Как работает биологическая очистка сточных вод

В связи с широким потреблением водных ресурсов человечеством и невозможностью самостоятельного и быстрого очищения стоков в природных условиях возникла необходимость в искусственном очищении.

И если избавиться от неорганических компонентов стоков можно с помощью гравитации, то для удаления органических примесей потребуется биологическая очистка сточных вод.

О том, что это такое, и какие виды биологической очистки бывают, сегодня и пойдет речь.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Что нужно знать

Что это такое?

Биологическая очистка стоков представляет собой очищение сточных масс за счет расщепления органических соединений колониями определенных микроорганизмов.

Все дело в том, что органические примеси, находящиеся в сточных водах, являются питательной средой для большого количества микроорганизмов, в процессе жизнедеятельности которых разрушаются сложные органические соединения до аминокислот, элементарных белков и обрывков цепочек ДНК. В итоге образовавшийся материал стимулирует усиленное размножение микроорганизмов, вызывая, таким образом, взрывообразное увеличение численности колонии.

Отмершие части колоний микроорганизмов вместе с непереработанной органикой выпадают на дно водоема или резервуара безвредным илом. Одновременно с этим происходит очистка стоков от ядовитых и сложных органических соединений.

Неоспоримым преимуществом данного способа очистки стоков является полная саморегулируемость. При уменьшении процентного содержания органической составляющей приостанавливается рост колонии, а в некоторых случаях наблюдается и уменьшение численности микроорганизмов.

Биологические методы очистки сточных вод: сооружения и системы

Аэробная биологическая очистка

  • Для реализации метода аэробной биологической очистки используются колонии микроорганизмов, которым для поддержания жизнедеятельности необходим доступ к кислороду.
  • Как работает биологическая очистка сточных вод
  • Аэробный реактор (аэратотенк) представляет собой бетонную или металлическую емкость большого объема, на небольшом расстоянии от дна которого располагаются загрузки (в виде сита или «елочек») из полимерных материалов.
  • Внимание: Загрузки являются основой для аэробных микроорганизмов.

На дне аэробного реактора располагаются аэраторы — трубы, снабженные небольшими отверстиями. Проходящий по ним воздух насыщает канализационные стоки кислородом, создавая оптимальные условия для жизнедеятельности и увеличения колонии микроорганизмов.

Реакция окисления органической составляющей сопровождается выделением большого количества энергии, достаточного для значительного повышения температуры внутри реактора.

Именно поэтому аэротенки оснащаются сложной электронной системой, поддерживающей благоприятные для микроорганизмов условия.

Миниатюрные образцы аэротенков получили широкое распространение при создании септиков для загородных домов и дачных участков.

Анаэробная

Биореакторы анаэробного типа (метатенки) представляют собой герметичные металлические или бетонные конструкции, в которых обитают колонии микроорганизмов, не нуждающиеся в кислороде.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Что важно – реакции разложения сложных органических соединений не характерно увеличение колонии или выброс энергии. Поэтому система контроля условий обитания не требуется, что существенно снижает стоимость конструкции по сравнению с аэротенками.

Однако жизнедеятельность анаэробных бактерий сопровождается выбросом большого количества метана.

В связи с этим метатенки можно устанавливать только на ровной, хорошо продуваемой площади, по периметру которой должны быть установлены газоанализаторы, подключенные к системе пожарной сигнализации.

Как и аэротенки, метатенки широко используются при создании локальных очистных сооружений для частного использования.

Станция биологической очистки сточных вод

В подавляющем большинстве случаев станция биологической очистки стоков представляет собой четырехкамерную конструкцию, ориентированную по поэтапное очищение канализационных вод с помощью активного ила и кислорода. При прохождении всех секций стоки очищаются на 98 процентов, вследствие чего полученная жидкость может быть повторно использована для полива или иных технических нужд.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Несмотря на внушительное количество отсеков, станция отличается компактными размерами и простотой установки. Несмотря на то, что устройство не нуждается в дальнейшей откачке стоков, регулярное техническое обслуживание все же необходимо. Иными словами, необходимо систематически промывать секции при помощи мойки высокого давления и перезапускать агрегат.

