Биологические фильтры очистных сооружений. Как происходит очистка загрязненной воды в биофильтрах?

Биофильтрация обычно очень хорошо справляется со всеми мелкими органическими соединениями, такими как водород, сахара, спирты и алифатические соединения.

Биологическая очистка воды

Теперь стало ясно, что угроза существованию жизни скрыта не столько в ядерной опасности, сколько в угрожающей экологической ситуации. Нехватка питьевой воды, изменение ее качества, несоблюдение правил гигиены и чистоты, а также негативное влияние потребления некачественной воды на здоровье населения вызывают обеспокоенность.

Очистка питьевой и промышленной воды отличается от других областей химической технологии тем, что процессы очистки воды происходят в больших объемах с низкой концентрацией растворенных веществ. Большие объемы требуют использования крупногабаритного оборудования, а небольшие количества загрязняющих веществ, которые необходимо удалить, требуют селективных методов обработки водного раствора. Таким образом, целью водоподготовки является обеспечение физических и биохимических параметров воды, которые указаны в ГОСТе на питьевое водоснабжение или соответствуют конкретному технологическому циклу на предприятии и отвечают условиям эксплуатации оборудования.

Какие методы устранения загрязнений существуют

Природная вода представляет собой сложную дисперсную систему, содержащую большое количество растворенных и взвешенных примесей различных фаз неорганической и органической природы. Не существует универсального метода удаления такого большого количества веществ. Водоподготовка включает в себя ряд процессов, технологий биологической очистки воды, каждый из которых предназначен для удаления определенной группы веществ.

Существует четыре основных типа методов очистки воды, в зависимости от направленности работы и используемых реагентов:

.
1. Удаление растворенных загрязняющих веществ с помощью реагентов — Химические методы.
2. Комбинированное воздействие на загрязняющие вещества физическими и химическими процессами.
3. Биологическая очистка воды.

Физические методы очистки воды необходимы в основном на подготовительном этапе водоподготовки. Это фильтрация, дренаж и седиментация. Они направлены на удаление из объемов воды крупных включений, которые могут мешать работе установки, и на быстрое разрушение селективных фильтрующих материалов при дальнейшей обработке и селективной очистке воды.

Химические методы основаны на способности соединений вступать в химические реакции друг с другом. Путем введения специальных реагентов, вызывающих определенные взаимодействия, токсичные загрязнители могут быть преобразованы в безвредные соединения, связанные в нерастворимые комплексы или нерастворимые осадки, которые легко удаляются фильтрацией или другими процессами разделения.

Физико-химические процессы объединяют воздействие физических явлений и химических реагентов на обрабатываемую воду. Эти процессы основаны на свойствах удаляемых примесей, которые активируются специально введенными веществами, приводящими в движение химические и физические процессы. Химико-физическая очистка используется для удаления неорганических загрязнителей, а также органических веществ, ионов металлов и растворенных газов.

Биологические процессы очистки — это относительно новые, но перспективные методы удаления нежелательных элементов и соединений из воды при участии живой микрофлоры, особенно бактерий и грибов. Суть заключается в избирательном поглощении загрязняющих веществ из воды живыми организмами в качестве питательных веществ для их жизнедеятельности.

Что входит в состав биологических методов очистки воды

Биологическая очистка воды чаще всего используется в закрытых системах водоснабжения путем адсорбции и окисления загрязняющих веществ в предварительно подготовленном слое активного ила. Компонент осадка находится в нижней части устройства, а его часть — в плавающей твердой насадке. Способность микроорганизмов избирательно поглощать эти или другие органические и неорганические соединения из очищенной воды в качестве пищи позволяет подбирать виды живых бактерий для биологической очистки воды определенного химического состава. Нитробактерии Nitrosomonas окисляют соединения азота в течение своего жизненного цикла, а серные бактерии нейтрализуют сероводород.

