2. Классификация методов биологической очистки сточных вод

Все известные методы очистки можно разделить на четыре группы:

1. Механические – усреднение, процеживание, отстаивание (гравитационное и центробежное), фильтрация.

2. Химические – нейтрализация и окисление.

3. Биологические – аэробное окисление и анаэробное сбраживание.

4. Физико-химические – флотация, сорбция, электрохимические (электрокоагуляция, электролиз, электродиализ), экстракция, ионный обмен, мембранные методы, эвапорация, аэрация, термические методы (выпаривание и испарение, сжигание, сушка осадка и др.), кристаллизация и др.

5. Комбинированный метод очистки сточных вод состоит в одновременном использовании двух или более методов очистки для достижения наилучшего результата. Как правило, в первую очередь используется механическая очистка, удаляющая основную массу нерастворимых неорганических загрязнений. Вторым этапом становится биологическая очистка. В качестве последующей дезинфекции используются методы физико-химической очистки, такие как ультразвук, озонирование, электролиз.

Среди методов очистки сточных вод большую роль должен сыграть биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов.

Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки – огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало – активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха.

Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды.

Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.

3. Общие принципы очистки сточных вод и организации очистных сооружений

Очистка бытовых и промышленных сточных вод осуществляется в три стадии.

Первичная очистка. Она включает решечение воды с целью извлечения из нее больших объектов и удаления взвешенного материала.

Вторичная очистка. На этой стадии осуществляется разложение содержащихся в сточных водах органических веществ под действием микроорганизмов. Это биоразложение органических веществ усиливается в результате продувания воздуха через отстойники.

Ил, образующийся при первичной и вторичной очистке, выбрасывают в море, используют для заполнения выработанных каменоломен и при проведении мелиорационных работ либо, поскольку он богат азотом и фосфором, применяют в сельском хозяйстве как удобрение. Этот ил можно также использовать в качестве биомассы для получения биогаза. В результате такого процесса объем ила уменьшается вдвое, а то, что он представляет собой дешевое топливо, значительно снижает стоимость проведения очистных работ.

Третичная очистка. Эта стадия включает биологическую, химическую и физическую обработку сточных вод, при которой из них удаляют:

- питательные вещества для растений, например фосфаты, чтобы воспрепятствовать излишнему росту водорослей в воде;

- промышленные неорганические загрязняющие вещества, например растворенные ионы тяжелых металлов;

- бионеразложимые органические соединения, например галогензамещенные углеводороды, используемые в производстве пестицидов.

Третичная очистка позволяет довести сточные воды до такого уровня чистоты, что они удовлетворяют стандартам на питьевую воду. После полной очистки бытовых сточных вод их обычно возвращают в реки или спускают в моря. Согласно существующим в Великобритании стандартам, очищенные бытовые сточные воды должны иметь ВПК (Биохимическое потребление кислорода (ВПК) определяется количеством кислорода в миллиграммах на литр; которое требуется для окисления находящихся в воде органических веществ) меньше 20 мг/дм³ и содержать не более 30 мг/дм³ взвешенных твердых веществ.

решечение воды с целью извлечения из нее больших объектов и удаления взвешенного материала.