☰ Меню
+7 (831) 334-75-40 +7 (800) 222-45-62
Звонок по России бесплатно
Нижегородская область, г. Дзержинск, ул. Гайдара, 75 acs@acs-nnov.ru

Биологические методы очистки сточных вод

Биологические пруды
биологический метод очистки стоков

Биологические методы очистки сточных вод основываются на работе микроорганизмов, таких как бактерии, дрожжи и водоросли. Они используются для разложения органических веществ в загрязненной жидкости.  Микробы и простейшие перерабатывают органику, превращая ее в углекислый газ, воду и биомассу. Такой подход считается одним из самых эффективных и экологически безопасных способов очистки сточных вод.

Есть два метода очистки хозяйственно-бытовых и промышленных стоков: искусственный и естественный. Малые объемы стоков могут быть очищены в природных условиях, но в современных реалиях загрязненные воды нуждаются в дополнительной обработке.

Естественная очистка воды в природе

В естественной среде существуют те же методы очистки, что и при искусственном очищении сточных вод. Так, физические методы – это процессы перемешивания, разбавления и растворения загрязнений, на данные процессы влияет скорость течения реки. Нерастворимые вещества выпадают на дно осадком – этот процесс называется отстаиванием. Химические методы – это окисление органических и неорганических веществ и насыщение воды кислородом воздуха. Обеззараживание воды протекает благодаря ультрафиолетовому излучению солнца. Биологический метод предполагает разложение органических веществ до простых элементов посредством жизнедеятельности микроорганизмов.

Естественная очистка воды в природе

Самоочистка водоемов в природе состоит из трех протекающих одна за другой стадий, так называемых зон сапробности.

Дадим определение: сапробность – набор физиологических и биохимических свойств организма, позволяющих ему находиться в воде с определенным комплексом органических веществ, т. е. с определенной степенью загрязнения.

Зоны сапробоности

  • Полисапробные зоны – здесь наблюдается сильное загрязнение, высокая концентрация органических веществ, нет кислорода и присутствуют анаэробные бактерии в большом количестве (более 1 млн на 1 мл воды)
  • Мезосапробные зоны – это умеренное загрязнение. Здесь происходит нитрификация, органических веществ значительно меньше, есть кислород. Микроорганизмы присутствуют как анаэробного, так и аэробного типа (от 100 тыс. на 1 мл воды)
  • Олигосапробные зоны – чистая вода: практически нет органических веществ, кислород в достаточном количестве, число аэробных бактерий невелико (менее 1 тыс. на 2 мл воды)

Болезнетворные бактерии и грибы, которые находятся в полисапробных зонах, как правило, умирают в мезосапробных и почти полностью отсутствуют в олигосапробных зонах.

Применение методов биологической очистки базируются на разложении органических загрязнителей, содержащихся в стоках, элементами активного ила (бактериями и простейшими микроорганизмами), для которых загрязнители являются пищей. Процесс состоит в создании условий для протекания процессов разложения сложных химических соединений на простейшие элементы, в идеале на кислород (О2), азот (N), углекислый газ (СО2) и т. п.

Очистка бытовых и промышленных стоков методом биологической очистки

Данные методы широко применяются, а для хозяйственно-бытовых сточных вод (которые образуются в результате жизнедеятельности человека, т. е. самый распространённый тип стоков) являются универсальными и наиболее действенными методами очистки.

Биологические методы основаны на способности микроорганизмов разлагать сложные соединения загрязнений на более простые и безопасные – метан, воду, углекислый газ, свободный азот – в процессе своей жизнедеятельности. Устройства, где происходит такая очистка, называют биореакторами. Конструкции их многообразны, но существует два их основных вида – аэрируемые, где вода насыщается воздухом для работы аэробных бактерий, и анаэробные, где проживают простейшие, не требующие кислорода для существования.

Что очищают с помощью биологии

Очищать можно многие типы образуемых нечистот. Основной, как мы говорили выше, — хозяйственно-бытовые стоки. С формальной точки зрения, различные нормативные акты в России — федеральные законы, Водный кодекс, постановления Правительства РФ и правила пользования — дают разные определения сточных вод, в том числе хозяйственно-бытовых. С точки зрения специалистов по водоотведению, «хозбыт» является стоками с умеренным загрязнением в основном органическими биоразлагаемыми веществами при отсутствии особо опасных или тяжелых для удаления соединений.

К сожалению, в реальности часто наблюдаются несанкционированные сбросы промышленных или близких к ним стоков, как правило, от небольших организаций, в систему централизованного отведения стоков от населения. Этот факт меняет концентрации загрязнений и делает хозбыт в каждом случае уникальным, с разными качественными и количественными показателями. Кроме того, что это незаконно и чревато большими штрафами, подобные выбросы приводят к отравлению сточных вод и существенному усложнению, а значит, и удорожанию их очистки.

