Схема биологической очистки сточных вод

В современном мире цифровых технологий и постоянной модернизации, существует одна большая проблема глобальной экологической катастрофы. Решать которую должны все, для того чтобы предотвратить нависшую угрозу, а для этого необходимо задумываться, как именно утилизировать отходы и чистить бытовые стоки. На сегодня, пока разработано отличное эффективное решение – возведение локальных очистных конструкций, которые прекрасно располагаются подальше от городов.

Биологическая очистка

Любой механический метод, является достаточно распространенным, но для его реализации необходимо учитывать, что жидкость, которая прошла первый уровень фильтрации, тем не менее, нуждается в дополнительной очистке. Для этого нужно возвести дополнительные подземные траншеи, а это слишком затратно по деньгам и по времени.

Для того чтобы отдать свое предпочтение тому или иному методу, необходимо провести сравнительный анализ, по результатам которого данные механической очистки дают 65% фильтрации, а биологической очистки – 98%.

Описание

На сегодняшний день, специализированные сооружения для биологической фильтрации предлагаются, как отечественного, так и зарубежного производства. Отличительными особенностями являются надежность и уровень качества, а также стоимость конструкции.

Преимуществами такого сооружения является тот факт, что вода, проходящая этапы очищения, полностью освобождается от всех лишних веществ и в результате становится чистой и даже прозрачной, не имеет гниения и неприятного аромата.

Принцип действия

Стоит отдать должное, такие устройства биологической очистки достаточно просты, как в монтаже, так и в использовании.

По принципу действия, вода, требующая очистки проходит по приемной камере, в которой происходит первоначальный процесс фильтрации. Далее жидкость попадает во второй блок, в котором располагаются специальные микроорганизмы, которые питаются органическими отходами, находящимися в воде.

Также необходимо знать, что данные микробы не представляют для жизни и здоровья человека совершенно никакой опасности.

Преимущества и недостатки

Такие биологические системы характеризуются несколькими явными достоинствами:

• Все современные системы имеют в комплектации автоматические и дистанционные системы управления и сигнализацию.
• Нет необходимости ежечасно проверять работоспособность системы, входит датчик оповещения;
• Высокий уровень прочности и надежности конструкции;
• Минимальные конструкционные растраты;
• Монтаж и установка занимает минимальное количество времени и сил;
• Работоспособность поддерживается в лете и в зимнее время одинаково хороша;
• Все элементы конструкции не подлежат коррозии и разложению.

Методы

Методика работы подобных конструкций представлена разнообразными схемами работы.
Высокая степень натуральной очистки выполняется в специальных блоках, которые изготовлены в промышленных условиях, в которых биологический метод совмещен с искусственной подачей кислорода.

Общий принцип работы, который в целом подходит для всех схем и септиков выглядит следующим образом:

1. Очистка и фильтрация жидкости производится в 4-х блоках, отвечающих за свой процесс: входная камера, аэротенк, отстойник вторичной переработки и активный стабилизирующий элемент.
2. Непосредственно устройство очистительной конструкции включает в себя:
   
   
   • входные патрубки,
   • элементы крупной очистки,
   • аэратор,
   • входная камера,
   • основной насос,
   • эрлив,
   • откачивающее устройство,
   • компрессорное устройство,
   • устройство сбора отработанных элементов,
   • выходная камера для очищенной воды.

Некоторые современные модели очистительных конструкций включают в себя дополнительные элементы:

1. Сигнализаторы уровня жидкости.
2. Система подключения электрического кабеля.
3. Дистанционное управление.

Но, наряду с этим, есть достаточно простые модели, стоимость которых значительно ниже остальных, но при этом в их комплектацию не входят многие автоматические устройства и системы.

В обязательном порядке, для каждой из систем необходима грамотно устроенная вентиляционная система очистных сооружений, которая гарантирует забор воздуха и исключает неприятные запахи.

Аэротенки

Для небольших городов и поселков, очистительные сооружения используют систему полного окисления или аэротенки натуральной аэрации с элементом стабилизации ила. Такая конструкция гарантирует высокую эффективность фильтрации на высоком уровне. Преимуществом таких очистительных сооружений в том, что они могут использоваться в любых погодных условиях и для любых грунтов, а также они не занимают много места.

