Orice apă uzată conține componente de origine organică și anorganică. Deși este ușor să scapi de incluziunile anorganice mari și dense folosind metode de filtrare mecanică, este imposibil să scapi de componentele organice complexe prezente în apă sub formă de suspensie în acest fel. Acest lucru va necesita tratarea biochimică a apelor uzate. Această tehnică nu este mai puțin eficientă și nici la fel de costisitoare ca metodele de curățare artificială. În plus, această metodă de curățare nu necesită un proces complex de reciclare a reactivilor utilizați.

Metoda de curățare biochimică se bazează pe utilizarea bacteriilor speciale, care, în timpul activității lor de viață, descompun compuși organici complecși în elemente mai simple - apă, dioxid de carbon și sediment mineral.

Aceste bacterii sunt prezente constant în sol și apă, unde contribuie la purificarea naturală a solului și a apei. Dar, deoarece concentrația lor este scăzută, procesele naturale de curățare se desfășoară destul de lent.

În stațiile de tratare a apelor uzate în care se utilizează tratarea biochimică, există colonii uriașe de bacterii implicate în procesarea apelor uzate. În același timp, în aceste structuri sunt create condiții favorabile pentru viața microorganismelor, ceea ce face posibilă accelerarea semnificativă a proceselor de purificare a apei în structură în comparație cu purificarea naturală în natură.

De regulă, purificarea biochimică utilizează unul dintre cele două tipuri de bacterii sau o combinație a acestora:

  • Microorganismele aerobe procesează compuși organici complecși. Ca urmare a oxidării, ele se descompun în apă, sediment mineral și dioxid de carbon. Principala caracteristică a acestor bacterii este că au nevoie de oxigen, astfel încât structurile care le folosesc sunt echipate cu aeratoare și compresoare.
  • Microorganismele anaerobe sunt întotdeauna prezente în cantități mici în apele uzate. Aceste bacterii nu au nevoie de oxigen. Cu toate acestea, au nevoie de dioxid de carbon și nitrați pentru a-și desfășura activitățile vieții. Aceste organisme emit metan pe parcursul vieții, de aceea este necesar să se folosească un sistem de ventilație în clădire.

Metode de purificare biochimică

Astăzi sunt utilizate următoarele metode biochimice de tratare a apelor uzate:

  1. Iazuri biologice.
  2. Proiectări folosind metode de curățare aerobă - rezervoare de aerare și biofiltre.
  3. Dispozitive de tratare cu descompunere anaerobă (fose septice, decantare și digestoare).

Bioiazuri


Acestea sunt rezervoare artificiale de adâncime mică (0,5-1 m), în care apele uzate sunt supuse unor procese care amintesc foarte mult de autoepurarea naturală. Aceste iazuri sunt bine încălzite de soare, astfel încât creează condiții favorabile vieții bacteriilor.

Cel mai mare efect sanitar al iazurilor se realizează în sezonul cald. Astfel, coloniile de E. coli sunt distruse cu 99%, microorganismele dăunătoare ale grupului intestinal sunt complet distruse, oxidarea mediului este redusă cu 90%, iar concentrația de amoniu și azot organic este redusă cu 97%.

Important: această metodă de curățare poate fi folosită și iarna. Iazurile pot funcționa sub un strat de gheață. Numai că este necesar să curățați zăpada de pe ea, astfel încât lumina soarelui să ajungă la bacterii.

Iazurile biologice sunt de mai multe tipuri:

