Природа создала естественный механизм избавления от загрязняющих веществ попавших в воду- это микроорганизмы. Некоторые микроорганизмыспособны расщеплять органические соединения до простых веществ– воды, углекислого газа, метана, сероводорода. Органика является источником энергии для бактерий и простейших чем больше в сточных водах этих веществ, тем интенсивнее размножение микроорганизмов и эффективнее очистка.
Метод биологической очистки, применяемый в сооружениях очистки сточных вод, это природный процесс, воссозданный в искусственных условиях. Этот методпомогает справиться со многими загрязнениями попавшими в сточные воды без применения дорогостоящих технологий.
Метод биологической очистки условно может быть разделен на две группы:
- Естественные (ландшафтные). Для очистки сточных вод используются природные процессы, протекающие в воде, почве, растительных экосистемах. Загрязненные стоки сбрасываются на определенные участки ландшафта, удерживаются на нем, минерализуются, трансформируются или переносятся. Естественные экосистемы используются для доочистки сточных вод перед их спуском в водоемы.
- Создаютсяспециальные сооружениядля применения искусственного метода очистки. В этих сооружениях помещаются аэробные или анаэробные микроорганизмы и создаются благоприятные условия для переработки загрязнений.
Разновидности биологической очистки
Биологическая очистка сточных вод может происходить с использованием двух различных методов - аэробная и анаэробная биологическая очистка. В первом случае процесс протекает с помощью кислорода, во втором – без него. В зависимости от использованного метода и строятся очистные сооружения.
Сравнительная характеристика аэробной и анаэробной очистки
Аэробная очистка
- Из очищающихся стоков удаляется до 99 % органических загрязнений, соединений азота и фосфора
- Необходимо много кислорода
- Кислород подается принудительно воздуходувками (требует электроэнергии)
- Микроорганизмы, при аэробной очистки, на фоне окисления распадаются на углекислый газ, воду и минеральный осадок
Анаэробная очистка
- Анаэробный метод достигает 85% степени очистки
- Процесс очистки требует углекислый газ и нитраты
- При очистке бактерии выделяют метан, поэтому необходима система вентиляции
- Микроорганизмы присутствуют в стоках в малых количествах
Преимущества метода
Недостатки метода
Малое количество отходов. После переработки образуются вещества (углекислый газ, вода), которые легко утилизируются. Если при очистке выделяется метан, его используют для получения тепловой энергии. Переработанный ил – хорошее удобрение.
Сложность сохранения постоянного количества биомассы бактерий. Если их будет меньше нормы, сточные воды не очистятся полностью.
Системы для биологической очистки работают автономно. Для их обслуживания не нужно вводить реагенты, а с контролем процесса справится 1 человек.
В постройку очистных сооружений нужно вложить много денег. Но со временем затраты окупаются.
Стоимость реализации биотехнологий ниже, чем на другие способы очистки воды.
Технологический режим очистки должен строго соблюдаться. При нарушениях эффективность метода значительно снижается.
Естественные реакции создают экологически чистый цикл природного использования.
Не все органические соединения подлежат переработке. Если в сточных водах есть токсические соединения, их нужно удалить, иначе биомасса погибнет.
Технология применения аэробной очистки сточных вод
Реактивным элементом выступает активный ил или биопленка - это заданная совокупность бактерий, грибов, простейших, представителей микрофауны.
Классическая схема аэробной очистки:
- Сточные воды подаются в анаэробную зону аэротенка вторичного отстойника. Происходит перемешивание поступивших стоков с активным илом.
- Механическим способом происходит подача кислорода, если необходимо, вводятся компоненты, ускоряющие переработку загрязняющих вешеств.
- Одновременно проходит несколько биохимических процессов: окисление органического углерода и нитрификация.
- Далее происходит несколько рециклов: воды снова перемешиваются с активным илом и обогащаются кислородом.
- Стоки отстаиваются – происходит гравитационное (осаживается) разделение иловой смеси.
- Часть массы избыточного ила возвращается на исходную позицию, остальной ил утилизируется или перерабатывается.
- Вода прошедшая очистку, в зависимости от поставленной задачи, или поступают на дальнейшую доочистку или спускаются в водоем.
Для искусственной аэробной очистки чаще всего используют такие сооружения:
- Аэротенк это емкость, в котором загрязненные стоки смешиваются с активным илом. Резервуар разделен на несколько камер, где происходят разные этапы биоочистки, так же он оснащен аэратором – системой подачи кислорода.
- Биотенк – это разновидность аэротенков, специальная загрузка позволяет увеличить общее количество биомассы.
- Биофильтр – это бассейн в котором устроен дренаж на днище. Очистка стоков происходит путем минерализации.
- Может применяться станция биологической очистки – это локальное очистное сооружение (ЛОС), которое устанавливается там, где нет возможности провести общесплавную канализацию. Очищенные стоки спускаются в грунт, а отходы используются в качестве удобрения.
Технология применения анаэробной очистки сточных вод
Этот метод очистки сточных вод имеет смысл применять, когда в стоках присутствует большое количество органических загрязнений, твердых осадков и активного ила. В ходе метагенеза (анаэробная очистка) загрязняющие вещества конвертируются в биогаз - метан и углекислый газа.
Классическая схема анаэробной очистки:
- Загрязненная вода поступает в отсек, где происходит метановое брожение. Взаимодействия анаэробных бактерий с загрязняющими веществами образует метан, углекислый газ, сероводород. Эти газы должны утилизируются.
- После брожения осадок поступает в следующий отсек, где происходит обезвоживание ила в центрифуге. Затем очищенная вода сбрасывается в водоем.
- Ил обезвоживается и поступает в барабанную сушилку. Выделившуюся воду утилизируют.
- Сухой ил обеззараживается и становится материалом для компостирования.
Для анаэробной очистки чаще всего используют такие сооружения:
- Анаэробная лагуна – отстойник, в котором стоки находятся от 1 недели до 2 месяцев. Газы выбрасываются в атмосферу.
- Септитенк – отстойник закрытого типа, в котором осадок из образовавшихся твердых частиц перегнивает и расщепляется анаэробами.
- Метантенк – конструкция, внешне похожая на септитенк. Но в резервуаре происходит перемешивание, обогрев и контроль основных параметров.
Закажите бесплатную консультацию
Заполняя форму ниже, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности данного веб-сайта