Влияние гидробионтов на работу гидротехнических сооружений

Работе сооружений технического и питьевого водопровода наносят большой вред микроорганизмы обрастаний. Они вызывают засорение и обрастание водозаборных сооружений, внутренних стенок труб, вызывая их сужение. В теплообменных установках нарушается режим теплообмена. Попадание в воду живых или погибших микроорганизмов повышает концентрацию взвешенных веществ, появляются запахи и привкусы.

На формирование обрастаний, их характер и интенсивность влияют:

· химический состав воды,

· ее температура,

· скорость потока,

· количество растворенного кислорода,

· содержание питательных веществ,

· свойства материала, контактирующего с водой.

В морских водах, особенно теплых, обрастания развиваются быстрее и интенсивнее, чем в пресных.

В чистых водах обрастания чаще всего обусловлены железобактериями, серобактериями, водорослями, моллюсками, губками, мшанками. При малом количестве питательных веществ в воде микроорганизмы планктона тоже вызывают обрастания. Теплообменная аппаратура, гидротехнические сооружения также подвержены обрастаниям железобактериями. Присутствие сероводорода в воде создает условия для развития серобактерий, окисляющих его до серы или сульфатов. Для полисапробной зоны характерно развитие зооглейных форм бактерий, образующих слизистые скопления.

Максимальное развитие организмов обрастаний наблюдается при температуре, близкой к оптимальной для данной группы. Так, некоторые виды железобактерий развиваются при низкой температуре воды. Большинство же микроорганизмов обрастаний является мезофилами с температурными оптимумами 15 – 20 и 35 – 37° С. Изменение температуры сопровождается сменой микроорганизмов обрастаний. При понижении температуры в загрязненных водах преобладают нитчатые бактерии и грибы. Летом грибы в обрастаниях практически отсутствуют. Быстрее всего развиваются в обрастаниях нитчатые и зооглейные бактерии.

При использовании воды, загрязненной органическими веществами, для охлаждения промышленных установок обрастания зооглейными бактериями могут развиваться в теплообменной аппаратуре уже через 10 ч, нитчатыми – через 36 ч. Основные организмы обрастаний: зооглейные бактерии, нитчатые бактерии, нитчатые формы железобактерий, простейшие, моллюски; ракообразные (балянус).

В водах, содержащих сероводород, развиваются серобактерии (Beggiatoa alba), представляющие собой нити, плавающие в воде. Эти бактерии окисляют сероводород до свободной серы, которая откладывается в их клетках. При значительной концентрации сероводорода образуются пучки этих нитей, вызывающие механическую закупорку труб. Содержание в охлаждающей воде повышенного количества сульфатов создает предпосылки для массового развития бактерий, восстанавливающих сульфаты до сероводорода и сульфидов, которые вызывают сильную коррозию металлических труб. Обрастания в водопроводной сети и теплообменной аппаратуре чаше всего вызываются железобактериями. Эти бактерии относятся к автотрофам, и поэтому они живут в водах, содержащих незначительное количество органических веществ. Они поглощают из воды соединения железа (II) и окисляют их до железа (III):

4Fe(НСО₃)₂ + О₂ + 2Н₂О = 4Fe(OH)₃ + 8СО₂

Среди железобактерий встречаются нитчатые формы, выделяющие образующийся гидроксид железа (III) в слизистую оболочку, общую для всей нити; и одноклеточные формы, у которых гидроксид железа откладывается в виде спиральных ниток вне клетки. Образующийся гидроксид железа (III) снижает вкусовые качества воды. При концентрации железа в воде выше 0,8—1,0 мг/л и при благоприятных условиях развивающиеся в трубах железобактерии могут вызвать полное зарастание внутренней поверхности. Железобактерии могут развиваться и в водопроводной сети. Кроме того, они способствуют быстрому исчезновению остаточного хлора, тем самым снижают его обеззараживающее действие.

Прикрепленные водоросли не приносят ощутимого вреда подводным сооружениям. Значительно больший вред оказывают водоросли планктона, вызывающие во время цветения водоема закупорку труб. Из животных наибольший вред приносит моллюск дрейссена, вызывающий обрастание водоприемных сооружений и водоводов.

Наиболее эффективные мероприятия по борьбе с обрастаниями заключаются в изменении нежелательных свойств воды (обезжелезиванне, удаление сероводорода, снижение возможности поступления органических веществ), предотвращение цветения и массового развития высшей водной растительности в водоеме – источнике водоснабжения.

Для удаления обрастаний в трубопроводах применяются промывка горячей (45 ^оС) водой и различные виды химического воздействия: хлорирование, введение веществ, вызывающих отмирание микроорганизмов обрастаний.

Для борьбы с биологическими обрастаниями, вызываемыми зооглейными, нитчатыми бактериями, грибами, дрейссеной. применяют хлорирование воды. Развитие водорослей предотвращается обработкой воды сульфатом меди (II) (0,2—0,4 мг/л Сu²⁺).

В воде, поступающей на водопроводные очистные сооружения, содержатся микроорганизмы, для которых водоем является естественной средой обитания (бактерии – сапрофиты и автотрофы, водоросли, простейшие и др.). В ней могут обнаруживаться и патогенные формы. Часть из них, сорбированные частицами грубодисперсных примесей, выделяется из воды в процессе отстаивания. Важным условием улучшения качества воды при этом является присутствие достаточного количества растворенного кислорода. Появление участков с кислородным дефицитом обусловливает развитие анаэробных процессов разложения органических веществ, которые сопровождаются образованием соединений с неприятным запахом. Предварительное хлорирование воды перед обработкой способствует снижению численности микроорганизмов. При коагулировании воды микроорганизмы сорбируются растущими хлопьями и переходят в осадок. По и после фильтрования в воде может оставаться до 10% жизнеспособных бактериальных клеток. Возможность присутствия патогенных бактерий и вирусов делает необходимым обеззараживание воды.

Высокая эффективность задержки бактерий наблюдается в контактных осветлителях. Фильтрование воды через осветлитель совмещается с контактной коагуляцией взвешенных частиц. При этом происходит задержка микроорганизмов вместе с грубодиспергированными и коллоидными примесями.

Поиск по сайту: