Почему при очистке сточных вод важно использовать бактерии псевдомонады кратко

Обновлено: 07.07.2024

Использование микроорганизмов является широко используемым сегодня методом очистки загрязненной воды. Природный процесс, который воссоздается в искусственных условиях, позволяет избавиться от органических примесей без применения сложных и высокозатратных технологий. Чтобы повысить эффективность технологии, биологическая очистка сточных вод применяется в сочетании с другими методами избавления жидкости от загрязнений.

В чем заключается метод

Способ биологической очистки предполагает окисление, расщепление, а затем и уничтожение загрязнений органического происхождения, которые содержатся в стоках, в процессе жизнедеятельности обитающих в природе простейших микроорганизмов.

Данные микроорганизмы можно искусственно культивировать и помещать в специальные устройства (аэротенки и др.), где происходит удаление из жидкости опасных примесей.

Различные способы биологической очистки воды можно разделить на 2 группы в зависимости от микроорганизмов, используемых для удаления органических примесей:

аэробные, когда жидкость очищается бактериями, жизнедеятельность которых возможна лишь при наличии кислорода;
анаэробные, когда микроорганизмы, используемые в системе очистки, не нуждаются в доступе кислорода.

Сооружения для очистки и описание процесса в них

Биологический способ удаления из воды органики используют на городских очистных сооружениях, в промышленности и сельском хозяйстве. В некоторых случаях организовать процесс можно в естественных условиях, в других необходим монтаж специальных систем.

Биологическая очистка применяется для удаления органических веществ из городских и промышленных сточных вод.

Сооружения для очистки могут быть:

Естественными, когда для удаления примесей из сточных вод используют природные процессы. Они протекают как в воде, так и в почве. Загрязнения удерживаются, проходят стадию минерализации, затем трансформируются либо удаляются. Такие естественные экосистемы часто используют, чтобы провести доочистку стоков перед их сбросом в водоемы.
Искусственные, когда для очистки воды от загрязнений используются созданные человеком сооружения. Внутрь помещаются аэробные либо анаэробные бактерии, и создается благоприятная среда для их работы по переработке загрязнений.

Поля фильтрации

Полями фильтрации называют земельные участки, которые предназначены для полной биоочистки сточных вод, прошедших предварительное осветление. Этот метод основан на способности почвы к самоочищению. Максимальной интенсивности процессы окисления органических загрязнений достигают в верхних почвенных слоях (не глубже 0,3 м), где создается благоприятный кислородный режим.

Поля фильтрации устраивают на песчаных или супесчаных грунтах.

Фильтром выступает сама почва. Важно, чтобы на участке, где происходит очищение стоков, был низкий уровень грунтовых вод (минимум 1,5 м от поверхности). Если он оказывается выше, создание полей фильтрации требует предварительного обустройства дренажа.

Анаэробные метантенки

Такие очистные сооружения обеспечивают анаэробную стабилизацию осадков сточных вод. Помимо очищения жидкости, метантенки дают возможность получать метансодержащий газ. В дальнейшем он может использоваться для отопления помещений или как топливо для газобаллонной техники. Крупные очистные станции оборудуются газгольдерами, которые позволяют накапливать метансодержащий газ.

Аэротенк

В этих сооружениях очистка загрязненных вод выполняется при помощи активного ила. Конструкция аэротенка состоит из 2 секций, в нем предусмотрена система аэрации (принудительной подачи кислорода). В активном иле содержится большое количество аэробных бактерий, которые в благоприятных для их жизнедеятельности условиях расщепляют органические примеси, содержащиеся в стоках.

Биологические фильтры

Использование биологических фильтров – практика, распространенная среди владельцев загородной недвижимости. Эти устройства компактны и легко устанавливаются на придомовой территории. Внутрь резервуара биофильтра помещаются микроорганизмы, которые очищают жидкость из канализации аналогично бактериям, живущим в аэротенках. Фильтры для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод бывают двухступенчатыми либо капельной фильтрации. Первые имеют высокую производительность, вторые гарантируют максимально высокую степень очистки.

Очистительные лагуны

Данная технология очистки стоков предполагает наличие открытого искусственного водоема. В нем будет протекать процесс самоочистки воды. В качестве такого водоема может использоваться даже пруд, глубина которого составляет менее 1 м. Большая площадь поверхности дает возможность воде хорошо прогреться, что ускоряет расщепление органики в естественной среде.

