8. Аэробная и анаэробная биологическая очистка сточных вод. Сущность каждого способа. Влияние внешних факторов на протекание процессов биологической очистки.

Биологические методы применяют для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод (СВ) от разнообразных растворенных органических и некоторых неорганических (сероводород, аммиак и др.) соединений. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов (далее м/о) использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности. Известны аэробные и анаэробные методы биологической очистки сточных вод.

Аэробный метод основан на использовании аэробных м/о, д/жизнедеят-ти кот необходим постоян. приток О₂ и t=20-40 °С. При аэробной очистке м/о культивируются в активном иле или в виде биопленки. Активн. ил сост. из живых орг-мов и тверд. субстрата. Жив. орг-мы представлены бактериями, простейш. червями и водорослями. Биопленка растет на наполнителе биофильтра и имеет вид слизистых обрастаний толщиной 1…3мм и более. Биопленка сост. из бактерий, простейш. грибов, дрожжей и др. орг-мов.

Аэробн.очистка происходит как в прир. усл-ях, так и в искусств. сооруж-ях.

Очистка в прир. усл-ях происходит на полях орошения, полях фильтрации и биологических прудах.

Поля орошения - это спец. подготовленные для очистки СВ и агрокультурных целей площади. Очистка протекает под д-ем почвен. микрофлоры, солнца, воздуха и под влиянием раст-й. Если на полях не выращ-ются сельхоз. культуры, и они предназнач. только д/биолог. оч-ки СВ, то это поля фильтрации.

Биологич. пруды - это каскад прудов, состоящий из 3…5 ступеней, ч/ кот. с небольшой скоростью протекает осветленная или биологически очищенная СВ. Такие пруды предназначены для биолог. очистки СВ или доочистки сточных вод в комплексе с другими очистными сооружениями (ОчС).

Очистка в искусств. сооруж-ях поводится в аэротенках и на биофильтрах.

Биофильтры - это сооружения, в корпусе которых размещается кусковая насадка (загрузка) и предусмотрены распределительные устройства для сточной во­ды и воздуха. В биофильтрах сточная вода фильтруется через слой загрузки, покрытый пленкой из микроорганизмов. Микро­организмы биопленки окисляют органические вещества, исполь­зуя их как источники питания и энергии. Т.о, из сточной воды удаляются орган. вещ-ва, а масса ак­тивной биопленки увеличивается. Отработанная (омертвевшая) биопленка смывается протекающей СВ и выносится из биофильтра.

В кач-ве загрузки исп-ют разл. материалы с высокой пористостью, малой плотностью и большой удельной поверхностью: щебень, гравий, шлак, керамзит, керамические и пластмассовые кольца, кубы, шары, цилиндры, шестигранные блоки; метал. и пластмасс. сетки, скрученные в рулоны.

Биофильтры делят на: работающие с пол­ной и неполной биоочисткой; с естеств. и искус­ств. подачей воздуха; с рециркуляцией и без рециркуляции СВ; одно- и 2хступенча­тые, капельные и высоконагружаемые.

2хступенчатые биоф-ры применяют, когда для достижения высок. степени очистки нельзя увели­чить высоту биоф-ров. Биопленка выполняет такие же функции, как и активный ил. Она адсорбирует и перерабатывает органич. вещ-ва, нах-ся в СВ. Окислительная мощность био­ф-ров ниже мощности аэротенков, поэтому более широкое применение нашли аэротенки.

Аэротенк пр. собой открыт. бассейн, оборудо­ванный устр-вами д/принудит. аэрации. Они быва­ют 2х-, 3х- и 4хкоридорные, Глубина аэротенков 2-5 м.

Аэротенки подразд-ются по след. основн. призна­кам: 1) по гидродинамич. режиму — на аэротенки-вытеснители, аэротенки-смесители и аэротенки промежуточного типа (с рассредоточенным вводом СВ); 2) по способу реге­нерации активн. ила —на аэротенки с отдельн. регенера­цией и аэротенки без отдельн. регенерации; 3) по нагрузке на активный ил — на высоконагружаемые (для неполной очистки), обычные и низконагружаемые (с продленной аэрацией); 4) по кол-ву ступеней — на одно-, двух- и многоступенчатые; по режиму ввода СВ — на проточные, полупроточные, с перемен. рабочим уровнем и контактные; 6) по конструктивным признака.

Анаэробный метод очистки протекает без доступа воздуха. Его в основном исп-ют для обезвреживания тв. осадков, кот. образуются при механич., физико-хим. и биоочистке СВ. Эти тв.осадки сбраживаются анаэробными бактериями в спец. герметичных резервуарах- метантенках. В зав-ти от конечн. продукта брожение бывает спиртовое, молочнокислое, метановое и др. Для сбраживания осадков СВ исп-ется метановое брожение.

Влияние внешних факторов на протекание процессов биоочистки. Эффективность процессов  биоочистки зависит от ряда факторов, одни из кот поддаются изменению и регулированию в широких диапазонах в пределах биосистемы, регулирование же других, таких, например, как состав поступающих на очистку стоков, практически исключено.

На  формирование биоценоза ила, его стр-ру оказывают  влияние проектные пар-ры ОчС,  состав СВ и соблюдение технологич. режима эксплуатации ОчС, где решающ. знач-е имеет поддерж-е необх. кач-ва и кол-ва акт. ила, кот опред-ются такими показателями как доза ила, иловый  индекс, зольность, возраст, прирост ила.

Основные факторы, определяющие состояние активного ила (пропускную способность биосистемы) и  степень очистки воды: уровень питания активн. ила; t⁰ иловой смеси в аэротенке; реакция среды; кислородный режим; биоген. элементы; токсич. вещ-ва.