7.2.3.2. Биологическая очистка сточных вод

Биологический метод очистки основан на способности микроорганиз­мов использовать в качестве ростовых субстратов различные соединения, входящие в состав сточных вод. Достоинства данного метода заключают­ся в возможности удаления из сточных вод широкого спектра органических и неорганических веществ, простоте аппаратурного оформления и протека­ния процессов, относительно невысоких эксплуатационных расходах. Од­нако, для успешной реализации метода необходимы большие капитальные вложения для строительства очистных сооружений. В ходе процесса очи­стки необходимо строго соблюдать технологический режим и учиты­вать чувствительность микроорганизмов к высоким концентрациям за­грязнителей. Поэтому чаще всего перед биологической очисткой сточных вод их необходимо разбавлять.

Для биологической очистки сточных вод применяют два типа процес­сов: аэробные, в которых микроорганизмы используют для окисления ве­ществ кислород, и анаэробные, при которых микроорганизмы не имеют доступа ни к свободному растворенному кислороду, ни к предпочтитель­ным акцепторам электронов типа нитрат-ионов. В этих процессах в каче­стве акцептора электронов микроорганизмы могут использовать углерод органических веществ, содержащихся в сточных водах. При выборе между аэробными и анаэробными процессами предпочтение обычно отдают первым. Аэробные системы более надежны, стабильно функционируют; они также больше изучены.

Анаэробные процессы, существенно уступающие аэробным в скорости протекания процесса очистки, тоже имеют ряд преимуществ:

- масса образуе­мого в них активного ила практически на порядок ниже (0,1-0,2) по срав­нению с аэробными процессами (1,0-1,5 кг/кг удаленного БПК);

- в них существенно ниже энергозатраты на перемешивание;

- дополнительно образуется энергоноситель в виде биогаза.

Вместе с тем, анаэробные про­цессы очистки менее изучены, в силу низких скоростей протекания для них требуются дорогостоящие очистные сооружения больших объемов.

В аэробных процессах очистки часть окисляемых микроорганизмами органических веществ используется в процессах биосинтеза, другая пре­вращается в безвредные продукты – Н₂О, СО₂, и пр. Принцип дейст­вия аэробных систем биоочистки базируется на методах проточного куль­тивирования.

Процесс удаления органических примесей складывается из нескольких стадий: массопередачи органических веществ и кислорода из жидкости к клеточной поверхности, диффузии веществ и кислорода внутрь клеток через мембрану, а также метаболизма, в ходе которого происходит прирост микробной биомассы с выделением энергии и углекислоты. Ин­тенсивность и глубина биологической очистки определяется скоростью размножения микроорганизмов.

Когда в очищаемых сточных водах прак­тически не остается органических веществ, наступает второй этап очистки – нитрификация. В ходе этого процесса азотсодержащие вещества сточных вод окисляются до нитритов и далее – до нитратов. Таким образом, аэробная биологическая очистка складывается из двух этапов: минерализации – окисления углеродсодержащих соединений – и нитрификации. Появление в очищаемых сточных водах нитратов и нитритов свидетельствует о глубокой сте­пени очистки. Большинство биогенных элементов, необходимых для раз­вития микроорганизмов (углерод, кислород, сера, микроэлементы), со­держится в сточных водах. При дефиците отдельных элементов (азота, калия, фосфора) их в виде солей добавляют в очищаемые стоки.

В процессах биологической очистки принимает участие сложная био­логическая ассоциация, состоящая из бактерий, одноклеточных организмов (водные грибы), простейших (амебы, жгутиковые и ресничные инфузории), микроскопических жи­вотных (коловратки, круглые черви – нематоды, водные клещи) и др. Эта биологическая ассоциация в процессе биологической очистки формирует­ся в виде активного ила или биопленки.

Активный ил представляет собой буро-желтые хлопья размером 3-150 мкм, взвешенные в воде, и образованные колониями микроорганизмов, в том числе бактериями. Последние обра­зуют слизистые капсулы – зооглеи. Биопленка – это слизистое обрастание материала фильтрующего слоя очистных сооружений живыми микроор­ганизмами, толщиной 1-3 мм.