На данный момент существует множество компаний, предлагающих приобрести станции биологической очистки стоков. Важно понимать, что подбирать модель необходимо в соответствии с производственной мощностью, предполагаемыми условиями работы и собственными финансовыми возможностями.

Стоимость станции биологической очистки стоков для частного дома может составлять несколько десятков, а порой и сотен тысяч рублей.

Мембранный биореактор

  1. Технология работы мембранного биореактора заключается в комбинировании различных мембранных и биохимических процессов.
  2. Как работает биологическая очистка сточных вод
  3. Иными словами, мембранный биореактор сочетает в себе процессы микро- и ультрафильтрации и процесс аэробного биологического очищения сточных вод.
  4. Мембраны выполняют роль своеобразного барьера для загрязнений с высокой селективностью, вследствие этого могут быть:
  • трубчатыми;
  • половолоконными;
  • плоскорамными.

В зависимости от поставленных технологических задач мембранный реактор может быть использован как на этапе завершающего очищения (до стадии обеззараживания), так и для предварительного очищения перед процессом нанофильтрации и обратным осмосом при необходимости обессоливания воды.

Биофильтры

Наиболее часто биофильтры используются для обслуживания автономных канализаций дачи или частного дома.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Биофильтр представляет собой компактную емкость с загрузочным материалом внутри. При этом аэробные микроорганизмы находятся в форме активной пленки и выполняют функцию биологической очистки стоков.

Биофильтры делятся на два типа:

  • изделия с капельной фильтрацией;
  • устройства с двухэтапной фильтрацией.

В первом случае устройства отличаются высоким качеством очистки, однако производительность остается невысокой. В то же время для изделий с двухступенчатой фильтрацией характерно как высокое качество очистки, так и высокая производительность.

Как правило, биофильтры состоят из:

  • корпуса фильтрующего устройства;
  • изделия для распределения стоков по поверхности фильтра;
  • дренажной системы для отвода воды;
  • воздухораспределительной системы для обеспечения подачи кислорода.

Принцип работы биологического фильтра схож с принципом работы аэротенка – сначала сточные воды очищаются от крупных и тяжелых фракций, а затем перетекают в биофильтр, где аэробные бактерии получают питательные вещества и начинают активно размножаться, увеличивая, таким образом, эффективность очищения стоков. Специальная система в это время обеспечивает подачу кислорода.

Устройства с фильтром капельного типа отличаются лишь порционным поступлением стоков. При этом вентиляция и подача кислорода обеспечиваются естественным путем за счет имеющихся в конструкции открытых пространств.

Биологические пруды

В случае с биологическими прудами процессы самоочищения сточных вод осуществляются в открытых искусственных водоемах. Такой способ намного выгоднее других методов очистки. Для обеспечения поступления достаточного количества кислорода глубина искусственного водоема не должна превышать один метр.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Из-за большой площади водоема вода хорошо прогревается, что благоприятно сказывается на жизнедеятельности обитающих там микроорганизмов. Наиболее эффективно процессы очищения протекают в теплое время года, а при снижении температуры до шести градусов тепла окислительные процессы замедляются.

  • Как работает биологическая очистка сточных вод
  • Важно: При минусовых температурах бактерии впадают в спячку, поэтому в холодное время года биологические пруды не используются.
  • Условно биологические пруды можно разделить на три категории:
  • водоемы с разбавлением (сточные воды перемешиваются с речной водой);
  • многоступенчатые водоемы без разбавления (стоки попадают в пруд только после предварительного отстаивания, нередко используется каскадный метод расположения водоемов);
  • водоемы для доочистки стоков.

В то время как в первом случае процесс очищения занимает около 14 дней, на очистку стоков в многоступенчатых водоемах уйдет почти месяц.

Схема

Так как биологический реактор является лишь одной из ступеней в сложной системе очищения стоков, схема биологической очистки выглядит следующим образом:

  • канализационные воды поступают в первичную камеру (отстойник), где наиболее крупные включения выпадают в осадок;
  • затем частично осветленные стоки переливаются во вторую камеру, где насыщаются кислородом и подвергаются расщеплению крупных органических включений колониями микроорганизмов;
  • насыщенные кислородом сточные воды попадают в камеру биореактора, где происходит процесс разложения органической составляющей; последняя камеры служит для завершающей гравитационной очистки.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Внимание: Как правило, на дне имеется известковая засыпка, эффективно соединяющая химически активные элементы. При этом на выходе из сооружения может располагаться дополнительный биологический фильтра, увеличивающий степень очищения до 99 процентов.