Аэротенки в основном применяются для фильтрации промышленных бытовых отходов или близких к ним по составу. Для полноценной очистки необходимы три фазы:

1. На первом этапе происходит быстрое увеличение количества микроорганизмов.
2. Второй этап характеризуется большой нагрузкой натуральных загрязнений на микроорганизмы. Должен наступить баланс между входящими отходами и количеством активных микроорганизмов.
3. На третьем этапе происходит уничтожение микроорганизмами органических веществ в сточной воде.

В результате полноценного процесса окисления, все органические элементы в сточной воде, накапливаются и нарастают, поэтому очистку самого сооружения необходимо проводить один раз в 4 месяца.

Биофильтры

Биофильтры или установки биологической фильтрации являются одними из самых распространенных и популярных, за счет малого расхода органики, даже в моменты высокого уровня нагрузки.

Помимо этого, они достаточно быстро производят очистку сточных вод, буквально за 30 минут.

В качестве активного очищающего элемента применяют:

• Гравий.
• Керамзит.
• Щебень.

Конструкция в основном состоит из пеноблоков – пеностекла, который в то же время представляет собой отличный теплоизоляционный материал.

К достоинствам такого материала можно отнести:

1. Высокий уровень прочности.
2. Влагоустойчивость.
3. Пароизоляцию.
4. Огнеустойчивость.
5. Морозостойкость.
6. Устойчивость к воздействию продуктов распада.

В биологических отсеках происходит легкое подсыхание пленки и распределяется равномерная температура для эффективной работы. Для исключения возможности заиливания загрузочных отсеков в период минимального притока создана система рециркуляция фильтрации сточных вод. Однако именно эта система обеспечивает дополнительные затраты электричества на перекачку жидкости.

Биологические пруды

Биологические пруды представляет либо естественную или искусственную очистку, и считаются самыми экономными и простыми конструкциями. Помимо этого они являются надежными в установке и использовании, в которых происходит значительный спад органических вещества и биогенных элементов, а следовательно, снижается и бактериальное загрязнение.

Сооружение и аппараты биологической очистки

В подобных отсеках фильтрация производится, как в естественных, так и в искусственных условиях.

К таким сооружениям можно отнести:

1. Специальные колодцы и фильтрующие кассеты.
2. Резервуары подземной очистки.
3. Поля наземной фильтрации.
4. Специальные фильтрующие траншеи.
5. Очистные кассеты для суглинистых грунтов.
6. Циркулирующие окислительные каналы.
7. Специализированные биологические пруды.

Установка

Для круглогодичной работы следует устанавливать сооружения фильтрации естественной очистки, при условии, что среднее значение температуры воздуха на станции, не будет опускаться меньше -10 градусов.

Для сезонной работы следует отдать предпочтение сооружениям искусственным очистительным сооружениям. Однако в таком случае стоит уделить особое внимание почвенно-грунтовым характеристикам и климатическим условиям.

househill.ru

Актуальность очистки воды

Вода всегда являлась незаменимым компонентом жизни любого человека. Большое значение уделяется качеству воды как централизованных, так и локальных систем водоснабжения. В основном для питьевых нужд используется вода открытых водоемов: рек, озер, прудов. Нередко используется и подземная вода. Вода из поверхностных водоемов в большинстве случаев не соответствует гигиеническим нормативам. Согласно закону о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения, вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна обладать благоприятными органолептическими свойствами.

Подземные (особенно артезианские) воды более безопасны, но, тем не менее, должны подвергаться специальной обработке перед поступлением в распределительную сеть. То же касается и поверхностных вод. Очистке подлежит не только питьевая вода, но и сточная. Казалось бы, зачем ее очищать? Все дело в том, что к сточным водам тоже предъявляются особенные требования. Если они сливаются за чертой города, то качество их состава должно быть таким же, как и качество воды водоема, куда они сливаются. Сточные воды могут содержать большое количество микроорганизмов, простейших, органических и токсических веществ, яиц гельминтов. При невыполнении данных требований возможно загрязнение водоемов, нарушение процессов самоочищения и последующее нарушение биоценоза. Рассмотрим более подробно, как выглядит схема очистных сооружений, основные этапы очистки, виды очистных сооружений, схема очистки сточных вод.

