Мотроненко В.В.

Національний технічний університет України «КПІ»

Біологічні способи очистки стічних вод

Біологічне очищення стічних вод – є одним з найбільш популярних методів очищення від багатьох органічних і деяких неорганічних домішок на підприємствах харчової, фармацевтичної, мікробіологічної та інших галузей промисловості. За принципом дії цей метод аналогічний природним процесам.

Очищення стічних вод біологічним методом передбачає практично повне біологічне розкладання органічних сполук у воді. За існуючими нормами, вміст органічних речовин в очищеній воді не повинен перевищувати 10 мг/л.

Основна роль при біологічному очищенні належить мікроорганізмам. Оскільки, в стічній воді присутні органічних речовин різних класів, то кількість видів різноманітних мікроорганізмів на 1 мл забрудненої води може осягати кількох десятків, а то й сотень, а кількість КУО (колонієутворюючі одиниці) досягає 10 млн. одиниць. Якщо у складі стічних вод є лише одна або декілька близьких за складом органічних сполук, то можливий розвиток монокультури мікроорганізмів. Скорочення видів біологічних агентів можливе, якщо очищення проводять при відсутності розчиненого у воді кисню (в анаеробних умовах) або при надто великому співвідношенні кількості поданих на очищення забруднень і біомаси мікроорганізмів.

Аеробний процес вважається ефектисним, якщо концентрація органічної речовини в очищеній воді, виражена у біологічній потребі в кисні, не перевищуватиме певне значення. У зв'язку з цим під час біологічного очищення концентровані стічні води розводять слабкоконцентрованими побутовими стічними водами, а в окремих випадках чистою водою. Анаеробний процес (так зване метанове бродіння) часто застосовують для очищення дуже концентрованих стічних вод, що викидаються малярними, лакувальними, машинобудівними, деревообробними та ін. промисловими підприємствами. Ефективність процесів біологічного очищення залежить від багатьох факторів, основними з яких є температура, рН середовища, наявність біогенних елементів, забезпечення сприятливих умов для нормальної життєдіяльності мікроорганізмів, кисневий режим, вміст токсичних речовин.

Перевагою аеробного очищення є висока швидкість і використання речовин в низьких концентраціях. Істотними недоліками, особливо при обробці концентрованих стічних вод, є високі енерговитрати на аерацію і проблеми, пов'язані з обробкою та утилізацією великих кількостей надлишкового мулу.

Перевагою анаеробного процесу є відносно незначне утворення мікробної біомаси. До недоліків слід віднести неможливість видалення органічних забруднень в низьких концентраціях.

Найбільше поширеними є три групи очисних споруд для біологічного очищення, які відрізняються за видом розміщення в них активної біомаси: біомаса закріплена нерухомо, а стічна вода рухається (біофільтри); біомаса знаходиться у стічній воді у вільному стані (аеротенки, циркуляційні канали, окситенки); перший і другий варіанти поєднані (занурені біофільтри, аеротенки із наповнювачами).

В біофільтрах стічна вода фільтрується через шар насадки, покритої плівкою із мікроорганізмів (біоплівкою). Мікроорганізми біоплівки окислюють органічні речовини, що використовують при цьому як джерела живлення та енергії. Внаслідок цього зі стічної води виводяться органічні речовини, а маса активної біоплівки збільшується. Відпрацьована плівка змивається протічною стічною водою та виноситься з біофільтра. У якості насадки використовують: щебінь, гравій, шлак, керамзит, керамічні, пластмасові кільця, куби, кульки, циліндри та інші матеріали.

Аеротенками називають залізобетонні аеровані резервуари. Процес очищення в аеротенку відбувається при протіканні через нього суміші стічної води та активного намулу. За конструкцією аеротенки поділяються на: витискувачі, змішувачі з розосередженим впуском води, з нерівномірно розподіленою подачею води, з регенератором, установки коміркового типу. В аеросумішах усіх типів застосовують аерацію.