8.1 Показатели загрязненности сточных вод: хпк и бпк. Общая характеристика биотехнологических способов обработки стоков. Преимущества биотехнологического метода

Главным действующим началом БТ очистки сточных вод явл м/о, к-рые исп в качестве пит в-в и источников энергии орг и неорг соединения, содержащиеся в водах. Большинство соединений они разлагают до CO2 n Н2О.

Достоинства метода:

1. удаляются широкий спектр загрязнений

2. самоподстраиваемость системы к изменению спектра и концентрации загрязнений.

3. Простота аппаратного оборудования

4. Невыс эксплуатационные затраты

На всех этапах очистки сточных вод ведется строгий контроль за качественным составом воды. При этом проводится детальный анализ состава сточной воды с выяснением не только концентраций тех или иных соединений, но и более полное определение качественного и количественного состава загрязнителей.

Общие показатели загрязненности вод:

1. органолептические (цвет, вид, запах, прозрачность, мутность)

2. физико-хим

3. соед-ния нерастворимых примесей

4. конц-ция растворенных в-в

5. химическое потребление кислорода ХПК

6. биохимическое потребление кислорода БПК

При определении содержания органических веществ широко используются два способа: химическое потребление кислорода и биохимическое потребление кислорода. В первом случае методика основана на окислении веществ, присутствующих в сточных водах, 0,25% раствором дихромата калия при кипячении пробы в течение 2 часов в 50% (по объему) растворе серной кислоты. Для полноты окисления органических веществ используется катализатор - сульфат серебра. Дихроматный способ достаточно прост и легко автоматизируется, что обуславливает его широкое распространение.

Биохимическое потребление кислорода измеряется количеством кислорода, расходуемым микроорганизмами при аэробном биологическом разложении веществ, содержащихся в сточных водах при стандартных условиях за определенный интервал времени. Определение БПК требует специальной аппаратуры. В герметичный ферментер помещается определенное количество исследуемой сточной воды, которую засевают микроорганизмами. В процессе культивирования регистрируется изменение количества кислорода, пошедшего на окисление соединения, присутствующего в сточных водах. Лучше всего культивировать микроорганизмы из уже работающих биологических систем, адаптированных к данному спектру загрязнений. В зависимости от временеи затрач на культивирование разл БПК₅, БПК₂₀ и БПК_п (за 5, 20 суток, до полного окисления). Измерение БПК₅ проводят для стоков, легко усваиваемые соединения (углеводы, низшие спирты). Для стоков, содерж большой спектр орг соед, опред БПК_п. Стоки кислой и щелочной среды перед БПК нейтрализуют.

Важное значение имеет кол-во и кач-во микрофлоры. Лучше исп-ть м/ф уже работающих биосистем адаптированных к данному спектру загрязнений.

В зав-сти от того в каких условиях аэробных или анаэробных проводят очистку сточных вод, разраб 2 принципиально разных способа очистки. В целом всю систему очистки можно разделить на 4 основных операции:

1) первичная обработка – происходит усреднение, осветвление сточных вод от механических примесей (усреднители, песколовки, решетки, отстойники).

2) аэробная очистка сточных вод. Разрушение растворенных органических веществ при участии аэробных микроорганизмов. Образующийся ил, состоящий главным образом из микробных клеток, либо удаляется, либо перекачивается в реактор. При технологии, использующей активный ил, часть его возвращается в аэрационный тенк.

3) химическое осаждение и разделение некот веществ (N и P), т.е. сис-ма доочистки (необязательно)

4) анаэробное разложение соединений, в том числе образовавшихся на первом и втором этапах. При этом уменьшается объем осадка и количество патогенов, устраняется запах и образуется ценное органическое топливо - метан.

Рис. 6. Принципиальная схема очистных сооружений:

1 - пескоуловители; 2 - первичные отстойники; 3 - аэротенк; 4 - вторичные отстойники; 5 - биологические пруды; 6 - осветление; 7 - реагентная обработка; 8 - метатенк; АИ - активный ил

9.1 Аэробные процессы биотехнологической очистки сточных вод. Характеристика активного ила. Основные параметры процесса: температура, рН, концентрация растворенного кислорода и др. Технология процесса.

Аэробные способы очистки сточных вод делятся на 2 большие группы: экстенсивные и интенсивные.

Экстенсивные способы очистки осущ на полях орошения в биопрудах. Состав биоценоза прудов определяется глубиной нахождения групп микроорганизмов: в верхних словах развиваются аэробы, в придонных – анаэробы и факультативные аэробы – там осущ метановое брожение. Насыщение воды кислородом происходит засчет фотосинтеза, осуществляемого водорослями. В прудах представлена микро- и макрофауна. В таких биопрудах хорошо удаляются нефтепродукты, фенолы и другая органика. В некот случаях воду подвергают хлорированию или озонированию.

Очистка вод интенсивными способами также протекает в условиях естественно возникшего биоценоза, но в специальных сооружениях – аэротенках – это открытое железобетонное сооружение, через которое пропускается сточная вода и активный ил и всё это в течение всего процесса аэрируется. В аэротенке поддерживаются благоприятные условия для жизнедеятельности организмов. В азротенке микроорганизмы (м/о) с веществами сточных вод обр активный ил – субстанция темно-коричневого цвета, состоящая из хлопьев размером несколько сотен мкм и состоящая на 70% из живых м/о: дрожжи, грибы и различные виды бактерий (Actinomyces, Azotobacter, Bacillus, Sarcina, Pseudomonos) и на 30% из веществ неорганической природы, т.е. это симбиоз популяций, покрытых общей слизистой оболочкой.

В зависимости от стоков и условий внешней среды та или иная группа бактерий может быть доминирующей. Важная роль принадлежит простейшим, сами они не принимают участия в утилизации органических веществ, но регулируют видовой и возрастной состав м/о активного ила. Среди простейших встречаются различные виды инфузорий.

Показателем качества активного ила является коэффициент протозойности – отражает соотношение кол-ва клеток простейших к кол-ву бактериальных клеток. В высококачественном активном иле на 1 млн. бактериальных клеток приходится 10-15 клеток простейших.

Для снабжения м/о кислородом сточные воды постоянно перемешивают и обогощают воздухом, он не дает хлопьям активного ила конгламерировать, они находятся во взвешенном состоянии и хорошо снабжаются кислородом.

При очистке вод контролируют температуру, рН, конц-цию кислорода, кол-во токсических примесей, кол-во простейших и скорость перемешивания. Избыток активного ила используется в качестве удобрений или перерабатывается в метантенке.

В целом всю систему очистки можно разделить на 4 основных операции:

1) первичная обработка – происходит усреднение, осветвление сточных вод от механических примесей (усреднители, песколовки, решетки, отстойники).

2) аэробная очистка сточных вод. Разрушение растворенных органических веществ при участии аэробных микроорганизмов. Образующийся ил, состоящий главным образом из микробных клеток, либо удаляется, либо перекачивается в реактор. При технологии, использующей активный ил, часть его возвращается в аэрационный тенк.

3) химическое осаждение и разделение некот веществ (N и P), т.е. сис-ма доочистки (необязательно)

4) анаэробное разложение соединений, в том числе образовавшихся на первом и втором этапах.

Рис. 6. Принципиальная схема очистных сооружений:

1 - пескоуловители; 2 - первичные отстойники; 3 - аэротенк; 4 - вторичные отстойники; 5 - биологические пруды; 6 - осветление; 7 - реагентная обработка; 8 - метатенк; АИ - активный ил