Микроорганизмы, участвующие в биологической очистке воды, содержатся в виде колоний в серо-коричневом, землисто-пахнущем осадке — активном иле. Он легко оседает и опускается на дно, что позволяет быстро отделить чистую воду от осадка. Все микроорганизмы для биологической очистки воды делятся на две категории, в зависимости от условий, в которых они активны. Аэробной микрофлоре для жизни и начала окислительных процессов необходим кислород. В отличие от них, анаэробные бактерии питаются только в бескислородной среде и поглощают активные питательные вещества. В зависимости от типа выбранных микроорганизмов адаптируются условия эксплуатации установок биологической очистки воды.

Процесс очистки воды осуществляется в специальных сооружениях:

• биологические пруды и поля фильтрации,
• биологические фильтры,
• воздушные резервуары и вторичные резервуары.

Специальные микроорганизмы в активном иле действуют как биосоциальная минерализующая микрофлора, способная адсорбировать и окислять органические и неорганические соединения на поверхности. Во всех структурах, за исключением конверсионных резервуаров, процессы окисления происходят с участием кислорода.

Биологические пруды как метод очистки

Биологические пруды — это искусственно или естественно созданные водоемы со свободной аэрацией, на дне которых в активном иле живут микроорганизмы. Прудовые растения, особенно ноготки, камыш, плавающие цветы, тростник и ноготки, оказывают положительное влияние на биологическую очистку воды.

Поля фильтрации следует создавать на участках с суглинистыми, глинистыми, торфяными или песчаными почвами. Вода проходит через почву как через фильтрующий материал. Микроорганизмы, живущие в почве, одновременно очищают воду от растворенных и взвешенных примесей. Это самый простой тип аэробной биологической очистки воды, который не эффективен при наличии высоких концентраций загрязняющих веществ и большого потока воды, но совершенно недорог и не требует постоянного контроля со стороны человека.

Биологическая очистка на фильтрах

Биофильтр работает по принципу естественной фильтрации. Водный раствор пропускается через слой предварительно покрытой биопленки аэробной микрофлоры. Для того чтобы живые организмы активно расщепляли загрязняющие вещества, вода в биофильтре вынуждена двигаться. Но возможна и естественная циркуляция воздуха.

Аэротенки и метатенки

В зависимости от технологических требований, мембранный реактор может использоваться как для окончательной очистки (перед стадией дезинфекции), так и для предварительной обработки перед нанофильтрацией и обратным осмосом, если требуется опреснение воды.

Использование биофильтров широко распространено в закрытых системах аквакультуры, таких как системы рециркуляции. Существует множество различных конструкций с разными преимуществами и недостатками, но их функция одинакова: уменьшение водообмена путем преобразования аммиака в нитрат. Аммиак образуется при выделении гуминовых веществ жабрами водных животных и при разложении органического материала. Поскольку аммиак-N очень токсичен, он преобразуется в менее токсичную форму нитрита (Nitrosomonas sp.), а затем в еще менее токсичную форму нитрата (Nitrobacter sp.). Этот «процесс нитрификации» требует кислорода (аэробные условия), без которого биофильтр может выйти из строя. Кроме того, требуется использование буферов, таких как известь.

Проблемы окружающей среды и здоровья, связанные с большим объемом сточных вод, привели к разработке новых и усовершенствованных систем очистки. Сначала в отдельных разделах представлены различные системы и методы окисления, а также мембранные реакторы и биореакторы. В качестве цели обсуждаются комбинации передовых подходов к окислению в роли предварительной обработки, последующей обработки и одновременной обработки с использованием биологических реакторов и простых мембранных реакторов.

Биофильтрация сточных вод — это особый процесс по сравнению с другими видами биологической очистки, поскольку микроорганизмы прикрепляются к носителю, и сточные воды проходят через него для очистки. Технологию процесса биофильтрации можно разделить на две категории: самоприкрепляющиеся природные системы (традиционные) и искусственное прикрепление микроорганизмов к полимерным материалам (последние научные разработки).