Виды очистных сооружений

Для обработки воды применяются самые различные сооружения. Если планируется проводить данные работы в отношении поверхностных вод непосредственно перед их подачей в разводящую сеть города, то применяются следующие сооружения: отстойники, фильтры. Для сточных вод можно использовать более широкий круг устройств: септики, аэротенки, метантенки, биологические пруды, поля орошения, поля фильтрации и так далее. Рассмотрим более подробно схему очистки стоков. Система канализации включает в себя трубопроводы и очистные сооружения. Вода из канализации имеет самый разный состав, в ней могут присутствовать механические примеси даже крупных размеров.

Краткая характеристика

Септик — это сооружение, которое предназначено для очистки небольшого количества бытовых сточных вод из канализации. Он необходим для задерживания взвешенных веществ. Это подземный отстойник, состоящий из нескольких камер, по которым протекает вода из канализации. Метантенк — это один из важнейших элементов линии очистных сооружений. Предназначен он для анаэробного брожения жидких отходов, в результате которого образуется метан.

о нередко используют для сбраживания ила. Следующее сооружение — это аэротенк. Он предназначен главным образом для биологической очистки воды, то есть для уменьшения содержания в ней органических веществ. Это резервуар прямоугольной формы, где стоки смешиваются с активным илом, содержащим большое количество бактерий. Процесс окисления ускоряется при подаче в резервуар воздуха. В отстойниках происходит осаждение взвешенных веществ. Для биологической очистки могут применяться поля орошения, поля фильтрации, работа которых тоже основана на действии бактерий и активного ила.

Первый этап очищения стоков

Для сооружений по очистке воды из канализации характерно то, что они выстраиваются в определенной последовательности. Такой комплекс называется линией очистных сооружений. Схема начинается с механической очистки. Здесь чаще всего используются решетки и песколовки. Это начальный этап всего процесса обработки воды. Решетки представляют собой вид поперечных металлических балок, расстояние между которыми равно нескольким сантиметрам. На этом этапе задерживаются самые большие примеси. Это могут быть остатки бумаги, тряпки, вата, пакеты и другой мусор. После решеток в работу вступают песколовки. Они необходимы для того, чтобы задерживать песок, в том числе и крупных размеров.

Мелкие частицы уносятся на следующий этап обработки. Если сравнивать этот этап с обычной водоподготовкой для питьевых целей, то в последнем варианте такие сооружения не применяются, в них нет необходимости. Вместо них происходят процессы осветления и обесцвечивания воды. Механическая очистка очень важна, так как в дальнейшем она позволит более эффективно провести биологическую очистку.

Применение отстойников

Отстойники — важный элемент любой линии очистных сооружений. В них происходит освобождение воды от взвешенных веществ, в том числе от яиц гельминтов. Они могут быть вертикальными и горизонтальными, одноярусными и двухъярусными. Последние наиболее оптимальны, так как при этом вода из канализации в первом ярусе очищается, а осадок (ил), который там образовался, через специальное отверстие сбрасывается в нижний ярус. Каким же образом в таких сооружениях происходит процесс освобождения воды из канализации от взвешенных веществ? Механизм довольно прост. Отстойники представляют собой резервуары больших размеров круглой или прямоугольной формы, где происходит осаждение веществ под действием силы тяжести.

Для ускорения этого процесса можно использовать специальные добавки — коагулянты или флоккулянты. Они способствуют слипанию мелких частиц вследствие изменения заряда, более крупные вещества быстрее осаждаются. Таким образом, отстойники — это незаменимые сооружения для очистки воды из канализации. Важно учесть, что при простой водоподготовке они тоже активно используются. Принцип работы основан на том, что вода поступает с одного конца устройства, при этом диаметр трубы при выходе становится больше и ток жидкости замедляется. Все это способствует осаждению частиц.

Сбраживание осадка

Схема очистки включает в себя и сбраживание осадка. Из очистных сооружений важен метантенк. Он представляет собой резервуар для сбраживания осадка, который образуется при отстаивании в двухъярусных первичных отстойниках. В ходе процесса сбраживания образуется метан, который можно использовать в других технологических операциях. Образовавшийся ил собирается и вывозится на специальные площадки для тщательного просушивания. Для обезвоживания осадка нашли широкое применение иловые площадки и вакуум-фильтры. После этого он может утилизироваться или использоваться для других нужд. Сбраживание происходит под влиянием активных бактерий, водорослей, кислорода. В схему очистки воды из канализации могут входить и биофильтры.