Использование таких биологических очистных сооружений эффективно в теплое время года. Когда температура воды опускается до +6°С, деятельность микроорганизмов приостанавливаются. В зимних условиях эти бактерии не работают.

Эффективность этого метода очистки стоков объясняется совокупностью факторов:

действием солнечной радиации;
благоприятными температурными условиями;
природной микрофлорой водной экосистемы;
постоянной аэрацией.

Таблица эффективности: способ очистки

Занимаемая площадьПотребность в доступе воздухаТип удаляемых загрязненийВозможность круглогодичной эксплуатацииПоля фильтрациибольшаядаорганическиенетАнаэробные метантенкибольшаянеторганическиедаАэротенкималаядаорганическиедаБиологические фильтрымалаядаорганическиедаОчистительные лагуныбольшаядаорганическиенет

Методы биологической очистки стоков эффективно избавляют жидкость от органических примесей. Некоторые них могут применяться круглый год. Другие, использующие естественные механизмы очистки воды, применимы лишь в теплое время года.

Следует помнить, что перечисленные выше типы очистных сооружений избавляют воду только от органических загрязнений. Для удаления неорганических примесей следует использовать другие установки фильтрации.

Огромные объемы сточных вод ежедневно образуются из различных источников, таких как домашние хозяйства, промышленность и сельскохозяйственная деятельность. Они содержат токсичные материалы и различные формы загрязняющих веществ, которые могут разрушать окружающую среду, вызывать у человека заболевания, передающиеся через воду, и наносить вред флоре и фауне вокруг него.

Очистка сточных вод жизненно необходима, и живые бактерии играют важную роль в этом процессе.

Главной целью очистных сооружений является очистка сточных вод до нормативного уровня. Для удаления тяжелых твердых частиц из сточных вод используются физические процессы. Затем биологические процессы помогают очистить сточные воды от растворимых и нерастворимых органических веществ. В этом процесс используются микробы для превращения сточных вод в такие воды, которые смогут попасть в окружающую среду без какого-либо вредного воздействия.

Такие микробы, как бактерии, простейшие и другие играют основную роль в расщеплении и очистке органического материала, присутствующего в сточных водах. Питательные вещества, такие как азот и фосфор, а также такие соединения, как жиры, белки и сахар, используются бактериями в качестве источника пищи.

В зависимости от наличия кислорода, существует три типа бактерий, которые обычно используются на очистных сооружениях.

Аэробные бактерии

Аэробные бактерии нуждаются в постоянном снабжении достаточным кислородом, чтобы воздействовать на отходы. Таким образом, кислород с помощью аэрационных устройств подается в резервуар для очистки. Процесс аэрации помогает бактериям развиваться в этой среде и эффективно расщеплять отходы. Он преобразует загрязняющие вещества в энергию и использует ее для роста и размножения.

Анаэробные бактерии

Известно, что анаэробные бактерии расщепляют органические отходы в отсутствие кислорода. Они поглощают кислород из своего источника пищи и, таким образом, не нуждается в кислороде. Обладая высокой способностью уменьшать объемы осадка, анаэробные бактерии дают побочные продукты, такие как углекислый газ и вода. Выделяющийся при этом газ – метан также может быть использован в качестве источника энергии.

Кроме того, анаэробные бактерии расщепляют нитраты до нитритов и далее до газообразных оксидов и азота в процессе денитрификации.

Факультативные бактерии

Факультативные бактерии могут выполнять свою функцию в присутствии и отсутствии кислорода. Хотя, эти бактерии предпочитают аэробное состояние, они могут выжить и в других условиях.

Таким образом, живые бактерии играют важную роль в эффективной очистке сточных вод. Но есть несколько факторов, которые влияют на рост и функционирование бактерий в очистных сооружениях. К ним относятся:

растворенный кислород,
рН,
температура,
возраст осадка
утилизация кислорода.

Некоторые из них можно контролировать, в то время как другие не могут управляться операторами.

Более того, на эффективность работы бактерий могут влиять такие факторы, как погода и количество образующихся отходов. Это, в свою очередь, может привести к сбоям в работе очистных сооружений.

