Биологические методы очистки сточных вод. Биологические методы очистки сточных вод

Биохимические методы очистки сточных вод и способы

В составе любых сточных вод присутствуют компоненты органического и неорганического происхождения. Если от неорганических крупных и плотных включений легко избавиться методами механической фильтрации, то от сложных органических составляющих, присутствующих в воде в виде взвеси избавиться таким способом не получится. Для этого понадобится биохимическая очистка сточных вод. Данная методика не менее эффективная и не такая дорогостоящая, как искусственные методы очищения. Кроме того, такой способ очистки не требует выполнения сложного процесса утилизации используемых реагентов.

Суть метода

Биохимический способ очистки основан на использовании специальных бактерий

Биохимический способ очистки основан на использовании специальных бактерий, которые в ходе своей жизнедеятельности расщепляют сложные органические соединения на более простые элементы – воду, углекислый газ и минеральный осадок.

Эти бактерии постоянно присутствуют в почве и воде, где они способствуют естественному очищению почвы и воды. Но поскольку их концентрация невысока, процессы естественного очищения протекают довольно медленно.

В очистных сооружениях, где применяется способ биохимической очистки, присутствуют огромные колонии бактерий, участвующие в переработке стоков. При этом в этих сооружениях создаются благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов, что позволяет значительно ускорить процессы очищения воды в сооружении в сравнении с естественным очищением в природе.

Как правило, при биохимической очистке используется один из двух видов бактерий либо их комбинация:

Аэробные микроорганизмы перерабатывают сложные органические соединения. В результате окисления они расщепляются на воду, минеральный осадок и углекислый газ. Главная особенность этих бактерий в том, что они нуждаются в кислороде, поэтому конструкции с их использованием оборудуются аэраторами и компрессорами.
Анаэробные микроорганизмы в небольшом количестве всегда присутствуют в стоках. Эти бактерии не нуждаются в кислороде. Однако им нужен углекислый газ и нитраты, чтобы вести свою жизнедеятельность. Эти организмы в процессе жизни выделяют метан, поэтому в сооружении необходимо использовать систему вентиляции.

Способы биохимической очистки

Сегодня используются следующие биохимические методы очистки сточных вод:

Рекомендуем к прочтению:

Биологические пруды.
Конструкции с использованием аэробных методов очистки – аэротенки и биофильтры.
Очистные устройства с анаэробным разложением (септики, отстойники и метантенки).

Биопруды

Это искусственные водоёмы небольшой глубины (0,5-1 м), в которых стоки проходят процессы, очень напоминающие природное самоочищение

Это искусственные водоёмы небольшой глубины (0,5-1 м), в которых стоки проходят процессы, очень напоминающие природное самоочищение. Эти пруды хорошо прогреваются солнцем, поэтому в них создаются благоприятные условия для жизни бактерий.

Самый высокий санитарный эффект прудов достигается в тёплое время года. Так, колонии кишечной палочки уничтожаются на 99 %, вредоносные микроорганизмы кишечной группы полностью истребляются, окисляемость среды снижается на 90 процентов, а концентрация аммонийного и органического азота уменьшается на 97 %.

Важно: такой способ очистки можно использовать и зимой. Пруды могут функционировать под слоем льда. Только с него нужно обязательно счищать снег, чтобы к бактериям поступал солнечный свет.

Биологические пруды бывают нескольких видов:

Проточные водоёмы, в которых стоки разбавляются речной водой. После отстойника стоки смешиваются с водой в соотношении 1 к 3-5. Здесь жидкость очищается на протяжении 14-21 дня. Пруд подходит для разведения рыбы и выращивания уток. Недостаток состоит в необходимости сооружения отстойника, потребности в речной воде.
Проточные пруды, в которых стоки не разбавляются речной водой. Этот способ очистки предусматривает прохождение сточной водой каскада из 4-5 водоёмов. В первом пруде должна быть преграда для сдерживания твёрдого осадка, а последний пруд годится для разведения рыбы.
Водоёмы для доочистки стоков используются на станциях биологической очистки, где не удаётся переработать большие объёмы стоков или требуется добиться высокой степени очищения. Обычно вся система состоит из 2-3 прудов, в которых тоже можно разводить рыбу.
Анаэробные пруды достигают нескольких метров в глубину. Здесь используются анаэробные способы очистки. Главными недостатками таких прудов является то, что в окружающую среду постоянно выделяется метан, также патогенные бактерии могут попасть в грунтовые воды.
Контактные водоёмы. Принцип очистки здесь основан на том, что в стоячей воде процессы биохимического окисления протекают намного быстрее. Система состоит из серии параллельно расположенных карт. Вода переходит из одного водоёма в другой каждый день. Процесс полной очистки выполняется за 5-10 дней.

