Биологическая очистка сточных вод в искусственных условиях

Искусственная биологическая очистка – сточная вода

Искусственная биологическая очистка сточных вод применяется тогда. Городские сточные воды, очищенные на сооружениях искусственной биологической очистки, используют в сельском хозяйстве. [1]

Существует еще искусственная биологическая очистка сточных вод , при которой применяют биологические фильтры и аэротенки. Биофильтры – сооружения с фильтрующим слоем из шлака, щебня или кокса, в которых более интенсивно, чем на полях орошения и полях фильтрации, происходит процесс биологической очистки сточной жидкости. Аэротенки – резервуары, через которые протекает осветленная сточная жидкость с подмешанным активным илом – хлопьями, содержащими много микроорганизмов – минерализаторов. [2]

Существует еще искусственная биологическая очистка сточных вод , при которой применяют биологические фильтры и аэро-тенки. [3]

Существует еще искусственная биологическая очистка сточных вод , при которой применяют биологические фильтры и аэротенки. [4]

Для искусственной биологической очистки сточных вод применяют биологические фильтры, в которых загрязненные сточные воды окисляют кислородом воздуха при участии микроорганизмов, образующих биологическую пленку на поверхности наполнителя фильтра. Наиболее распространенными являются оросительные биологические фильтры различных типов. При аэрировании сточ-ых вод развивается смесь микроорганизмов, главным образом бактерий и простейших, которую называют активным илом. Очист-жа сточных вод при помощи активного ила происходит вследствие потребления органических загрязнений микроорганизмами активного ила, адсорбции и коагуляции взвешенных и коллоидных веществ, а также окисления органических соединений кислородом воздуха. [5]

При искусственной биологической очистке сточных вод применяют биологические фильтры и аэротенки, в которых более интенсивно, чем на полях орошения и фильтрации, происходит процесс очистки. В аэротенке осветленная вода смешивается с активным илом, содержащим много микроорганизмов – минерализаторов. [6]

Существует еще ( искусственная биологическая очистка сточных вод , при которой применяют биологические фильтры и аэро-тенки. [7]

Вторую группу сооружений искусственной биологической очистки сточных вод представляют биофильтры, в которых основная биомасса закрепляется на неподвижном материале, а сточная вода обтекает его тонким пленочным слоем. Они обеспечивают достаточно эффективный процесс глубокой биоочистки для промышленных стоков с высоким содержанием биоразла-гаемой органики. Биофильтры находят широкое применение при суточных расходах бытовых и производственных сточных вод до 20 – 30 тыс. м3 / сут. [8]

В течение последних лет в США построен ряд сооружений по искусственной биологической очистке сточных вод целлюлозного производства . Очистку осуществляют главным образом в аэротен-ках. Применяют обычные аэротенки с регенераторами и аэротен-ки-смесители; широко используют блокировку различных сооружений. [9]

Выбирая метод очистки городских сточных вод и место расположения очистных сооружений, необходимо выяснить возможность использования сточных вод после их механической очистки в сельском хозяйстве. Искусственная биологическая очистка сточных вод применяется тогда, когда по местным условиям, санитарным требованиям или технико-экономическим соображениям биологическая очистка сточных вод в естественных условиях оказывается нецелесообразной. Городские сточные воды, очищенные на сооружениях искусственной биологической очистки, можно также использовать в сельском хозяйстве. [10]

Выбирая метод очистки городских сточных вод и место расположения очистных сооружений, необходимо выяснить возможность Использования сточных вод после их механической очистки в сельском хозяйстве. Искусственная биологическая очистка сточных вод применяется тогда, когда по местным условиям, са-нитар ны. [11]

Предварительное отстаивание сточной жидкости – обеспечивает выделение из нее 50 – 60 % общего числа бактерий вместе с крупными взвешенными веществами в осадок; таким образом. Путем искусственной биологической очистки сточных вод можно снизить количество бактерий на 90 – 95 %; санитарная опасность при орошении такой водой практически невелика. [12]

