Биологическая очистка воды (сточных вод)

Методы биоочистки активно применяются в промышленных и бытовых условиях.

Использование микроорганизмов – обязательный этап улучшения качества сточных вод наряду с механическими, физическими и химическими способами.

Природный процесс, воссозданный в искусственных условиях, помогает справиться со многими загрязнениями без применения дорогостоящих технологий.

Содержание

Что это такое?

Биологическая очистка сточных вод – многостадийная процедура удаления из отработанного стока потенциально опасных веществ, реагентов путём их разложения посредством специально выращенных бактерий и иных простейших (одноклеточных) организмов. Биодоочистка – этап, сменяющий на всём процессе очистки стоков механический и физико-химический способы.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Принцип действия – расщепление органики на простейшие газы. Это углекислый газ, водород, окиси азота, аммиак, сероводород. Органические – преимущественно метан, могут встречаться и метанол, уксусная кислота и ацетон. Органические вещества – жиры, углеводы, неразложившиеся белки – исходный реагент, источник питания (а с ним и энергии) для микроорганизмов, применяемых в качестве септических одноклеточных культур.

В стоке имеется приличное количество аминокислот, нитратов, возможно, аммиак, как уже говорилось. Азот, получаемый из данных реагентов, является элементом жизнедеятельности одноклеточных организмов. Помимо азота, из органики бактерии и простейшие выделяют фосфор и калий.

При повышенном содержании азота, фосфора и калия в сточной воде работа микроорганизмов ускоряется. Результат – более тщательная очистка.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Какие методы устранения загрязнений существуют

Природная вода — сложная дисперсная система, содержащая огромное количество растворенных и взвешенных примесей различного фазового состава, минеральной и органической природы. Применить универсальный способ удалить такое множество веществ невозможно. В процессах водоподготовки задействован целый комплекс методов, биологических технологий очистки воды, каждый из которых ориентирован на устранение определенной группы веществ.

В зависимости от направленности воздействия и применяемых инструментов существует четыре основных вида методов очистки воды:

  • Физические способы подготовки воды.
  • Удаление растворенных загрязнителей с помощью реагентов — химические способы.
  • Комбинированное воздействие на загрязняющие субстанции физико-химическими процессами.
  • Биологическая очистка воды.

Физические способы водоочистки востребованы в основном на подготовительном этапе водоподготовки. Это фильтрация, процеживание, отстаивание. Они направлены на устранение крупных включений из объемов воды, которые могут нарушить работу оборудования и быстро вывести из строя селективные фильтрующие материалы при дальнейшей обработке и селективной очистке воды.

Химические методы основаны на способности соединений вступать в химические реакции между собой. Вводя специальные реагенты для запуска определенных взаимодействий, можно перевести токсичные загрязнения в неопасные соединения, связать их в труднорастворимые комплексы или нерастворимые осадки, которые легко удалить фильтрацией или другим методом отделения.

Физико-химические процессы сочетают в себе комбинированное воздействие на подаваемую для очистки воду физическими явлениями и химическими реагентами. Такие методы основаны на свойствах удаляемых примесей, активизировать которые помогают специально вводимые вещества, инициирующие химические и физические процессы. С помощью физико-химической очистки убирают как минеральные загрязнители, так и органику, ионы металлов, растворенные газы.

Биологические способы очистки — это сравнительно молодые, но перспективные методы удаления из воды нежелательных элементов и соединений с участием живой микрофлоры, специальных бактерий, грибов. Суть — в выборочном поглощении живыми организмами загрязнителей из воды как питательного материала для своей жизнедеятельности.

Переработка осадка

Осадок перерабатывается в аэробных условиях без подачи кислорода. Органические вещества разлагаются благодаря работе аэробных микроорганизмов. Примерами могут быть:

  • биотуалеты для домов;
  • септики;
  • отстойники и осветлители с двумя ярусами – перегниватели.

В септиках и перегнивателях сточные воды отстаиваются и обрабатывается осадок.

Если обеспечена подача кислорода, то органика в осадке окисляется:

  • аэротенки;
  • аэробные стабилизаторы.

