Биологическая очистка сточных вод

26 января 2024

Биологическая очистка воды получила активное распространение еще много лет назад. С тех пор метод активно используется в бытовых и промышленных условиях. Процедура предполагает использование полезных микроорганизмов, подобный природный процесс позволяет справиться даже с серьезными загрязнениями воды. Биоочистка включена в ряд обязательных процедур по улучшению свойств стоковой воды.

Что такое биологическая очистка сточных вод

Биологическая очистка сточных вод - это процесс, который используется сразу после механической обработки жидкости. Метод представляет собой расщепление органических соединений до простейших, мельчайших элементов.

Сточные воды обычно богаты различными веществами, в них содержатся различные аминокислоты, аммиак и другие соединения. За жизнедеятельность микроорганизмов отвечает азот, который содержится во всех вышеперечисленных микроэлементах.

Бактерии также добывают из минеральных солей, калия и фосфора. Чем больше различных элементов и веществ в жидкости, тем эффективнее будет биоочистка. Процесс полностью зависит от интенсивности увеличения популяции микроорганизмов.

Какие существуют способы биоочистки воды

Биологическая очистка сточных вод была разделена на два определенных вида:

Естественная очистка. Методика подразумевает улучшение состояния жидкости за счет создания естественной экосистемы. В ход идут природные процессы, которые протекают в почве, жидкости и растениях. Все загрязнения и опасные микроэлементы видоизменяются, минерализуются или нейтрализуются. Метод естественной биоочистки обычно применяется для дополнительной обработки сточных вод.

Искусственная очистка. В данном случае используются специальные приспособления, которые создал человек. В жидкость добавляются аэробные или анаэробные частицы, которые выполняют поставленную задачу. Также в процессе специалисты обеспечивают наличие наиболее благоприятных условий для эффективной обработки сточных вод.

Выбор конкретной категории зависит от цели очистки жидкости и степени загрязненности сточных вод.

Насколько эффективна биологическая очистка

Биологическая очистка сточных вод позволяет уничтожать до 98% различных загрязнений. Если сравнивать данный процесс с использованием септиков, во втором случае можно избавиться только от 45% различной органики. Именно поэтому биоочистка активно используется в промышленных масштабах. Для поддержки процесса, специалисты регулярно добавляют активные микроэлементы, которые создают в жидкости благоприятную экосистему.

Биологическая очистка сточных вод позволяет избавиться от следующих элементов:

  • белков, углеводов и жиров;
  • нефтепродуктов;
  • крахмала;
  • целлюлозы;
  • калия;
  • фосфора;
  • кальция;
  • аммонийного азота;
  • окисляющихся органических элементов.

Когда на предприятии возводятся специальные сооружения, вся используемая жидкость проходит обязательную биоочистку. Для обработки берется жидкость из промышленных и хозяйственных стоков. Реже используются осадки.

Преимущества и недостатки

Чтобы полноценно оценить процесс, следует рассмотреть его основные плюсы и минусы.

Преимущества:

  • За счет естественных реакций можно получить экологически чистую массу, цикл легко повторять многочисленное количество раз.
  • Биологическая очистка сточных вод имеет более бюджетную цену, чем другие методы.
  • Процесс биоочистки автономен. Достаточно одного человека, который будет контролировать процесс и своевременно добавлять реагенты либо путем автоматического ввода с помощью насосов дозаторов.
  • Биоочистка практически безотходна. В процессе обработки остаются вода и углекислый газ, которые легко утилизировать.

Помимо неоспоримых плюсов, не лишним будет также узнать о недостатках процесса.

Минусы:

  • Далеко не все остаточные материалы можно утилизировать или повторно использовать. Если в результате очистки произошло выделение токсичных соединений, их нужно удалить в кратчайшие сроки, иначе биологическая масса погибнет, и процесс очистки будет остановлен.
  • Требуется полное соблюдение технологического режима. Если в процессе были допущены ошибки и послабления, биоочистка будет гораздо менее эффективной.
  • Для использования метода необходимо возвести специальные очистные сооружения. Это достаточно серьезные финансовые вложения, которые в дальнейшем могут окупиться.
  • Нужно постоянно сохранять определенное количество билогической массы. Если ее концентрация снизится ниже нормы, процесс очистки не будет произведен должным образом. В воде останутся загрязнения и вредные микроэлементы.

Несмотря на недостатки, биоочистка широко распространена на производствах.

Механизм биологической очистки сточных вод

Чтобы добиться желаемого уровня чистоты стоковых вод, специалисты используют один из двух видов биоочистки: анаэробный или аэробный. Аэробная очистка предполагает задействование чистого кислорода. Анаэробный метод позволяет очищать жидкость без добавления кислорода. Каждое очистное сооружение содержит в себе специальный биоценоз. Он состоит из особой совокупности живых микроорганизмов, способных полностью очистить сточные воды. От биоценоза и вида очистки зависит выбор конкретной технологии.

Как выглядит механизм аэробной очистки жидкости

Биологическая очистка сточных вод кислородным способом предполагает добавление аэробных бактерий. Материал служит в качестве специального агента. Сочетание простейших микроэлементов и бактерий позволяет эффективно удалять различные загрязнения даже в самых сложных случаях.

