Анаеробна очищення стічних вод і аеробний процес

Щоб стічні води не забруднювали навколишнє середовище, перед їх скиданням необхідно виконувати процедуру очищення. У 70-х роках були вивчені принципи самоочищення забрудненої середовища під дією бактерій. В результаті вчені прийшли до висновку, що для самоочищення тієї чи іншої системи знадобиться час, вода, бактерії і кисень. Ці методи стали використовуватися для знезараження стічних вод. Як аеробне, так і анаеробна очистка стоків - це основні методи біологічного очищення, які ми детально розглянемо в нашій статті.

Особливості процесів біологічного очищення

Щоб стічні води не забруднювали навколишнє середовище, перед їх скиданням необхідно виконувати процедуру очищення

Процеси харчування кожної живої істоти засновані на розщепленні органічних сполук на окремі складові елементи, які згодом використовуються для «будівництва» свого тіла. Наприклад, м'ясо після переробки розкладається на найпростіші амінокислоти і білки, які потрібні для моделювання нових клітин, а вуглеводи після розщеплення вивільняють багато енергії, яка потрібна організму для життєдіяльності.

Таким чином, органічні речовини, присутні у великій кількості в складі стічних вод, служать ідеальним живильним середовищем для багатьох мікроскопічних організмів. У процесі життєдіяльності мікроорганізми розкладають складну органіку на елементарні білки у вигляді амінокислот і обривків ланцюгів ДНК.

Важливо: ці прості білки сприяють посиленому поділу мікроорганізмів, що в свою чергу викликає зростання колонії.

Відмерлі представники колонії і не перероблена органіка випадають на дно у вигляді активного мулу. Це нешкідливу речовину, яка може бути використано в якості добрива. Таким чином, проходить процес видалення зі стічних вод складних органічних елементів і шкідливих складових.

Головна перевага такого методу очищення - його саморегулівної. Тобто якщо в складі стічних вод зменшується кількість органічних сполук, то і зростання колонії сповільнюється. Таким чином, здійснюється саморегуляція системи. Іноді при припиненні надходження стоків, колонії аеробних бактерій можуть повністю вимерти.

Методи біологічного очищення

З 80-х років почали активно використовувати різні методи біологічного очищення для знезараження стічних вод

З 80-х років почали активно використовувати різні методи біологічного очищення для знезараження стічних вод:

1. Часто використовувався метод створення біоставків. які обладналися на непридатних для сільськогосподарської діяльності землях далеко від населених пунктів. Тут процеси знезараження стічних вод виконувалися з використанням двох стадій. Спочатку до них застосовувалися механічні методи очищення. Після чого освітлені і урятував від великих включень стоки потрапляли в стоячий водойму, в якому мешкають певні види мікроорганізмів.

Варто знати: через кілька днів органіка в цій водоймі розкладалася на суспензія з грунту і піску, яка осідала на дні, і нешкідливий мул. Очищені води поступово просочувалися в грунт і знову вступали в круговорот речовин.

1. Метод з використанням інфільтраційних полів вважається менш ефективним, але більш простим у виконанні. В цьому випадку скидання стічних вод здійснювався на затоплюються луки. Площа таких полів інколи доходило до 10 га. При цьому процеси очищення здійснювалися за рахунок фільтрації стоків через шари грунту. Головним недоліком такого методу був короткий термін служби фільтраційних полів. В результаті фільтруюча здатність полів зменшувалася, грунт замулюються, а в результаті застою води місцевість перетворювалася в болото.
2. Станції біологічного очищення - це найефективніший метод очищення стічних вод. Дана система має зовсім інший вигляд. При цьому вдається значно скоротити чисельність біоставків і відкритих полів фільтрації, що особливо актуально в умовах постійного дефіциту вільних площ.

аеробні методи

Процеси знезараження стічних вод за участю аеробних бактерій повинні здійснюватися в умовах постійного доступу кисню

Процеси знезараження стічних вод за участю аеробних бактерій повинні здійснюватися в умовах постійного доступу кисню, необхідного для життєдіяльності цих мікроорганізмів. Процес очищення протікає в аеротенках або біореакторі, який представляє собою бетонну, металеву або пластикову ємність. У цьому резервуарі на невеликій відстані від днища розташовуються спеціальні щітки або сита, які є основою для розміщення колоній аеробних організмів.

Оскільки система очищення може працювати тільки в умовах доступу кисню, на дні цієї ємності прокладені труби з отворами - аератори. Повітря, що проходить по цих трубах, насичує стоки киснем, тим самим створюються необхідні умови для росту і життєдіяльності аеробів.