Септик из бетонных колец


Биологическая очистка воды (сточных вод)

Этот вид локального очистного сооружения, работая по анаэробному принципу, несмотря на свою простоту и дешевизнутребует вдумчивого подхода. Вот какие особенности могут быть у этого вида септиков.

Главный инженер компании «Артезиум» Дмитрий Задруцкий:

– Хотя подобный вид очистного сооружения на участке часто сооружают самостоятельно, следует учесть ряд особенностей данного вида септика:

  • Очищение в этом виде септика происходит путем перелива стоков из камеры в камеру. И поэтому устанавливают 3-х камерные септики из бетонных колец.
  • Необходимо обратить внимание на диаметр колец. От этого зависит объем септика. Чем больше количество проживающих людей, тем больше нужен объем септика и количество камер.
  • Если на участке высокий уровень грунтовых вод, то для того чтобы избежать просачивания загрязненных вод в почву требуется лучшая герметизация септика.
  • Для лучшего очищения стоков, можно использовать специальные бактерии, а для доочистки стока, рекомендуется устроить поле фильтрации.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Биологическая очистка воды (сточных вод)К недостаткам подобного вида септика можно отнести:

  • Сложность монтажа и большой объём земляных работ;
  • В отличие от пластиковых септиков не обеспечивается полная герметичность стыков колец;
  • Необходимость использования для установки септика спецтехники и подъёмного крана.

В этот септик можно сбрасывать туалетную бумагу, средства личной гигиены и производить слив из стиральной машины, но сброс из посудомоющей машины уже не желателен, т.к. образуется жировое отложение на стенках магистральной трубы. Невозможно использовать воду для полива, и необходимо периодически вызывать ассенизаторскую машину для откачки септика.

Локальное очистное сооружение

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Разобраться какие процессы происходят в этом виде септика, нам поможет управляющий партнер компании «Тритон Пластик» (г. Москва) производитель септиков «ТАНК» Владимир Пивоваров:

– Принцип работы септиков: сточные воды из домашних устройств самотеком направляются по трубопроводам в первую камеру септика, где проходит их естественная сепарация на легкие – жиры, маслянистые вещества, органические отходы и тяжелые составляющие. Тяжелые фракции опускаются на дно и со временем превращаются в ил, легкие вместе с водой поступают во вторую камеру для бескислородной переработки анаэробными бактериями, а затем, если она есть, и в третью камеру.

А окончательная очистка стоков выполняется уже в полях фильтрации, подбираемых исходя из впитывающих характеристик грунта на участке и глубины залегания подземных вод во время монтажа.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Органический ил, скопившийся в приемной камере септика в результате переработки тяжелых фракций из сточных вод, периодически утилизируется путем откачки через рукав ассенизаторской машины.

Следует обратить внимание, что для подобного тип септика требуется обязательное устройстваполей фильтрации. Так как вода после септика очищается примерно на 60-70% и требуется её доочистка для сброса в грунт.

После процесса дополнительной очистки вода очищается практически до 99%. Однако не рекомендуется использовать данные стоки для полива или других нужд.

Владимир Пивоваров:

– При сезонном проживании, откачка требуется один раз в 1-3 года в зависимости от количества проживающих человек и интенсивности использования. Это можно оценить, визуально открыв крышку люка в септике перед зимним периодом. При постоянном проживании откачка 1 раз в год или с добавлением бактерий раз 5-8 лет.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

В условиях же сезонного проживания, необходимо всего лишь раз в год производить откачку осадка из септика при консервации его на зимний период.

А при постоянном проживании, используя засыпку специальных бактерий для интенсивного разложения осадка, примерно один раз в месяц, откачка требуется значительно реже, лишь раз в 5-8 лет.

Септик можно использовать для любых типов грунтов, в том числе, нефильтрующих и с высоким уровнем грунтовых вод.

К основным достоинствам подобного вида очистных сооружений относятся:

  • Долгий срок службы — более 50 лет;
  • Простота эксплуатации и энергонезависимость;
  • Возможность переработки в умеренных количествах органических веществ, которые попадают в септик вместе со стоками (моющих средств, бумаги или окурков);
  • Прочная оребрённая поверхность септика, и его изготовление из особо прочного пластика, увеличивает стойкостьк воздействию агрессивных химических веществ и сезонному перепаду температур.

