Біохімічні методи очистки стічних вод

Біохімічні методи використовуються для очистки господарсько-иобуї тових і промислових стічних вод від розчинних органічних і неорганічнії (сірководень, сульфіди, нітрити тощо) речовин. Процес очистки базується на здатності мікроорганізмів використовувати речовини-забруднюначі для харчування в процесі своєї життєдіяльності - органічні речовини для мікроорганізмів є джерелами карбону.

Стічні води, які напрямляються на біохімічну очистку, характеризуються величинами БПК і ХПК. БПК - це біохімічна потреба в кисні, а кількість кисню, яка витрачається при біохімічних процесах окисленні органічних речовин (не включаючи процеси нітрифікації) за певний проміжок часу (2, 5, 8, 10, 20 діб), в мг 0₂ на 1 мг речовини (або мг 0₂ на 1 л води). Наприк-лад, БПК₅ - біохімічна потреба в кисні за 5 діб, БПКn повна біохімічна потреба в кисні до початку процесу нітрифікації. ХПК хімічна потреба в кисні, тобто кількість кисню, яка еквівалентна кількосі витраченого окислювача, необхідного для окислення всіх відновників, які містяться у воді. її виражають в мг 0₂ на 1 мг речовини (або мг 0₂ на 1 дм³ води).

Контактуючи з органічними речовинами, мікроорганізми частково їх руйнують перетворюючи у воду, діоксид карбону, нітрит- і сульфат-іони. Інша частіша речовини йде на утворення біомаси (вторинні відходи)

Руйнування органічних речовин таким шляхом називають біохімічним окисленням.

Для забезпечення можливості подавання промислових стічних вод на біохімічні очисні споруди встановлюють максимальну концентрацію токсичних речовин, які впливають на процеси біохімічного окислення (МК₆) і на роботу очисних споруд (МК_6ос). За відсутності таких даних можливість біохімічного окислення встановлюється стосовно БПКn і ХПК. За відношенні (БПКn/ХПК)х100≥50% речовини піддаються біохімічному окисленню, але при цьому слід враховувати, що стічні води не повинні містити токсичні речовини і сполуки важких металів. Обмежується, також, кількість неорганічних речовин, які біохімічно не окислюються.

Хімічною активністю мікроорганізмів називають біохімічну діяльність, яка пов'язана з руйнуванням органічних забруднювачів стічних вод. Біорозкладність стічних вод характеризують через біохімічний показник, під яким розуміють відношення БПКn/ХПК.

Біохімічний показник є параметром, який необхідний для розрахунків і експлуатації промислових споруд для очистки стічних вод. Його значен­ий може коливатись в широких межах, але біохімічний показник більшості промислових стічних вод (0,05-0,3) нижчий від біохімічного показника побутових стічних вод (>0,5). За значенням біохімічного показника, концентрації забруднюючих речовин і токсичності промислові стічні води поділяють на чотири групи:

* стічні води зі значенням біохімічного показника >0,2. Це стічні води підприємств

харчової промисловості, прямої перегонки нафти, синтетичних насичених органічних кислот, білково-вітамінних концентратів тощо. Органічні речовини, які містяться у водах цієї групи не токсичні для мікроорганізмів і такі води безпосередньо напрямляють на біохімічну очистку;

* стічні води зі значенням біохімічного показника в межах 0,1-0,02. До цієї групи належать стічні води підприємств коксування, коксохімічних, содових заводів тощо. Ці води після попередньої механічної очистки можуть на­прямлятись на біохімічну очистку;

* стічні води із значенням біохімічного показника в межах 0,01-0,001. До цієї групи належать стічні води процесів сульфування, хлорування, виробництва поверхнево-активних речовин, сульфатно кислих заводів, підприємств чорної металургії тощо. Стічні води цієї групи після попередньої механічної і фізико-хімічної локальної очистки можуть напрямлятись на біохімічну очистку;

* стічні води зі значенням біохімічного показника <0,001. Стічні води цієї групи містять переважно завислі речовини. Для їх очистки використовують механічні методи. До цієї групи належать стічні води вугле- і рудозбагачувальних фабрик тощо.

Стічні води першої і другої груп є відносно сталими за характером заб­руднення і концентрації забруднюючих речовин. Такі стічні води придатні для звротного водопостачання. Стічні води третьої групи утворюються періодично і відрізняються концентрацією забруднюючих речовин, які і до біохімічного окислення. Такі води мало придатні для зворотного постачання. Для ефективної біохімічної очистки стічних вод важливу роль відіграє наявність біогенних елементів (N, Р, К, S, Мg, Са, Na, Fe, Мn, Со, Сu тощо), які впливають на розвиток живих організмів, а їх нестача негативно впливає на ефективність біохімічної очистки стічних вод.

Для очистки стічних вод застосовують аеробні та анаеробні методи біохімічної очистки. Аеробний метод базується на використанні аеробних груп мікроорганізмів, для життєдіяльності яких необхідна постійна подача кисню і температура 20-40°С. При зміні режимів (кисневого і температурного) склад і кількість мікроорганізмів, що культивуються в активному мулі або біоплівці, змінюється. Анаеробні методи біохімічної очистки проходять без доступу кисню і воги використовуються для знезараження мулу або для попередньої очистки надзвичайно забруднених стічних вод.