Большое количество сточных вод образуется в результате быстрой индустриализации, урбанизации и роста населения. Часто это выходит за рамки возможностей очистных сооружений. Поэтому для преодоления этих проблем необходимы инновационные решения.

Методы биоочистки активно применяются в промышленных и бытовых условиях.

Использование микроорганизмов – обязательный этап улучшения качества сточных вод наряду с механическими, физическими и химическими способами.

Что это такое и каков принцип работы?

После этапа механической фильтрации (удаления нерастворимых частиц) сточные воды попадают на биологическую очистку.

Принцип основан на способности некоторых микроорганизмов расщеплять органические соединения до простых веществ – воды, углекислого газа, метана, сероводорода. Органика является источником энергии для бактерий и простейших.

Сточные воды включают в себя нитраты, аммиак, аминокислоты – они содержат азот, который обеспечивает жизнедеятельность микроорганизмов.

Фосфор и калий добывается бактериями из минеральных солей.

Чем больше в сточных водах этих веществ, тем интенсивнее размножение микроорганизмов и эффективнее очистка.

Методы очистки сточных вод

Специалисты выделяют две большие группы методов биоочистки:

Естественные. Для улучшения качества сточных вод используются природные процессы, протекающие в воде, почве, растительных экосистемах. Загрязнения удерживаются, минерализуются, трансформируются или переносятся. Естественные экосистемы используются для доочистки сточных вод перед их спуском в водоемы.
Искусственные методы. Для их реализации используются сооружения, созданные человеком. В них помещаются аэробные или анаэробные микроорганизмы и обеспечиваются благоприятные условия для переработки загрязнений.

Эффективность

Биологическая очистка сточной воды в промышленных условиях избавляет от 98% загрязнений.

Чтобы поддерживать процесс, нужно все время вносить активные микроорганизмы.

Биологический метод помогает переработать такие загрязняющие вещества и их соединения:

Аммонийный азот;
Легкоокисляющиеся органические соединения: бензол, глюкозу, ацетон, этанол и т.д.;
Калий;
Фосфор;
Кальций;
Белки, жиры, углеводы.

К сточным водам относятся промышленные и хозяйственно-бытовые стоки, а также атмосферные осадки. Все эти группы обязательно проходят этап биологической очистки на промышленных или локальных сооружениях.

Плюсы и минусы

Преимущества биологической очистки:

Малое количество отходов. После переработки образуются вещества (углекислый газ, вода), которые легко утилизируются. Если при очистке выделяется метан, его используют для получения тепловой энергии. Переработанный ил – хорошее удобрение.
Системы для биологической очистки работают автономно. Для их обслуживания не нужно вводить реагенты, а с контролем процесса справится 1 человек.
Стоимость реализации биотехнологий ниже, чем на другие способы очистки воды.
Естественные реакции создают экологически чистый цикл природного использования.

Биологическая очистка сточных вод не лишена недостатков.

Главные минусы метода:

Сложность сохранения постоянного количества биомассы бактерий. Если их будет меньше нормы, сточные воды не очистятся полностью.
В постройку очистных сооружений нужно вложить много денег. Но со временем затраты окупаются.
Технологический режим очистки должен строго соблюдаться. При нарушениях эффективность метода значительно снижается.
Не все органические соединения подлежат переработке. Если в сточных водах есть токсические соединения, их нужно удалить, иначе биомасса погибнет.

Механизм процесса

Для улучшения качества сточных вод используется два метода: аэробная и анаэробная биологическая очистка. В первом случае процесс протекает с помощью кислорода, во втором – без него.

Важно. В каждом очистном сооружении формируется специфический биоценоз (совокупность живых организмов, способных переработать загрязнения).

Механизм очистки зависит от выбранного метода и биоценоза.

Технологическая схема аэробной чистки

Агентом выступает биопленка или активный ил.

Это совокупность бактерий, грибов, простейших, представителей микрофауны того или иного рода/группы с заданными характеристиками.

Классическая схема аэробной очистки выглядит так:

Сточные воды попадают в анаэробную зону аэротенка-вторичного отстойника. Там они перемешиваются с активным илом.
В установку нагнетается кислород, при необходимости вводятся компоненты, способствующие переработке.
Происходит два биохимических процесса: окисление органического углерода и нитрификация.
Осуществляется один или несколько рециклов: воды снова перемешиваются с активным илом и обогащаются кислородом.
Переработанные стоки отстаиваются – происходит гравитационное разделение иловой смеси.
Избыточный активный ил поступает на переработку, а часть массы возвращается на исходную позицию.
Очищенные воды поступают на доочистку или спускаются в водоем.