В современных системах биофильтрации микроорганизмы либо иммобилизованы в субстрате, либо захвачены мембранами, либо инкапсулированы. По сравнению с традиционными технологиями с твердыми мембранами, они часто обеспечивают более высокую биохимическую потребность в кислороде (БПК) и лучшее удаление взвешенных твердых частиц. Дальнейшее улучшение удаления БПК и взвешенных частиц из сточных вод возможно путем контроля механизмов и параметров, которые усиливают удаление биопленок на искусственных поверхностях.

Если на вашем промышленном или муниципальном предприятии образуются сточные воды, содержащие органические вещества, биологическая очистка сточных вод может стать правильным выбором для вашего предприятия. Эти системы могут стать эффективной и экономичной технологией для разложения и удаления органических загрязнений из отходов, образующихся в пищевой, химической, нефтегазовой и коммунальной промышленности.

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

Наш инженер-технолог ответит на ваши вопросы, приведет примеры из промышленности и соберет информацию для выбора оборудования и проведения тендера ТКП.

Система очистки сточных вод биофильтрацией

Но что такое биофильтрационная станция очистки сточных вод и как она работает?

Хотя термин биофильтрация может заставить вас вспомнить о таком типе мембран, как обратный осмос, эти системы не просто фильтруют загрязняющие вещества путем разделения, а используют бактерии для расщепления и поглощения нежелательных загрязняющих веществ.

В первую очередь эти системы используются для борьбы с неприятным запахом, они способны разлагать соединения в воздушной или газовой фазе, но также применяются для очистки сточных вод, о чем мы и говорим.

Как уже упоминалось, биофильтрация использует бактерии для разложения загрязняющих веществ из промышленных сточных вод. Эти бактерии иммобилизованы в среде, которая обеспечивает им большую площадь поверхности для размножения. Такие крупноповерхностные носители имеют различные формы. Например, когда в конце 19 века была разработана биофильтрация для сточных вод, использовались различные виды гравия и щебня. Затем, когда мы начали использовать пластик, появились пластиковые кольца и гофрированный пластик.

Эти блоки и материалы встраиваются в биореактор.

Биофильтрация обычно очень хорошо справляется со всеми мелкими органическими соединениями, такими как водород, сахара, спирты и алифатические соединения.

Некоторые из этих соединений разлагаются быстро, другие медленно, а третьи очень, очень медленно, например, галогенированные углеводороды или сложные ароматические соединения. В этих случаях следует рассмотреть конструкцию системы биофильтрации. Более крупные биофильтры с большим временем пребывания необходимы для того, чтобы бактерии могли расщеплять более твердые и сложные соединения.

Конструкция системы должна обеспечивать бактериям все необходимое для уничтожения загрязняющих веществ:

• иметь достаточно кислорода
• кислород имеет достаточно кислорода; кислород имеет достаточно кислорода; кислород имеет достаточно кислорода; кислород имеет достаточно кислорода; кислород имеет достаточно кислорода; кислород имеет достаточно кислорода; кислород имеет достаточно кислорода; кислород имеет правильный диапазон pH
• они содержат необходимое количество азота, фосфора, углерода и т.д.

Система предназначена для контроля окружающей среды, чтобы бактерии могли расти естественным образом, а загрязняющие вещества удалялись должным образом, чтобы грязная вода поступала в систему, а очищенная выходила из нее.

Блоки биологической загрузки как элемент биофильтра

Термин «биологический фильтр» или «биофильтр» в очистке сточных вод включает все процессы, которые сочетают биологическую очистку путем адгезивного роста с удержанием взвешенных твердых частиц.

