10.3 Биологические методы очистки сточных вод

Для очистки коммунально-бытовых и промстоков целлюлозно-бумажных, нефтеперерабатывающих, пищевых предприятий широко используется биологический (биохимический) метод. Метод основан на способности микроорганизмов использовать для своего развития органические и некоторые неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах (сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды и т. д.).

Контактируя с органическими веществами микроорганизмы частично разрушают их, превращая в воду, диоксид углерода, нитрит и сульфат-ионы. Другая часть веществ идёт на образование биомассы. Разрушение органических веществ называют биохимическим окислением. Некоторые органические вещества способны легко окисляться, а некоторые окисляются медленно или совсем не окисляются. Для установления возможности подачи промышленных сточных вод на биохимические очистные сооружения устанавливают максимальные концентрации токсичных веществ, которые не влияют на процессы биохимического окисления и на работу очистных сооружений.

Сточные воды направляемые на очистку характеризуются величинами БПК и ХПК.

БПК – биохимическое потребление кислорода – количество кислорода, использованного при биохимических процессах окисления органических веществ за определённый промежуток времени в мг О₂ на 1 мг вещества.

ХПК – химическое потребление кислорода – количество кислорода, эквивалентное количеству расходуемого окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде.

Различают аэробные и анаэробные методы биохимической очистки сточных вод.

Аэробные методы основаны а использовании аэробных групп организмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и t=20-40 С⁰.

Аэробные процессы биохимической очистки могут протекать в природных условиях и в искусственных сооружениях.

В естественных условиях: поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды, гидроботанические площадки, окислительные каналы

В искусственных условиях: аэротенки, биофильтры.

Поля орошения – это специально подготовленные земельные участки, используемые одновременно для очистки сточных вод и агрокультурных целей. Очистка сточных вод идёт под действием почвенной микрофлоры, солнца, воздуха и под влиянием жизнедеятельности растений.

Если на полях не выращиваются сельскохозяйственные культуры и они предназначены только для биологической очистки сточных вод, то они называются полями фильтрации.

Биологические пруды – каскад прудов из 3 – 5 ступеней, через которые с небольшой скоростью протекает сточная вода.

Традиционными сооружениями очистки бытовых и некоторых видов промышленных сточных вод являются аэротенки - специальные открытые резервуары, по которым медленно пропускают стоки, обогащенные кислородом и смешанные с активным илом. Активный ил представляет собой совокупность гетеротрофных микроорганизмов и мелких беспозвоночных животных (плесени, дрожжей, водных грибов, коловраток и др.), а также твердого субстрата. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах. Анаэробные методы обезвреживания используют для сбраживания осадков, образующихся при биохимической очистке, а также как первую ступень очистки очень концентрированных промышленных стоков, содержащих органические вещества, которые разрушаются анаэробными бактериями. Процесс брожения проводят в метантенках – герметично закрытых резервуарах, оборудованных приспособлением для ввода несброженного и отвода сброженного осадка.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Перечислите механические методы очистки сточных вод

2. На чём основан метод адсорбции?

3. Что такое аэротенки?

4. На чём основан метод флотации?

5. Что относится к физико-химическим методам очистки сточной воды?