- призначення біологічних способів очищення води
- переваги і недоліки
- Аеробна біологічна очистка
- Анаеробна біологічне очищення
- Список Необхідного обладнання
Рівень сучасної промисловості обумовлює максимальну інтенсифікацію всіх технологічних процесів, і супутню їй економію коштів. 
Схема біологічного очищення побутових стічних вод.
Для того щоб знизити виробничі витрати більшість прогресивних підприємств практикують безвідходне виробництво, яке забезпечує найбільш раціональне використання всіх ресурсів.
Однією з головних особливостей даної технології, які зумовлюють її сутність, є вторинне використання стічної води. Для того щоб можна було заново застосовувати вже відпрацьовані стічні води потрібно їх якісна очистка та знезараження.
призначення біологічних способів очищення води
На сьогоднішній день максимальна фільтрація води можлива виключно при комбінуванні доступних методів очищення - жоден окремо взятий спосіб не може гарантувати достатню ефективність.
У той час як організація поетапного процесу, коли кожен спосіб очищення відповідає за видалення певних забруднюючих речовин, дає можливість отримати необхідний результат.
Ключовим способом обробки стоків є мікробіологічна очистка води, в її основі лежать природні закономірності біохімічного самоочищення природних водойм, які імітуються за допомогою промислових технологій.
Крім очищення стічних вод промислових підприємств , Біологічні методи обробки води показують відмінну ефективність при очищенні комунально-побутових стоків.
В цьому випадку розкривається одне з головних достоїнств такого методу: біохімічне очищення води робить можливим її подальше використання в сфері сільського господарства як добрива. Біохімічний метод очищення вважається одним з найпопулярніших і затребуваних в цій сфері.
В цілому, проаналізувавши сфери застосування біологічної очистки стічних вод, можна зробити висновок, що даний спосіб поширюється практично на всі галузі промисловості:
- Фармацевтична промисловість;
- Харчова промисловість;
- Хімічна промисловість;
- Целюлозно-паперове виробництво;
- Сфера санітарно-гігієнічного обслуговування;
- Сільсько-господарська сфера;
- Нафтопереробна промисловість.
Великі очисні споруди для біохімічної обробки стічних вод.
Ідентична природною біологічна флора, яку містять сучасні біофільтри, дає можливість отримати високоякісну очистку побутових і промислових стічних вод.
А вони вже, згодом, можуть повторно використовуватись у технологічних процесах, або безпечно утилізувати, не надаючи, при цьому, негативного впливу не екологію.
до меню ↑
переваги і недоліки
Спосіб біологічної очистки полягає в тому, що окислення, розщеплення і подальше знищення органічних забруднень стічної рідини є результатом процесу життєдіяльності найпростіших мікроорганізмів.
Ці мікроорганізми штучно культивуються в спеціальних пристроях (біофільтри, аеротенки і т.д.), через які проходить обробляється вода.
Всю сукупність біологічних методів обробки умовно поділяють на дві групи, які залежать від виду використовуваних мікроорганізмів:
- Аеробний спосіб - для очищення води застосовуються бактерії, життєдіяльність яких можлива тільки при необмеженому доступі кисню;
- Анаеробний спосіб - використання мікроорганізмів, які не потребують кисні.
Порожній резервуар для біологічної очистки стічних вод в побутових умовах.
Також іноді виділяють ще одну - азотну групу, це бактерії, яким для життя необхідна насичена азотом середу.
до меню ↑
Аеробна біологічна очистка
Аеробний спосіб очищення побутових і промислових вод додатково ділиться на категорії, які визначаються типом використовуваних резервуарів, де виконується обробка стоків.
Це можуть бути: біофільтри, біологічні ставки, поля фільтрації, або аеротенки. В цілому, безпосередньо на саму сутність методу очищення, вид резервуара не робить ніякого впливу - всі вони мають ідентичний спосіб мінералізації забруднюючих речовин.
Основним біологічним речовиною для аеробного очищення є «активний мул», який іноді називають біоплівки. На кожному підприємстві, в залежності від складу стічних вод, структура активного мулу буде різною.
Сам по собі активний мул існує у вигляді пластівців темно-коричневого кольору, розмір яких не перевищує пари сотень мікрометрів. Середньостатистичний мул на 30% складається з твердих неорганічних частинок, а на 70% з живих мікроорганізмів, які в процесі життєдіяльності використовують тверді частинки як середовище проживання.
Основну частину бактерій в активному мулі складають організми сімейства Pseudomonas, проте різний склад стоків буде визначати переважну групу мікроорганізмів.
Головною характеристикою активного мулу, яка зумовлює його очисні здатності, є можливість бактерій використовувати органічні забруднювачі як засіб харчування. Такі бактерії поглинають всередину своєї клітки забруднюючі речовини, які там піддаються зміни біохімічної структури.
В цілому, повна аеробне біологічне очищення побутових і промислових стоків, при виконанні всіх технологічних вимог, здатна забезпечити видалення близько 90 відсотків усіх окислюваних забруднень містяться у воді.
