Людство не може обходиться без води. Вода — це життя. Вода — це виробництво. Вода — це розвиток нашої цивілізації. Цінність води як ресурсу підкріплюється також її здатністю до відновлення і відновлення. Тому до моменту повернення в природне середовище слід провести заходи з очищення стічних вод. Детальніше Prof Build розповів Ігор Вихристюк, директор ТОВ "Спец буд інжиніринг".
Цілі та завдання біологічного очищення води
- Очищення стічних вод — це послідовність кроків з видалення органічних і неорганічних забруднень промислових, господарських, побутових стоків.
Нині очищення води містить у собі наведені нижче методи:
Необхідність очищення стічних вод
Людство з давніх часів усвідомлювало цінність води і розуміло необхідність її очищення. Перш ніж повернути воду природі, людина давнини відстоювала її в резервуарах. Розшаровуючись, верхній шар води повертався в природу, а осад слугував добривом. Ще багато тисячоліть тому людство помітило здатність води до самоочищення. Нам, людям сучасності, звісно, зрозумілі хімічні процеси розкладання на найпростіші речовини та знезараження за допомогою сонячного ультрафіолету.
Принцип біологічних очисних споруд придуманий самою природою. Однак нині розвиток людської цивілізації йде такими прогресуючими темпами, що у нас просто немає часу на очікування очищення стоків природним способом.
Друга проблема, що стоїть перед сучасною людиною, — це зростання споживання водних ресурсів, а відповідно і зростання кількості стоків, зростання обсягів води, які потрібно повернути природі. У нас немає таких площ і територій для того, щоб стоки самоочищалися в природних умовах.
Час і простір — це ті чинники, які людина ставить на чільне місце, взявши за основу метод природного біологічного очищення стічних вод, прискоривши його способом примусової (штучної) аерації.
Читайте також: Сталий розвиток у відбудові: чому сертифікація стає ключем до інвестицій
Сфера застосування біологічного очищення стічних вод.
Забруднення води визначається галузевими особливостями виробництв і потребами домогосподарств. Це підприємства ЖКГ, підприємства агропромислового комплексу, заводи з переробки нафти і нафтопродуктів, целюлозно-паперова промисловість, виробництво і вироблення шкіри, спиртова, харчова промисловість, СТО, АЗС, підприємства громадського харчування, туристична галузь тощо. У кожній конкретній місцевості стік за своїм хімічним складом буде різним. Відповідно, слід використовувати розрахункові показники якості води на вході, щоб ухвалити рішення про спосіб очищення стоків.
До стічних вод відносять також атмосферні опади.
Як видно, склад стічних вод завжди відрізнятиметься і залежатиме від галузі та регіону, де було взято проби. У найзагальнішому за складом усі забруднення стічних вод діляться на органічні та неорганічні.
У складі стоків можуть бути: хлоридні та азотні сполуки; органічні сполуки бензолу, глюкози, ацетону, етанолу тощо; калій; фосфор; кальцій; білки, жири, вуглеводи; фосфати, сульфати та інші сполуки.
Органічні забруднення під час розпаду створюють гнильні опади, що виділяють характерний запах каналізації. Саме для видалення органіки використовують біологічний метод очищення стічних вод
Механізм і технологія процесу біологічного очищення відпрацьованих стоків.
Механізм біологічного очищення стічних вод
Органіка, що міститься в стічних водах є чудовим середовищем, джерелом енергії та їжі для різноманітних мікроорганізмів, які своєю діяльністю руйнують складові органічні сполуки до простих амінокислот, білків тощо. Таким чином, колонії мікроорганізмів ростуть, самовідновлюються, а за надлишку «їжі» розмножуються понад нормативи.
Читайте також: Сонячна енергетика: показники ринку
Відмерлі колонії занурюються на дно резервуара і видаляються нарівні з надлишковими.
- Принцип біологічного очищення стоків заснований на здатності мікроорганізмів розщеплювати органічні сполуки до простих речовин - води, метану, сірководню, вуглекислого газу. Органіка - це джерело енергії для бактерій і найпростіших.
Технологія процесу біологічного очищення стоків
Ключовим компонентом у технології біоочищення є активний мул. Для багатьох цей агент викликає безліч запитань: «Мул як у річці?», “Як його зробити активним?”, “Від чого залежить його активність і ефективність?”.