  • Rezervoare curgătoare, în care apele uzate sunt diluate cu apa de râu. După rezervorul de decantare, apa uzată este amestecată cu apă într-un raport de 1 la 3-5. Aici lichidul este purificat timp de 14-21 de zile. Iazul este potrivit pentru piscicultură și creșterea rațelor. Dezavantajul este necesitatea de a construi un rezervor de decantare și nevoia de apă de râu.
  • Iazuri curgătoare în care efluentul nu este diluat cu apa râului. Această metodă de epurare presupune trecerea apelor uzate printr-o cascadă de 4-5 rezervoare. Primul iaz ar trebui să aibă o barieră pentru a conține sedimente solide, în timp ce ultimul iaz este potrivit pentru piscicultură.
  • Rezervoare pentru tratarea apelor uzate utilizat la statiile de epurare biologica unde nu este posibila prelucrarea unor volume mari de apa uzata sau unde este necesar un grad ridicat de purificare. De obicei, întregul sistem este format din 2-3 iazuri, în care se pot crește și peștii.
  • Iazuri anaerobe ajunge la câțiva metri adâncime. Aici se folosesc metode de curățare anaerobă. Principalele dezavantaje ale unor astfel de iazuri sunt că metanul este eliberat constant în mediu, iar bacteriile patogene pot pătrunde în apele subterane.
  • Contactează rezervoarele. Principiul purificării aici se bazează pe faptul că în apa stagnată procesele de oxidare biochimică decurg mult mai repede. Sistemul constă dintr-o serie de carduri paralele. Apa se deplasează de la un corp de apă la altul în fiecare zi. Procesul complet de curățare se finalizează în 5-10 zile.

Stații de tratare prin descompunere aerobă


Astfel de structuri includ biofiltre și rezervoare de aerare. Principiul de funcționare al biofiltrului se bazează pe faptul că apa contaminată trece mai întâi printr-o etapă de purificare mecanică. După ceva timp, încărcarea (parte a biofiltrului) începe să se înfunde cu peliculă biologică. Acest proces are loc datorită adsorbției microorganismelor din apele uzate. Abia după aceasta încep procesele de oxidare biochimică a materiei organice.

Important: condiția principală pentru o curățare eficientă este prezența unei bune aerări.

Un biofiltru este o structură umplută cu material cu granulație grosieră care nu se poate umfla (zgură, pietricele, piatră zdrobită). Suprafața acestui material este irigată cu deșeuri la fiecare 10-15 minute. Lichidul care a trecut prin filtru trece prin orificiile de drenaj și curge în tăvi. Aerarea unui filtru biologic poate fi artificială sau naturală. Metodele de aerare artificială pot accelera semnificativ procesele de oxidare biologică.

Un rezervor de aerare este o instalație de tratare care utilizează principiile epurării biologice naturale a apelor uzate. Cu toate acestea, intensitatea acestor procese este mult mai mare. Aerisirea apelor uzate aici se realizează prin pomparea aerului folosind aeratoare și compresoare. Aici, funcțiile unui film biologic sunt îndeplinite de nămolul activat - aceștia sunt fulgi speciali care constau dintr-o suspensie de microorganisme.

Principiile de curățare într-o astfel de unitate sunt următoarele:

  1. Apa uzată, amestecată cu nămol activ, intră într-un rezervor lung și se deplasează prin el.
  2. Pentru a menține nămolul în suspensie și pentru a accelera procesele oxidative, aerul este pompat constant în sistem sub presiune.
  3. La finalizarea procesului de oxidare, amestecul de nămol și apă uzată intră într-un rezervor secundar de decantare, unde nămolul activ este separat de apa purificată. Nămolul activat este pompat înapoi în rezervorul de aerare cu ajutorul unui transport aerian.
  4. După dezinfecție, apa poate fi evacuată în corpurile de apă.

Important: această metodă de curățare duce la formarea unei cantități mari de nămol activ, deci trebuie îndepărtat periodic. Nămolul activ rezultat poate fi folosit pentru fertilizarea câmpurilor.

Nămolul activat este o biomasă formată din bacterii, protozoare, microorganisme nitrifiante și denitrificatoare, precum și ciuperci. Nu există reprezentanți ai grupului de alge în compoziție. Nămolul activat absoarbe perfect bacteriile coliforme.

Stații de tratare a digestiei anaerobe


Nămolul de epurare este format din 95% apă, 5% carbohidrați, grăsimi și proteine. Metodele biochimice sunt, de asemenea, utilizate pentru dezinfectarea nămolului la stațiile de epurare a apelor uzate. Acestea vă permit să schimbați structura nămolului, în urma căreia acesta devine o substanță cu uscare rapidă, ușor de reciclat.

