Меню Закрыть

Биологическая очистка сточных вод

Биологическая очистка сточных вод

В основу процесса биологической очистки воды входят удаление и нейтрализация органической составляющей сточных вод с помощью специального типа микроорганизмов в виде бактерий и простейших.

В этот момент происходит минерализация, удаляется фосфор и органический азот, а главное, снижается уровень БПК5 — биохимическая потребность в кислороде за 5 суток, требуемая для окисления соединений органики, присутствующих в воде. Норма содержания таких веществ в очищенной воде не должна быть больше 10 мг/л. В работе участвуют два вида организмов — аэробные/анаэробные.

Биологическая очистка отличается по нескольким технологическим параметрам. Работа ведется с помощью метантенков (устройств анаэробного брожения), аэротенков (с применением активного ила) и биофильтров. Процесс заключается в удалении загрязнений органического типа из промышленных и сточных вод с участием микроорганизмов, которые фактически проводят минерализацию жидкости, используя данные вещества для питания и пополнения энергетического запаса для продолжения жизнедеятельности.

Находясь в жидкой среде, микроорганизмы дышат, окисляя органику и тем самым освобождая энергию, часть которой уходит на синтез клеточных веществ, то есть увеличение образования биологической пленки в фильтре, массы бактерий или активного ила, а также  для продолжения своей жизнедеятельности.

Существует два основных типа бактерий для минерализации:

— аэробы — работают в жидкой среде, используя растворенный кислород для дыхания;

— анаэробы — прекрасно развиваются и живут без свободного кислорода.

Очень важно учитывать, что помимо органики, сточные воды содержат примеси в виде смол, масел и взвешенных веществ, которые перед очисткой обязательно требуется удалить — для этого применяют специальные приспособления в виде отстойников, решеток, песколовок.

Аэробные организмы работают в условиях, приближенных к естественным — это поля фильтрации и орошения, биологические пруды, искусственно создаваемая среда, где жизнь бактерий интенсифицируется, основу составляют аэротенки, био-/аэрофильтры. Метантенки работают с анаэробами. Выбирая тип очистки, прежде всего смотрят на требования по качеству получаемой воды на выходе, количеству стоков и их характером, также оценивают местные условия.

Результат полного цикла очистки — биохимически окисляемая органика удаляется практически вся, что способствует появлению прозрачности, отсутствии загнивания воды и снижению бактериального загрязнения. Вариант биологической очистки отлично подходит для сточных вод, содержащих ряд биогенных элементов типа азота, фосфора, калия, которые способствуют хорошему развитию микроорганизмов. Иногда растворы солей указанных элементов специально добавляют в сточные воды перед запуском процесса.

Как чистят стоки

Очистку стоков ведут путем разрушения/удаления определенных веществ, обеззараживая и удаляя патогенную флору. Современные разработки позволяют выбирать методы очистки, которые отличаются по принципу работы:

— механические — включают в себя фильтрование, инерционное разделение,  отстаивание, процеживание. С помощью таких манипуляций очень легко происходит отделение нерастворимых примесей. Этот метод считает наиболее экономичным;

— биологические — основу процесса составляет работа микроорганизмов, которые поглощают загрязнители стоков. Это активный ил в аэротенках, состоящий из бактерий/микроорганизмов, тонкая бактериальная пленка в биофильтрах, специально созданные биологические пруды;

— химические — подходят для выделения из сточных вод растворимой неорганики. Обработка ведется специальными реагентами, которые нейтрализуют примеси, обеззараживают и обесцвечивают стоки. Единственной проблемой является частое образование большого осадка;

— физико-химические — наиболее дорогие методы, но дающие высокую производительность. Работа проводится с применением процессов коагуляции, электролиза, сорбции, окисления, обратного осмоса, итогом является удаление мелко-/грубодисперсных частиц и различных растворенных соединений;

— комбинированные — довольно часто очистка ведется в несколько этапов, где применяют тот или иной метод, все зависит от степени загрязнения и концентрации вредных примесей.

Дополнительно способы очищения делятся на деструктивные и регенеративные — все зависит от извлечения вредных компонентов.