Это приводит к более высокой концентрации и, прежде всего, к более высокой активности биомассы, чем при использовании активного ила. По сравнению с активным илом этот метод имеет следующие основные преимущества:

• Экономия места за счет отсутствия этапа осветления. Благодаря компактной форме системы, конструкции легче укрывать, что позволяет контролировать запахи и шумовое загрязнение, а также создавать эстетически приемлемые растения.
• Риск вымывания отсутствует, так как биомасса прикреплена к подушке, которая служит для адаптации к изменениям потока.
• Подходит для использования с разбавленными сточными водами, так как скорость воды может быть очень высокой (см. ниже) без ущерба для очистки.
• Модульная конструкция и простая автоматизация (сравнимо с батареями фильтров для установок питьевой воды).

Преимуществом нашей загрузки является большая площадь поверхности, изготовление из высококачественного полипропилена, высокая механическая прочность, отсутствие вредных соединений при эксплуатации, создание оптимальных потоков, способствующих быстрому росту биомассы активного ила.

Одной из особенностей установки наших агрегатов является их размещение над системой аэрации. Мы используем мелкопузырчатую аэрацию, которая также способствует быстрому росту микроорганизмов. Технология позволяет очищать установленные блоки BBR за счет увеличенного воздушного потока аэратора.

В начале 1980-х годов были разработаны реакторы, в которых кислород транспортировался внутри реактора. В этом случае правильное направление потока воздуха и воды чрезвычайно важно. Практика фильтрации питьевой воды привела к первому подходу, при котором реакторы были сконструированы с нисходящим потоком против потока воздуха. Этот метод вызывает ряд проблем:

• Обрастание поверхности взвешенными твердыми частицами. Восходящий поток воздуха предотвращает фронтальную фильтрацию и глубокое загрязнение. Это приводит к быстрому увеличению перепада давления со снижением эффективности обработки и сокращению продолжительности циклов.
• Удержание воздуха. Обратный поток воды и воздуха заставляет пузырьки воздуха сливаться вместе. В материале образуются воздушные карманы, что приводит к «воздушному связыванию».
• Развитие неприятных запахов. Неочищенные сточные воды находятся в верхней части фильтра, где пузырьки газа вызывают испарение продуктов с неприятным запахом.

ООО НПО «Агростройсервис» имеет более чем 30-летний опыт в разработке и производстве специальных систем очистки сточных вод. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас есть какие-либо вопросы. Мы поможем вам найти подходящее решение и предоставим реалистичную смету для вашей системы биологической очистки сточных вод. Звоните по телефону 8-800-222-45-62.

Аэробные бактерии и простейшие значительно замедляются, когда температура воды опускается ниже +6 градусов Цельсия. Когда вода замерзает, она больше не очищается, поскольку микроорганизмы полностью прекращают свою жизнедеятельность.

Состав и работа биофильтров

Биологические фильтры могут состоять из:

• Корпус фильтра — фильтрующий материал, который находится в емкости, доступной для поступающей воды. Заполнители (пластик, шлак, щебень, керамзит и т.д.) должны иметь низкую плотность и большую площадь поверхности,
• устройство распределения воды, позволяющее равномерно орошать фильтрующий материал грязной водой,
• дренаж,
• Устройство распределения воздуха — обеспечивает кислород для реакций окисления.

Процессы окисления в биофильтрах схожи с процессами окисления в полевых оросителях или биологических очистных сооружениях, но более интенсивны.

Загрузочная масса очищает воду от нерастворимых примесей, которые остаются после прохождения через отстойники. Биопленка поглощает растворенное органическое вещество. Микроорганизмы в биопленке живут за счет окисления органических веществ. Часть органического вещества также используется для увеличения биомассы. Происходят два эффективных действия: разрушение водой ненужных органических веществ и увеличение биопленки. Отмершая часть пленки выносится вместе с потоком сточных вод. Кислород поступает естественным и искусственным путем через аэрацию.

Расчет биофильтров

Капельные биофильтры

Расчет производится для определения фактической толщины наносов и характеристик водораспределителя, доли стока и диаметра каналов, отводящих воду.