Предварительное отстаивание сточной воды обеспечивает выделение из нее 50 – 60 % общего числа бактерий вместе с крупными взвешенными веществами в осадок; таким образом, отстоенная сточная вода в бактериальном отношении менее опасна. Путем искусственной биологической очистки сточных вод можно снизить число бактерий на 90 – 95 %; санитарная опасность при орошении такой водой практически невелика. [13]

Задачи современной микробиологии настолько разнообразны и специфичны, что из нее выделился ряд специализированных самостоятельных разделов: техническая или промышленная микробиология, пищевая микробиология, сельскохозяйственная микробиология, медицинская и ветеринарная микробиология, эпидемиология, санитарная микробиология. В настоящем курсе микробиологии природных и сточных вод будут рассматриваться вопросы входящие в основном в санитарную микробиологию, а именно: микробное население водоемов и его роль в процессе самоочищения воды, микробиологические методы анализа воды, роль микроорганизмов в процессах естественной и искусственной биологической очистки сточных вод , микроорганизмы, вызывающие обрастания в водоемах. Однако при изучении условий, благоприятствующих наиболее интенсивной ( работе микроорганизмов сооружений искусственной биологической очистки, будут затронуты некоторые вопросы, связанные с технической микробиологией. Микробы, осуществляющие очистку сточных вод естественными биологическими методами, подчиняются закономерностям, описываемым сельскохозяйственной, в частйости почвенной, микробиологией. [14]

Задачи современной микробиологии настолько разнообразны и специфичны, что из нее выделился ряд специализированных самостоятельных разделов: техническая или промышленная микробиология, пищевая микробиология, сельскохозяйственная микробиология, медицинская и ветеринарная микробиология, эпидемиология, санитарная микробиология. В настоящем курсе микробиологии природных и сточных вод будут рассматриваться вопросы, входящие в основном в санитарную микробиологию, а именно: микробное население водоемов и его роль в процессе самоочищения воды, микробиологические методы анализа воды, роль микроорганизмов в процессах естественной и искусственной биологической очистки сточных вод , микроорганизмы, вызывающие обрастания в водоемах. Однако при изучении условий, благоприятствующих наиболее интенсивной 1работе микроорганизмов сооружений искусственной биологической очистки, будут затронуты некоторые вопросы, связанные с технической микробиологией. Микробы, осуществляющие очистку сточных вод естественными биологическими методами, подчиняются закономерностям, описываемым сельскохозяйственной, в частности почвенной, микробиологией. [15]

Биологическая очистка сточных вод представляет собой результат функционирования системы активный ил – сточная вода, характеризуемой наличием сложной многоуровневой структуры. Биологическое окисление составляющее основу этого процесса, является следствием протекания большого комплекса взаимосвязанных процессов различной сложности: от элементных актов обмена электронов до сложных взаимодействий биоценоза с внешней средой.

Результаты исследований показывают, что характерной особенностью сложных многовидовых популяций, к которым относятся и активный ил, является установление в системе динамического равновесия, которое достигается сложением множества относительно небольших отклонений активности и численности отдельных видов в ту или иную сторону от их среднего уровня.

Сооружения и аппараты биологической очистки

Биологическая очистка может осуществляться как в естественных так и в искусственных условиях.

К сооружениям естественной очистки относятся:

• 1. Фильтрующие колодцы, используемые при расходе 1 куб.м в сутки и менее, и фильтрующие кассеты – при расходе 0,5-6 куб.м в сутки.
• 2. Поля подземной фильтрации – при расходе до 15 куб.м в сутки и более.
• 3. Поля фильтрации – при расходе 1400 куб.м в сутки и менее.

В этих сооружениях, фильтрующей загрузкой являются естественные грунты, используемые непосредственно на месте (пески, супеси, легкие суглинки).