Procesele de fermentație anaerobă în condiții naturale au loc cu eliberarea de metan, apă și dioxid de carbon. Există următoarele tipuri de instalații de tratare care utilizează procese de descompunere anaerobă:

  • Fosele septice sunt structuri care combină procesele de fermentație și formarea sedimentelor. Aceste modele sunt potrivite pentru întreținerea obiectelor mici - case de țară și vilele. Curățarea fosei septice se poate face manual, deoarece dimensiunile structurii sunt mici. De obicei, această procedură este efectuată de 1-2 ori pe an. Nămolul digerat din fosa septică nu poate fi folosit ca îngrășământ deoarece reprezintă o amenințare pentru mediu. Înainte de eliminarea nămolului, acesta trebuie dezinfectat prin încălzire la 60 de grade. Fosele septice pot fi formate din 1, 2 sau 3 camere. Aceste modele sunt potrivite pentru tratarea preliminară a apelor uzate, după care necesită o tratare suplimentară în câmpuri de filtrare, în puțuri de filtrare sau șanțuri.
  • Digestoare. Aici, nămolul este fermentat prin încălzire artificială. Apele uzate vin aici după rezervorul primar de decantare. Un digestor este un rezervor închis în care se efectuează digestia anaerobă a nămolului. În astfel de structuri, sedimentul nou este amestecat constant cu sedimentul matur. Eficiența întregii structuri depinde de cantitatea de sediment matur. Cu cât mai mult, cu atât mai bine.
  • Tancuri de decantare cu două niveluri diferă de fosele septice prin faptul că multe dintre dezavantajele lor sunt eliminate. Astfel, gazele eliberate în timpul descompunerii nămolului nu pot pătrunde în apele uzate lichide. În aceste modele, procesul de fermentație poate dura de la 1 până la 6 luni. În același timp, există o capcană de gaz deasupra rezervorului de decantare cu două niveluri. Nămolul digerat este alimentat în plantațiile de nămol pentru uscare. Descompunerea materiei organice într-un bazin este mult mai rapidă și mai eficientă decât într-o fosă septică. Astfel de structuri nu sunt folosite la latitudini medii, deoarece digestia nămolului nu poate fi efectuată iarna.

Metodele biochimice (biologice) sunt utilizate pentru purificarea apelor uzate menajere și industriale din multe substanțe organice dizolvate și unele anorganice (hidrogen sulfurat, sulfuri, amoniac, nitriți). Procesul de purificare se bazează pe capacitatea microorganismelor de a folosi aceste substanțe pentru nutriție în procesul vieții, deoarece substanțele organice pentru microorganisme sunt o sursă de carbon.

Oxidare biochimică

În contact cu substanțele organice, microorganismele le distrug parțial, transformând ionii de dioxid de carbon, nitriți și sulfati etc. în apă. Cealaltă parte a substanței merge la formarea biomasei. Distrugerea substanțelor organice se numește oxidare biochimică.

Oxidarea biochimică este efectuată de o comunitate de microorganisme (biocenoză), incluzând multe bacterii diferite, protozoare și o serie de organisme mai bine organizate - alge, ciuperci etc., interconectate într-un singur complex prin relații complexe (metabioză, simbioză și antagonism). ). Rolul dominant în această comunitate revine bacteriilor, al căror număr variază de la 10 6 la 10 14 celule la 1 g de masă biologică uscată (biomasă). Numărul genurilor bacteriene poate ajunge la 5...10, numărul speciilor - câteva zeci și chiar sute. Comunitatea de microorganisme este reprezentată numai de bacterii dacă purificarea se realizează în condiții anaerobe (în absența oxigenului dizolvat în apă). Până la 30 de specii de bacterii se găsesc în apele uzate industriale. Aceste bacterii digeră uleiul, parafinele, naftenele, fenolii și alți compuși.

Printre bacteriile din stațiile de epurare a apelor uzate coexistă heterotrofe și autotrofe, iar una sau alta grupă se dezvoltă preferențial în funcție de condițiile de funcționare ale sistemului. Aceste două grupuri de bacterii diferă în relația lor cu sursa de nutriție cu carbon. Heterotrofei folosesc substanțe organice gata preparate ca sursă de carbon și le procesează pentru a produce energie și biosinteză celulară. Organismele autotrofe consumă carbon anorganic pentru sinteza celulară, iar energia se obține prin fotosinteză folosind energia luminii, sau chimiosinteză prin oxidarea anumitor compuși anorganici (de exemplu, amoniac, nitriți, săruri feroase, hidrogen sulfurat, sulf elementar etc.).