Фактический размер массы загрузки рассчитывается по окислительной способности — ОМ; ОМ — это масса кислорода, необходимая в день. На него влияют температура воды и окружающей среды, материал груза, тип загрязнения, тип воздухообмена и т.д. Если среднегодовая температура ниже 3 градусов, биофильтр перемещают в более теплое помещение с возможностью обогрева и пятикратным притоком свежего воздуха.

Часто используется следующий алгоритм:

1. Определите коэффициент K как произведение БПК20 притекающей и оттекающей воды.
2. Используя таблицы, определите высоту фильтра и допустимую гидравлическую нагрузку в зависимости от средней зимней температуры окружающей среды и K
3. Общая площадь определяется путем деления входящего потока воды на гидравлическую нагрузку.

Высоконагружаемые биофильтры

Для этого существует точный метод расчета:

1. Определяется допустимая концентрация загрязнений в поступающей воде: Коэффициент, указанный в таблице K, умножается на БПК вытекающей воды.
2. Коэффициент рециркуляции рассчитывается по специальной формуле. Она равна произведению двух разностей: БПК поступающей сточной воды минус ее допустимая концентрация и допустимая концентрация минус БПК очищенной воды.
3. Площадь фильтра представляет собой произведение объема среднесуточного потока воды, увеличенного на отношение обратного потока к потоку сточных вод, и коэффициента из пункта 2. Это значение делится на допустимую нагрузку и температуру.

Существуют и другие методы расчета биологических фильтров, которые используют сложные формулы и дают более точные результаты.

Вентиляция биофильтров

Как упоминалось ранее, существует два типа оксигенации для биофильтров: искусственная и естественная. Тип аэрации зависит от климатических условий и типа фильтра.

Для высоконапорных биофильтров используются вентиляторы низкого давления — EVR, CF. Воздушные фильтры требуют искусственной вентиляции. Если вы устанавливаете биофильтр в закрытом помещении, необходимо также обеспечить приток принудительного воздуха.

Обеспечьте постоянную циркуляцию воздуха, так как перерывы могут повысить температуру до 60 градусов и вызвать неприятный запах из-за разложения отработанной биопленки.

Биофильтр эффективен при температуре выше 6 градусов. Если температура воды ниже, необходимо подогреть подаваемую воду.

Чтобы предотвратить перегрев фильтра в зимний период, была установлена ветрозащита в виде купола и уменьшен неравномерный поток сточных вод. Существует также ограничение на подачу холодного воздуха: можно подавать только 20 кубических метров на квадратный метр в час. В вентиляционные решетки вставляются жалюзи и экраны из текстильных материалов.

Толщина биопленки влияет на баланс в фильтре. Большая толщина может привести к прекращению поглощения кислорода и началу разложения. Чаще всего его можно встретить в фильтрах струйной очистки.

Ранее предполагалось, что естественное насыщение кислородом происходит только за счет разницы температур. Сегодня доказано, что на естественную аэрацию влияют диффузионные процессы в окислительно-восстановительных реакциях.

Аэробные бактерии и простейшие значительно замедляются, когда температура воды опускается ниже +6 градусов Цельсия. Когда вода замерзает, она больше не очищается, поскольку микроорганизмы полностью прекращают свою жизнедеятельность.

Биофильтры: расчет, принцип работы, преимущества

Биологические фильтры или биофильтры — это система биологической очистки воздуха или воды от органических соединений.

Биофильтры подходят для очистки органических соединений и частиц пыли различного происхождения, неприятные запахиФенол и формальдегид, различные аэрозоли, пары, смеси кислот.

Области применения: Очистные сооружения, свалки твердых бытовых отходов, мусороперерабатывающие заводы, красильные заводы, предприятия пищевой промышленности, сельское хозяйство и т.д.

Этапы расчета биофильтра

1. Определите тип загрязнения, чтобы выбрать подходящую бактерию.
2. Рассчитайте объем бака, чтобы правильно распределить бактерии в биофильтре.
3. Рассчитайте оптимальную скорость фильтрации и распределите поток загрязняющих веществ так, чтобы бактерии успели разложить загрязняющие вещества.
4. Разработайте габаритный дизайн.