Этапы очистки отличаются в разных системах, но суть метода остается той же.

Анаэробной

Этот метод применяется, когда в сточных водах большое количество органических загрязнений, твердых осадков и активного ила. В ходе метаногенеза (так называется процесс анаэробной очистки) загрязнения конвертируются в биогаз, который состоит из метана и углекислого газа.

Технологическая схема классической анаэробной очистки:

Помощь микроорганизмов и бактерий

Аэробные бактерии запускают процессы окисления и нитрификации. Для этого им нужен кислород. Микроорганизмы живут в диапазоне температур – от +9 до +28 градусов, рН – 5,0-7,0.

Псевдомонады – занимают 80% активного ила. Перерабатывают спирты, жирные кислоты, ароматические углеводороды, парафины и другие органические вещества.
Нитрифицирующие – окисляют соединения азота.
Серобактерии и тионовые бактерии – перерабатывают восстановленные соединения серы.
Нитчатые – окисляют соединения углерода.
Целлюлозоразлагающие – перерабатывают целлюлозное волокно.

В активном иле также встречаются:

дрожжи,
плесневые грибы,
простейшие,
коловратки,
малощетинковые кольчатые черви.

Анаэробные бактерии не нуждаются в кислороде. Они запускают процессы брожения, аноксигенного окисления и метанообразования.

Справка. Микроорганизмы выдерживают диапазон температур от +9 до +37 градусов, показатель рН находится в пределах от 6,0 до 8,0.

Группы анаэробных бактерий:

Гидролитики – отвечают за первую стадию метаногенеза. Бактерии расщепляют белки, жиры, соединения целлюлозы, крахмала, обладают аммонифицирующей активностью. В результате образуется глицерин, жирные кислоты, аминокислоты, пептиды, моно- и дисахариды.
Ацидогенные – отвечают за вторую стадию метаногенеза. С помощью бактерий происходит маслянокислое, ацетоно-бутиловое, пропионовое, спиртовое брожение. Перерабатываются промежуточные продукты гидролиза.
Гетероацетогенные – отвечают за третью стадию метаногенеза. Бактерии переводят органические кислоты (масляную, пропионовую) в уксусную кислоту.
Метаногенные – завершают анаэробную очистку. Микроорганизмы образуют биогаз, перерабатывая водород, углекислый и чадный газ, ацетат, метиламин, метанол.

Состав доминирующей микрофлоры зависит от характеристик стоков.

Системы

Для искусственной аэробной очистки чаще всего используют такие сооружения:

Процессы анаэробной очистки зачастую проходят в таких традиционных сооружениях:

Анаэробная лагуна – один или несколько отстойников, где стоки находятся от 1 недели до 2 месяцев. Газы выделяются в атмосферу.
Септитенк – отстойник закрытого типа, в котором осадок из образовавшихся твердых частиц перегнивает и расщепляется анаэробами.
Метантенк – конструкция, внешне похожая на септитенк. Но в резервуаре происходит перемешивание, обогрев и контроль основных параметров.

Биопрепараты

Биопрепараты применяют для выполнения таких задач:

Разложения органики: жиров, углеводов, белков;
Стимуляции работы активного ила;
Сокращения объема побочных продуктов в виде осадка;
Ускорения процесса переработки;
Снижения показателей биохимического потребления кислорода (БПК, ХПК);
Наращивания и восстановления активного ила.

Производители выпускают препараты, где сконцентрировано определенное количество штаммов натуральных бактерий.

Каждый биопрепарат содержит разные штаммы микроорганизмов, которые подбираются в зависимости от состава сточных вод.

Внимание. Производитель в описании своей продукции указывает, с какими загрязнениями она справляется.

Популярные биопрепараты:

Название	Цель использования	Цена
Biofos	Очистка бытовых сточных вод	43 р./25 мг
bioExpert BIO STARTER	Стимуляция развития активного ила в септике или выгребной яме	565 р./400 г
Unibac (compost, start, winter, effect)	Очистка бытовых и промышленных стоков, наращивание активного ила	470-750 р./0,5 л.