Microorganismele sunt capabile să oxideze multe substanțe organice, dar acest lucru necesită timpi de adaptare diferiți. Acidul benzoic, alcoolii etilici și amilici, glicolii, clorhidrurile, acetona, glicerina, anilina și esterii sunt ușor de oxidat.

Substanțele găsite în apele uzate în stare coloidală sau fin dispersată se oxidează cu o viteză mai mică decât substanțele dizolvate în apă.

Apele uzate trimise pentru epurare biochimică se caracterizează prin valorile WPC și COD.

MIC este necesarul biochimic de oxigen sau cantitatea de oxigen utilizată în procesele biochimice de oxidare a substanțelor organice (fără a include procesele de nitrificare) pentru un anumit timp de incubare a probei (2, 5, 8, 10, 20 de zile), mg O 2 / mg substanță. De exemplu, BOD 5 este necesarul biochimic de oxigen pentru cinci zile; BOD n este necesarul biochimic total de oxigen înainte de începerea proceselor de nitrificare, adică. până când apar nitriți în cantitate de 0,1 mg/l (aproximativ 20 de zile), mg O 2 / mg substanță;

COD este cererea chimică de oxigen, determinată prin metoda bicromatului, adică. cantitatea de oxigen echivalentă cu cantitatea de agent oxidant consumat necesară oxidării tuturor agenților reducători conținuti în apă, mg Og/mg substanță.

Activitatea biochimică a microorganismelor este activitatea biochimică asociată cu distrugerea contaminanților organici din apele uzate. Posibilitatea oxidării biochimice (biodegradabilitatea apei uzate) este caracterizată de un indicator biochimic, adică. raport ΒΠΚ complet /ΧΠΚ. Valoarea sa variază foarte mult pentru diferite grupuri de ape uzate: apele uzate industriale au un indice biochimic scăzut (0,05...0,3), apele uzate menajere - peste 0,5. Când raportul (BOD/COD) este de 100% = 50%, substanțele sunt oxidabile biochimic. În același timp, este necesar ca apele uzate să nu conțină substanțe toxice sau impurități ale sărurilor de metale grele. Indicatorul biochimic este necesar pentru calculul și funcționarea instalațiilor de tratare a apelor uzate.

Pentru a putea furniza apă uzată pentru epurare biochimică se stabilesc concentrații maxime de substanțe toxice care nu afectează procesele de oxidare biochimică (MK 6) și funcționarea instalațiilor de epurare (MK b.o.s.). Pentru substanțele anorganice care practic nu sunt susceptibile de oxidare biochimică se stabilesc și concentrații maxime peste care apa nu poate fi supusă epurării biochimice.

Temperatura optimă pentru procesele aerobe care au loc în stațiile de epurare a apelor uzate este considerată a fi de 20..30°C, în timp ce biocenoza, în alte condiții favorabile, este reprezentată de microorganismele cele mai diverse și bine dezvoltate. Microorganismele se dezvoltă bine la temperaturi optime și își mențin viabilitatea atunci când temperaturile fluctuează în intervale semnificative.

Concentrația ionilor de hidrogen afectează semnificativ dezvoltarea microorganismelor. O parte semnificativă a bacteriilor se dezvoltă cel mai bine într-un mediu neutru sau aproape de acesta, dar există specii care se dezvoltă bine într-un mediu acid cu un pH de 4...6 (ciuperci, drojdie) sau, dimpotrivă, într-un mediu ușor alcalin (actinomicete). Tratamentul biologic este cel mai eficient dacă valoarea pH-ului nu depășește 5...9 este considerat optim un mediu cu un pH de 6,5...7,5. Abaterea pH-ului peste 5...9 reduce rata de dezvoltare.

Pentru procesul normal de sinteză a materiei celulare și, prin urmare, pentru procesul eficient de tratare a apelor uzate, mediul trebuie să aibă o concentrație suficientă a tuturor nutrienților principali - carbon organic (BOD), azot, fosfor. Pe lângă elementele principale ale compoziției celulare (C, N, O, H), pentru construcția acesteia sunt necesare alte componente în cantități mici. Suficiența nutrienților pentru bacterii din apele uzate este determinată de raportul DBO: N: P (azotul sărurilor de amoniu sau proteinele și fosforul sub formă de fosfați dizolvați).

