Гомеостаз и сукцессия экологических систем

Гомеостаз - состояние подвижно-стабильного равновесия эко­системы (леса, степи, водоемы и т.п.). В естественном биогеоцено­зе гомеостаз поддерживается через отдельные системы, т.е. ин­формацию, она получается непосредственно из окружающей сре­ды. В случае антропогенной системы (закрытой), человек сам вы­нужден поддерживать гомеостаз.

Пример: аэрационные сооружения для очистки воды: содер­жащиеся в сточных водах вредные вещества в аэротенке сорби­руются поверхностью активного ила. Частично или усваивается, и активный ил оседает на дно. Если вредные вещества поступают непрерывно, то наступит момент нехватки активного ила, равно­весие в системе нарушится. Для его поддержания человек вынуж­ден поддерживать гомеостаз системы (пополнение активного ила и подача кислорода).

Несмотря на подвижно-стабильное равновесие экосистема медленно, но последовательно изменяется во времени. Такая по­следовательная смена одного биоценоза другим называется сук­цессией.

Пример: упало дерево в лесу: сначала отмирают живые ткани, древесина окисляется, темнеет, появляются грибы-пионеры, пи­тающиеся легко усвояемыми веществами, при этом древесина ок­рашивается в разные цвета. Затем идут субдеструкторы, вызы­вающие поверхностную твердую гниль, а затем идут основные разрушитель-деструкторы, вызывающие мягкую гниль. Затем идут грибы-гунификаторы, преобразующие древесину в перегной.

14

Схема установки напорной флотации: 1 - труба входа сточных вод; 2 - приемный резервуар; 3 - всасывательная труба, 4 - трубо-отводы сжатого воздуха, 5 – насос; 6 - сатуратор (смеситель воды и воздуха при давлении 30 - 50 Па); 7- флотационная камера; 8-сопла; 9 - пеносборник; 10 - труба выхода воды, где протекаю­щий электрохимический и окислительно-восстановительный про­цессы обезжиривают сточные воды. Фильтрование - заключительный этап очистки сточных вод от маслянистых при­месей.

Отстаивание. Осуществляется в отстойниках и маслоловушках с эффективностью очистки от 0,62 до 0,9.

Схема маслоловушки: 1- входной патрубок; 2-отстойная камера; 3-маслосборник; 4- цепной конвейер; 5- выходной патрубок.

Адсорбция - заключи­тельный этап очистки от растворённых орга-нических веществ после биохимической очистки, а также в локальных установках, если кон­центрация этих веществ в воде невелика и они биологически не разлагаются или являются сильно-токсичными.

В качестве сорбентов используют активированный уголь, син­тетические сорбенты и некоторые отходы производства (золу, шлаки, опилки и т. п.), минеральные сорбенты-глины, силикагели, алюмогели и гидроксиды металлов.

Ионный обмен. Применяется для извлечения из сточных вод металлов (цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути, кадмия, ванадия, марганца и

47

Коагуляция. Это процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты под влия­нием добавляемых к сточным водам специальных веществ - коагуляторов. Последние в воде образуют хлопья гидроксидов металлов, которые быстро оседают под действием силы тяжести.

Хлопья улавливают коллоидные и взвешенные частицы и агреги­руют их. Так как коллоидные частицы имеют слабый положи­тельный заряд, то между ними возникает взаимное притяжение. Схема установки для очистки вод коагуляцией: где: 1 - емкость для приготовления растворов; 2 - дозатор; 3 – смеситель; 4 - камера хлопьеобразования; 5 - отстойник.

Флокуляция. Это процесс агрегации взвешенных частиц при добавлении в сточную воду высокомолекулярных соединений -флокулянтов, позволяющих снизить продолжительность процесса коагуляции и повысить скорость осаждения образующихся хлопьев.

Процесс очистки сточных вод коагуляцией и флокуляцией со­стоит из стадий: дозирование и смешение реагентов со сточной водой и хлопьеобразование и осаждение хлопьев.

Флотация. Применяется для интенсификации процесса всгашвания маслопродуктов при обволакивании их частиц пузырьками воздуха, подаваемого в сгонную воду. Цель её - удаление из сточных вод нерастворимых диспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаивается, а также для удаления рас­творённых веществ, например ПАВ (поверхностно-активных ве­ществ). Выделения активного ила после биохимической очистки.

Различают: напорную пневматическую, пенную, химическую, вибрационную, биологическую, электрофлотацию и др. Эффек­тивность очистки 0,85...0.95.

46