Доочистка хозяйственно-бытовых стоков

В некоторых случаях после биологического этапа воды должны пройти доочистку.

Это нужно, когда:

Их планируют спускать в маломощные водоемы, особенно предназначенные для рыбного хозяйства;
Их будут использовать в промышленности или в бытовых целях.

Распространенный метод доочистки – отстаивание в биопрудах с естественной и искусственной аэрацией. В таких водоемах создаются благоприятные условия для массового развития микроорганизмов, которые расщепляют остатки загрязнений и борются с патогенами.

Несколько месяцев воды отстаиваются в биопрудах, и после удовлетворительного лабораторного анализа поступают в конечный пункт.

Полезное видео

Смотрите интересный видеоматериал, в котором подробно рассказано о процессе очистки сточных вод биологическим методом.

Заключение

Биологическая очистка сточных вод – метод, основанный на возможностях микроорганизмов, при помощи которых можно перерабатывать органические и некоторые минеральные загрязнения.

Особенности процесса:

Биологическая очистка – обязательный этап улучшения качества сточных вод. Соблюдение технологий делает процесс безопасным, высокоэффективным и даже полезным для окружающей среды.

Биологическая очистка сточных вод является эффективным способом удаления органических веществ с помощью жизнедеятельности микроорганизмов. Такой метод можно использовать как в быту, так и на промышленных предприятиях. Очищение за счет бактерий успешно комбинируется с механическими и химическими воздействиями, которые в большей степени оказывают влияние на неорганические соединения. В основе биологической очистки находится естественный процесс, его воссоздают искусственным путем для безопасного избавления от примесей.

Как работает метод биологической очистки

Очищение с помощью микроорганизмов обычно проводят после механического удаления загрязнений. Нерастворимые частички выпадают в осадок, а остальные вещества подлежат дальнейшей обработке.

Суть работы базируется на способности определенных бактерий расщеплять органические соединения. В результате образуются простые вещества, такие как вода, углекислый газ и метан. Микробы и простейшие используют получившиеся продукты для поддержания собственной жизнедеятельности.

Микроорганизмы также получают энергию из азота, который содержится в сточных водах в виде аммиачных и нитратных соединений. В состав минеральных солей включены фосфор и калий, необходимые для питания бактерий. Богатое содержание этих веществ в стоках вызывает интенсивное размножение микробов, таким образом происходит естественная очистка в резервуарах.

Из чего состоят бытовые сточные воды

В современных домах обязательно присутствуют водопроводная и канализационная системы. Первую люди применяют для питья и хозяйственных нужд, а с помощью последней – удаляют загрязненную жидкость. И хотя уровень примесей в сточных водах не превышает 1%, повторно использовать их нельзя, пока они не пройдут очистку.

Состав сточных вод значительно различается в зависимости от места и времени взятия образца. Обычно в жидкости содержатся как твердые, так и растворимые элементы. Неорганические вещества могут быть устранены простым фильтром, но органика требует более сложного подхода. Если не применять меры, возникает опасность разложения биологических соединений, что приводит к образованию гнилостного запаха и порче воды.

Стоки могут содержать в себе остатки жиров, моющих средств, фосфаты и соединения хлоридов, азот, сульфатные и нефтехимические продукты. Эти вещества никуда не исчезают сами по себе, поэтому для их удаления применяется биологическая очистка сточных вод.

Особое внимание этому вопросу следует уделять в загородных домах, которые не подключены к централизованному водопроводу. На их участках обычно располагают скважину и выгребную яму. При неблагоприятном стечении обстоятельств неочищенные стоки могут попасть в кран, что приведет к риску отравления всех проживающих.

Способы очистки сточных вод

Существует два основных метода очищения бытовых и промышленных стоков – естественный и искусственный. Незначительные объемы жидкости могут очищаться в природных условиях, но в настоящее время большое количество загрязненных вод требует дополнительной обработки. Обычно применяется целый комплекс искусственных способов, а естественное очищение используется в качестве дополнения. Распространенные методы очистки стоков:

Механический. На этом этапе применяются фильтры и отстаивание воды. Для этого используют специальные решетки, сита и уловители. После первичного очищения жидкость направляется в отстойник, где через некоторое время неорганические вещества выпадают в осадок. Во всех современных системах вода проходит такую стадию очистки, но ее недостаточно для полного удаления всех загрязнений. Химические и биологические компоненты не могут быть устранены таким способом.
Химический. Он подразумевает применение специальных реагентов, которые реагируют с веществами в составе воды и приводят к выпадению нерастворимого осадка. В результате удается практически полностью избавиться от твердых частичек, а содержание органики снижается незначительным образом.
Физико-химический. Это комбинация двух предыдущих методов, которая позволяет воздействовать на все типы загрязнений. Чаще всего применяют коагуляцию, экстракцию и электролиз.
Биологический. Для этого метода нужны микроорганизмы, которые естественным образом очищают воду от органических примесей в процессе своей жизнедеятельности.