Substanțele organice și anorganice pot avea un efect toxic asupra proceselor biologice. Efectul toxic poate fi microbostatic, dacă creșterea și dezvoltarea microorganismelor este întârziată, sau ucigaș (microbicid). Majoritatea substanțelor prezintă unul sau altul efect în funcție de concentrația lor în amestecul care se purifică.

Tratarea biochimică a apelor uzate (epurarea biologică) este principala metodă de tratare a apelor uzate care conțin contaminanți de origine organică, care constă în mineralizarea acestor contaminanți datorită activității microorganismelor.

Epurarea biologică a apelor uzate este una dintre cele mai comune metode de neutralizare a apelor uzate la pregătirea lor pentru deversarea în corpurile de apă, bazată pe procese microbiene (sub influența microbilor) de descompunere și mineralizare a substanțelor organice. Conform standardelor existente, conținutul de substanțe organice din apa purificată nu trebuie să depășească 10 mg/l.

Bacteriile participă la mineralizarea compușilor organici din apele uzate, care, în relația lor cu oxigenul, sunt împărțite în 2 grupe:

Aerobic (folosirea oxigenului dizolvat în apă în timpul respirației);

Anaerob (dezvoltându-se în absența oxigenului liber).

Proces aerob

C 6 H 12 O 6 +6O 2 --> 6CO 2 +6H 2 O + biomasă microbiană + căldură

Proces anaerob

C 6 H 12 O 6 --> 3CH 4 + 3CO 2 + biomasă microbiană + căldură

Comunitatea microbiană aerobă este reprezentată de o varietate de microorganisme, în principal bacterii, care oxidează diferite substanțe organice în cele mai multe cazuri independent unele de altele, deși oxidarea unor substanțe se realizează prin co-oxidare (cometabolism). Comunitatea microbiană aerobă a nămolului activ din sistemele aerobe de tratare a apei este reprezentată de o biodiversitate excepțională. Produsele reziduale ale microbilor sunt dioxid de carbon, hidrogen, acizi organici și alcooli.

Orez. 2.48. Compararea bilanțurilor materiale și energetice ale metodelor aerobe și anaerobe de tratare a apelor uzate.

Avantajul curățării aerobe este viteza mare și utilizarea de substanțe în concentrații scăzute. Dezavantaje semnificative, mai ales la tratarea apelor uzate concentrate, sunt costurile mari de energie pentru aerare și problemele asociate cu tratarea și eliminarea cantităților mari de nămol în exces. Procesul aerob este utilizat pentru tratarea apelor uzate menajere, industriale și porcine cu un COD care nu depășește 2000. Avantajul procesului anaerob este și formarea relativ nesemnificativă a biomasei microbiene. Dezavantajele includ incapacitatea de a elimina contaminanții organici în concentrații scăzute. ( orez. 2.48).

Degradarea substanţelor organice de către microorganisme în condiţii aerobe şi anaerobe are loc cu diferite bilanţuri energetice ale totalului reacţiilor. În timpul biooxidării aerobe a glucozei, 59% din energia conținută în aceasta este cheltuită pentru creșterea biomasei și 41% este pierderea de căldură. Acest lucru se datorează creșterii active a microorganismelor aerobe. Cu cât concentrația de substanțe organice în apa uzată tratată este mai mare, cu atât încălzirea este mai puternică, cu atât rata de creștere a biomasei microbiene și acumularea de nămol activ în exces este mai mare. În timpul degradării anaerobe a glucozei cu formarea metanului, doar 8% din energie este cheltuită pentru creșterea biomasei, 3% este pierderea de căldură și 89% este transformată în metan. Microorganismele anaerobe cresc lent și necesită o concentrație mare de substrat.



Condițiile necesare pentru viața organismelor care contribuie la tratament și la utilizarea eficientă a instalațiilor de tratament aerob sunt:

Prezența substanțelor organice în apele uzate care pot fi oxidate biochimic;

Alimentarea continuă a structurilor cu oxigen în cantități suficiente;

Reacția activă a apei purificate (în intervalul 7-8,5 pH);

Temperatura apei nu este mai mică de 10°C și nu mai mare de 30°C;

Prezența nutrienților - azot, fosfor, potasiu în cantitățile necesare;

Absența substanțelor toxice în concentrații care sunt toxice pentru microorganisme.