Отзывы: преимущества и недостатки

Как показывает практика, основными преимуществами биологической очистки стоков являются:

  • невысокая стоимость (стоимость очистки одной единицы стоков существенно ниже очищения стоков механическим или химическим методом);
  • надежность;
  • отсутствие необходимости в регулярном закупе расходных материалов (теоретически микроорганизмы не нуждаются в замене, так как являются самовоспроизводимыми живыми существами, но на практике заменять колонии надо, но не чаще одного раза в пять-шесть лет);
  • экологичность;
  • высокая степень очищения сточных вод (до 99 процентов).

Доочистка

После биологического очищения сточные воды могут быть направлены сразу в грунт или повторно использованы для полива растений.

В некоторых случаях допускается выпуск очищенных стоков в водоемы, однако в большинстве случаев содержащиеся в сточных водах, очищенных биологическим методом, остаточные органические соединения, биогенные элементы, ПАВ и бактериальные загрязнения оказывают негативное влияние на водоемы. В связи с этим производственным сточным водам требуется доочистка, предусматривающая:

  • уменьшение объема взвешенных веществ;
  • снижения величин ХПК, БПК и содержания ПАВ, азота и фосфора;
  • обеззараживание;
  • насыщение стоков кислородом при их спуске в водоемы рыбохозяйственного назначения.

В качестве инструмента для глубокой очистки чаще всего используются биологические реакторы с затопленной загрузкой. В некоторых случаях эта часть сооружения может быть использована в качестве нитрификатора-денитрификатора.

Выбор устройства доочистки зависит как от местных условий, так и от требований качества очищенных стоков. В каждой конкретной ситуации потребуется частичная реконструкция сооружения глубокой очистки.

Таким образом, использование метода биологического очищения сточных вод не только выгодно, но и наиболее эффективно по сравнению с рядом других способов очистки.

Источник: https://howseptik.com/vodostok/biologicheskaya-ochistka-stochnyh-vod.html

Биологические

  • Как работает биологическая очистка сточных водМетоды 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.
Читайте также:  Запах канализации в ванной: какие причины и как устранить

Что это такое и каков принцип работы?

После этапа механической фильтрации (удаления нерастворимых частиц) сточные воды попадают на биологическую очистку.

Принцип основан на способности некоторых микроорганизмов расщеплять органические соединения до простых веществ – воды, углекислого газа, метана, сероводорода. Органика является источником энергии для бактерий и простейших.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Фосфор и калий добывается бактериями из минеральных солей.

Чем больше в сточных водах этих веществ, тем интенсивнее размножение микроорганизмов и эффективнее очистка.

Методы очистки сточных вод

Специалисты выделяют две большие группы методов биоочистки:

  • Естественные. Для улучшения качества сточных вод используются природные процессы, протекающие в воде, почве, растительных экосистемах. Загрязнения удерживаются, минерализуются, трансформируются или переносятся. Естественные экосистемы используются для доочистки сточных вод перед их спуском в водоемы.
  • Искусственные методы. Для их реализации используются сооружения, созданные человеком. В них помещаются аэробные или анаэробные микроорганизмы и обеспечиваются благоприятные условия для переработки загрязнений.

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:

Как работает биологическая очистка сточных вод

  • 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.

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

Как работает биологическая очистка сточных вод

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

Классическая схема аэробной очистки выглядит так:

  1. Сточные воды попадают в анаэробную зону аэротенка-вторичного отстойника. Там они перемешиваются с активным илом.
  2. В установку нагнетается кислород, при необходимости вводятся компоненты, способствующие переработке.
  3. Происходит два биохимических процесса: окисление органического углерода и нитрификация.
  4. Осуществляется один или несколько рециклов: воды снова перемешиваются с активным илом и обогащаются кислородом.
  5. Переработанные стоки отстаиваются – происходит гравитационное разделение иловой смеси.
  6. Избыточный активный ил поступает на переработку, а часть массы возвращается на исходную позицию.
  7. 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.
  • Как работает биологическая очистка сточных вод

  • 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:

  1. дрожжи,
  2. плесневые грибы,
  3. простейшие,
  4. коловратки,
  5. 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.