В зависимости от типа производства и соединений, фильтр имеет различные характеристики. Каждый параметр в таблице различается в зависимости от области применения заказчика.

В примере биологический фильтр «Solar bioмы показываем, какие технические характеристики могут быть сделаны.

Расход воздуха, м³/ч? 100 Потребление энергии (без вентилятора)? Нет Аэродинамическое сопротивление, Па; до 1000 Степень очистки, 80-98% Влажность, до 100% Температура на входе, °C? 10-36

Как происходит очистка в биофильтре

Принцип работы биофильтра основан на естественной способности микроорганизмов удалять органические и неорганические летучие вещества из проходящих через него загрязнений. Они также окисляют искусственные органические вещества и разлагают их на воду и углекислый газ.

Самым важным фильтрующим элементом биофильтра для очистки воздуха и воды является фильтрующий слой. Микроорганизмы образуют биологически активную пленку на поверхности твердой пористой среды. Токсичные вещества из воздуха проходят через фильтрующий материал, который их адсорбирует.

Затем эти вещества попадают в микробные клетки в растворенном виде, поглощаются ими и разлагаются. В качестве опор для фильтрующего слоя используются природные материалы. Эти материалы содержат различные минералы и вещества, необходимые для роста микроорганизмов.

Очиститель воздуха (газовый) может активно работать при влажности от 60 % до 100 % включительно. Это связано с тем, что все химические реакции по нейтрализации вредных выбросов осуществляются с помощью отходов жизнедеятельности микроорганизмов (ферментов). Микроорганизмы лучше всего растут во влажной среде.

Принцип работы биофильтра основан на естественной способности микроорганизмов удалять органические и неорганические летучие вещества из проходящих через него загрязнений. Они также окисляют искусственные органические вещества и разлагают их на воду и углекислый газ.

Преимущества и недостатки метода

Биологическая очистка сточных вод имеет значительные преимущества:

• Небольшое количество отходов. В результате обработки образуются простые соединения, которые можно легко удалить из жидкости. Вырабатываемый метан используется для отопления зданий, а осадок — для удобрения почвы.
• Автономная работа устройств. Они не требуют добавления реагентов, и процессами может управлять один человек.
• Доступная стоимость процесса по сравнению с другими методами очистки.
• Это экологический и естественный процесс. Такая обработка не наносит вреда природным ресурсам и экосистемам.

Этот метод также имеет недостатки:

• Трудно поддерживать стабильное количество микроорганизмов. Трудно поддерживать постоянное количество микроорганизмов, а уменьшение их числа приводит к недостаточной очистке сточных вод.
• Строительство станции очистки сточных вод может потребовать больших финансовых затрат. Со временем инвестиции окупаются.
• Важность строгого соблюдения лечения жидкостью. Несоблюдение правил поставит под угрозу эффективность процесса.
• Не все виды органических материалов могут быть переработаны. Токсичные вещества могут уничтожать бактерии, поэтому важно тщательно проверять воду на их наличие и вовремя удалять токсины.

Аэрация фильтра важна во время работы. Концентрация кислорода не должна опускаться ниже 2 мг/л. Следите за тем, чтобы полость под сливом и над полом регулярно очищалась.

Что это такое?

Биологическая очистка сточных вод — это многоэтапный процесс удаления потенциально опасных веществ, реагентов и химикатов из сточных вод путем их разложения специально разработанными бактериями и другими одноклеточными организмами (простейшими). Биоремедиация — это этап, который заменяет механические и физико-химические методы в общем процессе очистки сточных вод.

