Что подразумевается под биологической очисткой сточных вод

В современных условиях, человек для решения различных бытовых и производственных задач ежедневно использует огромные объёмы воды. В процессе применения она подвергается серьёзному загрязнению широкого перечня элементов и веществ, представляющих угрозу окружающей природе и самому человеку.

Сточные воды

Биологическая очистка сточных вод — залог безопасности для жителей планеты

По этой причине, перед выведением воды в естественные водоёмы, почву или для повторного использования сточные воды проходят тщательную обработку. Важнейшим этапом такой обработки является биологическая очистка сточных вод. Что подразумевает собой эта процедура стоит разобрать подробно и детально.

Понятие и характеристика

Биологическая очистка сточных вод – комплекс мероприятий, направленных на удаление из загрязнений вод растворённых элементов посредством деятельности специальных микроорганизмов (бактерий или простейших).

Зачем нужен этот способ? В процессе своей жизнедеятельности человек везде использует воду (в бытовых и промышленных целях). В домах и на промышленных предприятиях после использования вода загрязняется большим количеством органических элементов, которые растворяются и делают жидкость опасной для окружающей среды и человека. К таким элементам относятся:

  • жиры;
  • поверхностно-активные вещества (из моющих средств);
  • различные фосфаты (из стиральных порошков);
  • азот — и хлорсодержащие вещества;
  • сульфаты;
  • нефтепродукты.

Поэтому после использования человеком, вода попадает в канализацию и перед вторичным использованием, выводом в водоёмы или почву пропускается через очистные сооружения. Такие очистные сооружения обеспечены средствами биологической очистки, что позволяет устранять из воды все вышеперечисленные вещества. Процедура позволяет удалить из жидкости: органические загрязнения (ХПК, БПК) и биогенные вещества – азот и фосфор.

Биоочистка сточных вод может использоваться как самостоятельный процесс, так и как этап полноценной очистки стоков в сочетании с мероприятиями, основанными на других принципах: механическим, физико-химическим и дезинфицирующим.

Механическая очистка служит предварительным этапом, применяемым перед поступлением стоков в очистные сооружения. Процедура предваряет биологическую очистку, она является её подготовительной мерой. Здесь производится отделение от стоков нерастворённых примесей. В качестве очищающих приспособлений для механического этапа используются: специальные решётки и сита, песколовки, первичные отстойники, фильтры, септики.

Обычно в резервуарах, через которые проходит очищаемая жидкость, устанавливается несколько уровней механического удаления примесей, происходит постепенное отсеивание загрязнений различного размера и диаметра. В начале процедуры стоки проходят через решётки и сита, затем через песколовки. После, сточные воды попадают в первичный отстойник, где оседают органические взвеси. Снижение БПК при механической очистке достигает 20—40%. Кроме того, этот этап важен, с точки зрения усреднения стоков, они перемешиваются и предотвращаются скачки по объёму перед вводом в очистные сооружения.

Физико-химическая очистка применяется для комбинированной очистки и от растворённых элементов и от взвесей. Методы такой очистки очень важны при обратном водоснабжении. К способам физико-химического метода относят следующие процедуры: флотация, сорбция, гиперфильтрация, нейтрализация, электролиз и др. Для удаления определённых элементов добавляются специальные реагенты.

Дезинфицирующая очистка – завершающий этап, который подразумевает удаление бактерий и микроорганизмов с помощью обработки жидкости устройствами ультрафиолетового облучения. К такой очистке относится и устаревший метод обработки хлором.

Таблица о способах очистки сточных вод

Способы очистки сточных вод

Методы и сооружения

На сегодняшний момент чаще всего применяются следующие биологические методы очистки сточных вод:

  1. Активный ил (аэротенки).
  2. Биофильтры в септиках и других сооружениях.
  3. Метантенки (анаэробное брожение).

Для реализации этих методов используются следующие сооружения биологической очистки сточных вод:

  1. Аэротенки.
  2. Биофильтры.
  3. Биологические пруды.
  4. Метантенки.

Аэротенки — наиболее эффективная система биологической очистки сточных вод.

Они состоят из резервуара с несколькими отсеками или нескольких ёмкостей, объединённых в одно устройство. Гидротехническое устройство оборудовано аэраторами, насосами, смешивателями, датчиками контроля и автоматизации. Ключевыми требованиями к эффективной работе аэротенка являются:

  1. Постоянная подача загрязнённых стоков в биосреду.
  2. Наличие активного ила с достаточным количеством бактерий и простейших организмов.
  3. Подача в смесь кислорода и её перемешивание.

Для биоочистки используется несколько видов аэротенков по способу подачи иловой смеси:

  1. Вытеснители.
  2. Смесители.
  3. Неполного смещения.

По способу снабжения кислородом:

  1. С пневматической аэрацией.
  2. С пневматической аэрацией.

Биофильтры наиболее популярное средство очистки у частных домовладельцев и дачников. Такие устройства состоят из небольшой ёмкости, в которую помещается загрузочный материал. В качестве активного материала используется специальная биоплёнка с бактериями и простейшими организмами. Различают два вида биофильтров:

  1. Капельного типа.
  2. Двухступенчатого.

Биофильтры капельного типа производят очистку медленно, но на выходе жидкость отличается высокими показателями очищения от органики. Двухступенчатые устройства отличаются высокой степенью производительности. Качество не сильно уступает капельным фильтрам.

Биофильтры имеют следующие конструктивные элементы:

  1. Фильтрующая нагрузка – пространство, где размещается биологическая среда.
  2. Устройство, обеспечивающее равномерное распределение стоков в теле фильтра.
  3. Дренажная система для удаления очищенной жидкости.
  4. Аэраторная система для подачи воздуха.

