Биологические методы очистки сточных вод

Для очистки коммунально-бытовых 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.