Оптимальнее всего размещать их до вторичных отстойников, чтобы вещества, которые унеслись с током воды из фильтров, могли осаждаться в отстойниках. Целесообразно для ускорения очистки применять так называемые преаэраторы. Это устройства, которые способствуют насыщению воды кислородом для ускорения аэробных процессов окисления веществ и биологической очистки. Нужно отметить, что очистка воды из канализации условно разделена на 2 этапа: предварительную и заключительную.

Предварительная включает в себя использование решеток, песколовок, первичных отстойников и преаэраторов, заключительная же включает аэротенки, вторичные отстойники и процессы дезинфекции воды, то есть ее обеззараживания.

Биологическая очистка воды

Схема очистных сооружений включает и биологическую очистку с помощью полей фильтрации и орошения. Сюда же можно отнести биофильтры. Биофильтры — это устройства, где сточные воды очищаются, проходя через фильтр, содержащий активные бактерии. Он состоит из твердых веществ, в качестве которых может использоваться гранитная крошка, пенополиуретан, пенопласт и другие вещества. На поверхности этих частиц образуется биологическая пленка, состоящая из микроорганизмов. Они разлагают органические вещества. По мере загрязнения биофильтры нужно периодически очищать.

Сточные воды подаются в фильтр дозировано, в противном случае большой напор может погубить полезные бактерии. После биофильтров применяются вторичные отстойники. Ил, образованный в них, поступает частично в аэротенк, а остальная его часть — на илоуплотнители. Выбор того или иного способа биологической очистки и вида очистных сооружений во многом зависит от требуемой степени очистки сточных вод, рельефа, типа грунта, экономических показателей.

Дезинфекция сточных вод

Дезинфекция, то есть уничтожение микроорганизмов, является заключительным этапом очищения стоков канализации. Дезинфекция или обеззараживание воды — важная составляющая, которая обеспечивает безопасность ее для водоема, в который она будет сброшена. Для обеззараживания могут применяться самые разнообразные способы: ультрафиолетовое облучение, действие переменного тока, ультразвук, гамма-облучение, хлорирование. УФО — очень эффективный способ, с помощью которого уничтожается примерно 99% всех микроорганизмов, в том числе бактерий, вирусов, простейших, яиц гельминтов. Он основан на способности разрушать мембрану бактерий. Но этот метод не применяется так широко. Кроме того, его эффективность зависит от мутности воды, содержания в ней взвешенных веществ.

Наиболее часто используется после очистных сооружений метод хлорирования. Хлорирование бывает разным: двойным, суперхлорированием, с преаммонизацией. Последнее необходимо для предупреждения неприятного запаха. Суперхлорирование предполагает воздействие очень больших доз хлора. Двойное действие заключается в том, что хлорирование осуществляется в 2 этапа. Это более характерно для водоподготовки. Метод хлорирования воды из канализации очень эффективен, кроме того, хлор обладает эффектом последействия, чем не могут похвастаться другие методы очистки. После обеззараживания стоки сливаются в водоем.

1pokanalizacii.ru

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.

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 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.

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.

vodospec.ru

Проблема загрязнения окружающей среды

Вода – это жизнь, но потребляем мы ее чистую, а возвращаем грязную. Если стоки не очищать, то время «драгоценной влаги», описанное многими писателями-фантастами, наступит очень скоро. Природа может очищать воду самостоятельно, но данные процессы протекают очень медленно. Количество людей увеличивается, объемы потребления воды также возрастают, поэтому проблем организованной и тщательной очистки стоков стоит особенно остро. Самой эффективной технологией очищения воды является именно биологическая. Но, прежде чем рассматривать основные принципы ее работы, нужно разобраться с составом воды.

Состав бытовых сточных вод

В любом доме с водопроводом есть и канализация. Она обеспечивает нормальные процессы транспортировки стоков из квартир и домов к станциям очистки. В канализационных трубах течет обычная вода, но загрязненная. Примесей в ней всего лишь 1%, но именно он делает стоки непригодными для дальнейшего применения. Только после очистки воду можно будет повторно использовать для питья и в быту.

Точный состав сточных вод назвать нельзя, поскольку он зависит от места взятия специальной пробы, но даже в одном и том же месте количество и набор примесей могут различаться. Чаще всего в воде содержатся твердые частички, биологические примеси, неорганические включения. С неорганикой все просто – ее удаляет даже самый простой фильтр, но с органикой вам придется побороться. Если ничего не делать, данные вещества начинают распадаться и образовывают гниющий осадок (отсюда – неприятный характерный «запах канализации»). Причем гнить начинают не только разложившиеся органические вещества, но и вода.