Принцип действия заключается в разложении органического материала на простые газы. К ним относятся углекислый газ, водород, оксиды азота, аммиак и сероводород. Органические — в основном метан, но также могут быть обнаружены метанол, уксусная кислота и ацетон. Органический материал — жиры, углеводы, неразложившиеся белки — является источником пищи (и, следовательно, энергии) для микроорганизмов, используемых в качестве септических одноклеточных культур.

Сточные воды, как уже упоминалось, содержат значительное количество аминокислот, нитратов и, возможно, аммиака. Азот, извлекаемый из этих реагентов, является жизненно важным элементом для одноклеточных организмов. Помимо азота, бактерии и простейшие также извлекают фосфор и калий из органического материала.

Если количество азота, фосфора и калия в сточных водах увеличено, микроорганизмы работают быстрее. В результате происходит более тщательная очистка.

Основные методы

В природе (без техногенных процессов) сточные воды малого объема имеют низкую концентрацию выбросов, которые со временем саморазрушаются. Значительный уровень развития различных отраслей человеческой деятельности оперирует объемами сточных вод, на порядок превышающими те, которые генерировались населением Земли в древние или доисторические времена. Существуют различные виды очистки сточных вод: механическая, физико-химическая и биологическая.

При механическом методе в системе устанавливаются грохот, сито и фильтры. Грохот и сито улавливают, например, крупный мусор и крупный песок. Пескоуловитель — это специальный контейнер, в котором мелкий песок оседает на дно. Фильтр способен задерживать глину (суглинок и ил, взвешенные в течение более одного часа), шлак и нерастворимые соли. Нерастворимые соли частично удаляются.

Одним из химико-физических подтипов является жироотделитель. Масла и жиры легче воды — они собираются на поверхности, а вода, очищенная от этих капель, опускается глубже. Для удаления растворимых солей и некоторых органических веществ из сточных вод в них добавляют реагенты, которые вступают в реакцию с этими примесями, образуя нерастворимый осадок. Например, оксид железа, растворимый в воде, раскисляется (в воду добавляется воздух или кислород). Окисленное железо превращается в ржавчину и выпадает в осадок или фильтруется. При физико-химическом методе сточные воды должны отстаиваться в течение более длительного времени — удаляются все нерастворимые реагенты и жировой слой.

Физико-химический метод также характеризуется электролизом: Соли, кислоты и щелочи, которые могут присутствовать в сточных водах, вступают в реакцию с металлами на экранах электродов. Они превращаются в нерастворимые соли и выпадают в осадок или всплывают.

Наконец, биоочистка воды — это селективная реакция одноклеточных организмов на определенные загрязнители. Например, генетически модифицированные бациллы — вид одноклеточных экстремофилов — расщепляют фекалии и мочу на более простые компоненты.

Естественные

Естественные процессы, происходящие в воде, почве и растениях, используются для естественной очистки сточных вод. Вредные для окружающей среды реагенты связываются ими, преобразуются сначала в минералы, а затем в другие, более безвредные аналоги или переносятся.

Например, переработка нефти в морской среде, которая содержит весь спектр известных культур одноклеточных. По сути, процесс происходит следующим образом: Случайный разлив нефти со временем разлагается на летучие и газообразные углеводороды. Обратная сторона — парниковый эффект, который вызывает ежегодное повышение температуры на 20 лет: метан разлагается в десятки раз медленнее, чем, например, углекислый газ, который превращается растениями в кислород.

Биореактор не ограничивается любой системой сточных вод для биоремедиации. Это лишь один из способов избавить воду от вредных загрязнений. Общая конструкция станции аэробной очистки сточных вод включает в себя несколько компонентов.

• Сточные воды с завода подключены к первичному осветлителю. Во время этого процесса грубые и нерастворимые компоненты оседают на дно.
• Частично отстоявшиеся сточные воды обрабатываются воздухом во второй камере. Аэробная микрофлора разлагает крупные органические остатки.
• В последней камере сточные воды проходят химическую очистку. Легкие фракции всплывают вверх, а тяжелые падают на дно.
• Нижняя среда имеет известковый слой, который был искусственно заполнен. Известь вступает в реакцию с высокореакционными примесями.
• Наконец, устанавливается биофильтр тонкой очистки — степень очистки сточных вод достигает 99 %.