Эффективность

Биологическая очистка сточной воды в промышленных условиях избавляет от 98% загрязнений.

Справка. Септики перерабатывают только 45-50% органики.

Чтобы поддерживать процесс, нужно все время вносить активные микроорганизмы.

Биологический метод помогает переработать такие загрязняющие вещества и их соединения:

Foto3

  • Аммонийный азот;
  • Легкоокисляющиеся органические соединения: бензол, глюкозу, ацетон, этанол и т.д.;
  • Калий;
  • Фосфор;
  • Кальций;
  • Белки, жиры, углеводы.

К сточным водам относятся промышленные и хозяйственно-бытовые стоки, а также атмосферные осадки. Все эти группы обязательно проходят этап биологической очистки на промышленных или локальных сооружениях.

Основные методы

В натуральных (без участия процессов, созданных человеком), небольших по объёму стоках малая концентрация выбросов, которые самоуничтожатся со временем. Значительный уровень развития разнообразных отраслей человеческой деятельности оперирует объёмом сточных вод, на порядок превосходящим тот, что население Земли создавало в древние века или в доисторическую эпоху. Есть несколько видов очистки стоков: механический, физико-химический и биологический.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Механический метод подразумевает установку в системе решётки, сита, фильтров. Например, решётка и сито отлавливают крупный мусор и крупнофракционный песок. Песколовка – специальный резервуар, в котором мелкий песок осаждается на дно. Фильтр способен задержать глину (глинистая и илистая взвесь отстаивается не один час), ржавчину, нерастворимые соли. Малорастворимые соли удаляются частично.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Одним из физико-химических подвидов является жироловка. Масла и жиры легче воды – они скапливаются на поверхности, а очищенная от этих капелек вода опускается ниже. Чтобы удалить из сточной воды растворимые соли и часть органики, в сточную воду добавляют реактивы – те вступают в реакцию с данными примесями, формируя нерастворимый осадок. Например, для превращения закиси железа, растворимой в воде, производится её доокисление (в воду подаётся воздух или кислород). Закисное железо превращается в ржавчину и выпадает в осадок или отфильтровывается. Физико-химический способ также предполагает длительное отстаивание сточных вод – из них удаляются все нерастворимые реагенты и жировая плёнка.

Для физико-химического метода также характерен электролиз: проводящие ток соли, кислоты и щёлочи, возможно, содержащиеся в стоке, вступают в реакцию с металлами электродных сеток. Они превращаются в нерастворимые соли и выпадают на дно либо всплывают вверх.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Наконец, биоочистка воды – избирательная реакция одноклеточных на определённые загрязнители. Например, генно-модифицированные бациллы, являющиеся своего рода одноклеточными экстремофилами, разлагают кал и мочу на более простые составляющие.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Естественные

Для очистки стока естественным путём применяют натуральные процессы, происходящие в воде, грунте, растениях. Загрязняющие реагенты связываются ими, превращаются сначала в минералы, а затем в другие, более безвредные их аналоги или переносятся.

В качестве примера – переработка нефти в океанической среде, содержащей всё многообразие одноклеточных культур, известных человеку. Суть процесса сводится к следующему: случайно разлитая нефть со временем разлагается, превращаясь в летучие и газообразные углеводороды. Недостаток – парниковый эффект, создающий повышение среднегодовой температуры на 20 лет: метан разлагается в десятки раз медленнее, чем, скажем, углекислый газ превращается растениями в кислород.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Искусственные

То, с чем не справилась природа, или аналогичный природный процесс занял бы тысячи, миллионы лет, подвергается переработке при помощи технологий и аппаратов, созданных людьми. Задача – ввести в сточную воду специально выращенные микроорганизмы, перерабатывающие жидкие отходы с доступом или без доступа кислорода. Для них поддерживаются оптимальная температура и давление, близкое к земному атмосферному.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Какие системы используются?

Для чёткой классификации биоочистные системы используют отличные друг от друга методы очистки. Специалисты выделили несколько видов, каждый из которых выбирается для отдельно взятого случая.