Методы биологической очистки стоков

Очищение воды микроорганизмами происходит в следующих сооружениях:

Аэротенки;
Биофильтры;
Станции биологической очистки;
Мембранные биореакторы;
Биологические пруды.

Аэротенки

Такие сооружения биологической очистки сточных вод предназначены для обработанной механическим путем жидкости, которая взаимодействует с расположенным в резервуаре активным илом. Процесс происходит в особых емкостях, состоящих из нескольких отделов и оборудованных системами аэрации. В активном иле находится множество бактерий, которые питаются органическими отходами. Для их жизнедеятельности нужны соответствующие условия, которые постоянно поддерживаются в водоеме.

В первую очередь, бактериям необходим кислород, чтобы они могли размножаться. При постоянном поступлении воздуха микроорганизмы начинают поглощать органические вещества из воды, таким образом происходит естественное очищение резервуара. Со временем запасы органики уменьшаются, и расход кислорода также начинает снижаться. В этот момент жидкость перемещается в следующие отделы.

В дальнейших секциях вода подвергается обработке с помощью особых бактерий-нитрификаторов, которые превращают азот, содержащийся в аммонийных солях, в нитриты. В водоеме находится также и другой тип микробов, поглощающий нитриты. В результате этого процесса образуются нитраты. В конечном итоге после полной переработки соединений сточные воды поступают во вторичный отстойник. Здесь активный ил образует осадок, а чистая жидкость перемещается в водоемы.

Мембранный биореактор

Биологические методы очистки сточных вод включают в себя использование мембранного биореактора. Роль мембран состоит в создании своего рода препятствия для загрязнений, которые проходят сквозь них. Эти элементы бывают трубчатыми, половолоконными и плоскорамными. В дополнение к механической фильтрации используют деятельность микроорганизмов.

Мембранный реактор можно применять как на финальной стадии очищения жидкости, так и для подготовительной очистки перед нанофильтрацией. Таким способом удается эффективно удалить из стоков лишние соли.

Биофильтры

Для биологической очистки сточных вод в загородных домах часто применяются биофильтры. Это небольшое устройство содержит емкость с загрузочным материалом, в котором находятся микроорганизмы. Деятельность бактерий происходит по схожему принципу с аэротенками – органика успешно распадается на простые элементы, служащие пищей для микробов.

Приборы делятся на две группы: двухступенчатые и с капельной фильтрацией. Последний тип отличается низкой производительностью, но при этом он производит наиболее эффективное очищение стоков. Двухступенчатые устройства работают быстрее, но качество будет более посредственным. Оба прибора включают в себя корпус, распределитель, дренажную и воздухораспределительную системы.

Станция биологической очистки сточных вод

Это устройство выполнено в виде сооружения с четырьмя камерами, в котором происходит последовательное очищение стоков за счет использования активного ила и кислорода. После прохождения всех отделов вода является практически чистой и ее можно снова использовать для бытовых или промышленных нужд.

Большое количество отделов не занимает слишком много места, поэтому сама станция является компактным и удобным в применении прибором. Ее легко переносить и монтировать. Для такого биологического метода очистки сточных вод необходимо регулярное обслуживание устройства, чтобы оно продолжало эффективно работать. Периодически секции агрегата должны промываться с помощью мойки высокого давления. После этого прибор следует перезапустить.

Биологические пруды

Достаточно простой и выгодный способ удаления загрязнений в жидкости предполагает ее самоочищение в открытых водоемах, созданных искусственным путем. Здесь важно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха, поскольку бактериям для жизнедеятельности нужен кислород. По этой причине глубина водохранилища не должна составлять более 1 метра.