Аэробная биологическая очистка сточных вод проводится в различных по конструк­ции сооружениях – биофильтрах и аэротенках.

Биофильтры представляют собой прямоугольные или круглые соору­жения со сплошными стенками и двойным дном: верхним в виде колосни­ковой решетки и нижним – сплошным (рис. 7.8).

Рис. 7.8 Схема устройства биофильтра

Дренажное дно био­фильтра состоит из железобетонных плит с площадью отверстий не менее 5-7% от общей площади поверхности фильтра. Фильтрующим материа­лом обычно служит щебень, галька горных пород, керамзит, шлак. Ниж­ний поддерживающий слой во всех типах биофильтров должен содержать более крупные частицы фильтрующего материала (размером 60-100 мм). Щебеночные биофильтры имеют высоту слоя 1,5-2,5 м и могут быть круглыми с диаметром до 40 м или прямоугольными размером 75x4 м². Входной поток предварительно отстоявшихся сточных вод с помощью во­дораспределительного устройства периодически равномерно орошает по­верхность биофильтра. В ходе просачивания сточных вод через материал фильтрующего слоя происходит ряд последовательных процессов:

- кон­такт с биопленкой, развивающейся на поверхности частиц фильтрующего материала;

- сорбция органических веществ поверхностью микробных клеток;

- окисление веществ сточных вод в процессах микробного метаболиз­ма.

Через нижнюю часть биофильтра противотоком жидкости продувается воздух. Во время паузы между циклами орошения сорбирующая способ­ность биопленки восстанавливается. Биопленка, формирующаяся на по­верхности фильтрующего слоя биофильтра, представляет собой сложную экологическую систему (рис. 7.9).

Рис 7.9. Трофическая пирамида в биопленке капельного биофильтра

Бактерии и грибы образуют нижний трофический уровень. Вместе с микроорганизмами–окислителями углерода они развиваются в верхней части биофильтра. Нитрификаторы находятся в нижней зоне фильтрую­щего слоя, где процессы конкуренции за питательный субстрат и кисло­род менее выражены. Простейшие, коловратки и нематоды, питающиеся бактериальной компонентой экосистемы биопленки, служат пищей выс­шим видам (личинкам насекомых).

В биофильтре происходит непрерывный прирост и отмирание био­пленки. Отмершая биопленка смывается током очищаемой воды и выно­сится из биофильтра. Очищенная вода поступает в отстойник, в котором освобождается от частиц биопленки, и далее сбрасывается в водоем.

Процесс окисления органических веществ сопровождается выделением теплоты, поэтому биофильтры не требуют дополнительного обогрева. Крупные установки, снабженные слоем теплоизоляционного материала, способны функционировать при отрицательных внешних температурах. Однако, температура внутри фильтрующего слоя должна быть не ниже 6°.

Основной режим работы щебеночных биофильтров – однократное про­хождение сточных вод. При этом нагрузка по органическому веществу на фильтр составляет 0,06-0,12 кг БПК/м³ в сутки. Для повышения нагрузки без увеличения площади биофильтра применяют режим очистки с рецир­куляцией сточных вод или режим двойного фильтрования.

Коэффициент рециркуляции для сточных вод, загрязненных трудно окисляемыми органическими веществами, может составлять 1:1 - 1:2. Нагрузка по органиче­скому веществу при этом может достигать 0,09-0,15 кг БПК/ м³ в сутки. Переменное двойное фильтрование заключается в использовании двух направлений фильтрования и двух вторичных отстойников. Последова­тельность потоков меняется с интервалом в 1-2 недели. Это вызывает бы­стрый рост биопленки и позволяет увеличить нагрузку до 0,15-0,26 кг БПК/м³ в сутки.

Щебеночные биофильтры, имея низкую объемную плотность, могут достигать высоты до 8-10 м. Этот тип биореактора при быстром режиме фильтрации сточных вод обеспечивает степень удаления 50-60% БПК. Для более высокой степени очистки применяют каскад биофильтров.