На сьогоднішній день технологія аеробного очищення вимагає штучного прискорення процесу, так як його природне протікання вимагає великих тимчасових витрат. Природна аеробне біологічне очищення здійснюється на спеціальних полях фільтрації, такий спосіб, крім тривалого періоду протікання, характеризується ще й слабкою ефективністю, яка не перевищує 50% по більшості найбільш поширених забруднювачів.
Для того щоб в промислових умовах прискорити аеробний метод використовуються спеціальні ємності, при перебуванні в яких стічні води штучно насичуються киснем. Такі резервуари на дні мають пористі контейнери з полімерного матеріалу, в яких культивуються колонії мікроорганізмів.
Під контейнерами розташовуються аератори - труби з маленькими отворами, що наповнюють воду киснем. Також катализирующим фактором є температура рідини, яка повинна підтримуватися на необхідному рівні.
До слова, і самі мікроорганізми виробляють певну регуляцію середовища проживання - в процесі окислення і розкладання органічних забруднень відбувається виділення значної кількості енергії, що істотно підвищує температуру рідини.
Такі пристрої для біологічної обробки води, крім промислових очисних споруд, набули широкого поширення і в побутових умовах - біофільтри часто застосовуються при конструюванні септиків. Або невеликих очисних конструкцій індивідуального використання на заміських котеджах і дачах.
до меню ↑
Анаеробна біологічне очищення
Анаеробний спосіб очищення має на увазі перетворення органічних забруднювачів після протікання всіх реакцій в форму біогазу - метану, який використовується в подальших технологічних процесах для спалювання.
Мікроорганізмам, для перетворення забруднювача в метан, необхідно виконати 4 етапу розкладу:
- Трансформація органічних речовин в мономерні сполуки.
- Мономери в процесі ферментативного розпаду переходять в форму коротко кислот.
- Кислоти окислюються в оцтову кислоту.
- Далі, відбувається утворення метану, спільно з яким виділяється вуглекислий газ.
Склад біогазу, який буде виділятися, і концентрація в ньому метану, залежить від складу забруднень стоків.
Анаеробний спосіб очищення є основним методом біологічної обробки води в хімічній і харчовій промисловості, а також побутових системах фільтрації стічних вод.
Такі біофільтри не втрачають ефективність при підвищенні концентрації забруднюючих речовин в рідині, крім того, втрачає актуальність питання утилізації зайвої кількості активного мулу.
Важливою перевагою анаеробного методу є зменшення витрат на обладнання, і супутніх експлуатаційних витрат, так як для протікання анаеробного очищення не потрібна штучна аерація води .
В цілому, ефективність біологічної очистки стічних вод побутових і промислових підприємств залежить від наступних факторів:
- Стічна вода не повинна містити будь-які агресивні токсичні речовини (вони можуть стати причиною загибелі мікроорганізмів);
- Підтримка оптимального температурного режиму;
- Дотримання граничної допустимої концентрації забруднення стоків, важливо враховувати навантаження на мул, за кількістю речовин-забруднювачів;
- Час протікання реакції;
- Необхідний рівень аерації;
- Особливості конструкції очисної споруди.
Варто розуміти, що будь-який спосіб біологічної обробки є лише одним з етапів, необхідних для повного очищення промислових і побутових стічних вод.
Для того щоб стоки могли повторно брати участь у технологічних процесах або безпечно утилізувати, їм потрібно пройти як мінімум 3 стадії очищення: механічну, біологічну та знезараження.
до меню ↑
Список Необхідного обладнання
Очищена біологічним методом рідина проходить останній етап обробки.
Біологічні методи очищення стічних вод вимагають використання обладнання, яке класифікується на наступні групи.
Споруди для природного очищення стоків:
- Поля фільтрації (поділяються на поля зовнішньої та підземної фільтрації);
- Фільтруючі колодязі (в основному застосовуються в побутових умовах);
- Піщано-гравійні фільтри;
- Канали циркуляційного окислення;
- Біологічні водойми з природного аерацією.
Пристрої для штучної біологічної очистки води:
- Біофільтри, завантажуються піносклом;
- Дискові біофільтри;
- Біофільтратори;
- Біореактор для очищення стічних вод;
- Біофільтри з затопленої Єршова завантаженням;
- Установки продовженої аерації - аеротенки (спосіб повного окислення);
- Установки для аерації зі стабілізацією надлишкового кількості активного мулу.
Найбільш поширеним пристроєм, як в промисловій сфері, так і для очищення побутових стоків, є аеротенки. Такі біофільтри в основному виконуються у вигляді прямокутних резервуарів з глибиною в 1-2 метра і оснащуються штучними системами наповнення води киснем.
Це досить компактні біофільтри, що відрізняються високою ефективністю обробки води, які виконують трифазне окислення органічних забруднень.
У процесі першої фази відбувається безперервне збільшення кількості активного мулу за рахунок присутньої в стоках органіки, у другій фазі - велика частина органічних забруднень «з'їдена» мулом і темпи його приросту скоротилися.
У третій фазі - мікроорганізми відчувають нестачу поживних речовин, що змушує їх поїдати відмерлі бактерії, що веде до саморегуляції всієї системи.
до меню ↑