Аэробная

Способ аэробной биоочистки подразумевает наличие микробов и простейших, погибающих в полностью бескислородной среде. Реактор, выполненный в виде аэротенка, представлен как бетонная или металлическая горизонтальная бочка объёмом в тонну и более. Поблизости над её дном вставлены вкладыши из полимеров, являющихся биологической основой для аэробных микрокультур.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

По дну изнутри бочки проходят трубы с дырочками, поставляющие в аэротенк нагнетаемый извне воздух. Получив доступ к кислороду из атмосферного воздуха, микроорганизмы растут и активно делятся, их численность растёт в геометрической прогрессии.

Окисление органических остатков приводит к выделению значительной энергии, часть которой превращается в тепло.

Чтобы биореактор не перегрелся (при температуре выше 45 градусов большая часть микроорганизмов начинает вымирать), электронное оборудование, в частности, датчики температуры, отслеживают состояние аэротенка, и при необходимости задействуется система охлаждения ёмкости. Мини-версия аэротенка подходит для септика возле загородного дома.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Анаэробная

От аэротенка метантенк отличается герметичностью – в него не подаётся воздух. Эффект основан на том факте, что используемым здесь одноклеточным организмам для размножения и развития не нужен воздух, доступ к кислороду. Температуру регулировать необязательно – процесс разложения отходов осуществляется без особого контроля условий, ведь энергия (тепло) не выделяется. Стоит метантенк заметно ниже аэротенка. Недостаток – значительное производство метана: несмотря на то что этот газ легче воздуха, стремится подняться и улетучиться через щели, в помещениях предусмотрена система пожарной сигнализации. Содержание 10% метана в воздухе способно привести к взрыву от малейшей искры.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Станция биоочистки

Станция биологической очистки стоков представляет собой конструкцию из 4-х отсеков. Каждый из этих блоков системы очищает сток посредством активного ила и кислорода. При прогоне сточных вод через данные отсеки уровень очистки достигает 98%. Сток, очищенный настолько, применяют для полива сельскохозяйственных культур. Невзирая на заметное количество ячеек, станция проста в установке. Она не такая большая в размере, как аэротенк, нередко занимающий объём, сравнимый с железнодорожной цистерной. Станция биоочистки работает без откачивания сточных вод, но промывания отсеков при помощи моющей установки высокого давления владельцу не избежать. Нужная модель станции биоочистки подбирается по пропускной способности установки, без которой эффективная работа владельца невозможна. Недостаток – высокая стоимость, которая может достигать миллиона рублей.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Биореактор с мембранами

В основе работы данной установки лежит биохимическая и мембранная очистка стока. Иначе говоря, мембранный биореактор обладает способностью фильтровать сток на микроскопической и аэробной стадии. Мембрана очищает сточные воды от загрязнений с повышенной избирательностью. В качестве мембран используют трубчатые, половолоконные и на основе плоской рамки. Мембранный очиститель применяют как на предварительной, так и на завершающей стадии очистки.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Предварительное очищение сточной воды используется до стадии очистки, запускаемой в режиме нанофильтрации и обратного осмоса, когда требуется удалить из воды все соли.

Биофильтр

Часто встречающаяся составляющая в дачном туалете или септике загородного дома. Биологический фильтр – небольших габаритов ёмкость, в которую помещены очищающие материалы. Аэробные бактерии принимают вид активной плёнки и участвуют в биоочистке сточных вод. Фильтрация в биофильтре представлена капельной и двухстадийной системами. Первая выделяется лишь хорошим качеством, вторая обладает вдобавок и улучшенной пропускной способностью.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

В состав биофильтра входят корпус, система распределения сточных вод по поверхности устройства и система подачи воздуха. По своему принципу работы биофильтр похож на аэротенк: установка задерживает крупные нерастворимые включения, далее в ход идут аэробные микробы. В биофильтр подаётся воздух, обогащающий среду кислородом. В капельных устройствах сточные воды поступают не непрерывным потоком, а небольшими порциями. Подавать кислород в установку принудительно нет смысла – воздух доходит до аэробных микроорганизмов через приоткрытые пространства в ёмкости.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Биопруд