Станции очистки с аэробным разложением

К таким сооружениям относятся биофильтры и аэротенки

К таким сооружениям относятся биофильтры и аэротенки. Принцип работы биофильтра основан на том, что загрязнённые воды сначала проходят стадию механической очистки. Через некоторое время начинается обрастание загрузки (части биофильтра) биологической плёнкой. Этот процесс протекает благодаря адсорбции микроорганизмов из стоков. Только после этого начинаются процессы биохимического окисления органики.

Важно: главным условием выполнения эффективной очистки является наличие хорошей аэрации.

Биофильтр – это конструкция, заполненная крупнозернистым материалом, не поддающимся разбуханию (шлаком, галькой, щебёнкой). Поверхность этого материала орошается стоками через каждые 10-15 минут. Жидкость, прошедшая фильтр, проходит через дренажные отверстия и стекает в лотки. Аэрация биологического фильтра может быть искусственной или естественной. Искусственные способы аэрации позволяют значительно ускорить процессы биологического окисления.

Аэротенк – это очистные сооружения, в которых используются принципы естественного биологического очищения сточных вод. Однако интенсивность этих процессов намного выше. Аэрация стоков здесь выполняется посредством нагнетания воздуха при помощи аэраторов и компрессоров. Здесь функции биологической плёнки выполняет активный ил – это особые хлопья, которые состоят из взвеси микроорганизмов.

Рекомендуем к прочтению:

Принципы очистки в таком сооружения выглядят следующим образом:

Стоки, перемешанные с активным илом, попадают в длинный резервуар и продвигаются по нему.
Чтобы поддерживать ил во взвешенном виде и ускорять окислительные процессы, в систему постоянно нагнетается под давлением воздух.
По завершении окислительного процесса смесь ила со стоками попадает во вторичный отстойник, где происходит отделение активного ила от очищенных вод. Активный ил при помощи эрлифта перекачивается обратно в аэротенк.
После обеззараживания воду можно сливать в водоёмы.

Важно: такой способ очистки приводит к образованию большого количества активного ила, поэтому периодически его необходимо извлекать. Полученный активный ил можно использовать для удобрения полей.

Активный ил – это биомасса, состоящая из бактерий, простейших, микроорганизмов-нитрификаторов и денитрификаторов, а также грибов. В составе отсутствуют представители группы водорослей. Активный ил прекрасно адсорбирует бактерии группы кишечной палочки.

Станции очистки с анаэробным разложением

Процессы анаэробного брожения в естественных условиях протекают с выделением метана, воды и углекислого газа

Осадок сточных вод на 95 процентов состоит из воды, на 5 – из углеводов, жиров и белков. Для обеззараживания осадка на очистных сооружениях также используются биохимические методы. Они позволяют изменить структуру осадка, в результате чего он становится быстро подсыхающим, легко поддающимся утилизации веществом.

Процессы анаэробного брожения в естественных условиях протекают с выделением метана, воды и углекислого газа. Существуют следующие виды очистных сооружений, в которых используются процессы анаэробного разложения:

Септики – это сооружения, в которых объединяются процессы сбраживания и образования осадка. Эти конструкции подходят для обслуживания небольших объектов – загородных домов и дач. Очистка септика может делаться вручную, поскольку габариты сооружения невелики. Обычно эта процедура выполняется 1-2 раза в год. Сброженный осадок из септика нельзя использовать в качестве удобрения, поскольку он представляет угрозу для окружающей среды. Перед утилизацией осадка его необходимо обеззаразить, подогрев до 60 градусов. Септики могут состоять из 1, 2 или 3-х камер. Эти конструкции подходят для предварительной очистки стоков, после чего они нуждаются в доочистке на полях фильтрации, в фильтрационных колодцах или канавах.
Метантенки. Здесь сбраживание осадка выполняется при искусственном подогреве. Сюда стоки попадают после первичного отстойника. Метантенк – это закрытый резервуар, в котором выполняется анаэробная переработка осадка. В таких конструкциях новый осадок постоянно перемешивается со зрелым. Эффективность работы всей конструкции зависит от количества зрелого осадка. Чем его больше, тем лучше.
Двухъярусные отстойники отличаются от септиков тем, что в них устранены многие их недостатки. Так, в жидкие стоки не могут попадать газы, выделяющиеся при разложении осадка. В этих конструкциях процесс брожения может длиться от 1 до 6 месяцев. При этом над двухъярусным отстойником стоит уловитель газов. Сброженный осадок подаётся для высушивания на иловые плантации. Разложение органики в отстойнике протекает намного быстрее и эффективнее, чем в септике. Такие конструкции не используют в средних широтах, поскольку зимой сбраживание осадка невозможно выполнить.