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.

Как работает биологическая очистка сточных вод

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.

Как работает биологическая очистка сточных вод

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.

Доочистка хозяйственно-бытовых стоков

В некоторых случаях после биологического этапа воды должны пройти доочистку.

Это нужно, когда:

  • Их планируют спускать в маломощные водоемы, особенно предназначенные для рыбного хозяйства;
  • Их будут использовать в промышленности или в бытовых целях.

Распространенный метод доочистки – отстаивание в биопрудах с естественной и искусственной аэрацией. В таких водоемах создаются благоприятные условия для массового развития микроорганизмов, которые расщепляют остатки загрязнений и борются с патогенами.

Справка. Полезные бактерии на 99% снижают число кишечных палочек и разрушают яйца гельминтов.

Несколько месяцев воды отстаиваются в биопрудах, и после удовлетворительного лабораторного анализа поступают в конечный пункт.

Источник: https://o-vode.net/ochistka/stochnye/metody/biologicheskie

Биологическая очистка сточных вод важные особенности

В стоках содержатся вещества органического и неорганического происхождения, причем органических намного больше. И если от неорганических включений проще всего избавиться механическим способом, то для удаления органических примесей нужны другие методы. Одним из основных является биологическая очистка сточных вод. О его особенностях, разновидностях и технологиях вы узнаете в этой статье.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Проблема загрязнения окружающей среды

Вода – это жизнь, но потребляем мы ее чистую, а возвращаем грязную. Если стоки не очищать, то время «драгоценной влаги», описанное многими писателями-фантастами, наступит очень скоро. Природа может очищать воду самостоятельно, но данные процессы протекают очень медленно.

Читайте также:  Потолок в детской комнате из гипсокартона (8 фото)

Количество людей увеличивается, объемы потребления воды также возрастают, поэтому проблем организованной и тщательной очистки стоков стоит особенно остро. Самой эффективной технологией очищения воды является именно биологическая.

Но, прежде чем рассматривать основные принципы ее работы, нужно разобраться с составом воды.

Состав бытовых сточных вод

В любом доме с водопроводом есть и канализация. Она обеспечивает нормальные процессы транспортировки стоков из квартир и домов к станциям очистки. В канализационных трубах течет обычная вода, но загрязненная. Примесей в ней всего лишь 1%, но именно он делает стоки непригодными для дальнейшего применения. Только после очистки воду можно будет повторно использовать для питья и в быту.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Точный состав сточных вод назвать нельзя, поскольку он зависит от места взятия специальной пробы, но даже в одном и том же месте количество и набор примесей могут различаться. Чаще всего в воде содержатся твердые частички, биологические примеси, неорганические включения.

С неорганикой все просто – ее удаляет даже самый простой фильтр, но с органикой вам придется побороться. Если ничего не делать, данные вещества начинают распадаться и образовывают гниющий осадок (отсюда – неприятный характерный «запах канализации»).

Причем гнить начинают не только разложившиеся органические вещества, но и вода.

Если в двух словах, то в состав стоков входят жиры, ПАВы, фосфаты, хлоридные и азотные соединения, нефтепродукты, сульфаты. Самостоятельно из воды они исчезнуть не могут – нужна комплексная очистка.

Особенно остро проблема стоит в тех домах, в которых проведена автономная система водоотведения и водоснабжения, ведь на каждом участке есть и выгребная яма, и скважина на воду.

Если стоки не очищать, они могут попасть в кран – и ситуация станет опасной для жизни.

Методы очистки бытовых и промышленных стоков

Сточные воды могут самоочищаться в природных условиях, но только если их объем небольшой. Поскольку промышленная отрасль сегодня развита высоко, объемы стоков на выходе образуются значительные.

И чтобы получить чистую воду, человек должен решить вопрос с нечистотами – то есть их очисткой. Всего существует несколько методов очищения стоков – это механический, химический, физико-химический и биологический.

Рассмотрим подробнее особенности каждого из них.

Механическая очистка предполагает применение таких методик как фильтрация и отстаивание. Основные инструменты – решетки, сита, фильтры, ловушки и уловители.