Если в двух словах, то в состав стоков входят жиры, ПАВы, фосфаты, хлоридные и азотные соединения, нефтепродукты, сульфаты. Самостоятельно из воды они исчезнуть не могут – нужна комплексная очистка. Особенно остро проблема стоит в тех домах, в которых проведена автономная система водоотведения и водоснабжения, ведь на каждом участке есть и выгребная яма, и скважина на воду. Если стоки не очищать, они могут попасть в кран – и ситуация станет опасной для жизни.

Методы очистки бытовых и промышленных стоков

Сточные воды могут самоочищаться в природных условиях, но только если их объем небольшой. Поскольку промышленная отрасль сегодня развита высоко, объемы стоков на выходе образуются значительные. И чтобы получить чистую воду, человек должен решить вопрос с нечистотами – то есть их очисткой. Всего существует несколько методов очищения стоков – это механический, химический, физико-химический и биологический. Рассмотрим подробнее особенности каждого из них.

Механическая очистка предполагает применение таких методик как фильтрация и отстаивание. Основные инструменты – решетки, сита, фильтры, ловушки и уловители. Когда вода проходит первичную очистку, она попадает в отстойник – емкость, предназначенную для отстаивания стоков с образование осадка. Механическая очистка используется в большинстве современных систем, но редко как самостоятельный способ. А все дело в том, что она не подходит для удаления химических компонентов и органических примесей.

Химическая очистка проводится с применением реагентов – особых химических веществ, которые вступают в реакцию с примесями, содержащимися в воде, и образовывают нерастворимый осадок. В результате содержание растворимых взвесей снижается на 25%, а нерастворимых на 95%.

Физико-химическая очистка предполагает применение таких методик как окисление, коагуляция, экстракция и так далее. Данные процессы позволяют удалять из воды неорганические включения и разрушать плохо окисляемые органические примеси. Самой популярной физико-химической методикой очистки является электролиз.

Биологическая очистка – процесс, основанный на применении специфических микроорганизмов и принципов их жизнедеятельности. Бактерии направленно воздействуют на специфические органические загрязнители, и происходит очистка воды.

Методы биологической очистки сточных вод и ее польза. Станции и сооружения биологической очистки сточных вод

К методам биологической очистки сточных вод относят аэротенки, биологические фильтры и так называемые биопруды. Каждый способ имеет свои особенности, о которых мы расскажем вам далее.

Аэротенки

Данная биологическая методика очистка предполагает взаимодействие очищенных предварительно механическим способом стоков и активного ила. Взаимодействие происходит в специальных емкостях – они состоят минимум их двух секций и оборудуются системами аэрации. Активный ил содержит большое количество аэробных микроорганизмов, которые в соответствующих условиях выводят из стоков различные загрязнители. Ил – это сложная система биоценоза, в которой бактерии при условии регулярного поступления кислорода начинают поглощать органические примеси. Биологическое очищение происходит постоянно при одном главном условии – в воду должен поступать воздух. Когда переработка органики завершается, уровень потребления кислорода (БПК) падает, и вода подается в следующие секции.

В других секциях в работу включаются бактерии-нитрификаторы, которые перерабатывают такой элемент как азот аммонийных солей с образование нитритов. Данные процессы осуществляет одна часть микроорганизмов, другая же поедает нитриты с образованием нитратов. По завершении данного процесса очищаемые стоки подаются во вторичный отстойник. Тут активный ил выпадает в осадок, а очищенная вода направляется в водоемы.

Биофильтры

Биофильтр – популярная среди владельцев загородных домов биологическая станция очистки. Она представляет собой компактное устройство, в состав которого входит резервуар с загрузочным материалом. В виде активной пленки в биофильтре находятся микроорганизмы, которые осуществляют те же процессы, что и в первом случае.

Виды установок:

• двухступенчатые;
• капельной фильтрации.

Производительность устройств с капельным типом фильтрации низкая, но именно они гарантируют максимальную степень очистки стоков. Второй тип более производительный, но качество очистки будет примерно таким же, как и в первом случае. Оба фильтра состоят из так называемого «тела», распределителя, дренажной и воздухораспределительной систем. Принцип работы биофильтров аналогичен принципу работы аэротенков.

