9. Биологическая очистка сточных вод

Биологическая очистка – метод очистки производственных ст вод, позволяющий очистить их от многих органических примесей. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов (водорослей, грибов и т.д.), связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма). Главенствующая роль в этом сообществе принадлежит бактериям. Число видов бактерий может достигать нескольких десятков и даже сотен. Если в составе ТВ вод присутствует лишь один или неск-ко близких по составу источников органического углерода, то возможно развитие монокультуры бактерий.

(1. аэробный и 2. анаэробный виды)

Сообщество микроорганизмов представлено одними бактериями в том случае, если очистку проводят в анаэробных усл-ях или при слишком неблагоприятном уровне питания. Если очистку проводят в аэробных усл-ях (в присутствии растворенного кислорода), то при благоприятной обстановке в сообществе микроорганизмов развиваются простейшие, представленные числом видов от 1 до 15-30.

Механизм биологического окисления в аэробных усл-х м.б. представлен следующей схемой: Органические вещества + O₂ + N + P (микроорганизмы) + CO₂ + H₂О + биологически неокисляемые растворимые вещества.

Эффективность процессов биологической очистки зависит от многих факторов: концентрация водородных ионов (pH), достаточная концентрация всех основных элементов питания – органического углерода, азота, фосфора. Большое влияние на биологическое окисление оказывает кислородный режим и наличие токсичных веществ в среде. Токсичное действие на биологические процессы могут оказывать органические и неорганические вещества. Биологическая очистка сточных вод может осуществляться как в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды), так и в специальных сооружениях (аэратенки, метантенки).

10. Нейтрализация кислых и щелочных сточных вод.

Кислые и щелочные воды перед выпуском в водоём или подачей в биологические очистные сооружения должны быть нейтрализованы. Нейтрализация сточных вод достигается добавкой в сточные воды таких веществ, под влиянием которых наступает нейтрализация содержащихся в них кислот или щелочей и выделение в виде осадка других загрязнений, в основном ионов тяжёлых металлов. Применяют следующие способы нейтрализации:

1. взаимную нейтрализацию кислых и щелочных сточных вод

2. нейтрализацию реагентами

3. фильтрование через нейтрализующие материалы (известняк, магнезит, доломит и обожженный магнезит MgO)

Кислые сточные воды травильных отделений нейтрализуются известковым молоком до pH = 8 – 9.

Реакции, иллюстрирующие влияние оксида кальция на различные составляющие травильной ванны:

H₂SO₄ + CaO + H₂O -> CaSO₄ + 2H₂O

FeCl₂ + CaO + H₂O -> CaCl₂ + Fe(OH)₂

Для нейтрализации любых щелочей применимы серная, соленная, азотная, фосфорная и другие кислоты. Для нейтрализации щелочных сточных вод можно использовать углекислый газ. Для этой цели можно использовать CO₂ дымовых газов. Общее уравнение реакции углекислого газа с растворами гидроокисей:

CO₂ + OH^- => CO₃^2- + H₂O