Анаэробный блок характеризуется другой системой.

• Сточные воды из установки поступают в камеру, где анаэробные бактерии производят метан, углекислый газ и сероводород. Эти продукты можно подавать в трубопровод — метан используется как природный газ.
• Перебродивший осадок поступает во вторичную камеру — центрифугу, где осадок удаляется из воды. Очищенные стоки сбрасываются в озеро или реку.
• Сухой остаток, который удаляется из воды барабанной сушилкой, обеззараживается ультрафиолетом, озоном или хлором и распределяется на сельскохозяйственных землях в виде компоста.

Анаэробная очистка также проводится в герметично закрытой яме. В случае аэробного резервуара вокруг него возводится ограждение, чтобы предотвратить доступ посторонних, и резервуар становится своего рода водоохранной зоной.

Очиститель воздуха (газовый) может активно работать при влажности от 60 % до 100 % включительно. Это связано с тем, что все химические реакции по нейтрализации вредных выбросов осуществляются с помощью отходов жизнедеятельности микроорганизмов (ферментов). Микроорганизмы лучше всего растут во влажной среде.

Схема

Поскольку биологический реактор является лишь одним из этапов сложной системы очистки сточных вод, система биологической очистки выглядит следующим образом:

• Сточные воды поступают в предварительную камеру (отстойник), где оседают более крупные включения,
• Затем частично осветленные сточные воды направляются во вторую камеру, где они насыщаются кислородом, а крупные органические частицы расщепляются колониями микроорганизмов,
• Насыщенные кислородом сточные воды поступают в камеру биореактора, где происходит разложение органических компонентов; последняя камера используется для окончательной очистки под действием силы тяжести.

Внимание: Дно обычно заполняется известью, которая эффективно соединяет химически активные элементы. На выходе из устройства может быть установлен дополнительный биологический фильтр, который увеличивает степень очистки до 99 процентов.

Отзывы: преимущества и недостатки

Как показывает практика, основные преимущества биологической очистки сточных вод заключаются в следующем:

• Низкая стоимость (стоимость единицы очистки сточных вод значительно ниже, чем механическая или химическая очистка сточных вод),
• Надежность,
• отсутствие регулярной закупки расходных материалов (теоретически микроорганизмы не нуждаются в замене, поскольку являются самовоспроизводящимися организмами, однако на практике колонии необходимо заменять, но не чаще, чем раз в пять-шесть лет),
• экологичность,
• высокий уровень очистки сточных вод (до 99%).

Доочистка

После биологической очистки сточные воды могут сбрасываться непосредственно в почву или повторно использоваться для полива сельскохозяйственных культур. В некоторых случаях сброс очищенных сточных вод в водоемы разрешен, но в большинстве случаев остаточные органические соединения, питательные вещества, поверхностно-активные вещества и бактериальные загрязнения, содержащиеся в биологически очищенных сточных водах, оказывают негативное воздействие на водоемы. Поэтому промышленные сточные воды должны быть очищены до:

• Уменьшение количества взвешенных твердых частиц,
• снижение ХПК, БПК и поверхностно-активных веществ, азота и фосфора
• дезинфекция,
• насыщение кислородом сточных вод при сбросе в водоемы рыбохозяйственного назначения.

Наиболее часто используемым прибором для глубокой очистки является погружной, загруженный биологический реактор. В некоторых случаях эта часть растения может использоваться в качестве нитрификатора-денитрификатора.

Выбор установки предварительной очистки зависит как от местных условий, так и от требований к качеству очищенных сточных вод. В любом случае, потребуется частичная реконструкция станции глубокой очистки сточных вод.

Поэтому биологическая очистка сточных вод является не только выгодной, но и наиболее эффективной по сравнению с другими методами очистки.