Биологично пречистване на отпадъчни води (Panin V
2.7. Почистване на канализацията
2.7.6. Биологично пречистване на отпадъчни води
2.7.6.1. Общо разбиране за биологичното пречистване на отпадъчни води
Биологичното пречистване на отпадъчни води е технологичен процес на пречистване на отпадъчни води, основан на способността на биологичните организми (редуктори) да разлагат замърсителите [15].
Биологичното унищожаване (окисляване) на замърсяващи органични вещества води до биоценоза, която обикновено включва бактерии, протозои, водорасли, гъбички, ротифери, червеи и др., Консумиращи органични вещества и превръщащи ги във вода и въглероден диоксид по време на дишането. Масовата пирамида на тази биоценоза е показана на фигура 2.8.
Фигура 2.8 - Пирамида от биомаса на биоценоза, унищожаваща (окисляващо) органично замърсяване на отпадъчните води
Обща схема за окисляване на органични замърсители при аеробни условия:
а) органични вещества + О2 + N (азот) + P (фосфор) ® микроорганизми + CO2 + H2O + биологично неокисляеми разтворени вещества;
б) микроорганизми + О2 ® CO2 + H2O + N + P + биологично неразрушима част от клетъчното вещество.
Реакцията (а) отразява окисляването на първоначалното органично замърсяване и образуването на нова биомаса; реакция (b) представлява процес на ендогенно (вътрешно) окисление на клетъчната материя, което се случва след използването на външен източник на хранене (органично замърсяване на отпадъчните води).
Ензимните реакции на окисляване на замърсяващите органични вещества, съдържащи се в отпадъчните води, протичат вътре в бактериалната клетка, където хранителните вещества трябва да влязат през нейната обвивка. Следователно важна роля в общия процес на окисляване принадлежи на извънклетъчното ензимно хидролитично разграждане на частиците и големите молекули на по-малки, съизмерими с размера на клетката.
2.7.6.2. Влияние на факторите върху биологичното пречистване на отпадъчни води
Температура. Като правило оптималните температури за аеробни процеси са 20 ... 30 ° C; има групи бактерии, функциониращи в други температурни диапазони: психофили - 10 ... 15 ° С, термофили - 50 ... 60 ° С и др. Ролята на температурата е свързана, по-специално, с температурната зависимост на разтворимостта на кислорода във вода.
Стойност на PH. Биологичното третиране е ефективно при pH = 5 ... 9, оптимално - при pH = 6,5 ... 7,5; има бактерии, склонни към кисела (гъби, дрожди, рН = 4 ... 6) или слабо алкална среда (актиномицети).
Съдържание на хранителни вещества. Биогенните елементи N и P са необходими за бактериалната клетка като „изграждащ“ (N) и енергиен (P) материал; елементите Mn, Zn, Cu, Mo и др. Също са необходими (в малки количества). [17 ].
Балансът на хранителните вещества за бактериите в отпадъчните води се определя от съотношението на BODp: N: P (N е азот на амониеви соли и P е фосфор под формата на разтворени фосфати). Оптималното съотношение за биологично пречистване на отпадъчните води се счита за 100: 5: 1, което е характерно за нефтопреработвателните предприятия; за производството на пластмаси от поливинилацетат например е 100: 3,9: 0,8.
Ниво на хранене - стойността на дневното натоварване за замърсяване по отношение на 1 m 3 от пречиствателната станция, изразено в BODp, на 1 g от безпепелната част от биомасата. Оптимално (класическо) дневно натоварване - 150 ... 400 mg BODp/g × ден.
Токсични вещества. Те могат да бъдат органични и неорганични вещества, ефектът им може да бъде микробостатичен (растежът и развитието на микроорганизмите се забавя) и убиващ (микробициден). Има ГДК за съоръжения за биологично пречистване.
2.7.6.3. Методи и съоръжения за биологично третиране
Естествени методи: почистване на почвата във филтрационни (напоителни) полета и почистване в биологични водоеми.
Биологично лечение на напоявани полета се крие във факта, че когато отпадъците протичат през почвения слой, суспендираните и колоидните вещества се адсорбират в последния, образувайки микробиологичен филм. Този филм окислява задържаните органични вещества и ги минерализира. Такива полета са оборудвани със система от входни, разпределителни и изходни конструкции. Най-простата версия на напоителното поле за пречистване на непромишлени отпадъчни води е описана в [6]. Необработените отпадъчни води от град Емитсбург (САЩ) първо влизат в езерцето, където се утаяват отломки и най-големите частици. Това е основната характеристика на пречистване на почти всички методи за биологично пречистване. Често вместо езерце се използват големи резервоари, наречени първични седиментационни резервоари. След това отпадъчните води се подават към полетата с обработваем слой от около 30 см. Тук се отглежда канарска трева - фуражно зърно, което активно абсорбира азот и други биогени от почвата. Глинестата водоустойчива почва образува лек наклон далеч от напоителната тръба: отпадъчните води се просмукват през горния слой на почвата и се вливат в дренажна канавка от другата страна на полето. Докато оттокът протича през почвата, биоценозата, която го населява (вж. Фигура 2.8), се разлага и асимилира органични отпадъци и обогатява почвата с хранителни вещества. Канарската трева абсорбира хранителни вещества, така че водата на изхода на полето е много чиста и почти лишена от тях. Тази вода се използва за напояване на фуражни култури, канарчетата се косят и подават на добитъка. По този начин биогените правят пълен цикъл, преминавайки от отпадъчните води в трева, в месо на животни, в хора, след това отново в канали и в почвата.