• 4. Фильтрующие траншеи, песчано-гравийные фильтры, применяемые при расходе 15 куб.м в сутки и более. Оросительная и дренажная сеть этих сооружений положена в слое искусственной фильтрующей загрузки из привозного грунта. Их устраивают при наличии водонепроницаемых или слабофильтрующих грунтов.
• 5. Фильтрующие кассеты с пропускной способностью 0,5-6 куб.м в сутки, применяемые в слабофильтрующих грунтах (суглинках) при коэффициенте фильтрации не менее 0,1 куб.м в сутки.
• 6. Циркуляционные окислительные каналы (ЦОК) – при расходе 100-1400 куб.м в сутки.
• 7. Биологические пруды с естественной или искусственной аэрацией – при расходе 1400 куб.м в сутки.

При круглогодичной работе очистной станции Сооружения естественной очистки рекомендуется использовать, если удовлетворяются следующие условия: среднегодовая температура воздуха в районе расположения очистной станции не менее 10 град.С; глубина грунтовых вод не менее 1 м от поверхности земли; наличие свободных площадей в близи малых объектов.При сезонной работе станции (только в летний период) первое условие, касающееся среднегодовой температуры, исключается.

Однако почвенные методы не всегда приемлемы из-за неблагоприятных санитарных, почвенно-грунтовых, климатических, гидрогеологических условий. В связи с этим возникает необходимость в применении сооружений искусственной биологической очистки. К сооружениям, в которых биологическая очистка протекает в искусственно созданных условиях, относятся:

• 1. Биофильтры с загрузкой из пеностекла или пластмассы.
• 2. Биодисковые фильтры.
• 3. Биофильтраторы.
• 4. Биореакторы с биобарабанами.
• 5. Блок биореакторов с затопленной ершовой загрузкой.
• 6. Аэрационные установки, работающие по методу полного окисления (продленной аэрации).
• 7. Аэрационные установки с аэробной стабилизацией избыточного активного ила.

Содержание статьи

Очистка сточных вод в естественных условиях

Несмотря на то, что согласно названию этих способов водоочистки они осуществляются в естественных условиях, всё же для их использования необходимо соорудить некоторые приспособления и конструкции. Рассмотрим основные из них: поля орошения, наземные и подземные фильтрационные поля, биологические пруды.

Они гораздо менее затратны, чем другие виды очистных сооружений.

Поля фильтрации устраивают на землях с фильтрующим грунтом, которые не используются для выращивания сельскохозяйственных культур. Вода подаётся на специально подготовленные грунты по оросительной сети, а собирается надземным, или подземным дренажом.

Для того, чтобы очистка на полях фильтрации была эффективной, на них подают уже осветленную в первичных отстойниках воду. Если устраивается подземное поле фильтрации, то сверху допустимо разведение огородов и садов.

Биологические пруды тоже создаются искусственно. В них протекает медленная водоочистка за счёт естественных процессов самоочищения.

В таких прудах довольно высокий уровень бактерицидной очистки и дегельминтизации по-сравнению с другими очистными сооружениями.

Поля орошения используются одновременно и для очистки сточных вод, и для выращивания сельскохозяйственных культур.

Согласно исследованиям большинство патогенных бактерий очень быстро погибают, оказываясь в почве, и не обнаруживаются в овощах.

Биологическая очистка сточных вод в искусственных условиях

Биологическая очистка сточных вод осуществляется микроорганизмами, которые в ходе своей жизнедеятельности перерабатывают загрязняющие вещества. Биоценоз таких микроорганизмов называется "активным илом"

В искусственных условиях в сооружениях биологической очистки "активный ил" может находиться в воде во взвешенном состоянии (в аэротенках), или на инертном материале специальных загрузках (в биофильтрах).

При проектировании аэротенков рассчитывают их объём, количество воздуха на аэрацию иловой смеси, время контакта ила со сточными водами. Эти параметры зависят от количества загрязнений, их окисляемости и требуемой производительности аэротенка. На процесс биологической очистки также влияет температура, рН, количество растворенного в иловой смеси кислорода.

После аэротенков сточные воды поступают во вторичные отстойники для отстаивания ила, а биологически очищенные воды идут на дальнейшую очистку. Ил, накапливаемый на дне отстойников либо возвращается в аэротенк для обеспечения необходимой дозы, либо избыточный ил выгружается на обезвоживание.

