ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра водоснабжения и водоотведения

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД

Методическое пособие к самостоятельной работе,

к курсовому проектированию и практическим занятиям

по дисциплине «Водоотведение и очистка сточных вод»

Пермь 2010

Составитель: л.В.Бартова

УДК |628.2 + 628.3| (076.5)

Рассмотрен метод биологической очистки городских сточных вод: теория процесса, основные сооружения и их расчет. Методическое пособие к самостоятельной работе, к курсовому проектированию и практическим занятиям /Сост. Л.В.Бартова; Перм. Гос.техн.ун-т, Пермь, 2010, 45 с.

Табл.: 7 Рис.: 22 Библиогр.: 8 назв.

Рецензент: д-р. техн. наук, проф. Ручкинова О.И.

ã ã Пермский государственный ттехнический университет, 2010

1. Сущность метода биологической очистки.

Метод биологической очистки основан на действии микроорганизмов, которые используют органические загрязнения сточных вод для своей жизнедеятельности: питания и дыхания. В результате действия микроорганизмов органические вещества окисляются, расщепляются, минерализуются, и таким образом происходит очистка сточных вод. Существуют аэробные и анаэробные микроорганизмы.

Аэробные микроорганизмы живут только в присутствии растворенного, свободного (молекулярного) кислорода. Этим кислородом они окисляют органические соединения, при этом свободный кислород переходит в химически связанное состояние, в состав органического соединения. Само органическое соединение при этом переходит в окисленную форму, минерализуется, расщепляется. В этом и заключается биологическая, или биохимическая, очистка сточных вод (БХО). В процессе БХО окисляются сначала углерод содержащие, то есть органические, соединения, а затем начинается окисление соединений азота. Дело в том, что органические соединения более легко усваиваются и перерабатываются микроорганизмами, чем азот содержащие примеси. Азот находится в городских сточных водах, в основном, в виде иона аммония (NH₄⁺). Окисление аммонийного азота до нитритов и нитратов называется нитрификацией: (NH₄⁺)+O₂ = (NO₂^-), (NO₃^-). Нитрификация начинается при остаточном содержании органических веществ в сточных водах не более 15 мг/л по величине БПК, то есть после практически полного окисления органических загрязнений.

Анаэробные микроорганизмы существуют без доступа свободного кислорода. Для своей жизнедеятельности они используют химически связанный водород, находящийся в составе органических соединений. Они «отбирают» водород из состава молекул переводят его в свободное, молекулярное состояние. В результате в молекуле органического вещества образуется избыток кислорода, то есть соединение переходит в окисленную форму, минерализуется, расщепляется. Промежуточными продуктами распада являются низкомолекулярные органические кислоты, а конечными -газы, в основном, метан CH₄ и углекислый газ CO₂. Кроме расщепления органического вещества, в анаэробных условиях проходит еще процесс денитрификации. Это перевод нитритов и нитратов в свободный (молекулярный) азот: (NO₂^-), (NO₃^-) → N₂↑+ O₂↑.

Биохимическая очистка может осуществляться в естественных или искусственных условиях. Сооружениями очистки в естественных условиях являются поля фильтрации и биологические пруды. Подробно эти сооружения рассматриваются в методических пособиях по курсу «Водоотведение малых населенных мест». В искусственно созданных сооружениях моделируются процессы самоочищения, происходящие в естественных условиях: в почве или в водной среде. В аэротенках воспроизводится процесс самоочищения водной среды, в биологических фильтрах – самоочищение почвы.