Дисертацію присвячено вирішенню наукового завдання, яке спрямоване на використанні екологічних властивостей іммобілізованих азоттрансформуючих мікробіоценозів з вилучення сполук азоту зі стічних вод для захисту об’єктів гідросфери від евтрофікації. Захист природних водойм від евтрофікації, викликаної скидом біогенних елементів у складі недостатньо очищених стічних вод – нагальна науково-практична екологічна проблема.
У роботі проведено аналіз та узагальнення відомостей щодо складу та властивості іммобілізованих мікробіоценозів в умовах обробки висококонцентрованих за органічними забрудненнями стічних вод.
Розроблено конструкцію та виготовлено лабораторну біодискову установку для дослідження впливу екологічних чинників на процеси деазотації та деамонізації стічних вод різного складу азоттрансформуючим мікробіоценозом, яка працювала у контактному та проточному режимах. Визначено, що азоттрансформуючий мікробіоценоз сформованої біоплівки на інертному носії дискової установки представлений амоніфікаторами, АОБ (амонійокиснюючими бактеріями), АОА (амонійокиснюючими археями), НОБ (нітритокиснюючими бактеріями), anammox-бактеріями та денітрифікуючими мікроорганізмами. Розроблено методологію визначення складу іммобілізованого азоттрансформуючого мікробіоценозу очисної установки в присутності, так і за відсутності органічних речовин в стічній воді: фізіологічними, мікробіологічними і біохімічними тестами.
Результати експериментальних досліджень в контактних умовах обробки показали, що ефект видалення N-NH4 + Nорг склав 57,6% при високих навантаженнях розчинених органічних сполук. Питома швидкість видалення N-NH4 становить 1,6, N-NH4 +Nорг – 1,8 мг/(гбез. реч. год). Результати експериментальних досліджень показали, що іммобілізований мікробіоценоз протягом 6,6 год перебування стічної води в біореакторі активно та глибоко (до 99,5 %) окиснює органічні сполуки та активно (до 99,9 %) деамонізує середовище. При обробці висококонцентрованих, за органічними забрудненнями, стічних вод в проточних умовах культивування іммобілізований мікробіоценоз адаптувався до деамонізації середовища в екстремальних для автотрофної мікрофлори умовах: ХСК ≥ 823 мгО/дм 3 . Оптимальним для процесів деазотації був мезофільний температурний режим, концентрація кисню в середовищі ≥ 4 мг/дм 3 . Питома швидкість видалення N-NH4 в присутності органічних речовин досягала 1,6, за відсутності – 4,3 мг/(гбез.реч.•год). Розроблено екологічно безпечний спосіб очищення стічних вод від сполук азоту та розчинених органічних речовин в дисковому біореакторі до нормативних вимог для скиду в водний об'єкт. В виробничих умовах проведено апробацію ефективності видалення сполук азоту (деазотації) іммобілізованим мікробіоценозом при обробці в біодисковій установці та отримано Акт впровадження результатів дисертаційних досліджень на стайні ГО “ФЕЛЬДМАН ЕКО-ПАРК”. Ключові слова: азоттрансформуючі мікробіоценози, екологія мікробіоценозів, екологічні чинники, іммобілізований мікробіоценоз, деазотація та деамонізація водного середовища, сполуки азоту, біодискова установка, стічні води.
