БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД Биохимическая очистка сточных вод основной способ очистки сточных вод, содержащих загрязнения органического происхождения, заключающийся в минерализации этих загрязнений вследствие жизнедеятельности микроорганизмов. В процессе дыхания микробов органические вещества окисляются, и освобождается энергия, необходимая для жизненных функций. Сточные воды, направляемые на биохимическую очистку, характеризуются величинами БПК и ХПК. БПК–биохимическая потребность в кислороде, или количество кислорода, использованного при биохимических процессах окисления органических веществ за определенный промежуток времени (суток),в мг кислорода на 1 мг вещества. ХПК–химическая потребность в кислороде, т.е. количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде. ХПК также выражается в мг кислорода на 1 мг вещества. Различают аэробные и анаэробные методы биохимической очистки сточных вод. Аэробные методы биохимической очистки сточных вод протекают в присутствии кислорода. Они основаны на использовании аэробных групп организмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и температура 20– 40°C. Анаэробные методы биохимической очистки сточных вод протекают без доступа кислорода. Их используют главным образом для обезвреживания осадков. Этапы биохимической очистки Процесс биохимической очистки сточных вод от органических веществ в аэротенках состоит из таких этапов: -адсорбция и коагуляция активным илом взвешенных и коллоидных частиц; -окисление микроорганизмами растворенных и адсорбированных илом органических соединений; -нитрификация и регенерация активного ила. Избыточный активный ил удаляется из сооружения. Активный ил – это смесь биомассы микроорганизмов и загрязняющих веществ вместе с поступающими в аэротенк сточными водами. Плюсы и минусы Преимущества биологической очистки: - Малое количество отходов. После переработки образуются вещества (углекислый газ, вода), которые легко утилизируются. Если при очистке выделяется метан, его используют для получения тепловой энергии. Переработанный ил – хорошее удобрение. - Системы для биологической очистки работают автономно. Для их обслуживания не нужно вводить реагенты, а с контролем процесса справится 1 человек. - Стоимость реализации биотехнологий ниже, чем на другие способы очистки воды. - Естественные реакции создают экологически чистый цикл природного использования. Главные минусы метода: - Сложность сохранения постоянного количества биомассы бактерий. Если их будет меньше нормы, сточные воды не очистятся полностью. - В постройку очистных сооружений нужно вложить много денег. Но со временем затраты окупаются. - Технологический режим очистки должен строго соблюдаться. При нарушениях эффективность метода значительно снижается. -Не все органические соединения подлежат переработке. Если в сточных водах есть токсические соединения, их нужно удалить, иначе биомасса погибнет. Как работает метод биологической очистки Биологическая очистка сточных вод является эффективным способом удаления органических веществ с помощью жизнедеятельности микроорганизмов. Такой метод можно использовать как в быту, так и на промышленных предприятиях. Очищение за счет бактерий успешно комбинируется с механическими и химическими воздействиями, которые в большей степени оказывают влияние на неорганические соединения. В основе биологической очистки находится естественный процесс, его воссоздают искусственным путем для безопасного избавления от примесей. Очищение с помощью микроорганизмов обычно проводят после механического удаления загрязнений. Нерастворимые частички выпадают в осадок, а остальные вещества подлежат дальнейшей обработке. Суть работы базируется на способности определенных бактерий расщеплять органические соединения. В результате образуются простые вещества, такие как вода, углекислый газ и метан. Микробы и простейшие используют получившиеся продукты для поддержания собственной жизнедеятельности. Микроорганизмы также получают энергию из азота, который содержится в сточных водах в виде аммиачных и нитратных соединений. В состав минеральных солей включены фосфор и калий, необходимые для питания бактерий. Богатое содержание этих веществ в стоках вызывает интенсивное размножение микробов, таким образом происходит естественная очистка в резервуарах. Методы биологической очистки стоков Очищение воды микроорганизмами сооружениях: • Аэротенки; • Биофильтры; • Станции биологической очистки; • Мембранные биореакторы; • Биологические пруды. происходит в следующих Аэротенки Такие сооружения биологической очистки сточных вод предназначены для обработанной механическим путем жидкости, которая взаимодействует с расположенным в резервуаре активным илом. Процесс происходит в особых емкостях, состоящих из нескольких отделов и оборудованных системами аэрации. В активном иле находится множество бактерий, которые питаются органическими отходами. Для их жизнедеятельности нужны соответствующие условия, которые постоянно поддерживаются в водоеме. В первую очередь, бактериям необходим кислород, чтобы они могли размножаться. При постоянном поступлении воздуха микроорганизмы начинают поглощать органические вещества из воды, таким образом происходит естественное очищение резервуара. Со временем запасы органики уменьшаются, и расход кислорода также начинает снижаться. В этот момент жидкость перемещается в следующие отделы В дальнейших секциях вода подвергается обработке с помощью особых бактерий-нитрификаторов, которые превращают азот, содержащийся в аммонийных солях, в нитриты. В водоеме находится также и другой тип микробов, поглощающий нитриты. В результате этого процесса образуются нитраты. В конечном итоге после полной переработки соединений сточные воды поступают во вторичный отстойник. Здесь активный ил образует осадок, а чистая жидкость перемещается в водоемы. Мембранный биореактор Биологические методы очистки сточных вод включают в себя использование мембранного биореактора. Роль мембран состоит в создании своего рода препятствия для загрязнений, которые проходят сквозь них. Эти элементы бывают трубчатыми, половолоконными и плоскорамными. В дополнение к механической фильтрации используют деятельность микроорганизмов. Мембранный реактор можно применять как на финальной стадии очищения жидкости, так и для подготовительной очистки перед нанофильтрацией. Таким способом удается эффективно удалить из стоков лишние соли. Нанофильтрацию воды используют для того, чтобы удалить из воды цветность и общий органический углерод, который содержится, к примеру, в поверхностных водах, очистить жидкость от жесткости, а также понизить общее содержание растворенных веществ. Биофильтры Для биологической очистки сточных вод в загородных домах часто применяются биофильтры. Это небольшое устройство содержит емкость с загрузочным материалом, в котором находятся микроорганизмы. Деятельность бактерий происходит по схожему принципу с аэротенками – органика успешно распадается на простые элементы, служащие пищей для микробов.