В биопрудах сточная вода освобождается от вредных и ненужных компонентов. Данный водоём занимает на порядок большее пространство, чем любая из вышеперечисленных установок. Достоинство способа – низкие издержки на содержание и обслуживание после обустройства такого водоёма. Недостаток – глубина более метра не позволит в полной мере отстоять, очистить воду. Малая глубина позволяет быстро прогреть воду в погожие дни межсезонья – микробы раньше и быстрее приступают к биоочистке.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Аэробные бактерии и простейшие при снижении температуры воды ниже +6 градусов Цельсия заметно тормозят свою жизнедеятельность. Вода, замерзая, перестаёт очищаться за счёт полной остановки работы микроорганизмов.

Биопруд относится к разбавленным – водоём перемешивается с речной водой за счёт сообщающего канала, проложенного от реки. В многостадийном биопруде без разбавления сточные воды перетекают в водоём лишь после тщательного отстаивания. Несколько биологических прудов может быть соединено таким образом, что вода из предыдущего устремляется в ближайший последующий вниз по течению. Очистка стоков в первом случае займёт полмесяца, во втором – примерно вдвое больше времени.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Технологическая схема

Биореактором не ограничивается любая схема биоочистки стока. Это лишь один из способов избавить воду от вредных примесей. Общая схема аэробного очистного сооружения включает в себя несколько компонентов.

  • Канализация с предприятия сообщается с первоначальным отстойником. Здесь крупные и нерастворимые компоненты осаждаются на дне.
  • Сточные воды, частично избавившиеся от вредных примесей, обрабатываются во втором отсеке воздухом. За счёт аэробной микрофлоры крупные органические остатки разлагаются.
  • В последнем отсеке сток очищается физико-химическим путём. Лёгкие фракции всплывают, тяжёлые – выпадают на дно.
  • Донная среда обладает известковым слоем, засыпанным искусственно. Известь вступает в реакцию с высокоактивными примесями.
  • Последним устанавливается биофильтр тонкой очистки – степень очистки стока достигает 99%.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Для анаэробной установки характерна другая схема.

  • Сток предприятия перетекает в камеру, где анаэробные бактерии выделяют метан, углекислый газ и сероводород. Эти продукты могут подаваться в трубопровод – метан используется в качестве природного газа.
  • Забродившая консистенция попадает во вторичную – центрифугирующую – камеру, где ил освобождается от воды. Очищенные сточные воды поступают в водоём или в реку.
  • Сухой остаток, избавленный от воды с помощью барабанной сушильной установки, проходит ультрафиолетовое, озоновое или хлорное обеззараживание и отправляется на сельхозугодия в качестве компоста.

Анаэробная очистка происходит и в условиях наглухо закрытой выгребной ямы. Если речь об аэробном отстойнике, для предотвращения доступа посторонних вокруг него ставят ограждения, и водоём становится своего рода водоохранной зоной.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Особенности доочистки

Полностью очищенная сточная вода используется для полива сельхозкультур либо сбрасывается дальше в рыбхозводоёмы, ближайшую реку. Если бытовая химия, изначально поступающая в сток предприятия или домохозяйств, не была полностью удалена, недоочищенная вода опасна, сбрасывать её в реки запрещено. Для этого и нужна доочистка сточных вод. Она заключается в нескольких действиях:

  • уменьшается содержание взвесей;
  • удаляются остатки моющих веществ (поверхностно-активных реагентов), снижается до предельно допустимого значения содержание азотных и фосфорсодержащих включений;
  • вода проходит аэрацию и ультрафиолетовое обеззараживание.

Биологическая очистка воды (сточных вод)

Глубокое очищение предполагает использование биореакторов с более заглубленными очищающими средами. В качестве примера – денитрификация (полное удаление азотсодержащих включений из стока). В зависимости от реальной ситуации существующая система биоочистки реконструируется.

      Биоочистка сточных вод – наиболее выгодное решение по сравнению с другими способами очистки. Она не требует редких компонентов и материалов. Желающие могут соорудить такую станцию самостоятельно, используя очищающие материалы, имеющиеся в свободной продаже.

