Биологический метод очистки сточных вод

1.

Методы
биологической
очистки сточных вод
Биологическая очистка сточных вод является
эффективным способом удаления органических
веществ с помощью жизнедеятельности
микроорганизмов.
Такой
метод
можно
использовать как в быту, так и на
промышленных предприятиях. Очищение за
счет бактерий успешно комбинируется с
механическими и химическими воздействиями,
которые в большей степени оказывают влияние
на неорганические соединения. В основе
биологической
очистки
находится
естественный
процесс,
его
воссоздают
искусственным
путем
для
безопасного
избавления от примесей.

2.

Как работает метод
биологической очистки
Очищение с помощью микроорганизмов
обычно
проводят
после
механического
удаления
загрязнений.
Нерастворимые
частички выпадают в осадок, а остальные
вещества подлежат дальнейшей обработке.
Суть работы базируется на способности
определенных
бактерий
расщеплять
органические
соединения. В результате
образуются простые вещества, такие как вода,
углекислый газ и метан. Микробы и
простейшие
используют
получившиеся
продукты для поддержания собственной
жизнедеятельности.
Микроорганизмы также получают энергию из
азота, который содержится в сточных водах в
виде аммиачных и нитратных соединений. В
состав минеральных солей включены фосфор и
калий, необходимые для питания бактерий.
Богатое содержание этих веществ в стоках
вызывает интенсивное размножение микробов,
таким образом происходит естественная
очистка в резервуарах.

3.

Из чего состоят бытовые
сточные воды
В современных домах обязательно присутствуют
водопроводная и канализационная системы. Первую люди
применяют для питья и хозяйственных нужд, а с помощью
последней – удаляют загрязненную жидкость. И хотя
уровень примесей в сточных водах не превышает 1%,
повторно использовать их нельзя, пока они не пройдут
очистку.
Состав сточных вод значительно различается в
зависимости от места и времени взятия образца. Обычно в
жидкости содержатся как твердые, так и растворимые
элементы. Неорганические вещества могут быть
устранены простым фильтром, но органика требует более
сложного подхода. Если не применять меры, возникает
опасность разложения биологических соединений, что
приводит к образованию гнилостного запаха и порче воды.
Стоки могут содержать в себе остатки жиров, моющих
средств, фосфаты и соединения хлоридов, азот,
сульфатные и нефтехимические продукты. Эти вещества
никуда не исчезают сами по себе, поэтому для их удаления
применяется биологическая очистка сточных вод.
Особое внимание этому вопросу следует уделять в
загородных домах, которые не подключены к
централизованному водопроводу. На их участках обычно
располагают скважину и выгребную яму. При
неблагоприятном стечении обстоятельств неочищенные
стоки могут попасть в кран, что приведет к риску
отравления всех проживающих.

4.

Способы очистки сточных вод
Существует два основных метода очищения бытовых и
промышленных стоков – естественный и искусственный.
Незначительные объемы жидкости могут очищаться в
природных условиях, но в настоящее время большое
количество загрязненных вод требует дополнительной
обработки. Обычно применяется целый комплекс
искусственных способов, а естественное очищение
используется в качестве дополнения. Распространенные
методы очистки стоков:
Механический. На этом этапе применяются фильтры и
отстаивание воды. Для этого используют специальные
решетки, сита и уловители. После первичного очищения
жидкость направляется в отстойник, где через некоторое
время неорганические вещества выпадают в осадок. Во
всех современных системах вода проходит такую стадию
очистки, но ее недостаточно для полного удаления всех
загрязнений. Химические и биологические компоненты не
могут быть устранены таким способом.
Химический. Он подразумевает применение специальных
реагентов, которые реагируют с веществами в составе воды
и приводят к выпадению нерастворимого осадка. В
результате удается практически полностью избавиться от
твердых частичек, а содержание органики снижается
незначительным образом.
Физико-химический. Это комбинация двух предыдущих
методов, которая позволяет воздействовать на все типы
загрязнений. Чаще всего применяют коагуляцию,
экстракцию и электролиз.
Биологический. Для этого метода нужны микроорганизмы,
которые естественным образом очищают воду от
органических примесей в процессе своей
жизнедеятельности.

5.

Методы биологической
очистки стоков
Очищение воды микроорганизмами происходит
в следующих сооружениях:
o Аэротенки;
o Биофильтры;
o Станции биологической очистки;
o Мембранные биореакторы;
o Биологические пруды.

6.

Аэротенки
Такие сооружения биологической очистки сточных
вод предназначены для обработанной механическим
путем жидкости, которая взаимодействует с
расположенным в резервуаре активным илом.
Процесс происходит в особых емкостях, состоящих
из нескольких отделов и оборудованных системами
аэрации. В активном иле находится множество
бактерий, которые питаются органическими
отходами. Для их жизнедеятельности нужны
соответствующие условия, которые постоянно
поддерживаются в водоеме.
В первую очередь, бактериям необходим кислород,
чтобы они могли размножаться. При постоянном
поступлении воздуха микроорганизмы начинают
поглощать органические вещества из воды, таким
образом происходит естественное очищение
резервуара. Со временем запасы органики
уменьшаются, и расход кислорода также начинает
снижаться. В этот момент жидкость перемещается в
следующие отделы.
В дальнейших секциях вода подвергается обработке с
помощью особых бактерий-нитрификаторов, которые
превращают азот, содержащийся в аммонийных
солях, в нитриты. В водоеме находится также и
другой тип микробов, поглощающий нитриты. В
результате этого процесса образуются нитраты. В
конечном итоге после полной переработки
соединений сточные воды поступают во вторичный
отстойник. Здесь активный ил образует осадок, а
чистая жидкость перемещается в водоемы.