На смену минеральным материалам в биофильтрах с начала 80-х годов пришли пластмассы, обеспечивающие при высоких значениях удельной поверхности фильтрующего слоя большую пористость и лучшие гидроди­намические свойства слоя. Это позволило строить высокие, не занимающие много места биореакторы, и очищать промышленные сточные воды с высокой концентрацией загрязняющих веществ. Удельная поверхность пластмассовых насадок, используемых для быстрого фильтрования, выше, чем у щебеночных биофильтров.

Более совершенным типом биореактора с неподвижной биопленкой является реактор с псевдоожиженным слоем, характеризующийся наличи­ем носителя, покрытого микробной пленкой, достаточного для создания псевдожиженного слоя восходящего потока жидкости. Реактор имеет систему подачи кислорода и устройство, обеспечивающее практически горизонтальное распределение потока жидкости в слое носителя. В каче­стве носителя в таких биореакторах может быть использован песок, через который пропускается кислород (система «Окситрон»). Применяют также волокнистые пористые подушечки с системой подачи кислорода в самом аппарате (установка «Кептор»).

Важным условием для эффективной работы биофильтров является тщательная предварительная очистка сточных вод от взвешенных частиц, способных засо­рить распределительное устройство. Неблагоприятным моментом в экс­плуатации биофильтров является вероятность заливания, размножение мух на поверхности, неприятный запах, как следствие избыточного образова­ния микробной биомассы.

Капельный биофильтр – наиболее распространенный тип биореактора с неподвижной биопленкой, применяемый для очистки сточных вод. По суще­ству, это реактор с неподвижным слоем и противотоком воздуха и жидко­сти. Биомасса растет на поверхности насадки в виде пленки. Особенно­стью насадки или фильтрующего слоя является высокая удельная поверх­ность для развития микроорганизмов и большая пористость. Последняя придает необходимые газодинамические свойства слою и способствует прохождению воздуха и жидкости через него.

В настоящее время около 70% очистных сооружений Европы и Аме­рики представляют собой капельные биофильтры. Срок службы таких биореакторов исчисляется десятками лет (до 50). Основной недостаток конструкции – избыточный рост микробной биомассы. Это приводит к засорению биофильтра, что вызывает сбои в системе очистки.

Аэротенк относится к гомогенным биореакторам. Типовая конструк­ция биореактора представляет собой железобетонный герметичный сосуд прямоугольного сечения, связанный с отстойником. Аэротенк разделяется продольными перегородками на несколько коридоров, обычно 3-4. Кон­струкционные отличия различных типов аэротенков связаны, в основном, с конфигурацией биореактора, методом подачи кислорода, величиной на­грузки.

Типовые схемы аэротенков представлены на рис. 7.10. Процесс биоочистки в аэротенке состоит из двух этапов. Первый этап заключается во взаимодействии отстоявшихся сточных вод с воздухом и частицами активного ила в аэротенке в течение некоторого времени (от 4 до 24 ч и более в зависимости от типа сточных вод, требований к глубине очистки и пр.). На втором этапе происходит разделение воды и частиц активного ила во вторичном отстойнике. Биохимическое окисление орга­нических веществ в аэротенке на первом этапе реализуется в две стадии: на первой – микроорганизмы активного ила адсорбируют загряз­няющие вещества сточных вод, на второй – окисляют их и восстанавливают свою окислительную способность.

Рис. 7.10.Схемы аэротенков: а – вытеснения, б – смешения,

в – с рассредоточенной подачей сточных вод и регенерацией активного ила

Подача воздуха в «коридоры» аэротенка осуществляется через порис­тые железобетонные плиты (фильтросы) или через систему пористых керамических труб. Обычно воздухораспределительное устройство располагают не по центру, а около одной из стен коридора. В результате этого в аэротенке происходит турбулизация потока, и сточные воды не только продвигаются вдоль коридора, но и закручиваются по спирали внутри него. Это улучша­ет режим аэрации и условия очистки. Процесс очистки в аэротенке пред­ставляет собой непрерывную ферментацию.

