Содержание
Введение………………………………………………………….....3
Аэробный метод…………………………………………………….4
Аэротенки……………………………………………………………………..5
Окситенки……………………………………………………………………..8
Анаэробный метод…………………………………………………10
Метантенки………………………………………………………....10
Вывод……………………………………………………………….16
Библиографический список……………………………………….17
Введение
В последние годы тема защиты окружающей среды становится актуальной, как никогда. Одним из важных вопросов в этой теме является очистка сточных вод перед сбросом их в близлежащие водоемы. Одним из способов решения данной проблемы может стать биологическая очистка сточных вод. Сущность такой очистки – расщепление органических соединений при помощи микроорганизмов до конечных продуктов, а именно воды, углекислого газа, нитрита сульфатионов и др.
Наиболее полная очистка производственных сточных вод, содержащих органические вещества в растворенном состоянии, достигается биологическим методом. При этом используются те же процессы, что и при очистке бытовых вод- аэробный и анаэробный.
Для аэробной очистки применяют аэротенки различных конструктивных модификаций, окситенки, фильтротенки, флототенки, биодиски и биологические руды.
При анаэробном процессе для высококонцентрированных сточных вод, применяемом в качестве первой ступени биологической очистки, основным сооружением служат метантенки.
Аэробный метод
Аэробный метод основан на использовании аэробных групп организмов для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток О2 и температура 20-40 С. Микроорганизмы культивируются в активном иле или биопленке.
Активный
ил состоит из живых организмов и твердого
субстрата. Живые организмы представлены
скоплениями бактерий, простейшими
червями, плесневыми грибами, дрожжами,
редко – личинками насекомых, рачков, а
также водорослями. Биопленка растет на
наполнителях биофильтра, она имеет вид
слизистых обрастаний толщиной 1-3 мм и
более. Процессы аэробной переработки
сточных вод идут в сооружениях называемых
аэротенками.
Рис.1. Схема работы аэротенка
Схема работы аэротенка
1 — циркулирующий активный ил; 2 — избыточный активный ил;
3—насосная станция; 4 — вторичный отстойник;
5 — аэротенк; 6 — первичный отстойник
Аэротенки представляют собой достаточно глубокие (от 3 до 6 м) резервуары, снабженные устройствами для аэрации. Здесь обитают колонии микроорганизмы (на хлопьевидных структурах активного ила), расщепляющие органические вещества. После аэротенков очищенная вода попадает в отстойники, где происходит осаждение активного ила для последующего частичного возвращения его в аэротенк. Кроме того, на подобных сооружениях устраиваются специальные емкости, в которых ил «отдыхает» (регенерируется).
Важной характеристикой работы аэротенка является нагрузка на активный ил N, которая определяется как отношение массы поступающих в реактор за сутки загрязнений к абсолютно сухой или беззольной биомассе активного ила, находящегося в реакторе. По нагрузке на активный ил аэробные системы очистки делятся на :
-
высоконагружаемые аэробные системы очистки стоков при N> 0,5 кг БПК(показатель биохимического потребления кислорода)5 в сутки на 1 кг ила;
-
средненагружаемые аэробные системы очистки стоков при 0,2 < N< 0,5;
-
низконагружаемые аэробные системы при 0,07 < N < 0,2;
-
аэробные системы продленной аэрации при N < 0,07.
Активный ил – это смесь биомассы микроорганизмов и загрязняющих веществ с поступающими в аэротанк сточных вод.
Видовой состав активного ила (АИ) прежде всего, зависит от состава поступающих в аэротэнк стоков, что есть питательной средой для метаболизма микрофлоры ила.
Количество микрофлоры активного ила – это есть биомасса.
Видовой состав активного ила (биомассы) включает в себя бактерии, простейшие, микроскопические грибы (актиномицеты), амебы, инфузории, коловратки, черви (нематоды)и т.д. Простейшие микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности поедают бактерии, что способствует омолаживанию популяции и приросту активного ила
Ил начинает испытывать недостаток кислорода – «голодать», что приводит к ухудшению результата его деятельности и ухудшению очистки сточных вод. Поэтому в процессе эксплуатации требуется постоянно выводить из аэрационной системы излишки активного ила. Однако следует помнить, что слишком большое снижение концентрации ила может вызвать перегрузку микроорганизмов, в результате чего снизится их активность, а следовательно, ухудшится качество очистки воды.
Увеличение концентрации ила в сточной воде приводит к росту скорости очистки, но требует усиления аэрации, для поддержания концентрации кислорода на необходимом уровне.
Таким образом, аэробная переработка стоков включает в себя следующие стадии:
-
адсорбция субстрата на клеточной поверхности;
-
расщепление адсорбированного субстрата внеклеточными ферментами;
-
поглощение растворенных веществ клетками;
4) рост и эндогенное дыхание;
5) высвобождение экскретируемых продуктов;
6) "выедание"первичной популяции организмов вторичными потребителями.
В идеале это должно приводить к полной минерализации отходов до простых солей, газов и воды. На практике очищенная вода и активный ил из аэротенка подаются во вторичный отстойник, где происходит отделение активного ила от воды. Часть активного ила возвращается в систему очистки, а избыток активного ила, образовавшийся в результате роста микроорганизмов, поступает на иловые площадки, где обезвоживается и вывозится на поля. Избыток активного ила можно также перерабатывать анаэробным путем. Переработанный активный ил может служить и как удобрения, и как корм для рыб, скота.
Интенсифицировать процессы биологической очистки можно путем аэрации суспензии активного ила чистым кислородом. Этот процесс можно осуществить в модифицированных аэротенках закрытого типа - окситенках, с принудительной аэрацией сточной воды. В отличие от аэротенков в биофильтрах (или перколяционных фильтрах) клетки микроорганизмов находятся в неподвижном состоянии, так как прикреплены к поверхности пористого носителя.
Очищаемая вода контактирует с неподвижным носителем, на котором иммобилизованы клетки и за счет их жизнедеятельности происходит снижение концентрации загрязнителя.
Преимущество применения биофильтров состоит в том, что формирование конкретного ценоза приводит к практически полному удалению всех органических примесей.
Недостатками этого метода можно считать:
-
нереальность использования стоков с высоким содержанием органических примесей;
-
необходимость равномерного орошения поверхности биофильтра сточными водами, подаваемыми с постоянной скоростью;
-
сточные воды перед подачей должны быть освобождены от взвешенных частиц во избежание заиливания.