Когда вода проходит первичную очистку, она попадает в отстойник – емкость, предназначенную для отстаивания стоков с образование осадка. Механическая очистка используется в большинстве современных систем, но редко как самостоятельный способ.

А все дело в том, что она не подходит для удаления химических компонентов и органических примесей.

Химическая очистка проводится с применением реагентов – особых химических веществ, которые вступают в реакцию с примесями, содержащимися в воде, и образовывают нерастворимый осадок. В результате содержание растворимых взвесей снижается на 25%, а нерастворимых на 95%.

Физико-химическая очистка предполагает применение таких методик как окисление, коагуляция, экстракция и так далее. Данные процессы позволяют удалять из воды неорганические включения и разрушать плохо окисляемые органические примеси. Самой популярной физико-химической методикой очистки является электролиз.

Биологическая очистка – процесс, основанный на применении специфических микроорганизмов и принципов их жизнедеятельности. Бактерии направленно воздействуют на специфические органические загрязнители, и происходит очистка воды.

Методы биологической очистки сточных вод и ее польза. Станции и сооружения биологической очистки сточных вод

К методам биологической очистки сточных вод относят аэротенки, биологические фильтры и так называемые биопруды. Каждый способ имеет свои особенности, о которых мы расскажем вам далее.

Аэротенки

Данная биологическая методика очистка предполагает взаимодействие очищенных предварительно механическим способом стоков и активного ила. Взаимодействие происходит в специальных емкостях – они состоят минимум их двух секций и оборудуются системами аэрации.

Активный ил содержит большое количество аэробных микроорганизмов, которые в соответствующих условиях выводят из стоков различные загрязнители. Ил – это сложная система биоценоза, в которой бактерии при условии регулярного поступления кислорода начинают поглощать органические примеси.

Биологическое очищение происходит постоянно при одном главном условии – в воду должен поступать воздух. Когда переработка органики завершается, уровень потребления кислорода (БПК) падает, и вода подается в следующие секции.

Как работает биологическая очистка сточных вод

В других секциях в работу включаются бактерии-нитрификаторы, которые перерабатывают такой элемент как азот аммонийных солей с образование нитритов.

Данные процессы осуществляет одна часть микроорганизмов, другая же поедает нитриты с образованием нитратов. По завершении данного процесса очищаемые стоки подаются во вторичный отстойник.

Тут активный ил выпадает в осадок, а очищенная вода направляется в водоемы.

Биофильтры

Биофильтр – популярная среди владельцев загородных домов биологическая станция очистки. Она представляет собой компактное устройство, в состав которого входит резервуар с загрузочным материалом. В виде активной пленки в биофильтре находятся микроорганизмы, которые осуществляют те же процессы, что и в первом случае.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Виды установок:

  • двухступенчатые;
  • капельной фильтрации.

Производительность устройств с капельным типом фильтрации низкая, но именно они гарантируют максимальную степень очистки стоков.

Второй тип более производительный, но качество очистки будет примерно таким же, как и в первом случае.

Оба фильтра состоят из так называемого «тела», распределителя, дренажной и воздухораспределительной систем. Принцип работы биофильтров аналогичен принципу работы аэротенков.

Биологические пруды

Для проведения очистки стоков данным способом должен быть открытый искусственный водоем, в котором будут протекать процессы самоочистки. Данный способ является самым эффективным, подходят даже неглубокие пруды глубиной до одного метра.

Значительная площадь поверхности позволяет воде хорошо прогреваться, что также оказывает необходимое воздействие на процессы жизнедеятельности принимающих участие в очистке микроорганизмов.

Максимально эффективным данный способ является в теплое время года – при температуре около 6 градусов и ниже процессы окисления приостанавливаются. Зимой очистка не происходит вообще.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Виды прудов:

  • рыбоводческие (с разбавлением);
  • многоступенчатые (без разбавления);
  • пруды доочистки.

В первом случае стоки смешиваются с речной водой, после чего направляются в пруды. Во втором вода направляется в водоем без разбавления сразу после отстаивания. Первый способ требует около двух недель времени, а второй месяц. Преимущество многоступенчатых систем – сравнительно невысокая цена.

В чем преимущества биологического метода очистки сточных вод?

