Биологическая очистка сточных вод — как это работает?

Сточные воды из домашних хозяйств и промышленных предприятий, часто вместе с водой, стекающей с городских территорий, передаются через канализацию до очистных сооружений для очистки и утилизации осадка сточных вод. Статья имеет целью разбор принципов работы биологических очистных сооружений. Обсудим в ней различия между существующими и планируемыми процессами биологической очистки и этапы процесса очистки сточных вод.

Очистные сооружения сточных вод — определение и разделение

Из-за способа очистки сточных вод и связанные с ним процессы, очистные сооружения делятся на четыре категории:

  • механические
  • химические
  • биологические
  • с повышенным удалением питательных веществ

В этом тексте будут представлены сведения о биологических очистных сооружений. Их задачей является удаление из сточных вод твердых частиц, взвешенных легко и трудно, падающих, коллоидов и органических веществ, растворенных в сточных водах. В процессе биологической очистки принимают участие микроорганизмы в аэробных, анаэробных и чередующихся (окси-анаэробных). В основных технических устройствах биологических очистных сооружений входят: биологические запасы, устройства активного ила и бродильные камеры.

Очистная станция сточных вод с повышенным удалением питательных веществ также может быть зачислена до биологических очистных сооружений. Такого рода учреждения обеспечивают повышенное удаление азота и фосфора.

Аэробные и анаэробные процессы очистки

Кислородный процесс очистки сточных вод, как следует из названия, происходит в присутствии воздуха (кислорода), в то время как анаэробные процессы характерны отсутствием доступа к нему. Доступ для кислорода, является условием, непосредственно влияющим на типы бактерий и других микроорганизмов, участвующих в процессе очистки сточных вод.

Из-за этого кислорода в очистке принимают участие аэробы, то есть микроорганизмы, использующие кислород в виде молекул для усвоения органических загрязнений, т. е. превратить их в диоксид углерода, воду и биомассу.

Процесс анаэробный происходит в среде без доступа воздуха, а, следовательно, кислород в молекулярной форме. В нем принимают участие анаэробы, которые не требуют его для ассимиляции органических загрязнений. Конечным продуктом этого процесса является метан, углекислый газ и биомасса. В отличие от процессов аэробных, анаэробные процессы не происходят самостоятельно — всегда потом применяется кислородный процесс очистки загрязненной воды.

Этапы биологической очистки сточных вод — типичный процесс

Скрининг

Большие частицы удаляются механически, с помощью специального оборудования скрининга. В настоящее время наиболее часто используемые фильтры имеющие отверстия размером 6 мм.

Удаление минеральных материалов

В следующем этапе предварительной очистки восстанавливается минеральный материал, например, гравий и песок. Этот материал внедряется автоматически в специально предназначенных длинных трубопроводах или круглых корзинах, а загрязненная вода может быть затем подвергнута дальнейшей обработке.

Образование отложений

Сточные воды поступают в большие седиментационные резервуары, где стабилизируются в течение еще восьми часов. Большинство твердых веществ, оседает в это время на дне емкости, образуя первичный шлам, который удаляется в отдельной обработке.

Биологическая обработка

Сточные воды попадают в специальный резервуар, где имеют дело с микроорганизмами, которые удаляют и окисляют большинство других органических загрязнений. В большинстве очистных сооружений сточные воды смешиваются в течение нескольких часов с взвесью микроорганизмов. Таким образом удаляется большая часть органических загрязнений, а часто и значительная часть азота и фосфора.

Окончательная фаза

После завершения процесса биологической очистки, сточные воды поступают в крайнюю камеру, где большинство биологических веществ остается на хранение в виде вторичного шлама, в то время как очищенные сточные воды покидают завод. Вторичный осадок может быть возвращен к более раннему этапу, или связан со сливом исходном для отдельной обработки.

Третий (дополнительный) этап очистки

В ситуации, когда требуется высокое качество очистки сточных вод перед сбросом их в окружающую среду, использует дополнительный этап очистки. Он проводится с использованием фильтров-кодов, для механической фильтрации или пропускание сточных вод через очистные сооружения комом. Удаляет оставшуюся органическую суспензию.