Частицы активного ила, образованные бактериями и простейшими, яв­ляются флокулирующей смесью. По сравнению с биопленкой, функцио­нирующей в биофильтрах, активный ил аэротенков представляет собой меньшее экологическое разнообразие видов. Основными группами бакте­риальной компоненты активного ила являются окисляющие углерод флокулирующие бактерии, окисляющие углерод нитчатые бактерии и бактерии-нитрификаторы. Первая группа бактерий не только принимает уча­стие в деградации органических компонентов сточных вод, но и формирует ста­бильные флокулы, быстро осаждающиеся в отстойнике с образованием плотного ила. Нитрификаторы (Nitrosomonas и Nitrobacter) превращают восстановленные формы азота в окисленные:

NH₃ + O₂^Nitrosomonas NO₂; NO₂ + O^Nitrobacter NO₃^-

Нитчатые бактерии, с одной стороны, образуют скелет, вокруг которо­го образуются флокулы; с другой, стимулируют неблагоприятные про­цессы (образование пены и плохое осаждение). Простейшие потребляют бактерии и снижают мутность сточных вод, наибольшее значение среди них имеют инфузории (Vorticella, Opercularia).

Активный ил обладает большой адсорбционной поверхностью и содержит набор ферментов для удаления загрязнений из сто­чных вод.

Концентрация активного ила в аэротенке обычно составля­ет 1,5-5,0 г/л. Эта величина зависит от концентрации загрязнений сточных вод, воз­раста ила и его продуктивности. Возраст ила вычисляют по уравнению

T = MV/(m_y + Gс_вых),

где М – взвешенные частицы иловой смеси, кг/м³; V – объем аэротенка, м³; m_y – количество удаляемого ила, кг/сут.; G – расход воды, м³/сут.; с_вых. – концентрация ила в выходном стоке, кг/м³.

Например, для достижения нитрификации с участием медленно расту­щих нитрификаторов используют ил возрастом около 12 суток, а для окисления органических веществ возраст ила может быть существенно меньше.

Рабочая концентрация растворенного кислорода вычисляется на осно­ве расчетной потребности установки. Для полной нитрификации она состав­ляет не менее 2 мг/л; для окисления углерода и денитрификации – менее 1 мг/л.

На практике в зависимости от типа аэрации применяют несколько режимов очистки сточных вод: быструю, стандартную и продленную. Быстрые процессы применяют при частичной очистке сточных вод. Наиболее распространенным типом очистки является процесс, средний между стан­дартной и быстрой аэрацией.

Следующим важным параметром для процесса биоочистки в гомогенных проточных биореакторах является режим перемешивания. Из­вестны системы полного смешения и идеального вытеснения. Первый тип обеспечивает мгновенное разбавление входного потока в аэротенке. Это защищает микрофлору активного ила от ингибирующего воздействия за­грязнителей сточных вод. Активный ил в такой системе, однако, имеет худшую способность к осаждению в отличие от систем идеального вытеснения.

В по­следних активный ил поступает в первый коридор, где в ходе аэрации вос­станавливает свою окислительную способность. Сточные воды поступают во второй коридор вместе с регенерированным активным илом. Концентра­ция загрязняющих веществ снижается постепенно, по мере прохождения сточных вод по системе коридоров аэротенка. В таких системах концентрация загрязняющих веществ во входном потоке не должна превышать предельно допустимую для биологических компонентов, образующих активный ил.

Опыт эксплуатации различных типов аэротенков показывает, что со­держание органических веществ в сточных водах, подаваемых на очистку, не должно превышать 1000 мг/л. Оптимальная величина рН обычно лежит в диапазоне 6,5-8,5.

Количество биогенных элементов в очищаемых сточных водах корректируется добавками необходимых солей. Так, при БПК около 0,5 кг О₂/м³ содержание усвояемого азота в сточных водах должно быть не ниже 10, фосфатов – 3 мг/л. Луч­шие результаты очистки вод в аэротенках получают при величине входного БПК до 0,2 кг О₂ /м³. Если уровень аэрации при таком БПК составляет до 5м³/м²•ч, БПК очищенной воды может упасть до 0,015 кг О₂/м³.