Tratarea biochimică a apelor uzate are loc în două faze de pornire simultane:

Absorbția substanțelor organice dizolvate și a coloizilor de către suprafața corpurilor bacteriene;

Oxidarea și mineralizarea substanțelor organice dizolvate și adsorbite de către microbi.

Următoarele instalații de tratare sunt utilizate pentru tratarea biochimică a apelor uzate industriale menajere:

Aerobic - aerofiltre și rezervoare de aerare, biofiltre, iazuri biologice, câmpuri de irigații, câmpuri de filtrare;

Anaerobe - fose septice, rezervoare de decantare cu două niveluri, digestoare. Alegerea tipului de structură este determinată de natura și cantitatea apei uzate, condițiile locale, cerințele privind calitatea apei tratate, disponibilitatea terenului liber etc.

Înainte de tratarea biochimică, solidele în suspensie, rășinile și uleiurile trebuie îndepărtate din apele uzate. Ca urmare a epurării, conținutul de substanțe organice din apele uzate este redus cu 90-95%; își pierd capacitatea de putrezire, devin transparente, iar numărul de bacterii din ele este mult redus.

Curățare aerobă

Aerotancurile sunt structuri pentru tratarea biologică a deșeurilor lichide preclarificate. Procesul de curățare are loc într-un flux de lichid în mișcare cu introducerea artificială a așa-numitului nămol activat, precum și a oxigenului din aer ca sursă de activitate bacteriană.

Aerotancurile sunt rezervoare lungi din beton armat sau din beton cu secțiune transversală dreptunghiulară. Nămolul activ este o colecție de microorganisme aerobe sub formă de fulgi - mineralizatori, care au și proprietăți de adsorbție și capacitatea de a mineraliza substanțele organice găsite în lichidul rezidual tratat.

Tratament anaerob

În cazul concentrațiilor mari de substanțe organice în apele uzate (CBO mai mare de 1000 mg/l), precum și la tratarea apelor uzate menajere (DBO de la 30 la 50 mg/l), o metodă de tratare anaerobă poate fi considerată una dintre cel mai promițător. Avantajul său față de cele aerobe este o reducere bruscă a costurilor de operare (MP anaerob nu necesită aerare suplimentară a apei) și absența problemelor asociate cu eliminarea biomasei în exces.

Sunt utilizate pe scară largă pentru purificarea apelor uzate menajere și industriale din multe substanțe organice dizolvate și unele substanțe anorganice (H2S; sulfuri; NH3; nitriți etc.).

Procesul de purificare se bazează pe capacitatea microorganismelor de a utiliza aceste substanțe pentru alimentație în procesul vieții, deoarece substanțele organice sunt o sursă de carbon pentru ele.

Avantaje: design hardware simplu, costuri de operare reduse.

Dezavantaje: costuri mari de capital, necesitatea indepartarii prealabile a substantelor toxice, respectarea stricta a regimului tehnologic de curatare.

Apa uzată se caracterizează prin: DBO - cerere biochimică de O 2. mg O 2 / g sau mg O 2 / l fără a include procesele de nitrificare.

COD este necesarul de O2 pentru oxidarea tuturor agenților reducători.

COD > BOD.

Dacă în prezenţa O 2, atunci procesul este aerob (t o = 20-40 o C). Dacă în absența O 2, atunci este anaerob (pentru a neutraliza reziduurile).

În timpul epurării biochimice, substanțele conținute în apele uzate nu sunt reciclate, ci sunt procesate în nămol în exces, care necesită și neutralizare. Nămolul activat (bulgări brun-gălbui) este un complex complex de microorganisme de diferite clase, cei mai simpli viermi microscopici, ciliați, alge, drojdie etc. O sursă bună de C sunt compușii organici nesaturați.