Биологические пруды – водоёмы искусственного происхождения, предназначенные для естественной очистки воды. Для такого способа используются просторные пруды незначительной глубины (до 100 см). Небольшая глубина позволяет добиться максимального соприкосновения жидкости с естественным воздухом. Значительная поверхность при небольшой глубине позволяет добиться хорошего прогревания солнцем.

Таким образом, создаются все необходимые условия для жизнедеятельности микроорганизмов. Такие водоёмы полезны, пока температура не опустилась до уровня в 5 градусов. При достижении таких температур и последующем её понижении окислительные процессы прекращаются. Зимой пруды для очистки не используются.

Для очистки воды используются несколько видов биологических водоёмов:

  1. Пруды с разбавлением.
  2. Многоступенчатые пруды без разбавления.
  3. Доочистные пруды.

Метантенки – устройства для анаэробного окисления жидких органических отходов с получением метана. Чаще применяется не для очистки самих сточных вод, а при переработке собранных в отстойниках и очистных резервуарах осадков и взвесей.

Метантенк состоит из резервуара цилиндрической или прямоугольной формы, смешивающих приспособлений, радиаторов (водяных или паровых). Ёмкость частично или полностью заглубляется в землю. Метантенк имеет дно с серьёзным уклоном к центру.

Верх конструкции может быть закрытый или открытый (плавающий). Плавающая кровля нивелирует возможность серьёзного роста давления внутри ёмкости в результате интенсивного выделения метана. Стенки делаются из железобетона.

Схема

Схема аэротенка

Принцип очищения сточных вод с помощью аэротенков

Схема биологической очистки сточных вод в аэротенках:

  1. После механической очистки и первичного отстаивания стоки подаются в основной резервуар, который оснащён аэраторами для насыщения жидкости кислородом и перемешивания.
  2. Вместе со стоками в аэротенк подаётся активный ил с бактериями и микроорганизмами.
  3. Организмы попадают в максимально благоприятную среду: большое количество питательных органических элементов в стоках и обилие кислорода. Начинается интенсивный процесс окисления и распада органики.
  4. После того как БПК и ХПК доведено до нужных количественных показателей, смесь выводится во вторичный отстойник.
  5. Здесь ил оседает и выводится обратно в основной резервуар.
Биопруд

На рисунке изображен биопруд

Схема очистки с помощью биофильтра:

  1. Стоки по трубам канализации попадают в первичный отстойник, где происходит фильтрация от крупных, нерастворённых загрязнений (взвесей и частиц).
  2. Из первичного отстойника вода попадает в тело фильтра, где происходит непосредственное удаление растворённых элементов. Загрязнения, в качестве питательной среды, попадают в плёнку. Бактерии расщепляют органику, а благоприятные условия способствуют их размножению. Количественный рост организмов способствует ускорению очистки и повышению её качества.
  3. Для сохранения благоприятной среды в основную очистную ёмкость постоянно поставляется кислород, через специальные аэраторы.

Особенности капельных биофильтров:

  1. Загрязнения поступают небольшими объёмами.
  2. Насыщение кислородом происходит естественным путём, с помощью открытой вентиляции резервуара.

Схема очистки биологических прудов:

  1. В пруды с разбавлением впадают небольшие речки. Стоки выводятся в речную воду, перемешиваются в определённой пропорции и попадают в пруд. Процесс очистки занимает около двух недель. Так как, стоки попадают в разбавленном виде, в таких прудах для создания полной биологической цепочки заводят рыб.
  2. В многоступенчатые пруды стоки попадают без разбавления. Очистка в таких водоёмах занимает около месяца. Принцип очистки заключается в том, что вода прогоняется через несколько соединённых между собой прудов. Такой каскад водоёмов позволяет постепенно снижать концентрацию загрязнений до полной очистки на выходе. В таких водоёмах также часто разводится рыба (карповые).
  3. Доочистные пруды являются частью более громоздкой системы сооружений и являются завершающим звеном, куда вода выводится после проведения других процедур очистки.

Схема анаэробной очистки:

  1. Сверху в метантенк через специальные отсеки вводятся загрязнённые стоки (осадок) и активный ил с анаэробными микроорганизмами.
  2. Специальные устройства производят подогрев и смешивание содержимого. Повышение температуры достигается с помощью радиаторов.
  3. В условиях отсутствия кислорода из органики образуются жирные кислоты, которые в последующем преобразуются в метан и углекислый газ.
  4. Сброженный ил удаляется через специальное отверстие на дне.
  5. Выработанный газ выводится через специальные трубы в кровле.

Важные понятия

  1. Химическое потребление кислорода (ХПК) – показатель содержания органических элементов в жидкости. Определение лабораторными методами количественных показателей окислителя в перерасчёте на кислород, при которых произойдёт окисление всего углерода, водорода, серы и фосфора и др. (кроме азота).
  2. Биологическое потребление кислорода (БПК) – показатель количества кислорода, которое было израсходовано на процесс аэробного биохимического окисления микроорганизмами. Является важнейшим критерием определение уровня загрязнения сточных вод.
  3. Аэробные микроорганизмы – организмы, для жизнедеятельности которых необходим кислород.
  4. Анаэробные микроорганизмы – организмы, способные осуществлять свою жизнедеятельность без поступления кислорода, за счёт собственного фосфорилирования.
  5. Аэраторы – устройства, обеспечивающие подачу в очистные резервуары кислорода.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Главная/Сточные воды/Что подразумевается под биологической очисткой сточных вод
 
Подписаться Подписаться Будьте в курсе новинок нашего сайта