Прирост биомассы активного ила в ходе очистки приводит к его «ста­рению» и снижению биокаталитической активности. Поэтому большая часть активного ила после вторичного отстойника выводится из системы, и только часть его возвращается в реактор.

Аэротенки технологически связаны со вторичными отстойниками, в которых происходит осветление выходящих вод и отделение активного ила. Отстойники выполняют также функцию контактных резервуаров. В них сточную воду хлорируют. Де­зинфицирующая доза хлора после биологической очистки в зависимости от качества очистки составляет 10-15 мг/л при продолжительности кон­такта хлора с жидкостью не менее 30 минут.

Анаэробные процессы очистки сточных вод по сравнению с аэробными имеют ряд несомненных преимуществ. Главными являются высокий уровень превращения углеро­да загрязняющих веществ при относительно небольших объемах прироста биомассы и получение дополнительного ценного продукта – биогаза.

Анаэробные процессы для очистки сточных вод применяются в Европе око­ло 100 лет. Используемые для этих целей биореакторы – септиктенки, представляют собой отстойники, в которых осевший ил подвергается ана­эробной деградации. Септиктенки эксплуатируются обычно при темпера­туре 30-35°С. Время пребывания в них очищаемых сточных вод существенно выше – около 20 суток.

При проектировании биореакторов такого типа одним из основных параметров является его вместимость в литрах (V), рассчитываемая с учетом количества обслуживаемого населения P:

V = 180 P + 2000.

Половина объема в 180 л на душу населения отводится для жидкости, половина служит для накопления ила. Объем тенка распределяется между двумя камерами, при этом первая занимает 2/3 объема и имеет наклонное днище для удержания ила (рис. 7.11). Ил периодически (примерно раз в год) удаляется, а небольшая его часть остается в биореакторе.

Рис. 7.11. Двухкамерный септиктенк: 1 – регулятор, 2 – отражатель,

3 – напорный трубопровод, 4 – днище аппарата с уклоном (1:4)

Септиктенки применяют в системе городских очистных сооружений. В них перера­батывают осадки, удаляемые из первичных отстойников. При этом сбро­женный ил ликвидируют или закапывают. При сбраживании уменьшается объем ила, снижается содержание в нем патогенных микроорганизмов и неприятный запах.

Биодеградация загрязняющих веществ, протекающая в септиктенках на основе сложной микробной ассоциации, включает гид­ролитические процессы с участием ацидогенных, гетероацетогенных бак­терий и процесс метаногенерации с участием метаногенов. Анаэробные проточные сбраживатели такого типа применяют для анаэробной биоочи­стки промышленных и сельскохозяйственных сточных вод.

Особенно эффективно применение сравнительно недорогих анаэроб­ных систем для сильно загрязненных сточных вод пищевой промышленности и отходов интенсивного животноводства. Данные сточные воды имеют высокие уровни нагрузки по БПК и ХПК, а навозные – также и высокое содержание нерастворимых компонен­тов, не поддающихся биодеградации. Для их очистки применяют сбраживатели полного смешения. Сточные воды свино- и птицекомплексов освобожда­ются в ходе анаэробной биоочистки только на 50% ХПК, а стоки ферм крупного рогатого скота – на 30%.

Высокие концентрации органических веществ и ам­монийного азота (до 4000 мг/л) способны ингибировать процесс деградации. Время выдерживания таких сточных вод в биореакторе объемом до 600-700 м³ увеличивается до 15-20 суток при норме суточной загрузки 20-30 м³. Биогаз, обра­зуемый при этом, содержит до 70% метана. Биореактор сравнительно не­большого объема очищает сточные воды средних ферм с содержанием 1200-1500 голов свиней.

В последние годы, вследствие более строгих требований к предварительной очистке промышленных сточных вод перед сбросом их в канализацию, а также необходимостью замены ископаемого топлива возобновляемыми источниками, интерес к анаэробным процес­сам возрастает.