      Биологическая очистка воды (сточных вод)

      Плюсы и минусы

      Преимущества биологической очистки:

      • Малое количество отходов. После переработки образуются вещества (углекислый газ, вода), которые легко утилизируются. Если при очистке выделяется метан, его используют для получения тепловой энергии. Переработанный ил – хорошее удобрение.
      • Системы для биологической очистки работают автономно. Для их обслуживания не нужно вводить реагенты, а с контролем процесса справится 1 человек.
      • Стоимость реализации биотехнологий ниже, чем на другие способы очистки воды.
      • Естественные реакции создают экологически чистый цикл природного использования.

      Биологическая очистка сточных вод не лишена недостатков.

      Главные минусы метода:

      • Сложность сохранения постоянного количества биомассы бактерий. Если их будет меньше нормы, сточные воды не очистятся полностью.
      • В постройку очистных сооружений нужно вложить много денег. Но со временем затраты окупаются.
      • Технологический режим очистки должен строго соблюдаться. При нарушениях эффективность метода значительно снижается.
      • Не все органические соединения подлежат переработке. Если в сточных водах есть токсические соединения, их нужно удалить, иначе биомасса погибнет.

      Механизм процесса

      Для улучшения качества сточных вод используется два метода: аэробная и анаэробная биологическая очистка. В первом случае процесс протекает с помощью кислорода, во втором – без него.

      Важно. В каждом очистном сооружении формируется специфический биоценоз (совокупность живых организмов, способных переработать загрязнения).

      Механизм очистки зависит от выбранного метода и биоценоза.

      Технологическая схема аэробной чистки

      Foto4Агентом выступает биопленка или активный ил.

      Это совокупность бактерий, грибов, простейших, представителей микрофауны того или иного рода/группы с заданными характеристиками.

      Классическая схема аэробной очистки выглядит так:

      • Сточные воды попадают в анаэробную зону аэротенка-вторичного отстойника. Там они перемешиваются с активным илом.
      • В установку нагнетается кислород, при необходимости вводятся компоненты, способствующие переработке.
      • Происходит два биохимических процесса: окисление органического углерода и нитрификация.
      • Осуществляется один или несколько рециклов: воды снова перемешиваются с активным илом и обогащаются кислородом.
      • Переработанные стоки отстаиваются – происходит гравитационное разделение иловой смеси.
      • Избыточный активный ил поступает на переработку, а часть массы возвращается на исходную позицию.
      • Очищенные воды поступают на доочистку или спускаются в водоем.

      Этапы очистки отличаются в разных системах, но суть метода остается той же.

      Анаэробной

      Этот метод применяется, когда в сточных водах большое количество органических загрязнений, твердых осадков и активного ила. В ходе метаногенеза (так называется процесс анаэробной очистки) загрязнения конвертируются в биогаз, который состоит из метана и углекислого газа.

      Технологическая схема классической анаэробной очистки:

      • Сточные воды попадают в отсек, где происходит метановое брожение. После взаимодействия анаэробных бактерий с загрязнениями образуется метан, углекислый газ, сероводород. Эти газы утилизируются.
      • Foto5

      • Сброженный осадок поступает в следующий отсек, где происходит обезвоживание ила в центрифуге. Затем очищенная вода спускается в водоем.
      • Обезвоженный ил поступает в барабанную сушилку. Выделившуюся воду утилизируют.
      • Сухой ил обеззараживается и становится материалом для компостирования.

      Помощь микроорганизмов и бактерий

      Аэробные бактерии запускают процессы окисления и нитрификации. Для этого им нужен кислород. Микроорганизмы живут в диапазоне температур – от +9 до +28 градусов, рН – 5,0-7,0.

      Группы бактерий:

      • Псевдомонады – занимают 80% активного ила. Перерабатывают спирты, жирные кислоты, ароматические углеводороды, парафины и другие органические вещества.
      • Нитрифицирующие – окисляют соединения азота.
      • Серобактерии и тионовые бактерии – перерабатывают восстановленные соединения серы.
      • Нитчатые – окисляют соединения углерода.
      • Целлюлозоразлагающие – перерабатывают целлюлозное волокно.

      В активном иле также встречаются:

      • дрожжи,
      • плесневые грибы,
      • простейшие,
      • коловратки,
      • малощетинковые кольчатые черви.