Биологическое очищение стоков гарантирует получение практически на 100% чистой воды. Однако учтите – как самостоятельный метод биостанция не используется. Получить кристально чистую воду можно только в том случае, если сначала удалить неорганические примеси другими способами, а потом убрать органику биологическим методом.

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.

Как работает биологическая очистка сточных вод

Назначение биологических способов очистки воды

Большую часть загрязнителей стоков составляют вещества органического происхождения. Основные источники данных загрязнений и потребители очищенных стоков:

  • ЖКХ, предприятия пищевой промышленности и животноводческие комплексы.
  • Предприятия химической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной, а также кожевенной промышленности.

Состав стоков в данных случаях будет разным. Одно можно сказать точно – только при условии комплексной очистки с обязательным применением биологических методов можно добиться идеальных результатов.

Принципы биологической очистки и список необходимого оборудования

С учетом текущих принципов биологической очистки подбирается оборудование для организации очистной биостанции. Основные варианты:

  • биологические пруды;
  • поля фильтрации;
  • биофильтры;
  • аэротенки;
  • метатенки;
  • фильтрующие колодцы;
  • песчано-гравийные фильтры;
  • каналы циркуляционного окисления;
  • биореакторы.

Обратите внимание, что для искусственной и естественной очистки стоков могут применяться различные методики.

Очистка сточных вод биологическими методами: преимущества и недостатки

Биологические методики эффективны для очищения сточных вод от органики, но добиться действительно высоких результатов можно только при условии комплексного использования разных методов. Кроме того, возможности бактерий не безграничны – микроорганизмы убирают незначительные примеси органики. Стоимость биологических очистных станций сравнительно невысокая.

Все способы очистки сточных вод

До попадания в систему биологической чистки стоки должны подвергаться механическому очищению, а после нее – обеззараживанию (хлорирование, воздействие ультразвуком, электролиз, озонирование и т.д.) и дезинфекции. Поэтому в рамках комплексной очистки стоков применяются также химические, механические, мембранные, реагентные методы.

Заключение

Биологические методы очистки стоков основаны на естественных процессах жизнедеятельности бактерий – гетеротрофных микроорганизмов. Они потребляют органические соединения, разлагая их на другие вещества, быстро размножаются и образовывают колонии, легко отделяемые от очищенной воды. Эффективность методики достаточно высокая, но как самостоятельный способ она не применяется.

Источник: http://global-aqua.ru/ochistka-stochnykh-vod/biologicheskaya-ochistka-stochnykh-vod.html

Как работает биологическая очистка сточных вод

Центральная канализация, даже в небольшом городе, представляет собой хорошо налаженную и продуманную сеть, в которой основное место занимает очистка сточных вод.

Читайте также:  Подиум под матрас для спальни и детской (30 фото, 6 схем)

Загрязнение водоёмов, рек и озёр промышленными стоками является одной из самых больших проблем сегодняшнего дня. Поэтому необходимость проведения очистки становится более явной с каждым годом.

Современные системы имеют технически усовершенствованную конструкцию, которая позволяет добиться высоких показателей, но требует существенных вложений.

Содержание

Основные виды биологической очистки
Основные устройства и сооружения для биологической очистки
Зачем проводить обеззараживание стоков
Что получается на выходе из станции биологической очистки
Как осуществляется обработка осадков
Использование очистительных станций в частных домах

Основные виды биологической очистки

Как работает биологическая очистка сточных вод

Удаление загрязнений различного рода в стоках биологическим путём представляет собой использование активных бактерий и микроорганизмов. Биологическая очистка является вторым этапом в полном комплексе мероприятий и идёт сразу после механической.

Современная чистка с использованием бактерий делится на несколько видов:

  • Активный ил. Этот способ избавления от загрязнений был изобретён в начале 20-го века, но получил широкую популярность именно в последние годы. Активный ил представляет собой среду, в которой микроорганизмы не только комфортно могут существовать, но и поглощать, а также перерабатывать различного рода загрязняющие вещества. Бактерии используют часть загрязнений для питания, а другую часть – для размножения.
  • Биофильтры. Отличаются от предыдущего вида очистки своей конструкцией и принципом действия. Биофильтры представляют собой бассейн, рассчитанный на большой объём, в котором загрязняющие вещества расщепляются под действием аэробных бактерий. На дне сооружения располагается дренажный слой, который естественным путём осуществляет чистку стоков после обработки в биологической среде.
  • Метантенки. Это не вид биологической очистки, а конструкция, в которой накапливается осадок жидкой структуры. Метантенки представляют собой резервуар, который выполнен в форме цилиндра. В резервуарах происходит скапливание ила, без доступа к нему кислорода. В такой среде отложения не загнивают и могут находиться там в течении продолжительного периода времени.