Увага: процеси окислення (розкладання) органічних речовин протікають з викидом значної кількості енергії, тому температура середовища всередині аеротенках може істотно підвищуватися.

Для підтримки оптимальної температури і умов, в яких може існувати і працювати вся система, використовується складна система електроніки. Завдяки цьому всередині ємності підтримуються відповідні умови для життєдіяльності аеробних бактерій.

Біологічні способи очищення стічних вод активно використовуються при створенні не тільки великих біореакторів і аеротенків, а й при конструюванні локальних очисних пристроїв для дач і заміських будинків.

Методи анаеробної очистки

Процеси анаеробної очистки протікають в герметичних метантенках або биореакторах, які виконуються з бетону, металу або високоміцного пластика

Процеси анаеробної очистки протікають в герметичних метантенках або биореакторах, які виконуються з бетону, металу або високоміцного пластика. Причому для життєдіяльності цих мікроорганізмів не потрібен кисень. Процеси очищення протікають без викиду енергії, тому підвищення температури в ємності відсутній. Під час розкладання органіки чисельність колонії бактерій практично не змінюється. Оскільки в такій конструкції не потрібна складна система контролю умов середовища, то анаеробна очистка - більш дешевий метод.

Важливо: головним недоліком анаеробного методу очищення є те, що в результаті діяльності анаеробів виділяється горючий газ - метан.

З цієї причини діють певні обмеження при застосуванні анаеробної методики очищення:

• Такі конструкції можна зводити тільки на рівній добре вентильованої (продувається) поверхні.
• По периметру конструкції обов'язково встановлюються газоаналізатори.
• Аналізатори підключаються до системи оповіщення про пожежу.

Варто знати: анаеробні принципи очищення застосовуються в ЛОС для обслуговування дач і заміських будинків.

Схема очисної споруди

Важливо розуміти, що це лише щабель у складній багатоступеневою системою очищення стоків

Важливо розуміти, що незалежно від того, які процеси очищення стоків використовуються (анаеробні або аеробні), біологічна очистка - це лише сходинка в складній багатоступеневою системою очищення стоків.

Схема переробки стоків в очисної станції виглядає наступним чином:

Переваги біологічної очистки

Після запуску в роботу станції біологічного очищення система працює автономно

Переваги методів біологічного очищення стоків очевидні:

• Прийнятна ціна. Якщо розрахувати вартість очищення одного кубометра стоків з використанням механічного та хімічного методу, то ціна біологічного очищення такого ж обсягу води буде набагато нижче.
• Надійність і простота використання. Після запуску в роботу станції біологічного очищення система працює автономно. При цьому не потрібно закуповувати витратні матеріали.

Важливо: оскільки колонії мікроорганізмів мають здатність до самовідтворення, то теоретично вони не потребують ні в яку заміну або поповненні. На практиці періодично (раз на п'ять років) необхідно поповнювати або замінювати колонії.

• Екологічна чистота. Очищені води можна сміливо зливати в грунт, не боячись нашкодити природі. Після роботи станції немає ніяких реагентів, як після хімічної очистки, які необхідно особливим чином утилізувати. Активний мул, що осідає на дні камери, можна застосовувати на полях як добриво.
• Ступінь очищення стоків досягає 99 відсотків. тобто теоретично таку воду можна навіть пити, але на практиці цього ніхто не робить. Однак для поливу городу, скидання в грунт або використання в технічних цілях така вода цілком придатна.

Процеси біологічного очищення протікають і в природі, однак тут на цей процес йдуть року

Процеси біологічного очищення протікають і в природі, однак тут на цей процес йдуть року. Так, якщо забруднені стічні води потраплять на рельєф, то вони вбереться в грунт. При цьому пройде процес механічної фільтрації, в ході якого стоки позбудуться великих і твердих частинок органічного та неорганічного походження.

Оскільки в грунті постійно живуть бактерії, згодом вони переробляють відфільтровані органічні сполуки, що осіли в грунті, тобто відбудеться процес самоочищення грунту.

Варто знати: кращими природними фільтрами вважаються піщані ґрунти.

При попаданні стічних вод на глинистий грунт, який практично не пропускає воду, утворюється так званий біопрудах. Стічні води в ньому будуть поступово освітлюватися під дією гравітації. Після відстоювання на дні утворюється осад з органічних частинок, які будуть розкладатися завдяки анаеробним бактеріям, постійно присутнім в будь-яких стоках.

Важливо: процеси природного очищення стоків в природі можуть затягнутися на багато років, протягом яких грунт буде забруднена відходами, а екологічна ситуація значно погіршиться. Тому так важливо використовувати локальні очисні установки для очищення стоків перед їх скиданням в грунт.