Тем не менее, несмотря на то, какой метод очистки мы применяем, каждые очистные сооружения начинаются с предварительной механической очистки. При необходимости нормализации рН и наличия в сточных водах специфических загрязнений (жиры, нефтепродукты и т.д.) дополнительно включают химические и физико-химические методы. Исходя из этого, вредные для биологической очистки вещества задерживаются на ранних этапах, а основной тип загрязнений – органика, азотная группа, фосфаты – снимаются как раз с помощью микроорганизмов.

В этой связи использование биологической очистки имеет целый ряд неоспоримых плюсов:

  • разложение широкой группы вредных примесей
  • невысокая стоимость очищения
  • минимальное количество потребляемых химических реагентов
  • высокая степень очистки (до 99,6%)

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП

Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП на очистные сооружения и гарантированную скидку

Отправить заявку

Технологии очистки

Для биологической очистки необходимо создание как аэробных, анаэробных, так и аноксидных условий в сточных водах. Подробно о сооружениях биологической очистки можно прочитать в статье на нашем сайте.

Стоки могут очищаться благодаря жизнедеятельности аэробных и анаэробных бактерий. Ключевое отличие состоит в применении кислорода для очищения стоков.

При создании аэробных условий протекает жизнедеятельность микроорганизмов, способных существовать исключительно, когда имеется неограниченное количество воздуха, которым насыщаются стоки. Аэробные условия создаются, как правило, в аэротенках и биофильтрах, в которых расположена биозагрузка.

Аэробное очищение осуществляется биопленкой или активным илом. Нечистоты поступают в отстойник или емкость с микроорганизмами, куда далее подается кислород. Происходит процесс окисления органических веществ. Одномоментно протекает процесс нитрификации. Часть активного ила, как называют совокупность микроорганизмов, направляется обратно в систему на рециркуляцию, а избыточный активный ил удаляется на обезвоживание. Очищенный сток проходит дополнительную обработку на сооружениях доочистки, установках обеззараживания и только затем сбрасывается в водоем.

При создании анаэробных условий протекает жизнедеятельность микроорганизмов, которые в воздухе не нуждаются. Анаэробные условия создаются, в основном, в биореакторах. Для протекания процессов денитрификации обязательно создание аноксидных условий в биореакторах, при которых микроорганизмы потребляют связанный кислород нитратов. Можно выделить отдельно условия, которые создаются для протекания процессов нитрификации и денитрификации.

Мнение эксперта: Патров Олег Евгеньевич

Мнение эксперта: Патров Олег Евгеньевич

Руководитель направления очистных сооружений

Важнейшее значение при использовании биологического метода очистки сточных вод является правильный подбор технологии с учетом конкретных условий, где будут эксплуатироваться ЛОС. Учитывая богатый опыт, накопленный при проектировании и строительстве локальных очистных сооружений, обращаясь к специалистам ООО «НПО «Агростройсервис», вы можете быть уверены в получении профессиональных технологии и оборудования.

Нашей отличительной чертой является рациональное решение вопросов водоочистки. Очистные сооружения «БИОТОК» рассчитаны в соответствии со всеми действующими регламентами и рекомендациями, а технологии, используемые в процессах очистки сточных вод, являются наилучшими доступными.

Сооружения очистки сточных вод

 Основными приспособлениями для очистки стоков являются:

  • Биологические пруды
  • Мембранные биореакторы
  • Станции биологической очистки
  • Биофильтры
  • Аэротенки

Рассмотрим кратко условия применения того или иного сооружения и принцип его действия.

Биологические пруды

Действие метода использования биологических прудов основано на принципе самоочищения загрязнений, находящихся в жидкости, в открытых водоемах рукотворного происхождения. Глубина таких сооружений должна быть не более 1 метра – это обязательное условие для циркуляции кислорода, необходимого бактериям для их жизнедеятельности и очистки стока.

При хорошем прогревании водоема активность микроорганизмов повышается, и они быстрее обрабатывают органические вещества в сточной воде. Поэтому биологическая очистка гораздо эффективнее протекает летом, а при уменьшении температуры окисление замедляется. С наступлением холодов же биоценоз вообще засыпает, и работа по очистке прекращается. Соответственно, применение таких биологических прудов холодной осенью и зимой абсолютно бессмысленно.

пруд
биологический пруд

Мембранный биореактор

Данное оборудование подразумевает применение мембран разного типа. Они бывают трубчатые, половолоконные, плоскорамные. Мембраны предназначены для создания барьера для загрязнений, находящихся в сточных водах. Проходя сквозь них, часть веществ задерживается, тем самым происходит очистка стока. Оптимальным будет применение схемы механической фильтрации с дополнительным очищением с помощью жизнедеятельности микроорганизмов. Мембранный биореактор эффективен и на стадии подготовительной очистки перед нанофильтрацией, так и в самом конце очищения жидких стоков.

