Биологическая очистка сточных вод: что это такое, процесс очистки, принципы и схемы работ

Загрязнение водных ресурсов – актуальнейшая экологическая проблема современности. В поисках действенных способов очищения стоков специалисты обращаются к природным механизмам. В очистных сооружениях этап биоочистки, основан на естественных процессах разложения загрязнителей, становится многообещающим подходом. При правильном устройстве преимущества заключаются не только в высокой эффективности, но и в значительном снижении зависимости от химикатов, что делает этот метод привлекательным в экологическом плане.

Процесс очищения хозяйственно-бытовых и промышленных стоков основан на способности микроорганизмов последовательно расщеплять органику до простых веществ – воды, метана, сероводорода, углекислоты. Используютсяв основном бактерии и простейшие, способные полностью очищать стоки. За счет естественных реакций в итоге можно получить экологически чистую массу.

Метод намного эффективнее и безопаснее, чем механическая, и намного экологичней, чем система очищения, где применимы химические реагенты.
Метод устраняет многие загрязнения. Именно поэтому биоочистку можно использовать в промышленности. Она эффективно избавляет от следующих вредных и опасных для людей и окружающей среды примесей:

• органика;
• азотные соединения;
• фосфорные соединения;
• продукты нефтепереработки;
• тяжелые металлы (в определенной степени).

Современные технологии позволяют разрабатывать станции очистки, которые обеспечивают значительное снижение в стоках содержания калиевых, фосфорсодержащих соединений, аммонийного азота, целлюлозы, органики.

Технология разделяется на два вида:

• естественная;
• искусственная.

Метод естественной очистки применим для доп. обработки сбрасываемых жидкостей. Она происходит в природных условиях – в полях фильтрации, прудах-отстойниках, биологических прудах. В данном случае, за счет естественных процессов, происходит разложение загрязнений.
Искусственная очистка проходим посредством специального технического оснащения, созданного человеческими руками. Для этого применяются очистные сооружения (ОС), где создаются оптимальные условия для жизнедеятельности микроорганизмов. Это позволяет ускорить процесс очистки и контролировать его.

Среди главных достоинств биоочистки:

• высокая эффективность;
• экологическая безопасность (минимальное использование реагентов);
• возможность утилизации активного ила в качестве удобрения;
• стабильность очистки от фосфора до заданной концентрации;
• способность микробов приспосабливаться к изменениям окружающей
• среды.

Не менее важный плюс – практически полная автономность. Для контроля процесса очистки и своевременного добавления реагента понадобится всего один человек.
К недостаткам метода относят:

• энергозависимость;
• необходимость контроля и обслуживания (регулярная чистка и ремонт);
• ограничение на применение моющих средств;
• необходимость консервации;
• ограничения по объему стоков;
• иногда требуется доочистка для достижения требуемых показателей.

Если вовремя не проводить профилактические работы, плохо следить за ходом очищения и не запасаться нужными расходниками, то система очистки будет работать плохо. К тому же для эффективного очищения сбрасываемых стоков нужно строить специальные сооружения, а это значит, что понадобится место и много денег.
В очистных установках контейнерного типа и в пластиковых ливневых сооружениях используются бактерии для очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов, а также универсальные промышленные наборы для ликвидации различных технических жидкостей.
Важно: чтобы удалять азотистые и фосфорорганические соединения, надо увеличивать возможности ОС, только в этом случае можно добиться глубокой очистки.

Стандартная схема выглядит так:

1. Предварительная очистка. Стоки попадают в отстойник, где осуществляется их механическое очищение. После решеток поступают в блоки пескоуловителей, освобождаясь от примесей.
2. Биоочистка. Основной этап, где происходит разложение органических загрязнений с помощью микроорганизмов.
3. Отделение ила. После биологической очистки жидкость переходит в следующее отделение, где идет процесс удаления ила посредством центрифуги. Процесс позволяет отделить активный ил от очищенной воды и направить его на дальнейшее использование.
4. Доочистка. Чтобы добиться соответствия установленным показателям, перед сбросом с канализационных очистных сооружений (КОС) жидкости доочищаются.
5. Обезвоживание осадка. Фильтры обезвоживания при ежесуточной фильтрации снижают влажность осадка до 85%.

Биоочистка основывается на двух механизмах: аэробном и анаэробном.
Каждый из них имеет свои особенности.

Действие аэробной очистки сводится к использованию микроорганизмов, которым для жизнедеятельности необходим кислород. Главное – концентрация кислорода не ниже 0,6 мг/л. В противном случае добиться того, чтобы органика начала активно окисляться, не получится.
Насыщение стока кислородом необходимо не только для самих процессов окисления, но также и для дыхания живых организмов, и хорошего смешения очищаемой жидкости с биоценозом, который состоит из особой совокупности живых микроорганизмов, способных полностью очистить сточные воды.
При этом внутри реактора в ходе очищения происходит два процесса:

• аэробное окисление органических веществ в сточных водах;
• нитрификация.

Нитрификация – преобразование аммиака и аммония в нитриты, а затем в нитраты. Она снижает токсичность жидкости и предотвращает загрязнение водоемов азотистыми соединениями. Следует помнить, что состав сточных вод, поступающих на очистку, также влияет на эффективность нитрификации, так как наличие некоторых загрязнений может быть ингибирующим фактором для процессов.
Принцип биологического очищения подразумевает использование следующих типов ОС:

1. Аэротенки. Наиболее распространенный вид сооружений, представляет собой резервуар для смешивания жидкости с активным илом и кислородом.
2. Биофильтры. Сооружения, заполненные загрузочным материалом, на котором образуется биологическая пленка из живых организмов.
3. Станции биологической очистки. Комплексные установки, сочетающие различные методы аэробной очистки.

Механизм анаэробной очистки жидкости основан на использовании микроорганизмов, которые могут жить и развиваться в отсутствии кислорода. В ОС такого типа анаэробные условия создаются искусственно. В итоге происходит образование биоценоза из бактерий, активно развивающихся в условиях ограниченного количества воздуха при наличии биогенных элементов.
Обычно применяют метатенки. Их принцип действия заключается в запуске брожения, с помощью которого образуется метан и другие токсичные элементы.

Процедура очищения сточных вод от фосфорсодержащих соединений основана на биологической жизнедеятельности микроорганизмов. Схема включает несколько этапов. На первой стадии, в бескислородных условиях, микроорганизмы выделяют фосфор. Затем, в присутствии кислорода, происходит его поглощение с повышенной интенсивностью. В результате достигается удаление фосфора. Для глубокой очистки сточных вод от фосфора и азота используются разные технологические схемы.

Биологическая очистка сточных вод – перспективная и экологически безопасная методика, которая позволяет очищать сбросы от различных загрязнений. Однако для достижения максимальной эффективности и стабильности работы очистных сооружений необходимо грамотное проектирование, обслуживание и постоянный контроль технологического процесса.
Практика эксплуатации свидетельствует, что большое значение имеют как характеристики самой мембраны, так и грамотно разработанная технологическая схема применения мембранного биореактора. Нужно постоянно сохранять определенное количество биологической массы, чтобы держать качество очищения на должном уровне.
Отсутствие системы очистки или несоответствие ОС стандартам чревато серьезными финансовыми потерями и даже закрытием предприятия. Решение лишь одно – заказать очистные сооружения под ключ у нас, и забыть о проблемах. Мы гарантируем надежность оборудования, высокое качество очистки и минимальные сроки установки.