Как проводят очистку воды

Издавна известно, что вода может распространять болезни. Еще в Древней Греции великий врач Гиппократ (ок. 460 — ок. 370 до н.э.) говорил о необходимости фильтрования и кипячения загрязненной воды перед употреблением. Несмотря на это, даже столетие назад люди не задумывались о переносе заразы с водой и просто выбрасывали отходы в реки, из которых потом брали питьевую воду. 1872 год стал революционным, именно тогда произошло открытие, что обычный слой песка хорошо очищает жидкость и делает ее относительно безопасной. Начало 20 века принесло новые способы обеззараживания с помощью хлора и его различных соединений. Изначально применяли гипохлориды натрия/кальция, а затем на смену пришел газообразный хлор.

Без специальной обработки для употребления подойдет только вода из глубинных источников,  которые проходят предварительную проверку и согласование в СЭС (санитарно-эпидемиологической службе). Без их разрешения запрещено пользоваться родниками, особенно теми, которые расположены в городской черте и недалеко от предприятий.

Отдельно стоит отметить природные воды, содержащие повышенное количество минеральных веществ — они нашли широкое применение в лечебной сфере.

Природную воду из других источников можно пить только после предварительной очистки,  которую проводят для удаления болезнетворных организмов и вредных химических примесей,  а также для придания жидкости более приятного вкуса.

Обустройство системы водоснабжения предполагает установку фильтров грубой очистки, чтобы не допустить попадания крупных предметов, рыбы, мусора. Аэрация направлена на насыщение воды кислородом  удаление неприятных запахов и вкуса — это происходит путем разбрызгивания с помощью фонтанов и пропуска жидкости через сетку, что способствует удалению газовых примесей типа сероводорода. После чего проводят первое хлорирование.

Вода из естественных водоемов и хранилищ чаще всего мутная из-за содержания в ней большого количества взвешенных частиц. Для осветления их удаляют путем добавления солей железа или алюминия, в результате чего образуется хлопьевидная масса, захватывающая частицы примесей. В этот момент довольно часто добавляют активированную угольную крошку в небольшом количестве, а затем происходит отстаивание жидкости с последующим процеживанием через слои песка и специальные сетчатые фильтры.

Главной проблемой, делающей непригодной воду для употребления, является наличие в ней патогенных микроорганизмов и вирусов, поэтому она требует дополнительных мероприятий по очистке. Наиболее популярным для этого является хлор — сильный окислитель, способный убить даже самые опасные бактерии и вступающий в реакцию с аммиаком, который также может содержаться в жидкости. Хлор добавляют в увеличенных количествах с избытком, чтобы все процессы обеззараживания прошли благополучно, но есть один минус — избыток хлора может привести к взаимодействию с углеводородами, образуя новые соединения, которые могут быть канцерогенными. Для определения хлорных излишков в воде существует йод-крахмальный тест.

Еще одним популярным методом является применение ультрафиолетового облучения и озонирования. Именно озон не дает привкуса и запахов воде, но разрушая углеводороды, он может вступать в реакции с органикой, образуя альдегиды, которые иногда не очень полезны для человека. Поэтому для полного окисления органических примесей до воды и углекислого газа необходимо использовать озон в избыточном количестве. Проведение данных процедур обойдется немного дороже, чем при использовании хлора.

Современные водопроводные станции, на выходе дают прекрасно очищенную воду, соответствующую Государственному стандарту. Уровень очистки такой воды позволяет пить ее без применения бытовой фильтрации, которая очень часто не улучшает качество, а наоборот насыщает воду вредными организмами, которые скапливаются и размножаются в сорбентах, используемых в домашних фильтрах.

Если рассматривать природную воду, то ее отличие в показателях жесткости и мягкости. Нагрев жесткой воды дает образование накипи (малорастворимых карбонатов) на стенках сосудов, что часто приводит к перебоям в работе на теплосетях, а также в водяных котлах. Вода повышенной жесткости на дает нормально развариваться овощам, заваривать чай и образовывать мыльную пену. Наличие катионов магния и кальция определяют этот показатель.

Соединения указанных металлов образуют кислые соли, создающие временную жесткость, а вот сульфаты и хлориды сохраняют ее постоянной. Современные технологии позволяют решать эту проблему различными способами.

Поделиться
  •  
  •  
  •  
  •  
  •