Биологические пруды представляют собой каскад сооружений глубиной 1,0-1,5 м, через которые с незначительной скоростью протекают очищенные сточные воды. Различают пруды с естественной и искусственной аэра­цией. Время пребывания в прудах зависит от вида и концентрации загрязнений, степени предварительной очистки, путей дальнейшего использования очищенной воды и колеблется в пределах 3-50 суток. Если пруды имеют искусственную аэрацию, то время пребывания воды в них значительно сокращается.

На промышленных предприятиях биологические пруды используются в основном для доочистки сточных вод, прошедших сооружения биохимической очистки. После биологических прудов концентрация нефти и нефтепродуктов, других загрязнителей снижается настолько, что в последних секциях прудов можно разводить рыбу.

Иногда доочистку осуществляют на полях орошения. Это специально подготовленные участки, используемые одновременно для очистки сточных вод и агрокультурных целей. Очистка сточных вод на полях орошения производится с помощью почвенной микрофлоры, солнечной теплоты, воздуха и жизнедеятельности растений. Земледельческие поля орошения после спуска доочищенных сточных вод используются для выращивания зерновых и силосных культур, трав, некоторых овощей, а также для посадки деревьев и кустарников.

Методы биологической очистки сточных вод эффективны и являются по существу обязательной составной частью системы очистки для каждого предприятия.

Очищенные сточные воды перед сбросом в поверхност­ные водоемы необходимо обеззараживать, так как в них могут находиться патогенные бактерии, вирусы, паразиты, приводящие к вспышкам инфекционных заболеваний населения.

Для этого чаще всего используется хлорирование. Однако этот метод обладает недостаточной дезинфицирующей способностью по отношению ко многим патогенным микроорганизмам. Кроме того, использование хлорирования сопровождается следующими негативными явлениями:

• в обеззараженных сточных водах содержится оста­точное количество активного хлора, который токсичен для гидробионтов и рыб, вызывает изменение биоценоза водоемов, что влияет на их самоочищающую способность;

• образуются высокотоксичные канцерогенные, мутагенные хлорорганические соединения;

• работа с хлором, являющимся сильнодействующим ядовитым веществом, требует особых мер безопасности.

Аналогичные проблемы возникают и при использовании других реагентных методов обеззараживания (гипо­хлориты натрия и кальция, озон, перекись водорода и др.).

В настоящее время наиболее перспективным методом обеззараживания является ультрафиолетовая (УФ) обра­ботка воды.

При УФ облучении воды погибают практически все патогенные микроорганизмы, не меняется окислительная способность воды, исчезает опасность передозировки дезинфектанта, энергозатраты составляют 30-60 Вт•ч/м³ сточных вод. Однако использование этого метода эффективно только при содержании взвешенных веществ в воде не более 20 мг/л. В Беларуси принята Программа внедрения безреагентных методов обеззараживания сточных вод, альтернативных хлорированию, на период до 2020 г., утвержденная Министерством жилищно-коммунального хозяйства 25.01.2007 г. № 3.

В процессе биохимической очистки сточных вод образуются осадки, которые необходимо периодически удалять из очистных сооружений. Обработка или утилизация этих осадков весьма затруднительны из-за большого их объема, переменного состава, наличия целого ряда токсичных для живых организмов веществ, высокой влажности.

Осадки сточных вод представляют собой труднофильтруемые суспензии. Во вторичных отстойниках в осадке находится в основном избыточный активный ил, объем которого в 1,5-2,0 раза больше, чем объем осадка из первичного отстойника. Основными компонентами сырых осадков являются углеводы, жироподобные и белковые вещества, которые в сумме составляют 80-85 %, а остальные 15-20% представляют собой лигниногумусовый комплекс. При разложении органических веще­ств образуются метан, водород, диоксид углерода, спирты и вода, аммиак и сво­бодный азот и сероводород. Общая схема обработки осадков сточных вод представлена на рис. 7.12.

Рис. 7.12 Общая схема обработки осадков сточных вод

Удаление свободной влаги осуществляется уплотнением осадка. При этом в среднем удаляется до 60% влаги, и масса осадка сокращается в 2,5 раза. Наиболее трудно уплотняется активный ил, влажность которого составляет 99,2-99,5 %. Для уплотнения ила используют гравитационный, флотационный, центробежный и вибрационный методы.

