2.7.6 Биологическая очистка сточных вод

2.7.6.1 Общие представления о биологической очистке сточных вод

Биологическая очистка сточных вод – технологический процесс очистки сточных вод, основанный на способности биологических орга-низмов (редуцентов) разлагать загрязняющие вещества 15.

Биологическое разрушение (окисление) загрязняющих органических веществ производит биоценоз, включающий в себя в общем случае бактерий, простейших, водорослей, грибов, коловраток, червей и т.д., потребляющих органическое вещество и в процессе дыхания превра-щающих его в воду и углекислый газ. Пирамида массы данного биоценоза представлена на рисунке 2.8.

Общая схема окисления загрязняющих органических веществ в аэробных условиях:

а) органические вещества + О₂ + N (азот) + P (фосфор)  микроорганизмы + CO₂ + H₂O + биологически неокисляемые растворённые вещества;

б) микроорганизмы + О₂  CO₂ + H₂O + N + P + биологически не разрушаемая часть клеточного вещества.

Реакция (а) отображает окисление исходных органических загряз-нений и образование новой биомассы; реакция (б) представляет процесс эндогенного (внутреннего) окисления клеточного вещества, происходящий после использования внешнего источника питания (органических загрязнений стоков).

Рисунок 2.8 – Пирамида биомассы биоценоза, разрушающего (окисляющего) органические загрязнения сточных вод

Ферментативные реакции окисления загрязняющих органи-ческих веществ, содержащихся в сточных водах, происходят внутри бактериальной клетки, куда элементы питания должны попадать сквозь её оболочку. Поэтому важная роль в общем процессе окисления принадлежит внеклеточному ферментативному гидролитическому расщеплению частиц и крупных молекул на более мелкие, соизмеримые с размерами клетки.

2.7.6.2 Влияние факторов на биологическую очистку стоков

Температура. Как правило, оптимальные температуры для аэробных процессов 20…30С; существуют группы бактерий, функционирующих в других температурных интервалах: психофилы – 10…15С, термофилы – 50…60С и др. Роль температуры связана, в частности, с температурной зависимостью растворимости кислорода в воде.

Величина рН. Биологическая очистка эффективна при рН = 5…9, оптимальная – при рН = 6,5…7,5; есть бактерии, склонные к кислой (грибы, дрожжи, рН = 4…6) или к слабощелочной среде (актиномицеты).

Содержание биогенов. Биогенные элементы N и Р необходимы бактериальной клетке как «строительный» (N) и энергетический (Р) материал, необходимы также (в незначительных количествах) элементы Mn, Zn, Cu, Mo и др. 17.

Сбалансированность элементов питания для бактерий в сточных водах определяется соотношением БПК_п: N: Р (N – азот аммонийных солей и Р – фосфор в виде растворённых фосфатов). Оптимальным для биоочистки стоков считается соотношение 100 : 5 : 1, характерное для нефтеперерабатывающих заводов; для производства поливинилацетатных пластмасс, например, оно составляет 100 : 3,9 : 0,8.

Уровень питания - величина суточной нагрузки по загрязнениям в пересчёте на 1 м³ очистного сооружения, выражаемая через БПК_п, приходящаяся на 1г беззольной части биомассы. Оптимальная (клас-сическая) суточная нагрузка – 150…400 мг БПК_п/гсут.

Токсичные вещества. Ими могут быть органические и неорга-нические вещества, их действие может быть микробостатическим (задер-живается рост и развитие микроорганизмов) и убивающим (микро-боцидным). Существуют ПДК для сооружений биологической очистки.