Сооружения биологической очистки.

Для биологической очистки сточных вод применяют биологические фильтры (биофильтры), аэротенки или окситенки. Для биологической очистки больших количеств сточных вод наиболее часто применяют аэротенки различных видов. Общими для всех аэротенков являются принципы их работы.
Очистка воды от загрязнений происходит с помощью активного
ила (или биопленки в биофильтрах) – сообщества микроорганизмов,
способных сорбировать на своей поверхности органические загряз-
нения и окислять их в присутствии кислорода воздуха. Ил непрерывно циркулирует в системе – отделяется во вторичных отстойниках и
возвращается в воду перед аэротенками. Жизнедеятельность микро-
организмов сопровождается постоянным их приростом. Образующий-
ся при этом избыточный активный ил уплотняется в илоуплотнителях
и направляется на сбраживание в метантенки вместе с осадком из
первичных отстойников. Осадок обезвоживают на иловых площадках
или на вакуум-фильтрах, а затем сушат в термических печах.
Окислительная мощность аэротенков составляет 0,5 – 1,5 кг/сут
на 1 м3 полезного объема сооружения и зависит от многих факторов:
физико-химической характеристики загрязняющих веществ и их концентрации, дозы активного ила и способа его подачи, количества пода-
ваемого воздуха и способа его диспергирования, степени очистки и т.д.
Конструктивно аэротенки представляют собой резервуары, разделен-
ные перегородками таким образом, чтобы образовать длинный канал,
оборудованный устройствами для интенсивной аэрации воды. По
структуре потока различают: аэротенки-вытеснители, аэротенки-
смесители и аэротенки с рассредоточенной подачей сточной воды.
Одной из разновидностей аэротенков являются окситенки, ос-
новная особенность которых – бóльшая интенсивность процесса био-
химического окисления, чем в обычных аэротенках, за счет замены
подаваемого воздуха техническим кислородом и повышения концентрации активного ила.
В биофильтрах в качестве фильтрующего материала используют шлак, щебень, керамзит, пластмассу, гравий и т.п., на которых
развивается биологическая пленка.

При выборе загрузки
предпочтение следует отдавать материалам с развитой поверхностью
(шлак, керамзит, кольца и решетки из пластмассы).
По способу поступления воздуха в загрузку биофильтры бывают с естественной (мощность сооружений до 1000 м3/сут) и принуди-
тельной подачей воздуха. Очищаемая сточная вода с помощью оросителей различных конструкций подается на биофильтры непрерывно или периодически с продолжительностью цикла 5 – 10 мин.

Для образования биопленки, микроорганизмы которой адаптировались бы к органическим веществам очищаемых сточных вод, необходимо от двух-
четырех недель до нескольких месяца в зависимости от вида загрязнения и температуры сточных вод.
По мере увеличения толщины
пленки происходит отмирание нижних ее
слоев и смыв их с поверхности загрузки
биофильтра.

Доочистка сточных вод.

Глубокая очистка обеспечивает удаление остаточных загрязнений из сточных вод после сооружений механической и биологической
очистки. Термин «глубокая очистка» может быть применен к любой
системе, которая следует за биологической очисткой. Выражение
«третичная очистка» часто употребляют как синоним глубокой очистки, принимая за первую ступень механическую, а за вторую ступень –
биологическую очистку.
Применение глубокой очистки обусловлено, во-первых, задачей
снижения нагрузки на водоемы, а во-вторых, целесообразностью повторного использования очищенных сточных вод, в частности, в системах технического водоснабжения промышленных предприятий.
Глубокая очистка включает следующие основные процессы:
– доочистку, которая обеспечивает уменьшение концентрации
взвешенных веществ и суммарного количества органических веществ,
оцениваемых по БПК;
– удаление фосфора для борьбы с эвтрофикацией водоемов
(массовым развитием водорослей);
– нитрификацию и денитрификацию, направленные на снижение содержания органического либо аммонийного азота;
– снижение цветности и удаление ПАВ;
– обеззараживание и удаление патогенной микрофлоры.

Для доочистки сточных вод наиболее широко используется
фильтрование через сетчатые барабанные фильтры и фильтры с зернистой загрузкой. Сетчатые барабанные фильтры применяют как для
доочистки сточных вод (микрофильтры с размером ячейки сетки 20 –
40 мкм), так и в качестве вспомогательных устройств для задержания
крупных загрязнений перед зернистыми фильтрами (барабанные сетки с размером ячеек 0,3 – 0,5 мм).

При фильтровании через барабанные сети и микрофильтры достигается снижение взвешенных веществ на 20 – 25 % и 50 – 60 %
соответственно, БПКполн – соответственно на 5 – 10 и 25 – 30 %.
В качестве зернистых фильтров обычно используют открытые
(безнапорные) скорые фильтры с нисходящим (сверху вниз) потоком
очищенной воды, аналогичные скорым фильтрам, предназначенным
для очистки природных вод.
Для снижения содержания аммонийного и органического азота
используют более глубокую биологическую очистку, при которой создают такие условия (аэрационный и гидравлический режимы), чтобы
в процессе жизнедеятельности микроорганизмов шли процессы нитрификации и денитрификации. Эти процессы организовывают либо в
основных сооружениях биологической очистки – аэротенках, либо в
отдельных дополнительных емкостных сооружениях.
Снижение цветности, удаление ПАВ и органических соединений
достигается, например, с помощью озонирования.