Стабилизацию осадков проводят для разрушения биологически разлагаемой части органического вещества на диоксид углерода, метан и воду. Ее осуществляют при помощи микроорганизмов в анаэробных и аэробных условиях. В анаэробных условиях проводится сбраживание осадка в метантенках, в результате чего его объем уменьшается примерно вдвое из-за разложения и минерализации органического вещества. Сброженный осадок приобретает однородную зернистую структуру, лучше отдает при сушке воду, теряет специфический гнилостный запах.

После стабилизации осадки подвергаются обезвоживанию. К обезвоживанию их подготавливают путем кондиционирования. При кондиционировании снижается удельное сопротивление и улучшаются водоотдающие свойства осадков вследствие изменения их структуры и форм связи воды. Кондиционирование проводят реагентными и безреагентными способами.

При реагентной обработке осадка происходит коагуляция – процесс агрегации тонкодисперсных и коллоидных частиц. Образование при этом крупных хлопьев с разрывом сольвентных оболочек и изменением форм связи воды способствует изменению структуры осадка и улучшению его водоотталкивающих свойств. В качестве коагулянтов используют соли железа и алюминия – FeCl₃, Fe₂(SO₄)₃, FeSO₄, Al₂(SO₄)₃ , а также известь.

К безреагентным методам обработки относятся тепловая обработка, замораживание с последующим оттаиванием, электрокоагуляция и радиационное облучение.

Наиболее простым способом обезвоживания является подсушивание осадка на так называемых иловых площадках. При этом способе влажность может быть снижена до 75-80 %, а осадок уменьшается по объему и массе в 4-5 раз, теряет текучесть и его можно перевозить к месту использования автотранспортом. Однако этот способ длителен, требует больших земельных участков, зависит от климатических условий района. Кроме того, влажность подсушенного осадка все-таки остается еще значительной.

Иловые площадки – это участки земли (карты), со всех сторон окруженные земельными валами. Если почва хорошо фильтрует воду, а грунтовые воды находятся глубоко, иловые площадки устраиваются на естественных грунтах. При залегании грунтовых вод на глубине до 1,5 м для отвода фильтрата устраивают специальный дренаж из труб, а иногда организуют искусственное основание.

Механическая сушка (центрифугиро­вание, фильтр-прессование, фильтрование, например, на вакуум-фильтрах) также уменьшает влажность до 70-80 %, пос­ледующая термическая сушка – до 15-25 %.

Отходы осадков сточных вод, которые в настоящее время нельзя использовать, направляются в шламонакопители для захоронения.

Шламонакопители представляют собой открытые зем­ляные емкости, которые после полного заполнения консервируются, и шлам подают уже в другие накопители. Нельзя забывать, что законсервированные шламохранилища являются потенциальным источником загрязнения окружающей среды и требуют постоянного надзора.

В настоящее время все большее распространение получает метод биологического обезвоживания осадка (БОС).

Принципиальная схема очистки сточных вод приведена на рис. 7.13.

Рис. 7.13 Принципиальная схема процесса очистки сточных вод: 1 – приемная камера,

2 – решетки для отделения крупных отходов, 3 – песколовка, 4 – жиро-, нефтеловушка,

5 – первичный отстойник, 6 – станция механического обезвоживания, 7 – аэротенк или

биофильтр, 8 – вторичный отстойник, 9 – илоуплотнитель, 10 – доочистка и обеззараживание по методу ПАВ-озонирования, 11 – пескоплощадки, 12 – канализационно-насосная станция, 13 – дробилка

Обработка и очистка сточных вод представляет собой очень сложную техническую проблему, которую полностью осветить в рамках этого учебного пособия не представляется возможным. Более полную информацию по этому вопросу можно получить в ранее изданной книге [14], либо в специальной литературе.

В связи с тем, что строительство и эксплуатация очистных сооружений на предприятиях требуют вложения очень больших материально-технических средств, содержания специальных служб, создают множество проблем по утилизации осадков сточных вод, отработанного активного ила и других, в настоящее время все большее распространение получают локальные и модульные системы очистки сточных вод.