Технологический режим работы аэротенка должен быть таким, чтобы качество очистки было удовлетворительным и ил легко оседал в отстойниках. Это регулируется соотношением концентрации загрязняющих веществ и дозой ила.

Если доза ила недостаточная, то очистка не обеспечивает требуемое качество, а если доза слишком большая, то не происходит эффективного осаждения ила в отстойнике.

Для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов активного ила необходимо проводить его аэрацию. Используют нормативные значения 1-2 мг/дм3 воздуха в любой точке аэротенка, так как кроме аэрации необходимо интенсивное перемешивание ила, чтобы не образовывались залежи, в которых микроорганизмы погибают от собственных метаболитов.

В аэротенке протекают процессы превращения органических веществ, соединений азота и фосфора. Соединения азота перерабатываются активным илом в ходе сложных многостадийных процессов нитрификации-денитрификации.

Нитрификация проходит в присутствии кислорода воздуха и для её удовлетворительного протекания необходимо предварительное окисление органических веществ, содержащихся в сточных водах. Чем полнее окислены органические вещества, тем интенсивнее процесс нитрификации в аэротенке. Денитрификация протекает в тех зонах, где отсутствует воздух. Все конструкции различных очистных сооружений биологической очистки (аэротенки, реакторы-нитрификаторы, реакторы анаэробной очистки, биореакторы) тем или иным способом обеспечивают наиболее эффективное протекание этих реакций. Для глубокого удаления фосфора сочетают биологическую и физико-химическую очистку, добавляя реагентную обработку сточных вод.

Биофильтры представляют собой емкость, заполненную инертным загрузочным материалом, на котором развиваются микроорганизмы активного ила. Сточная вода проходит слои наполнителя биофильтра сверху вниз. Верхние слои загрузки снабжены кислородом, в них протекают реакции нитрификации. В тех слоях, где образуются анаэробные условия, протекает денитрификация.

Биофильтры представляют собой емкость, заполненную инертным загрузочным материалом, на котором развиваются микроорганизмы активного ила. Сточная вода проходит слои наполнителя биофильтра сверху вниз. Верхние слои загрузки снабжены кислородом, в них протекают реакции нитрификации. В тех слоях, где образуются анаэробные условия, протекает денитрификация. Избыточная, или отмершая биопленка смывается сточными водами и осаждается во вторичных отстойниках.

Для надёжной работы биофильтра необходимо равномерное распределение сточных вод по поверхности загрузки. Для этого используют оросительные распределительные устройства. В биофильтрах высотой более 2 м необходимо производить искусственную вентиляцию.

Биологические очистные сооружения ООО «НПО «Агростройсервис»

В компании ООО «НПО Агростройсервис» производят очистные сооружения биологической очистки разнообразной конструкции, учитывая собственный и мировой опыт эксплуатации сооружений.

Блоки-контейнеры биологической очистки «Биоток» представляют собой резервуары с выделенными в нём зонами нитрификации-денитрификации, вторичного отстаивания и доочистки. Устройство блоков-контейнеров таково, что обеспечивается наиболее полная очистка сточных вод от загрязняющих органических веществ, снижаются показатели азота и фосфора до нормативных показателей.

Блок анаэробного реактора I ступени – это цилиндрический резервуар, где сточные воды смешиваются с рециркулируемым активным илом для протекания денитрификации. В зависимости от концентрации загрязнений в сточных водах, могут применяться блоки анаэробного реактора II ступени. Они отличаются по конструкции от первых наличием конусного днища и технологической загрузки. Вторая ступень снабжена также системой эрлифтов.

В блоках биологической очистки происходит преимущественно реакция нитрификации. Для создания благоприятных для этого условий в них подаётся сжатый воздух. В качестве материала, на котором развиваются микроорганизмы активного ила, использована загрузка "Поливом".

По принципу работы и процессам протекающим в блоках биореакторов, производимых компанией «НПО «Агростройсервис», они представляют собой симбиоз аэротенка и биофильтра.

Комбинируя оборудование биологической очистки, составляются технологические схемы для решения задач различного уровня сложности по очистке сточных вод и достижения нормативных показателей качества очищенных стоков.