      Анаэробные бактерии не нуждаются в кислороде. Они запускают процессы брожения, аноксигенного окисления и метанообразования.

      Справка. Микроорганизмы выдерживают диапазон температур от +9 до +37 градусов, показатель рН находится в пределах от 6,0 до 8,0.

      Группы анаэробных бактерий:

      • Гидролитики – отвечают за первую стадию метаногенеза. Бактерии расщепляют белки, жиры, соединения целлюлозы, крахмала, обладают аммонифицирующей активностью. В результате образуется глицерин, жирные кислоты, аминокислоты, пептиды, моно- и дисахариды.
      • Ацидогенные – отвечают за вторую стадию метаногенеза. С помощью бактерий происходит маслянокислое, ацетоно-бутиловое, пропионовое, спиртовое брожение. Перерабатываются промежуточные продукты гидролиза.
      • Гетероацетогенные – отвечают за третью стадию метаногенеза. Бактерии переводят органические кислоты (масляную, пропионовую) в уксусную кислоту.
      • Метаногенные – завершают анаэробную очистку. Микроорганизмы образуют биогаз, перерабатывая водород, углекислый и чадный газ, ацетат, метиламин, метанол.

      Состав доминирующей микрофлоры зависит от характеристик стоков.

      Ээробные и анаэробные бактерии – что это?

      Микроорганизмы, применяемые в процессе переработки сточных вод, делятся на аэробные и анаэробные. Аэробные существуют только в кислородсодержащей среде и полностью расщепляют органику до СО2 и Н2О, одновременно синтезируя собственную биомассу. Формула данного процесса выглядит следующим образом:

      CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + биомасса бактерий,

      где CxHyOz – органическое вещество.

      Анаэробные микроорганизмы нормально обходятся без кислорода, но и прирост биомассы у них небольшой. Бактерии данного типа нужны для бескислородного брожения органических соединений с образованием метана. Формула:

      CxHyOz -> CH4 + CO2 + биомасса бактерий

      Анаэробные методики незаменимы при высоких концентрациях органики – которые превышают предельно допустимые для аэробных микроорганизмов. При низком содержании органики анаэробные микроорганизмы, наоборот, малоэффективны.

      Анаэробные бактерии

      Нитрификация и денитрификация

      Эти два процесса обуславливают эффективную биологическую очистку.

      В аэротенке проходит нитрификация – окисление аммиака NH4 до нитритов NO2, а затем до нитратов NO3.

      Химические формулы данных процессов выглядят так

      Бактерии, окисляющие аммиак

      Бактерии, окисляющие нитрит

      NH4 + 1,5O2 = NO2 + 2H + H2O

      NO2 + 0,5O2 = NO3

      Nitrosomonas europaea

      Nitrosococcus oceanus

      Nitrosospira briensis

      Nitrosolobus multiformis

      Nitrobacter winogradskyi

      Nitrobacter agilis

      Nitrospina gracilis

      Nitrococcus mobilis

      То есть, нитрификация осуществляется в присутствии кислорода, подаваемого с помощью воздуходувного оборудования и распределяемого посредством системы аэрации.

      Так биологическая очистка выглядела раньше. На сегодняшний день, ввиду увеличения содержания аммонийного азота в исходных стоках, образуемых в процессе нитрификации нитритов и нитратов становится больше и их концентрация на выходе значительно превышает предельно допустимые к сбросу в водоём рыбохозяйственного назначения. Поэтому в схему включается денитрификатор.
      Теперь уже сточная вода сначала поступает в аноксидную зону, происходит процесс денитрификации – снижение концентраций нитритов и нитратов (в анаэробный реактор рециркулируется активный ил из аэротенка, то есть, NO2 и NO3). Кислород, содержащийся в данных соединениях, требуется микроорганизмам для поддержания своей жизнедеятельности в условиях ограниченного доступа к нему. В результате получается азот N2, который выделяется в атмосферу.

      Схема преобразования азота в ходе денитрификации

      Биологическая очистка схематично выглядит так:

      Схема биологической очистки

      Допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, допущенных к сбросу

      № п/п

      Наименование показателей

      Изм.

