8.5. Биологическая очистка сточных вод
Биологическая очистка предназначена для удаления из сточных вод тонкодисперсных органических веществ, находящихся в коллоидном и растворенном состоянии.
В основе биологической очистки сточных вод лежит процесс минерализации органических веществ, происходящий в результате их окисления при содействии микроорганизмов, которые используют органические примеси в качестве источника питания в условиях интенсивного потребления растворенного в воде кислорода.
Процесс реализуется в две стадии, протекающие одновременно, но с различной скоростью: адсорбция из сточных вод тонкодисперсных органических примесей и разрушение адсорбированных веществ внутри клетки микроорганизмов. Обе стадии реализуются как в аэробных, так и в анаэробных условиях в зависимости от видов и свойств микроорганизмов.
Биологическую очистку осуществляют в естественных и искусственных условиях.
Эффективность процессов биологической очистки зависит от целого ряда факторов, таких как температура стоков, рН, концентрация кислорода, наличие в достаточном количестве биогенных элементов (азота, фосфора, калия), содержание в стоках ядовитых примесей и т.д.
Так, оптимальная температура для аэробных процессов находится в пределах от 20 до 30 0С; активная реакция среды рН не должна выходить за пределы 6,5-7,5. В аэробных биологических сооружениях необходимо поддерживать концентрацию растворенного кислорода на уровне не менее 2 мг/л и достаточное количество биогенных элементов (азота, фосфора и др.). В случае недостатка последних проводят искусственную подпитку стоков растворами аммиачной селитры, суперфосфата и т.д.
Необходимое количество биогенных стимуляторов рассчитывают по формуле:
где Рдоб – необходимое количество биогенных добавок;
n – недостающее количество азота или фосфора к норме в зависимости от БПК очищаемых сточных вод, кг;
Мр – молекулярный вес аммонийных или фосфатных добавок;
М – молекулярный вес азота или фосфора;
Q – расход сточных вод, кг/сутки.
При работе биологических очистных сооружений необходим постоянный контроль за концентрациями токсичных компонентов, содержание которых не должно превышать ПДК.
Таким образом, для обеспечения нормального хода биологической очистки сточные воды необходимо подвергнуть предварительной обработке:
удалить крупные нерастворимые примеси с помощью решеток и сит;
удалить жировые вещества при помощи жироловушек;
произвести предварительное отстаивание сточных вод;
нейтрализовать стоки до рН 6,5-7,5;
довести концентрацию ядовитых веществ и солей тяжелых металлов до предельно допустимой.
После предварительной обработки содержание нерастворимых примесей не должно превышать 150 мг/л, БПК – не более 400 мг О2/л для биофильтров и не более 1000 мг О2/л – для аэротенков; общее количество растворенных солей не более 10 г/л, температура стоков – 10…25 0С.
В табл. 7.1 приведены рекомендуемые сооружения для комплекса биологической очистки сточных вод в зависимости от проектируемой производительности.
Таблица 8.2