2. Обработка сточных вод озоном

Сточные воды, содержащие тяжелые металлы, цианиды, сульфиды и ряд других примесей, могут подвергаться очистке озонированием. Под действием озона в сточных водах происходит окисление цианид-ионов с выделением кислорода. Этот процесс описывается уравнением

CN + О₃ = CNO^- + О₂.

Около 30 % общего количества образовавшихся при окислении цианид-ионов CNO^- подвергается дальнейшему окислению:

2CNO^- + ЗО₂ + Н₂О = 2NCO₃ +3O₂ + 2Н⁺.

Оставшиеся 70 % цианид-ионов гидролизуются, образуя NH₃, окисляющийся до NO₃.

3. Биохимическая очистка сточных вод

После прохождения сточных вод через устройства механической и физико-химической очистки перед сбросом в водоем они подвергаются биохимической очистке, заключающейся в окислении органических загрязнений микроорганизмами.

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности микроорганизмов требуются не только органические вещества, но и биогенные элементы, такие как азот, кальций, фтор, хлор и др. Источниками биогенных элементов являются прежде всего бытовые сточные воды. Оптимальное количество бытовых сточных вод для разбавления нефтесодержаших производственных стоков зависит от состава производственных стоков и определяется в каждом конкретном случае экспериментально. Ненормированное использование бытовых стоков может привести к деградации, т.е. к ослаблению адаптированной к данным загрязнениям микрофлоры.

Критерием пригодности методов биохимического окисления для обезвреживания органических загрязнений в сточных водах является биохимический показатель, определяемый как отношение полной биохимической потребности в кислороде (БПК_п) к химической потребности в кислороде (ХПК).

БПК – это количество кислорода, необходимое для окисления органических веществ в результате происходящих в воде аэробных биохимических процессов. Например БПК₂₀ соответствует длительности процесса 15...20 суток, БПК₅ – пятисуточному потреблению. БПК используется для текущего контроля эксплуатируемых очистных сооружений.

Показатель ХПК выражает количество кислорода, необходимое для окисления всех углердсодержащих соединений.

Биохимическое окисление проводят как в естественных условиях на полях фильтрации, орошения, биологических прудах, так и в искусственно созданных условиях.

Биологическая очистка сточных вод в искусственных сооружениях осуществляется в биологических фильтрах, аэротенках и окситенках.

На рис. 26 представлена схема биологического фильтра с принудительной подачей воздуха. Исходная сточная вода по трубопроводу 3 поступает в фильтр 2 и через водораспределительные устройства 4 равномерно разбрызгивается по площади фильтра. При разбрызгивании сточная вода поглощает часть кислорода воздуха. В процессе фильтрования через загрузку 5, в качестве которой используют, например, шлак, щебень, керамзит, пластмассу, гравий, на загрузочном материале образуется биологическая пленка, микроорганизмы которой поглощают органические вещества. Интенсивность окисления органических примесей в пленке существенно увеличивается при подаче сжатого воздуха через трубопровод 1 и опорную решетку 6 в направлении, противоположном фильтрованию. Очищенная от органических примесей вода выводится из фильтра через трубопровод 7.

Благодаря наличию гидравлических затворов, герметизирующих поддон-ное пространство, нагнетаемый воздух может выйти только через слой загруз-ки, вследствие чего происходит насыщение биопленки кислородом воздуха.

Рис. 26. Схема биологического фильтра

В процессе окисления загрязнений происходит образование новой пленки и отмирание старой, которая срывается с поверхности загрузки движущейся водой и выносится из биофильтра. Для ее задержания после биофильтров устраивают отстойники.

В основу аэротенков положена деятельность микроорганизмов, обитающих в природных водоемах, т.е. активного ила (АИ). Аэротенки подразделяются на аэротенки с регенерацией и без регенерации активного ила, аэротенки-смесители, аэротенки-вытеснители и аэротенки-отстойники.

В окситенках используется чистый или технический кислород, в результате чего улучшается деятельность активного ила, интенсифицируются окислительные процессы. Благодаря этому объем окситенков примерно на 50...70 % меньше объема обычных аэротенков, используемых для очистки этих же сточных вод.