Compușii organici saturati sunt mai greu de digerat. II gr. BODtotal/COD=0,10-0,02 – Apă uzată de cocsificare, șist, apă sodă. Aceste ape, după epurare mecanică, pot fi trimise spre oxidare biochimică. III gr. BODtotal/COD=0,01-0,001 – ape uzate din metalurgie feroasă, sulfură, clorură, surfactant etc. Sunt necesare tratamente mecanice și tratament fizico-chimic. IV gr. BODtotal/COD Turbulizarea (amestecare intensivă, nămolul activ este în suspensie) a apei uzate crește volumul de nutrienți și O2 furnizat microorganismelor, ceea ce crește rata de tratare a apelor uzate.

Doza de activ sau depinde de indicele de nămol.

Cu cât indicele de nămol este mai mic, cu atât este mai mare doza de activ sau trebuie furnizată.

Creșterea t o => crește volumul reacției biochimice. t o > 30 o pot distruge microorganismele. Aproape 20-30 o. Otrava pentru nămolul activ este sărurile de metale grele. Sărurile acestor metale reduc viteza de purificare (Sb, Ag, Cu, Hg, Co, Ni, Pb etc.).

Pentru oxidarea substantelor organice de catre microorganisme este necesar O 2; dizolvate în apa uzată, adică aerare - dizolvarea O 2 în H 2 O.

Pentru apariția cu succes a reacțiilor de oxidare biochimică, este necesară prezența compușilor de nutrienți și microelemente în apele uzate: ​​(N, P, K).

Lipsa azotului inhibă oxidarea și formarea de nămol greu de sedimentat.

Lipsa de P duce la formarea de bacterii filamentoase, care provoacă umflarea nămolului activat.

Biocurățare în condiții naturale.

Câmpurile de irigare sunt terenuri special pregătite; curățarea are loc sub influența microflorei soarelui, a aerului și sub influența vegetației vii și a plantelor.

Câmpurile de irigare sunt cel mai bine construite pe soluri nisipoase sau lutoase. Apa subterană nu este mai mare de 1,25 m de la suprafață.

Solul câmpurilor de irigare conține bacterii, drojdie, ciuperci, alge etc. Apa uzată conține bacterii. Dacă câmpurile nu cresc culturi și sunt destinate doar epurării biologice a apelor uzate, atunci se numesc câmpuri de filtrare.

Câmpurile de irigare după tratarea biologică a apelor uzate sunt folosite pentru cultivarea cerealelor și a culturilor de siloz, ierburi și legume.

Câmpurile de irigare au următoarele avantaje față de rezervoarele de aerare: 1 – costurile de capital și de exploatare sunt reduse;

În timpul procesului de epurare biologică, apele uzate trec printr-un strat filtrant de sol, în care sunt reținute particulele suspendate și coloidale, formând o peliculă, iar O2 pătrunzând oxidează substanțele organice, transformându-le în compuși minerali.

Apele uzate pot pătrunde în câmpurile de irigare prin umidificatoare tubulare din polietilenă sau azbociment, de ex. irigarea subsolului.

Iazurile biologice sunt o cascadă de iazuri formată din 3-5 etape. Cu aerare naturală (adâncimea lor este de 0,5-1m). Bine încălzit de soare. Cu aerare artificială (mecanică sau pneumatică, compresor) (adâncime - 3,5 m). Sarcina de poluare crește de 3-3,5 ori.

Curățarea în structuri artificiale.

Tancurile aero sunt rezervoare de aerare din beton armat. Amestec aerat de apă uzată + nămol activ.

    Schema unei stații de epurare biologică.
  1. – decantor primar;
  2. – preaerator (pentru preaerare 15-20 minute);
  3. – rezervor de aerare;
  4. – regenerator (25%);
  5. – decantor secundar;
Aerarea este necesară pentru a satura H2O – O2 și a menține nămolul în suspensie. Înaintea rezervorului de aerare, apa uzată trebuie să conțină nu > 150 mg/l de particule în suspensie și nu > 25 mg/l de produse petroliere: t°H2O=6-30°С; PH – 6,5-9. adâncimea rezervoarelor de aerisire este de 2-5 m O piscină exterioară dotată cu dispozitive de aerare forțată. 2, 3, 4 coridoare.
    Tancurile aero sunt împărțite în:
  1. după regimul hidrodinamic (tancuri de aerare - dislocatoare (a); rezervoare de aerare - malaxoare (b); tip intermediar - cu hidrogen de apă uzată dispersată);
  2. prin metoda de regenerare a activelor sau (cu și fără regenerare separată);
  3. în funcție de sarcina pe nămol activ (încărcat mare pentru tratare incompletă și încărcat obișnuit sau scăzut);
  4. după numărul de pași (1, 2, multipli);
  5. în funcție de modul de intrare a apei uzate (curgătoare, semicurgătoare, de contact etc.);
  6. prin caracteristicile de proiectare:

În prezența impurităților nocive și a DBO > 150 mg/l - cu regenerare.