- Активний мул — це специфічний біоценоз живих організмів, що переробляють забруднення стічних вод.
Біоценоз має певні характеристики, які розраховуються виходячи з потреб очищення стоків із заданими параметрами входу і планованими параметрами виходу стоку. Це означає, що склад активного мулу відрізнятиметься залежно від характеристик забруднень.
Які організми входять до складу активного мулу? Це бактерії, дріжджі, гриби, найпростіші, коловертки, кільчасті черв'яки та інші.
Для активного споживання бактеріями забруднень потрібно кілька умов:
У біологічних очисних спорудах використовують аеробні та анаеробні бактерії.
Рис. 3. Види аеробних і анаеробних бактерій, їхня класифікація та призначення в процесі біологічного очищення
| Аеробні бактерії | існують тільки в середовищі, що містить кисень. Вони повністю розщеплюють органіку до СО2 і Н2О, нарощуючи власну біомасу. Опишемо формулою цей процес: CxHyOz + O2 -> CO2 + H2O + біомаса бактерій, де CxHyOz - органічна речовина. |
| Анаеробні бактерії | живуть без кисню, через це приріст їхньої біомаси невеликий. Анаеробний тип бактерій використовується в безкисневому бродінні органічних сполук з утворенням метану. Формула: CxHyOz -> CH4 + CO2 + біомаса бактерій |
Які споруди та станції використовують для очищення забруднень стічних вод.
Різновиди способів біологічного очищення.
Усі способи біологічного очищення поділяються на природні та штучні.
|
Природні |
Штучні |
| Дренажні або фільтраційні поля | Біофільтри |
| Біопруди | Метатенки (анаеробні реактори) |
| Аеротенки (аеробні реактори) | |
| фільтрувальні колодязі | |
| піщано-гравійні фільтри | |
| канали циркуляційного окислення | |
| Станції біологічного очищення (біореактори) |
Технологічна схема процесу станції біологічного очищення стічних вод.
А тепер розглянемо, як на практиці працює очищення води біологічним способом в очисних спорудах.
Рис5. Технологічна схема процесу очищення стоків в очисній споруді.
В очисних спорудах біологічного типу процеси розщеплення органічних речовин відбуваються в одному резервуарі, але в різних відсіках (зонах). Це значно скорочує площу, що відводиться під станції біологічного очищення.
У Першій аноксидній зоні видаляються азоти нітратів із зворотного активного мулу, у другій - нітрати, що утворюються під час процесу нітрифікації в аеробній зоні, для забезпечення необхідної якості очищеної води за N-NO3.
На продуктивність процесу біологічного видалення фосфору впливають: скільки часу стік перебуває в анаеробній зоні, скільки часу стік потрібен для проходження аноксидної та аеробної зон, яка маса легкоокислюваних органічних сполук, вік активного мулу, концентрація нітратів в анаеробній зоні.
Читайте також: Зелена відбудова України
Плюси та мінуси всіх методів біологічного очищення
Таблиця 1. Ефективність очищення залежно від способу
| Занимаемая площадь | Скорость очистки | Потребность в воздухе | Типы загрязнений | Круглогодичная эксплуатация | |
| Поля фільтрації, біопруди | велика | низька | так | органічні | ні |
| Біологічні очисні споруди | Мала | висока | так | органічні | так |
Біологічне очищення води придумала сама природа. Однак розвиток нашої цивілізації вимагає прискорення природних процесів. У цьому разі штучне втручання людини в біологічний механізм очищення йде на користь природі:
- Скорочується час очищення води.
- У природу повертаються продукти розпаду стоків - вуглекислий газ, вода, метан. Надлишковий мул служить хорошим добривом.
- Низька вартість, оскільки для процесу біологічного очищення не потрібні додаткові реагенти або пристрої. Економія відбувається також за рахунок скорочення персоналу.
- Біологічне очищення стічних вод створює природний цикл природокористування.
І пам'ятайте основне: збереження природи і довкілля від забруднення каналізаційними стоками, правильне будівництво каналізації та використання засобів з переробки та очищення відходів має бути основним пріоритетом.