7.

Мембранный биореактор
Биологические методы очистки сточных вод
включают в себя использование мембранного
биореактора. Роль мембран состоит в создании
своего рода препятствия для загрязнений,
которые проходят сквозь них. Эти элементы
бывают трубчатыми, половолоконными и
плоскорамными. В дополнение к механической
фильтрации
используют
деятельность
микроорганизмов.
Мембранный реактор можно применять как на
финальной стадии очищения жидкости, так и
для
подготовительной
очистки
перед
нанофильтрацией. Таким способом удается
эффективно удалить из стоков лишние соли.

8.

Биофильтры
Для биологической очистки сточных вод в
загородных
домах
часто
применяются
биофильтры. Это небольшое устройство
содержит емкость с загрузочным материалом, в
котором
находятся
микроорганизмы.
Деятельность бактерий происходит по схожему
принципу с аэротенками – органика успешно
распадается на простые элементы, служащие
пищей для микробов.
Приборы
делятся
на
две
группы:
двухступенчатые и с капельной фильтрацией.
Последний
тип
отличается
низкой
производительностью, но при этом он
производит наиболее эффективное очищение
стоков. Двухступенчатые устройства работают
быстрее,
но
качество
будет
более
посредственным. Оба прибора включают в себя
корпус,
распределитель,
дренажную
и
воздухораспределительную системы.

9.

Биологические пруды
Достаточно простой и выгодный способ
удаления загрязнений в жидкости предполагает
ее самоочищение в открытых водоемах,
созданных искусственным путем. Здесь важно
обеспечить хорошую циркуляцию воздуха,
поскольку бактериям для жизнедеятельности
нужен кислород. По этой причине глубина
водохранилища не должна составлять более 1
метра.
Значительные
размеры
водоема
дают
возможность воде хорошо прогреться, поэтому
микроорганизмы становятся активными и
быстрее поглощают органические соединения.
Такая биологическая очистка сточной воды
эффективнее протекает в летний период, а при
снижении температуры процесс окисления
становится более медленным. Когда наступают
морозы, микроорганизмы засыпают и больше
не могут выполнять свою работу. Поэтому
зимой
и
поздней
осенью
применять
биологические пруды нет смысла.

10.

Водоемы такого типа подразделяются на три
разновидности:
oС
разбавлением – стоки смешиваются с
водами рек;
o Водохранилища с несколькими ступенями без
разбавления – жидкость попадает в водоем
после некоторого времени отстаивания, часто
применяют каскадный способ их размещения;
o Пруды для доочищения сточных вод.
Способы различаются по времени, которое
необходимо для полной очистки воды. Водоемы
с разбавлением способны очистить жидкость за
две недели, в то время как в многоступенчатых
прудах загрязнения удаляются около месяца.

11.

Доочистка
После биологических способов очистки воды она может быть сразу перемещена в почву или
повторно применяться для технических нужд. Иногда жидкость выпускают в водоемы, но чаще
всего содержащиеся в ней элементы способны принести вред экосистеме. По этой причине
промышленные стоки требуют доочистки, прежде чем их снова можно будет использовать. Во
время дополнительного очищения происходят следующие процессы:
o Снижение количества взвесей;
o Уменьшение содержания азотных, фосфорных и других химических соединений;
o Дезинфекция;
o Добавление кислорода в воду, которая будет использована для объектов рыбного хозяйства.
Инструментом глубокого очищения обычно выступает биореактор с затопленной загрузкой.
Иногда этот участок применяют в роли нитрификатора.
Конкретный тип устройства выбирают, исходя из местных условий и необходимого качества
очищения жидкости. В большинстве случаев приходится частично перестраивать конструкцию
глубокой очистки.

12.

Преимущества и недостатки метода
Биологическая очистка сточных вод обладает заметными достоинствами:
o Небольшое количество отработанных веществ. В результате переработки возникают простые соединения,
которые можно без труда удалить из жидкости. Полученный метан используют для обогрева зданий, а с
помощью ила удобряют почву.
o Автономная работа устройств. Они не требуют добавления реагентов, а контролировать процессы может 1
человек.
o Доступная стоимость метода по сравнению с остальными способами очищения жидкости.
o Экологичность
экосистемам.
и натуральность процесса. Такая очистка не наносит ущерб природным ресурсам и
У способа есть также и недостатки:
o Трудно
поддерживать постоянное количество микроорганизмов. Уменьшение их числа приведет к
недостаточно эффективному очищению стоков.
o Строение
сооружений для очистки может потребовать большого количества финансовых средств. С
течением времени вложения себя окупают.
o Важность
строгого соблюдения технологии очищения жидкости. Отступление от правил приведет к
уменьшению эффективности способа.
o Переработать можно не все типы органики. Ядовитые вещества могут уничтожить бактерии, поэтому важно
тщательно проверять воду на их наличие и своевременно удалять токсины.

13.

Заключение
Применение биологической очистки позволяет эффективно удалять загрязнения из
сточных вод без нанесения вреда окружающей среде. Это доступный и популярный
метод как для бытовых, так и для производственных нужд.