynnego. 44

8 PAX 18 Po zastosowaniu koagulantu PAX 18 zaobserwowano w badanym osadzie czynnym wzrost liczebności drobnych wiciowców oraz ameb nagich już w drugim dniu dozowania. Wśród orzęsków początkowo spadła liczebność pełzających po kłaczkach, natomiast pojawiło się więcej orzęsków swobodnie pływających. Nie odnotowano wyraźnego wpływu PAX 18 na orzęski osiadłe oraz wrotki, których liczebność utrzymywała się na stałym poziomie. Pod koniec doświadczenia populacja wiciowców i ameb zmniejszyła się do rozmiarów początkowych natomiast w osadzie nadal pozostało kilkanaście orzęsków swobodnie pływających. PAX XL 3 Dozując PAX XL 3 nie zaobserwowano wyraźnego wpływu na orzęski osiadłe oraz wrotki, natomiast gwałtownie zwiększyła się populacja ameb oraz orzęsków pełzających i swobodnie pływających. Tendencja ta utrzymywała się do końca doświadczenia. 45

9 ALS Podczas doświadczenia z koagulantem ALS, podobnie jak w poprzednich przypadkach zaobserwowano wzrost ameb nagich oraz orzęsków swobodnie pływających, ale spadek drobnych wiciowców i wrotków. Populacja orzęsków osiadłych utrzymywała się na stałym poziomie natomiast orzęsków pełzających nieznacznie zwiększyła swoją liczebność. SAX 18 Koagulant SAX 18 spowodował chwilowy wzrost liczebności wiciowców, a następnie powrót do stanu wyjściowego. Ponadto zanotowano gwałtowny wzrost liczebności ameb nagich oraz orzęsków pełzających po kłaczkach. Zmniejszyła się natomiast populacja wrotków oraz orzęsków swobodnie pływających. 46

10 FERCAT 106 W trakcie doświadczenia z zastosowaniem koagulantu FERCAT 106 zaobserwowano jedynie gwałtowny wzrost ameb nagich. W przypadku pozostałych przedstawicieli mikrofauny osadu czynnego zmiany w liczebności badanych populacji były stosunkowo niewielkie. Na podstawie przeprowadzonych obserwacji stwierdza się, że wykorzystywane w doświadczeniu koagulanty nie powodowały nieprawidłowości w funkcjonowaniu osadu czynnego. Wzrost populacji drobnych wiciowców oraz ameb nagich prawdopodobnie był związany ze wzrostem obciążenia osadu oraz zmianami środowiska wywołanymi poprzez dozowane koagulanty. Zmiany w liczebności organizmów były jednak zjawiskiem w większości chwilowym i nie stanowiło to zagrożenia dla pracy osadu czynnego. Podczas badań nie zaobserwowano znamion zatrucia osadu oraz niekorzystnego wpływu na zachowanie się badanych drobnoustrojów. 47

11 5. WNIOSKI Wybór środka ograniczającego liczebność organizmów nitkowatych jest ściśle związany z typem dominującym odpowiedzialnym za puchnięcie lub pienienie osadu, Stosowane koagulanty glinowe i żelazowe poprawiając sedymentację osadu nie zawsze wpływają na ograniczenie liczebności bakterii nitkowatych, Poprawę sedymentacji uzyskano stosując: PAX 18, PAX XL 19,PAX 25, FERCAT 106, Podczas prowadzonego doświadczenia nie uzyskano całkowitej eliminacji badanych organizmów nitkowatych, W celu ograniczenia liczebności Microthrix parvicella skuteczne okazały się: PAX 18, PAX XL 19. Do ograniczenia TYP-u 021N doszło po zastosowaniu: PAX 25, FERCAT 106, Spadek liczebności Actinomycetes zaobserwowano po zastosowaniu: PAX 18, FERCAT 106 Stosowane koagulanty zmieniały nieco skład mikrofauny osadu czynnego, jednak nie wywołało to zmian w biologii pierwotniaków a tym samym nieprawidłowości w funkcjonowaniu osadu czynnego. 48