      Характеристика сточных вод

      ПДК выпуск в водоем р/х значения

      До очистки (вход)

      После очистки (выход)

      1

      Температура

      10-30

      10-30

      2

      рН

      6,5-8,5

      6,5-8,5

      6,5-8,5

      3

      Взвешенные вещества

      мг/дм

      3

      300,0

      10,0

      Повышение фона водоема на 0,75

      4

      БПК,n

      мг/дм

      3

      300,0

      3,0

      3,0

      5

      БПК5

      мг/дм

      3

      250,0

      2,0

      2,0

      6

      ХПК

      мг/дм

      3

      450,0

      15,0

      15,0

      7

      Азот аммонийный

      мг/дм

      3

      40,0

      0,4

      0,4

      8

      Фосфор фосфатов

      мг/дм

      3

      4,0

      0,2

      0,2

      9

      СПАВ

      мг/дм

      3

      1,0

      0,1

      0,1

      10

      Нефтепродукты

      мг/дм

      3

      0,7

      0,05

      0,05

      11

      Железо общее

      мг/дм

      3

      0,8

      0,1

      0,1

      12

      Хлориды

      мг/дм

      3

      150,0

      до 300,0

      300,0

      13

      Сульфаты

      мг/дм

      3

      80,0

      до 100,0

      100,0

      Также мы разработали компактные очистные установки контейнерного типа. Принцип работы аналогичен, процессы идентичны.

      Контейнерные очистные сооружения

      Системы

      Для искусственной аэробной очистки чаще всего используют такие сооружения:

      • Аэротенк – резервуар, в котором стоки смешиваются с активным илом. Часто он разделен на несколько камер, где происходят разные этапы биоочистки. Резервуар оснащен аэратором – системой подачи кислорода.
      • Биотенк – разновидность аэротенков, в которой специальная загрузка позволяет увеличить общее количество биомассы.
      • Биофильтр – бассейн с дренажем на днище. Очистка стоков происходит путем минерализации. Биоценоз – пленка аэробных микроорганизмов.
      • Станция биологической очистки – локальное сооружение, которое устанавливается там, где нет возможности провести общесплавную канализацию. Очищенные стоки спускаются в грунт, а отходы используются в качестве удобрения. Станции перерабатывают объем сточных вод от 5 до 1000 куб. м. ЛОС очищают от 98-99% загрязнений.

      Foto6

      Процессы анаэробной очистки зачастую проходят в таких традиционных сооружениях:

      • Анаэробная лагуна – один или несколько отстойников, где стоки находятся от 1 недели до 2 месяцев. Газы выделяются в атмосферу.
      • Септитенк – отстойник закрытого типа, в котором осадок из образовавшихся твердых частиц перегнивает и расщепляется анаэробами.
      • Метантенк – конструкция, внешне похожая на септитенк. Но в резервуаре происходит перемешивание, обогрев и контроль основных параметров.

      Биопрепараты

      Биопрепараты применяют для выполнения таких задач:

      • Разложения органики: жиров, углеводов, белков;
      • Стимуляции работы активного ила;
      • Сокращения объема побочных продуктов в виде осадка;
      • Ускорения процесса переработки;
      • Снижения показателей биохимического потребления кислорода (БПК, ХПК);
      • Наращивания и восстановления активного ила.

      Foto7Производители выпускают препараты, где сконцентрировано определенное количество штаммов натуральных бактерий.

      Каждый биопрепарат содержит разные штаммы микроорганизмов, которые подбираются в зависимости от состава сточных вод.

      Внимание. Производитель в описании своей продукции указывает, с какими загрязнениями она справляется.

      Популярные биопрепараты:

      Название Цель использования Цена
      Biofos Очистка бытовых сточных вод 43 р./25 мг
      bioExpert BIO STARTER Стимуляция развития активного ила в септике или выгребной яме 565 р./400 г
      Unibac (compost, start, winter, effect) Очистка бытовых и промышленных стоков, наращивание активного ила 470-750 р./0,5 л.

      Поделитесь в соц.сетях:

      Оцените статью:

      1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
      Загрузка...

      Добавить комментарий