Микробиологические аспекты процессов обезжелезивания и деманганации природных подземных вод

Аннотация

Цель настоящей работы состояла в выяснении роли микроорганизмов, участвующих в трансформации соединений железа и марганца, в техногенных системах подготовки питьевой воды. Исследования проводились на станциях водоподготовки Новоуренгойского газохимического комплекса и в поселке Южный г. Барнаула. На различных этапах водоподготовки наряду с исследованием состава бактериальных сообществ и численности различных физиологических и таксономических групп микроорганизмов, осуществляющих разнонаправленные процессы окисления и восстановления соединений Fe и Mn, одновременно проводился анализ физико-химических параметров исследуемой воды (концентрации O₂, CO₂, CH₄, NH₃, растворимых форм Fe²⁺ и Mn²⁺, pH, температуры, окисляемости) с учетом сезонности наблюдений. Показано, что при эксплуатации одноступенчатой системы очистки воды фильтры, загруженные инертным фильтрующим материалом, функционируют в качестве биофильтров, и трансформация соединений Fe и Mn в техногенных системах водоподготовки обусловлена деятельностью микроорганизмов. Осаждаемые формы оксидов Fe и Mn представлены исключительно биогенными (бактериальными) структурами железо- и марганецокисляющих бактерий. Последние в зависимости от физико-химических условий представлены преимущественно представителями рода Gallionella (Новоуренгойский комплекс водоочистки) либо нитчатыми железобактериями Crenothrix и одноклеточными бактериями Siderocapsa – Arthrobacter. Эффективность метода биологического обезжелезивания и деманганации подземных вод при их одноступенчатой обработке определяется физико-химическими и микробиологическими свойствами исходной воды и зависит от условий, необходимых для развития микроорганизмов, которые обеспечиваются правильным выбором технологического оборудования и режимами его эксплуатации.

Ключевые слова

подземные воды , одноступенчатое обезжелезивание и деманганация , автотрофные железобактерии , гетеротрофные микроорганизмы

Подробнее...

bbk 000000

УДК 628.161.2:546.72/.711

Аскерния А. А., Корабельников Л. В., Моисеев А. В., Гераськов С. С., Павлюченко Д. И., Бодягин А. О.

Особенности выбора методов одноступенчатого обезжелезивания и деманганации подземных вод

Аннотация

Описаны особенности выбора методов обезжелезивания и деманганации подземных вод в зависимости от их физико-химических и микробиологических свойств, при условии реализации процессов очистки в единовременном цикле обработки воды. Выбор метода очистки воды от избыточных концентраций железа и марганца осуществляется в процессе исследований на предпроектном этапе проектно-изыскательских работ. Для подземных вод, содержащих помимо марганца железо, преимущественно в оксидных формах, наиболее приемлемыми являются физико-химические методы, сочетающие предварительную обработку исходной воды сильным окислителем (гипохлоритом натрия, озоном и др.) с последующей ее фильтрацией через химически активный материал. Биологический метод обезжелезивания и деманганации воды обусловлен наличием в экосистеме очистных сооружений сообществ микроорганизмов, жизненный цикл которых связан с процессами, протекающими при окислении железа и марганца. Описаны мероприятия по заселению (зарядке) загрузки фильтров бактериальными культурами Crenothrix и Siderocapsa – Arthrobacter. На основе опыта эксплуатации станции обезжелезивания и деманганации дренажных подземных вод производительностью 25 тыс. м3/сут «Восточный-2» г. Краснодара показана обоснованность применения физико-химического метода очистки воды. Результаты работы станции водоподготовки в поселке «Южный» г. Барнаула свидетельствуют об эффективности биологического метода обезжелезивания и деманганации подземной воды, обусловленной наличием в экосистеме сооружений сообществ микроорганизмов, жизненный цикл которых связан с процессами, имеющими место при окислении железа и марганца.

Ключевые слова

подземная вода , железо , марганец , железобактерии , одноступенчатое обезжелезивание и деманганация , каталитически активный фильтрующий материал