Биологические пруды

Для проведения очистки стоков данным способом должен быть открытый искусственный водоем, в котором будут протекать процессы самоочистки. Данный способ является самым эффективным, подходят даже неглубокие пруды глубиной до одного метра. Значительная площадь поверхности позволяет воде хорошо прогреваться, что также оказывает необходимое воздействие на процессы жизнедеятельности принимающих участие в очистке микроорганизмов. Максимально эффективным данный способ является в теплое время года – при температуре около 6 градусов и ниже процессы окисления приостанавливаются. Зимой очистка не происходит вообще.

Виды прудов:

• рыбоводческие (с разбавлением);
• многоступенчатые (без разбавления);
• пруды доочистки.

В первом случае стоки смешиваются с речной водой, после чего направляются в пруды. Во втором вода направляется в водоем без разбавления сразу после отстаивания. Первый способ требует около двух недель времени, а второй месяц. Преимущество многоступенчатых систем – сравнительно невысокая цена.

В чем преимущества биологического метода очистки сточных вод?

Биологическое очищение стоков гарантирует получение практически на 100% чистой воды. Однако учтите – как самостоятельный метод биостанция не используется. Получить кристально чистую воду можно только в том случае, если сначала удалить неорганические примеси другими способами, а потом убрать органику биологическим методом.

Ээробные и анаэробные бактерии – что это?

Микроорганизмы, применяемые в процессе переработки сточных вод, делятся на аэробные и анаэробные. Аэробные существуют только в кислородсодержащей среде и полностью расщепляют органику до СО2 и Н2О, одновременно синтезируя собственную биомассу. Формула данного процесса выглядит следующим образом:

CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + биомасса бактерий,

где CxHyOz – органическое вещество.

Анаэробные микроорганизмы нормально обходятся без кислорода, но и прирост биомассы у них небольшой. Бактерии данного типа нужны для бескислородного брожения органических соединений с образованием метана. Формула:

CxHyOz -> CH4 + CO2 + биомасса бактерий

Анаэробные методики незаменимы при высоких концентрациях органики – которые превышают предельно допустимые для аэробных микроорганизмов. При низком содержании органики анаэробные микроорганизмы, наоборот, малоэффективны.

Назначение биологических способов очистки воды

Большую часть загрязнителей стоков составляют вещества органического происхождения. Основные источники данных загрязнений и потребители очищенных стоков:

• ЖКХ, предприятия пищевой промышленности и животноводческие комплексы.
• Предприятия химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, а также кожевенной промышленности.

Состав стоков в данных случаях будет разным. Одно можно сказать точно – только при условии комплексной очистки с обязательным применением биологических методов можно добиться идеальных результатов.

Принципы биологической очистки и список необходимого оборудования

С учетом текущих принципов биологической очистки подбирается оборудование для организации очистной биостанции. Основные варианты:

• биологические пруды;
• поля фильтрации;
• биофильтры;
• аэротенки;
• метатенки;
• фильтрующие колодцы;
• песчано-гравийные фильтры;
• каналы циркуляционного окисления;
• биореакторы.

Обратите внимание, что для искусственной и естественной очистки стоков могут применяться различные методики.

Очистка сточных вод биологическими методами: преимущества и недостатки

Биологические методики эффективны для очищения сточных вод от органики, но добиться действительно высоких результатов можно только при условии комплексного использования разных методов. Кроме того, возможности бактерий не безграничны – микроорганизмы убирают незначительные примеси органики. Стоимость биологических очистных станций сравнительно невысокая.

Все способы очистки сточных вод

До попадания в систему биологической чистки стоки должны подвергаться механическому очищению, а после нее – обеззараживанию (хлорирование, воздействие ультразвуком, электролиз, озонирование и т.д.) и дезинфекции. Поэтому в рамках комплексной очистки стоков применяются также химические, механические, мембранные, реагентные методы.

Заключение

Биологические методы очистки стоков основаны на естественных процессах жизнедеятельности бактерий – гетеротрофных микроорганизмов. Они потребляют органические соединения, разлагая их на другие вещества, быстро размножаются и образовывают колонии, легко отделяемые от очищенной воды. Эффективность методики достаточно высокая, но как самостоятельный способ она не применяется.

global-aqua.ru