Во время биологического этапа очистки применяют отстойники вторичного порядка.

В них находятся устройства для откачки активного ила со дна резервуаров и возврата его в систему переработки. Излишки ила удаляются из емкостей полностью.       

Основные устройства и сооружения для биологической очистки

Как работает биологическая очистка сточных вод

Для того, чтобы вернуть сточным водам необходимый уровень чистоты, надо прибегать к использованию специализированного оборудования.

Конструкции, в которых протекают все процессы делятся на 2 вида:

  • Сооружения, в которых чистка стоков происходит естественным путём, без использования дополнительных устройств, созданных человеком.
  • Сооружения, в которых используются материалы, созданные человеком. Этот вид необходим в том случае, когда из-за природных факторов естественная очистка стоков невозможна.

Некоторые разновидности сооружений для естественного избавления от вредных микроорганизмов:

  • Колодцы, созданные для качественной фильтрации стоков, если в сутки не используется более 1 куб. м воды.
  • Поля обыкновенной и подземной фильтрации. Подземные поля создаются, если расход воды в сутки не превышает 15 куб. м. Обыкновенные поля справляются с объёмом до 1400 куб. м в сутки. Использование данной технологии считается очень практичным, так как в качестве фильтра используется грунт, который находится на месте будущего расположения конструкции.
  • Пруды биологической чистки сточных вод. При необходимости могут быть переоборудованы в систему принудительного избавления от загрязнений. Биологические пруды качественно очищают до 1400 куб. м воды в сутки.

Конструкции, которые позволяют принудительно проводить биологическую очистку стоков:

  • Биологические фильтры, в которых в качестве используют пеностекло или различные разновидности пластмассы. Как и в других конструкциях, в биофильтрах допускается использование песка, гравия или щебня, в качестве фильтрующего элемента. Данная система очень удобна и популярна, так как позволяет за пол часа эффективно очистить от загрязнения небольшие объёмы стоков. Поверхность пеностекла способствует лучшему очищению и более быстрому удалению вредных микроорганизмов. Биофильтры, выполненные из пластмассы, предотвращают появление ила, а также пропускают большее количество кислорода.
  • Биодисковые фильтры. Устройства, которые созданы для очистки не более 1000 куб м воды за раз, и представляет собой ёмкость, по которой расположены диски, сделанные из лёгких материалов, таких как пенопласт или пеностекло. Диски постоянно вращаются, а их поверхность (покрытая специальной биологической плёнкой) воздействует со сточными водами и производит очистку. Фильтры получают необходимое количество кислорода сразу же из атмосферы, это позволяет ускорить процесс. Уже через 1-1,5 часа можно получить техническую воду, пригодную для хозяйственных нужд или слива в ближайший водоём.
  • Биофильтраторы. Устройства, которые отличаются компактностью, могут очищать до 600 куб. м за раз. Как и в биодисковых фильтрах, здесь используются диски из пенопласта, которые дополнительно покрыты биоплёнкой. Биоплёнка входит в реакцию с загрязнениями и проводить чистку. Дополнительно биофильтраторы имеют секцию для осветления стоков. Для быстрого избавления от вредных микроорганизмов, в первичную ёмкость добавляют некоторое количество осветлённой жидкости и активного ила. Биофильтраторы отличаются сложной конструкцией, но очищают стоки качественно и надёжно.
  • Аэротенки. Наиболее популярны в населённых пунктах с небольшим количеством населения. Аэротенки удобно использовать, так как эти конструкции не занимают больших площадей. Для переработки стоков данные конструкции используют метод полного окисления. Окисление материала обеспечивает небольшой прирост активного ила, что позволяет проводить чистку аэротенков не более 1 раза за 3-4 месяца.