Informatii utile:

După ce apele uzate trec prin dispozitive de epurare mecanică și fizico-chimică, înainte de a fi evacuate într-un rezervor, sunt supuse unui tratament biochimic, constând în oxidarea contaminanţilor organici de către microorganisme.

Pentru a asigura funcționarea normală a microorganismelor sunt necesare nu numai substanțe organice, ci și elemente biogene, precum azotul, calciul, fluorul, clorul etc. Sursele de nutrienți sunt în primul rând apele uzate menajere. Cantitatea optimă de ape uzate menajere pentru diluarea apelor uzate industriale care conțin ulei depinde de compoziția apelor uzate industriale și se determină experimental în fiecare caz specific. Utilizarea nereglementată a apelor uzate menajere poate duce la degradare, de ex. la slăbirea microflorei adaptate acestor contaminanţi.

Criteriul de adecvare a metodelor de oxidare biochimică pentru neutralizarea poluanților organici din apele uzate este un indicator biochimic, definit ca raportul dintre necesarul biochimic total de oxigen (CBO p) și necesarul chimic de oxigen (COD).

BOD este cantitatea de oxigen necesară pentru oxidarea substanțelor organice ca urmare a proceselor biochimice aerobe care au loc în apă. De exemplu, BOD 20 corespunde unei durate de proces de 15...20 de zile, BOD 5 corespunde unui consum de cinci zile. BOD este utilizat pentru monitorizarea continuă a instalațiilor de tratament în funcțiune.

Valoarea COD exprimă cantitatea de oxigen necesară pentru a oxida toți compușii care conțin carbon.

Oxidarea biochimică se realizează atât în ​​condiții naturale pe câmpuri de filtrare, câmpuri de irigare, iazuri biologice, cât și în condiții create artificial.

Tratarea biologică a apelor uzate în structuri artificiale se realizează în filtre biologice, rezervoare de aerare și rezervoare de oxigen.

În fig. Figura 26 prezintă o diagramă a unui filtru biologic cu alimentare forțată cu aer. Sursa de apă uzată curge prin conducta 3 în filtrul 2 şi prin dispozitivele de distribuţie a apei 4 este pulverizată uniform peste zona filtrului. Când sunt stropite, apele uzate absoarbe o parte din oxigenul din aer. În procesul de filtrare prin încărcare 5, care se folosește, de exemplu, zgură, piatră zdrobită, argilă expandată, plastic, pietriș, pe materialul de încărcare se formează o peliculă biologică, microorganismele cărora absorb substanțele organice. Intensitatea oxidării impurităților organice din peliculă crește semnificativ atunci când aerul comprimat este furnizat prin conducta 1 și grila de susținere 6 în direcția opusă filtrării. Apa purificată din impuritățile organice este îndepărtată din filtru prin conducta 7.

Datorită prezenței etanșărilor hidraulice care etanșează spațiul paletului, aerul injectat poate ieși doar prin stratul de încărcare, drept urmare biofilmul este saturat cu oxigen din aer.

Orez. 26. Diagrama filtrului biologic

În procesul de oxidare a contaminanților, se formează o nouă peliculă, iar cea veche moare, care este ruptă de suprafața de încărcare prin mișcarea apei și scoasă din biofiltru. Pentru a-l reține, după biofiltre se instalează rezervoare de decantare.

Baza rezervoare de aerare se bazează pe activitatea microorganismelor care trăiesc în corpurile naturale de apă, i.e. nămol activ (AS). Aerotancurile sunt împărțite în rezervoare de aerare cu și fără regenerare a nămolului activ, rezervoare de aerare-amestecătoare, rezervoare de aerare-deplasator și rezervoare de aerare-decantoare.