2.3.1 Біохімічна очистка стічних вод в природних умовах

Для очищення стічних вод в природних умовах використовуються поля зрошування, поля фільтрації, поля підземної фільтрації.

При надходженні до грунту органічні речовини стічних вод окислюються за наявності вільного кисню мікроорганізмами. Населення грунтів достатньо широко: бактерії, гриби, водорості, прості і безхребетні.

Поля зрошування. На полях зрошування агрономічні інтереси об'єднуються з очищенням стічних вод. Стічна рідина, при попаданні на грунт фільтрується; на поверхні грунту затримуються колоїдні і суспендовані речовини, які потім окислюються біохімічним шляхом. Розчинені речовини стічної рідини проходять по капілярах грунту на глибину до 0,5 м. За час проходження через активний шар грунту вони окислюються до вуглекислоти, води, нітратів і сульфатів. Для того, щоб окислення проходило безперервно, необхідне постійне надходження атмосферного повітря услід за стічною рідиною. Тому глинисті грунти непридатні, також як і грубозернисті піски, оскільки стічна рідина швидко фільтрується через них, не встигають відбуватися процеси окислення, адсорбції і т.п. Найбільш оптимальними грунтами для полів зрошування є структурні супісчаники, суглинки і чорноземи.

Недоліком полів зрошування є сезонність їх роботи, оскільки в зимовий час ефективного очищення не відбувається.

Для запобігання можливому розповсюдженню інфекції через грунтові води забороняється розташовувати поля зрошування на територіях, які межують з першим і другим поясами зон санітарної охорони джерел централізованого водопостачання, мінеральних джерел, курортів, в затонах річок, а також при високому рівні грунтових вод.

У стічних водах може міститися значна кількість зважених речовин і жирів, які швидко замулюють грунт; а також яйця гельмінтів і патогенні мікроби, які можуть потрапити в сільськогосподарські культури. Тому перед надходженням на поля зрошування стічні води потрібно пропускати через первинні відстійники, де навіть за 2 години відстоювання затримується 90 % яєць гельмінтів.

Поля фільтрації. На полях фільтрації сільськогосподарські культури не вирощуються, а здійснюється лише очищення заздалегідь освітлених стічних вод. Навантаження на ці поля вище, ніж на поля зрошування. Разом з тим різко погіршується постачання киснем аеробних биоценозів. Тому рекомендується кілька разів впродовж літа переорувати поля фільтрації, обладнувати дренажі. При розміщенні полів фільтрації потрібно враховувати санітарні норми (із-за запахів, розповсюдження мух). Вони повинні знаходитися на відстані 300 - 1000 м від міської забудови і бути захищені зоною зелених насаджень.

Поля підземної фільтрації (зрошування). В цьому випадку стічні води розподіляються по трубах під землею (дренаж). Дренажні труби розміщуються на межі між підгрунтовим і активно працюючим шаром грунту. Устаткування полів підземної фільтрації допустиме лише при низькому рівні грунтових вод (не вище 2 м від поверхні). На полях можна вирощувати різні сільськогосподарські культури і розміщувати їх поблизу від житлових споруд (8 - 25 м). Використовуються вони для очищення стічних вод невеликих населених пунктів, груп споруд, санаторіїв, шкіл.

Біохімічне очищення стічних вод в біологічних ставках.Біологічні очисні ставки імітують природні водоймища, причому максимально підсилюють їх властивості, сприяючі процесам самоочищення. Вони неглибокі (0,5 - 1,0 м), добре прогріваються сонцем, що створює сприятливі умови для широкого розвитку водоростей, вищої рослинності, простих, автотрофних і гетеротрофних груп бактерій. Для ефективного очищення стічних вод на спорудах штучного очищення необхідні значні витрати енергії, тоді як в ставках використовується сонячна енергія.

Санітарний ефект роботи ставків в літній час є дуже високий. Кишкова паличка гине на 95 - 99 %, патогенні бактерії кишкової групи - повністю, окислюваність знижується на 90 %, вміст органічного і амонійного азоту - на 97 %.

Біологічні ставки можуть працювати і взимку, коли їх поверхня покрита льодом. Потрібно обов'язково очищати поверхню льоду від снігу для надходження сонячного світла.

Типи біологічних очисних ставків:

1. проточні ставки з розбавленням стічної рідини річковою водою;

2. проточні ставки без розбавлення стічної рідини;

3. ставки для доочистки стічної рідини;

4. контактні ставки;

5. анаеробні ставки.

Проточні ставки з розбавленням стічної рідини річковою водою. Освітлена у відстійниках стічна рідина розбавляється в 3 - 5 разів чистою річковою водою. Ця рідина знаходиться в ставках близько 2 - 3 тижнів. У ставках можна вирощувати рибу (коропа), а також розводити качок. Недоліком таких ставків є те, що необхідне будувати первинні відстійники, споруджувати греблю для ставка - резервуару чистої річкової води і мати близько чисту річку.

Проточні ставки без розбавлення стічної рідини. Неочищена стічна рідина проходить послідовно через серію з 4 - 5 ставків. У першому з них обладнується перешкода для утримання твердої фази. У останньому, у воді якого міститься розчинений кисень, можна розводити рибу.

Ставки для доочистки стічної рідини. Якщо на станції біологічного очищення не можна обробити весь об'єм або потрібен високий ступінь очищення, використовують проточні ставки для доочистки недостатньо окисленої органічної фази стічних вод. Цей тип ставків влаштовується з 2 - 3 ставків і може бути використаний для розведення риби.

Контактні ставки. Робота їх ставків заснована на тому, що в стоячій воді, в порівнянні з водою проточній, біохімічні процеси проходять швидше. Стічна рідина подається в серію паралельно розміщених карт, причому щодня один із ставків наповнюється, а інший спорожнюється. Для території України тривалість контакту рідини в ставках складає 5 - 10 днів.

Анаеробні ставки. Стічна рідина, яка містить як тверду, так і рідку фазу, поступає в глибокий ставок (декілька метрів завглибшки). У ньому відбуваються анаеробні процеси. Такі ставки мають ряд недоліків: гази бродіння виділяються в навколишнє повітря, є небезпека попадання патогенних мікробів в грунтові води.