Станция биологической очистки сточных вод

Данное оборудование представляет собой сооружение из четырех камер, где поэтапно очищаются стоки благодаря применению активного ила и кислорода воздуха. Проходя по отделам, сток очищается до практически идеального состояния, и воду можно повторно применять в промышленных целях или производить сброс очищенной воды в водоем.

Это устройство является малогабаритным и комфортным в применении, мобильным и простым в монтаже. Для поддержания прибора в рабочем состоянии его необходимо периодически обслуживать – промывать.

Биофильтры

Биофильтры представляют собой компактное устройство, состоящее из емкости с загрузочным материалом, где обитают микроорганизмы активного ила. Бактерии используют в качестве пищи присутствующую в стоках органику.

Данное оборудование бывает двухступенчатым или с капельной фильтрацией. Плюсы и минусы есть и у того, и у другого вида. Так, двухступенчатые фильтры имеют высокую скорость работы, но посредственное качество очистки. А биофильтры с капельной фильтрацией имеют более низкую производительность, зато высокую степень очистки. В состав данного оборудования входят корпус, распределитель, дренажная и воздухораспределительная системы.

Аэротенки

Процесс очистки происходит в специальных резервуарах, в которых предусмотрено несколько отделов, оборудованных системами аэрации. Принцип очистки тот же – бактерии, находящиеся в активном иле, в качестве питания используют органические отходы. Но для того, чтобы бактерии могли существовать в данной среде, нужны определенные условия – самое главное, кислород. Если кислород поступает в воду постоянно, происходит размножение бактерий и активное поглощение органических веществ, что ведет к естественной очистке емкости. При уменьшении содержания органических веществ также понижается и расход кислорода. И на этой стадии происходит перемещение воды на последующие этапы. Там происходит обработка бактериями стоков и превращение азота аммонийных солей в нитриты, такие бактерии называют бактериями-нитрификаторами. Кроме них, в жидкости присутствуют микроорганизмы, которые поглощают нитриты, а в результате образуются нитраты. Пройдя полную переработку, стоки направляются во вторичный отстойник. Активный ил выпадает в осадок, а очищенная жидкость направляется в водоем.

Преимущества и недостатки метода биологической очистки

Чтобы определиться, стоит ли в вашем конкретном случае применять методы биологической очистки сточных вод, предлагаем ознакомиться с достоинствами и недостатками данного метода.

Преимущества

Недостатки

минимальное количество осадка. В ходе очистки образуются простые вещества, которые с легкостью удаляются из стока и могут быть в дальнейшем

сложно контролировать и поддерживать необходимое и достаточное количество микроорганизмов для протекания процесса. Если число бактерий снизится, возможно снижение эффективности очистки стоков

использованы. Так, при помощи метана можно обогревать здания, а ил используют в качестве удобрения для почвы

существенные капитальные затраты при строительстве очистных сооружений. Поправка: затраты окупаются

независимая работа оборудования. Обслуживать установку может один человек, при этом не требуется добавления специальных реагентов

необходим четкий регламент проведения очистки стоков. Несоблюдение или отклонение от правил значительно снижает положительный эффект

максимально доступная цена очистки в сравнении с иными способами очистки сточных вод

часть органических веществ невозможно переработать, а ядовитые элементы приводят к гибели микроорганизмов. Следует проводить тщательные проверки состава стоков и извлекать токсичные вещества

отсутствие вреда для экологии, природность процесса. Ущерб экосообществам не наноситс

 

 

Ответьте на 3 вопроса и получите бесплатную консультацию инженера-технолога по очистным сооружениям

Наш инженер-технолог ответит на все интересующие вас вопросы, приведет примеры из отрасли, а также соберет исходные данные для подбора оборудования и выставления ТКП

Получить видеоконсультацию

В нашей компании применяется метод биологической очистки сточных вод при помощи очистных сооружений «Биоток М». Ниже представлена схема и состав оборудования.

Схема очистных сооружений Биоток М

Условные обозначения: 1. Приемная камера 2. Блок песколовок 3. КНС 4. Распределительная камера 5. Блок анаэробного реактора 6. Блок биологической очистки 7. Блок доочистки 8. Смеситель 9. Блок глубокой доочистки 10. Установка УФ-обеззараживания 11. Усреднитель 12. Установка механического обезвоживания осадка 13. Реагентное хозяйство 14. Установка промывки с насосами

Подробнее о принципе работы данной установки смотрите здесь.

Заказать консультацию, купить очистные сооружения или комплектующие к ним вы можете по телефону 8-800-222-45-62 или по почте acs@acs-nnov.ru

Автор: ООО "НПО "Агростройсервис”. Дата публикации 15.11.2024

Заполните онлайн опросные листы Перейти в раздел

Вы можете отправить заявку в свободной форме

Очистные сооружения

Заполнить. Скачать