Стандартный процесс состоит из следующих шагов:

  • Сначала жидкости сливаются в анаэробную емкость, она находится во вторичном отстойнике. Здесь в жидкость добавляют анаэробные бактерии
  • Далее специалисты добавляют в систему кислород, также используются дополнительные средства, ускоряющие процесс обработки.
  • Следующим этапом является обязательная нитрификация и окисление жидкости.
  • Далее циклы могут повторяться. Если сточные воды оказались недостаточно очищенными, в них повторно добавляют кислород и ил.
  • Следующим этапом является отстаивание воды. Иловая смесь естественным образом отделяется от очищенной жидкости.
  • Избытки активного ила идут на дальнейшую переработку, часть вещества остается в сточных водах.
  • В конце воду могут отправить на доочистку или спустить ее в водоем. Все зависит от цели совершения биоочистки.

Последовательность действий может отличаться, в зависимости от вида системы. Но принцип действия остается тем же.

Принцип действия анаэробной очистки

Анаэробная очистка сточных вод требуется в тех случаях, когда вода излишне загрязнена и содержит большое количество биологически активных загрязнений. Метод предполагает использования метаногенеза. Это особый процесс, в результате которого все отрицательные элементы конвертируются в биологический газ.

Базовая анаэробная очистка состоит из нескольких этапов:

  • Воды из стока сливаются в специальное отделение, в котором им придется столкнуться с метановым брожением. Происходит активное взаимодействие анаэробных элементов с загрязнениями. В процессе происходит выделение метана, сероводорода и углекислого газа. Все производственные излишки сразу же расщепляются.
  • После брожения жидкость переходит в следующее отделение, где идет процесс удаления ила посредством центрифуги. Полностью очищенная жидкость попадает в водоем.
  • Полностью обезвоженный ил отправляется в сушилку, остатки воды утилизируются.
  • Сухой ил в дальнейшем компостируют или отправляют на биологическую доочистку бактериями.

Анаэробный метод достаточно распространен в регионах с повышенной загрязненностью водоемов.

О бактериях и микроорганизмах, используемых в биоочистке

Аэробные бактерии требуют постоянного добавления кислорода. С его помощью запускается нитрификация и естественное окисление. Активный ил в большинстве своем содержит псевдомонады, а также серобактерии, нитрифицирующие и нитчатые элементы.

Для использования анаэробных бактерий не нужен кислород. Их принцип действия заключается в запуске брожения, с помощью которого образуется метан и другие токсичные элементы. Конкретная микрофлора будет зависеть от состава микроорганизмов в каждом конкретном источнике воды.

Биологическая очистка сточных вод: какую систему выбрать

Когда речь идет об аэробной (кислородной) очистке сточных вод, то чаще всего используются следующие виды систем:

Аэротенк. Наиболее распространенный вид сооружений, представляет собой резервуар для смешивания жидкости с активным илом и кислородом. В большинстве случаев, система предполагает наличие нескольких отсеков для прохождения нескольких этапов очистки.

Биотенк. Работает по тому же принципу, что и Аэротенк, но в данном случае можно использовать большее количество биологической массы.

Биофильтр. Обработка воды производится в специальном бассейне с дренажным дном. Это метод избавления воды от отрицательных элементов за счет минерализации.

Специальная станция биоочистки. Используется в тех случаях, когда нет возможности установить общую канализацию. Очищенная жидкость уходит в грунт, а остаточные материалы по возможности используются в качестве одобрения или утилизируются.

Для анаэробной биоочистки также было предусмотрено несколько видов систем:

Септитенк. Вода сгоняется в специальный отсек для дальнейшего отстаивания. Все выделения и осадки оставляют перегнивать, после чего расщепляют с помощью анаэробных элементов.

Анаэробная лагуна. Система представляет собой несколько отстойников, в которых жидкость может находиться вплоть до двух месяцев.

Метатенк. Еще один закрытый отстойник, только в отличие от Септитенка, в Метатенке ведется учет показателей воды, температуры жидкости и ее состояния.

Смешанная система биоочистки – это одновременное использование аэробной и анаэробной системы. Данная система значительно эффективна по сравнению с использованием одной из систем по отдельности. Более того, смешанная система ускоряет процесс очистки в 2-3 раза и расщепляет весь спектр органических загрязняющих веществ в сточных водах. Выбор системы полностью зависит от степени загрязнения воды и ее дальнейшего целевого использования.

Препараты для биоочистки

В процессе биологической очистки используются специальные профессиональные препараты. Они имеют массу преимуществ и справляются с целым рядом задач:

  • быстро наращивают и восстанавливают активный ил;
  • снижают показатели потребления кислорода;
  • снижают показатели химического потребления кислорода;
  • ускоряют процесс обработки жидкости от всех загрязнений;
  • сокращают объемы остаточных микроэлементов;
  • стимулируют эффективное воздействие ила на жидкость;
  • позволяют ускорить процесс выделения и разложения остаточных органических веществ;
  • полная очистка труб от органических загрязнений до 11 км;
  • полная очистка всей канализационной системы по всей длине (трубы, жироуловители, колодцы и очистные сооружения, КНС)

Все препараты имеют в составе конкретное количество микроэлементов и показателей. Объем препарата подбирается в зависимости от состояния сточных вод, степени загрязненности и дальнейшего целевого использования, а также в зависимости от специфики предприятия