28. Биологическая очистка сточных вод

Биологическая очистка осуществляется благодаря жизнедеятельности бактерий, окисляющих органические вещества (аэробный и анаэробный процессы). Бактерии используют загрязнения для питания, при этом растет их (бактерий) масса, идет активное размножение и обновление биологической массы. Разница между аэробным и анаэробным процессами заключается в том, что первый может проходить только при хорошей вентиляции, второй же протекает только при отсутствии кислорода. Биологическая очистка сточных вод, использующая аэробные микроорганизмы, чаще всего проходит в биологических прудах, где глубина невелика, нет подводных течений и на полях фильтрации - специально обустроеных участках земли, куда загрязненная вода поступает дозированно. Часто используются аэротенки и биофильтры, SBR-системы. Данные устройства выигрывают по сравнению с прудами и полями, так как не зависят от погодных условиях: в них искусственно поддерживаются оптимальные для жизнедеятельности бактерий условия. Анаэробный процесс проходит в специальных реакторах - метантенках. Их преимущество заключается в том, что отпадает необходимость дополнительной аэрации воды, однако, в процессе окисления органических веществ выделяется газ метан, за отведением которого необходимо тщательно следить.

Биологическая установка очистки сточных вод сравнительно недорога, при этом удаляет до 98% загрязнений; обычно такие системы рассчитаны на 5-8 человек, это прекрасный вариант для дачи, частного дома или небольшого производства.

Рис. Схема биологической очистки сточных вод на аэротенках: 1 — решетка; 2 — песколовка; 3 — вывод ила; 4 — компрессорная; 5 — удаление излишнего ила; 6 — первичный отстойник; 7 — вывод ила; 8 — вовдухопровод; 9 — аэротенки; 10 — распределительная чаша; 11 — иловая насосная станция; 12 — вторичный отстойник; 13 — контактный резервуар; 14 — хлораторная; 15 — выпуск

По типу сооружения для очистки сточных вод биологическим методом поразделяются на два типа: естественные и искусственные. Естественные сооружения для очистки сточных вод –это различные пруды, поля орошения и фильтрации. Однако в наши дни естественные сооружения для биологической очистки сточных вод используются реже, так как они доказали свою невысокую эффективность по сравнению с искусственными сооружениями для  очистки воды.

Искусственные сооружения для биологической очистки сточных вод представляют собой аэротенки: резервуары специальной формы,  в которых происходит взаимодействие растворенных в воде опасных веществ  с микроорганизмами и частичное обезжелезивание. В ходе методов биологической очистки сточных вод в очищаемую воду подается активный ил, содержащий микроорганизмы, которые взаимодействуют с вредными веществами, содержащимися в воде.

Методы  биологической очистки сточных вод  позволяют  осуществить превращение органических загрязнений в безвредные продукты окисления - H2O, CO2, NO3-, SO42- и др. Процесс биохимического разрушения органических загрязнений в очистных сооружениях происходит под воздействием комплекса бактерий и простейших микроорганизмов, развивающихся в данном сооружении, а так же способствующих умягчению воды.

На сегодняшний день одним из наиболее эффективных методов очистки сточных вод считается биологический. Его применение позволяет произвести минерализацию загрязнителей, удалить органических азота и фосфора. Растворённые в воде органические соединения в результате деятельности различных микроорганизмов-сапробионтов разлагаются на компоненты, оказывающиеся безвредными для человека.  Биологическая очистка сточных вод позволяет достичь степени очищения до 98%. Что является очень хорошим показателем, по сравнению с теми же септиками, чистящими воду лишь на 45%-50% и требующими постоянной добавки активных микроорганизмов для своей работы. Поэтому станции глубокой биологической очистки сточных вод получили самое широкое распространение в загородном строительстве. Также надо отметить, что такие станции не требуют дополнительного утепления и не выделяют неприятных запахов. К числу достоинств данного метода относят не только высокую эффективность, но также и максимально возможную степень очистки, а также отсутствие недостатков, характеризующих другие подходы (например, свойственный химической очистке неприятный запах), безопасность и экологичность.

 Этапы биологической очистки сточных вод.

 Суть процесса биологической очистки сточных вод сводится к прохождению следующих трёх шагов:

 1.      В отстойник из жилых домов попадает загрязнённая вода. В резервуаре она подвергается сбраживанию. Также здесь происходит частичное отстаивание (в условиях среды с отсутствием кислорода, дающей возможность функционирования для анаэробных бактерий), в результате чего происходит образование осадка. На этом этапе удаляются содержащиеся в воде помимо растворённых органических примесей различные смолы, масла, взвешенные вещества.

2.      В следующий резервуар, систему почвенной фильтрации, поступает уже осветлённый сток, подвергающийся дополнительной очистке. Эта установка является устройством, предназначенным для анаэробного брожения жидких органических отходов, в результате которого происходит образование метана.

Работа анаэробных микроорганизмов позволяет добиться 50-65% очистки сточных вод.

3.      На завершающем этапе степень очистки достигает значений, соответствующих санитарным нормам – 95%. Здесь используется работа аэробных микроорганизмов, а также активный ил, содержащийся в среде, насыщенной кислородом. Пневматические аэраторы подают дополнительный воздух, за счёт чего происходит перемешивание сточной воды с активным илом и насыщение её кислородом, что позволяет вступить в действие микроорганизмам.

Активный ил в последствии либо удаляется, либо возвращается в установку для дальнейшего использования.