Биологические методы

В настоящее время биологические методы находят все более широкое применение для очистки сточных вод благодаря следующим факторам: 1) низкому расходу энергии, 2) высокому возвратному энергетическому потенциалу (например, выделение газа в процессе анаэробного сбраживания), 3) отсутствие – вторичного загрязнения воды, 4) способности обеспечивать жесткие нормативы условий сбросы, 5) относительно невысокие эксплуатационные расходы.

Метод основан на способности микроорганизмов окислять сложные органические вещества до конечных продуктов – углекислоты и воды. При этом окисление может происходить в анаэробных и аэробных условиях. Очистка анаэробным способом, то есть без доступа кислорода воздуха, производиться в резервуарах закрытого типа, содержащих анаэробный ил7. Этот ил содержит различные группы микроорганизмов, осуществляющих процессы брожения. Анаэробная очистка ведется в диапазоне температур 20-60⁰ С и применяются для сбражения высококонцентрированных сточных вод и избыточного или, который образуется в аэротенках. К достоинствам анаэробного метода относиться сильно загрязнённых сточных вод без предварительного разбавление и невысокие эксплуатационные расходы как отпускает необходимость в подаче воздуха, а влажность ила и его прирост намного меньше, чем при аэробном процессе. А метан, образующийся в результате сбраживания, может использоваться для энергетики.

Анаэробный метод имеет ряд недостатков: 1) невысокую скорость процесса; 2) неспособность микроорганизмов сбраживать некоторые органические соединения; 3) высокую чувствительность анаэробных процессов к температуре и концентрации веществ; 4) взрывоопасность образующихся при брожении газов. Из за этих недостатков метод нецелесообразен для очистки сточных вод многих видов производств. Поэтому большое распространение имеют аэробные методы биологической очисткой.

Аэробная очистка осуществляется организмами, которая нуждается в кислороде воздуха, и осуществляется как в естественных условиях (водоемах, окислительных прудах), так и на искусственных очистных сооружениях. Чаще аэробная очистка осуществляется в аэротенках – открытых бассейнах прочного типа с принудительной аэрацией, содержащих активный ил. В иле находится огромное количество бактерий и простейших. Илевая смесь (сточная вода и активный ил) подвергается интенсивной аэрации, продолжительность которая зависит от концентрации примеси в сточной воде и заданной степени очистки. При этом происходит окисление органических веществ сточных вод до простых продуктов. Тот принцип применяется при очистке сточных вод на биофильтрах, отличающихся тем, что сточная вода фильтруется через какой – либо пористый материал (кокс, керамзит, шлаки т.п).

Аэробная очистка осуществляется организмами нуждающимся в О₂ –кислороде воздуха.

Аэробная очистка производится такие в биологических прудах, заполняемых жидкостью. В прудах формируется комплекс бактериальной флоры и фитопланктона, под действием которая происходит окисление органического вещества сточных вод. Существует 3 типа прудов: сточные воды разбавляются в пруду чистой речной водой; неочищенная сточная вода проходит последовательно 4-6 ступеней очистки; пруд для доочистки устраивается после станции биологической очистки. Наиболее распространены пруды, заполняемые неочищенной сточной водой. Биоценоз в прудах разнообразнее, чем в аэротенках, но концентрация микроорганизмов в прудах невелика, поэтому необходимый период пребывания в них сточных вод достигает десятков суток. Глубина процесса очистки в прудах превышает показатели глубину очистки в обычных аэротенках.

Основные факторы, определяющие эро реактивность очистки сточных вод в прудах: кислородной режим прудов, их глубина, время пребывания сточных вод, состав стоков, соотношение между органическим углеродом и биогенными элементами, присутствующими в сточных водах. При ослаблении освещенности, ухудшении кислородного режима, недостатка азота и т.д эффективность очистки снижается. При правильной эксплуатации прудов этот способ успешно конкурирует с более сложными – аэротенками и биофильтрами. Показатели аэробной очистки промышленных сточных вод ё снижение содержания органических веществ по БПК,% )

Окисление пруды – 95-99

Аэротенки – 95-99

Биофильтры – 70-90

В настоящее время в связи с увеличением количества искусственно синтезированных соединений (ПАВ, органический флотореагентов и др.) повышение биологический очистки усложняется. Решение этой проблемы будет научно основой исполнения микроорганизмов для очистки промышленных сточных вод и охраны окружающей среды.

Биологическая очистка сточных вод на предприятиях цветной металлургии до нашего времени не применялись из-за отсутствии способов которая можно было бы применять в промышленных масштабах. Это связано со сложностью состава сточных вод, большими их объёмами недоступностью некоторых органических флотореагентов для микроорганизмов, токсичностью действиями активного микрофлору.