Значительные размеры водоема дают возможность воде хорошо прогреться, поэтому микроорганизмы становятся активными и быстрее поглощают органические соединения. Такая биологическая очистка сточной воды эффективнее протекает в летний период, а при снижении температуры процесс окисления становится более медленным. Когда наступают морозы, микроорганизмы засыпают и больше не могут выполнять свою работу. Поэтому зимой и поздней осенью применять биологические пруды нет смысла.

Водоемы такого типа подразделяются на три разновидности:

С разбавлением – стоки смешиваются с водами рек;
Водохранилища с несколькими ступенями без разбавления – жидкость попадает в водоем после некоторого времени отстаивания, часто применяют каскадный способ их размещения;
Пруды для доочищения сточных вод.

Способы различаются по времени, которое необходимо для полной очистки воды. Водоемы с разбавлением способны очистить жидкость за две недели, в то время как в многоступенчатых прудах загрязнения удаляются около месяца.

Доочистка

После биологических способов очистки воды она может быть сразу перемещена в почву или повторно применяться для технических нужд. Иногда жидкость выпускают в водоемы, но чаще всего содержащиеся в ней элементы способны принести вред экосистеме. По этой причине промышленные стоки требуют доочистки, прежде чем их снова можно будет использовать. Во время дополнительного очищения происходят следующие процессы:

Снижение количества взвесей;
Уменьшение содержания азотных, фосфорных и других химических соединений;
Дезинфекция;
Добавление кислорода в воду, которая будет использована для объектов рыбного хозяйства.

Инструментом глубокого очищения обычно выступает биореактор с затопленной загрузкой. Иногда этот участок применяют в роли нитрификатора.

Конкретный тип устройства выбирают, исходя из местных условий и необходимого качества очищения жидкости. В большинстве случаев приходится частично перестраивать конструкцию глубокой очистки.

Принцип работы бактерий

Сточные воды очищаются с помощью аэробных и анаэробных микроорганизмов. Различие состоит в использовании кислорода для очистки жидкости. Каждый метод предполагает применение особого механизма.

Аэробное очищение

Его производят с помощью биопленки или активного ила. Стоки попадают в отстойник или резервуар с бактериями, а затем в систему подается кислород, за счет чего органика окисляется. Параллельно происходит нитрификация соединений. Процесс повторяется несколько раз, прежде чем начнется отстаивание жидкости. Лишний ил уходит на переработку, а некоторая его часть возвращается обратно в систему. Чистая вода проходит дополнительное очищение или поступает в водоем.

Анаэробная очистка

Если в стоках много органики, твердых веществ и активного ила, их можно очистить с помощью метаногенеза, который происходит с участием анаэробных бактерий. При этом способе жидкость обрабатывается в резервуаре с микроорганизмами, в результате чего возникает метан и углекислый газ. Затем газы удаляются, а осадок проходит в центрифугу, в которой отделяется ил. После этого чистая вода возвращается в водоем, а ил высушивается, дезинфицируется и применяется для компостов.

Преимущества и недостатки метода

Биологическая очистка сточных вод обладает заметными достоинствами:

Небольшое количество отработанных веществ. В результате переработки возникают простые соединения, которые можно без труда удалить из жидкости. Полученный метан используют для обогрева зданий, а с помощью ила удобряют почву.
Автономная работа устройств. Они не требуют добавления реагентов, а контролировать процессы может 1 человек.
Доступная стоимость метода по сравнению с остальными способами очищения жидкости.
Экологичность и натуральность процесса. Такая очистка не наносит ущерб природным ресурсам и экосистемам.

У способа есть также и недостатки:

Трудно поддерживать постоянное количество микроорганизмов. Уменьшение их числа приведет к недостаточно эффективному очищению стоков.
Строение сооружений для очистки может потребовать большого количества финансовых средств. С течением времени вложения себя окупают.
Важность строгого соблюдения технологии очищения жидкости. Отступление от правил приведет к уменьшению эффективности способа.
Переработать можно не все типы органики. Ядовитые вещества могут уничтожить бактерии, поэтому важно тщательно проверять воду на их наличие и своевременно удалять токсины.

Заключение

Применение биологической очистки позволяет эффективно удалять загрязнения из сточных вод без нанесения вреда окружающей среде. Это доступный и популярный метод как для бытовых, так и для производственных нужд.

Читайте также: