Биологическая очистка сточных вод

7.1.Сооружения для биологической очистки сточных вод.

Посредством биологического способа очистки сточную жидкость очищают от мельчайших взвешенных частиц, оставшихся после механической обработки и от содержащихся в ней органических веществ. Органические вещества, как известно, способны соединяться с кислородом – окисляться. Окисление органических веществ протекает при наличии свободного кислорода в сточной жидкости. Кроме органических веществ сточная жидкость имеет большое количество микроорганизмов ( до 10 миллионов бактерий и более в 1см³).

Биологические методы очистки основаны на использовании жизнедеятельности микроорганизмов (аэробных), которые вызывают быстрое окисление органических веществ, находящихся в сточной жидкости в коллоидном и растворенном состоянии. В результате аэробных биохимических процессов, протекающих при биологических методах очистки, органическая часть сточной жидкости минерализуется. Остается только очищение установок от минералов и их утилизация.

В зависимости от условий, в которых происходят аэробные биохимические процессы, сооружения для биологической очистки может разделить на две группы.

К первой группе относят сооружения, в которых биологическая очистка происходит в естественных условиях (как в верхних слоях почвы, так и водоемах). Такими сооружениями являются поля орошения, поля фильтрации и биологические пруды.

Ко второй группе относят сооружения, в которых биологическая очистка осуществляется в искусственно созданных условиях. Такими сооружениями являются биологические фильтры и аэротенки.

Поля орошения. Очистка сточных вод на полях орошения состоит в следующем. При фильтрации сточных вод через слои почвы взвешенные и коллоидные вещества, задерживаясь в ней, образуют микробиальную пленку, адсорбирующую органические вещества. Под действием кислорода воздуха, заключающегося в порах почвы, эти вещества превращаются в минеральные соединения.

Применение полей орошения является наилучшим методом очистки сточных вод, при котором их используют как удобрения при выращивании сельскохозяйственных культур (рис.61).

Рис.61. Поля орошения

На сельскохозяйственных полях орошения очистка сточных вод и выращивание культур представляет единый процесс, тогда как главной задачей коммунальных полей орошения является очистка сточных вод, а выращивание культур носит вспомогательный характер.

Если участки земли предназначены только для очистки сточных вод, то они называются полями фильтрации.

В биологических прудах и окислительных каналах сточная вода протекает через водоем, куда кислород поступает за счет реаэрации или механической аэрации. Биологические пруды могут быть использованы для очистки сточных вод как самостоятельные сооружения, а также для их доочистки в сочетании с другими сооружениями.

Рис.62. Принципиальная схема работы аэротенка:

1 – первичный отстойник; 2 – аэротенк; 3 – вторичный отстойник; 4 – насосная станция; 5 – циркулирующий активный ил; 6 – избыточный активный ил; 7 – подача воздуха в аэротенк

Рис.63. Биологический фильтр

Биологический фильтр загружается слоем фильтрующего материала высотой 1% - 2 м (щебень, керамзит) и орошается сточной жидкостью, поступающей после осветления в первичных отстойниках. Образующая на загрузочном материале биологическая пленка, насыщенная аэробными бактериями, выполняет основную роль минерализатора органической части загрязнений. Биофильтры применяют при производительности очистной станции не более 1000 м³/сут. При среднегодовой температуре воздуха +3ºС биофильтры размещают в отапливаемых помещениях с температурой на +2º выше температуры сточной жидкости и с пятикратным воздухообменом в час.

Сточная жидкость проходит через толщу фильтрующего материала, дырчатое дно фильтра (дренаж) и поступает затем через междудонное пространство на непроницаемое днище, откуда отводится лотком. При прохождении толщи фильтрующего материала происходит биохимический процесс, в результате которого БПК (биологический показатель кислорода) очищенной сточной жидкости снижается до нормы.

Рис.64. Схема и принцип работы аэротенка:

1 – подача сточной воды; 2 – зона аэрации; 3 – зона отстаивания; 4 – сборный лоток