Зачем проводить обеззараживание стоков

Как работает биологическая очистка сточных вод

Недостаточно только очистить сточные воды путём использования установок принудительно и естественного удаления вредных микроорганизмов. Риск заражения от оставшихся малых процентов бактерий слишком велик. Рисковать в этой ситуации не следует, потому что очищенные стоки часто сливают в водоёмы или используют для хозяйственных нужд.

Поэтому очищающие установки дополнительно снабжаются станциями, которые самостоятельно подготавливают хлорированный раствор и далее подают его в очищенную жидкость. Также имеются установки, которые очищают воды путём применения электролиза. Такие конструкции не требуют использование дополнительного сырья, так как оно появляется из разложенных элементов стоков.

Сейчас также используют устройства, которые выделяют элементы хлорирования из поваренной соли. Монтировать такие установки необходимо непосредственно на месте, где производится очистка стоков. Метод является продолжительным по времени, но требует дорогостоящего оборудования или материалов.

Что получается на выходе из станции биологической очистки

Как работает биологическая очистка сточных вод

Основным вопросом является необходимость использования станций биологической очистки стоков. Их основной задачей является качественное и надёжное удаление вредных бактерий и микроорганизмов из сточной жидкости. На выходе из подобного устройства, стоки на становятся чистыми на 95-98%.

Данная жидкость получает статус технической воды и может использоваться в многих отраслях народного хозяйства. Например, для полива обширных площадей сельскохозяйственных культур. Также, в качестве удобрения, активно используется ил, который необходимо периодически удалять из станций.

Если дополнительно проводить обеззараживание сточной жидкости, то её допускается сбрасывать в водоёмы. Это позволяет следить за экологическим состоянием планеты. За неимением водоёма, для очищенной сточной жидкости монтируют специальные дренажные колодцы, которые должны находиться выше уровня грунтовых вод.

Как осуществляется обработка осадков

Как работает биологическая очистка сточных вод

Активный ил используется для очистки стоков, но является материалом, от которого периодически необходимо избавляться. Это относится не к самому продукту, а к содержащимся в нём вредным микроорганизмам. Для их удаления используют анаэробные бактерии, не требующие для своего функционирования доступа кислорода.

Чаще всего такая технология очень удобна в следующих устройствах

  • Биотуалеты, которые устанавливают не только на загородных и дачных участках, но и в частных домах. Данная система не требует частого технического обслуживания, достаточно периодически откачивать отходы.
  • Септики. Очень удобны, так как в них используется дренажная система, проходя через которую, стоки самостоятельно очищаются и утилизируются. Современные септики подразумевают деление на несколько секций, что позволяет более качественно произвести очистку.
  • Отстойники, которые создаются для очистки масштабных объёмов, до 1400 куб. м. В них такой же принцип действия, как и в обыкновенных септиках.

В септиках и отстойниках не только очищается сточная жидкость, но и обрабатывается осадок, посредством воздействия на него функционирования анаэробных бактерий.

Использование очистительных станций в частных домах

Как работает биологическая очистка сточных вод

Очень популярным и удобным стало использование локальных очистительных станций в частном секторе или на загородных участках. ЛОС отличаются от септиков и выгребных ям, так как предоставляют пользователю переработанную жидкость, которую можно использовать для полива.

Принцип действия ЛОС заключается в использовании анаэробных и аэробных разновидностей бактерий.

Аэробам, для работы, требуется кислород (для этого в станциях устанавливают аэраторы – механизмы, которые обеспечивают постоянный доступ кислорода), анаэробы живут и размножаются только в безкислородной среде.

Станции полной очистки имеют не сколько рабочих секций, через которые проходит сточная жидкость. Результатом работы станции является не только очищенная вода, но и полезный ил, который можно использовать в качестве удобрения.

Основным недостатком станций полной очистки можно назвать необходимость постоянной подачи электроэнергии. При прекращении электрического питания, станция перестаёт работать и может функционировать только как отстойник.

После возобновления подачи электричества, для выхода на нормальный режим работы станции потребует от 10 до 25 дней, в зависимости от производителя.

В остальном, ЛОС очень удобны при эксплуатации, не требуют постоянного технического обслуживания и частой откачки переработанных материалов.

Источник: https://vodoprovodnaya.ru/ochistka-stochnyih-vod/kak-rabotaet-biologicheskaya-ochistka-stochnyih-vod

Ссылка на основную публикацию