Помогла статья? Оцените её

Загрузка...

vodakanazer.ru

Биологический метод очистки сточных вод. — МегаЛекции

1.1.Аэробные: аэротенк (биотенк), биофильтр, почвенные методы, биопруды.

Сущность метода биохимической очисткиБиологический (или биохимический) метод очистки сточных вод применяется для очистки производственных и бытовых сточных вод от органических и неорганических загрязнителей. Данный процесс основан на способности некоторых микроорганизмов использовать загрязняющие сточные воды вещества для питания в процессе своей жизнедеятельности.Основной процесс, протекающий при биологической очистке сточных вод, – это биологическое окисление. Данный процесс осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), состоящим из множества различных бактерий, простейших водорослей, грибов и др., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).Главенствующая роль в этом сообществе принадлежит бактериям.Очистку сточных вод рассматриваемым методом проводят в аэробных (т. е. в присутствии растворенного в воде кислорода) и в анаэробных (в отсутствие растворенного в воде кислорода) условиях. Очистка сточных вод в природных условиях Аэробные процессы биохимической очистки могут протекать в природных условиях и в искусственных сооружениях. В естественных условиях очистка происходит на полях орошения, полях фильтрации и биологических прудах. Искусственными сооружениями являются аэротенки и биофильтры разной конструкции. Тип сооружений выбирают с учетом местоположения завода, климатических условий, источника водоснабжения, объема промышленных и бытовых сточных вод, состава и концентрации загрязнений. В искусственных сооружениях процессы очистки протекают с большей скоростью, чем в естественных условиях. Поля орошения Это специально подготовленные земельные участки, используемые одновременно для очищения сточных вод и агрокультурных целей. Очистка сточных вод в этих условиях идет под действием почвенной микрофлоры, солнца, воздуха и под влиянием жизнедеятельности растений.В почве полей орошения находятся бактерии, актиномицеты, дрожжи, грибы, водоросли, простейшие и беспозвоночные животные. Сточные воды содержат в основном бактерии. В смешанных биоценозах активного слоя почвы возникают сложные взаимодействия микроорганизмов симбиотического и конкурентного порядка.

В процессе биологической очистки сточные воды проходят через фильтрующий слой почвы, в котором задерживаются взвешенные и коллоидные частицы, образуя в порах грунта микробиальную пленку. Затем образовавшаяся пленка адсорбирует коллоидные частицы и растворенные в сточных водах вещества. Проникающий из воздуха в поры кислород окисляет органические вещества, превращая их в минеральные соединения. В глубокие слои почвы проникание кислорода затруднено, поэтому наиболее интенсивное окисление происходит в верхних слоях почвы (0,2–0,4 м). При недостатке кислорода в прудах начинают преобладать анаэробные процессы.Биологические пруды Представляют собой каскад прудов, состоящий из 3-5 ступеней, через которые с небольшой скоростью протекает осветленная или биологически очищенная сточная вода. Пруды предназначены для биологической очистки и для доочистки сточных вод в комплексе с другими очистными сооружениями. Различают пруды с естественной или искусственной аэрацией. Пруды с естественной аэрацией имеют небольшую глубину (0,5-1 м), хорошо прогреваются солнцем и заселены водными организмами. Время пребывания воды в прудах с естественной аэрацией составляет от 7 до 60 суток. Вместе со сточными водами из вторичных отстойников выносится активный ил, который является посевным материалом.

Микрофильтры и намывные фильтрыМикрофильтры представляют собой сетчатые вращающиеся барабаны, опущенные частично в жидкость. Сточная вода подается внутрь барабана, загрязненная внутренняя поверхность промывается струями воды в верхней части барабана. Эффективность очистки при подаче на них биологически обработанных сточных вод составляет по 20-30%, по взвешенным веществам 65-70%. Микрофильтры просты в эксплуатации и не требуют ежедневного ухода. Намывные фильтры представляет собой резервуары с установленными внутри сетчатыми фильтрующими элементами. Фильтрование осуществляется через сетки намытым на них фильтрующим материалом. Поэтому перед рабочим циклом в фильтр подается пульпа фильтрующего материала. Этот же материал вводится в доочищаемую воду небольшими дозами во время рабочего цикла. Качество доочистки высокое: по содержанию взвешенных веществ (4 мг/л) и (3 мг/л) сточные воды приближаются к чистой речной воде. Фильтрующие колодцы, кассеты Использование в технологической схеме биологической очистки сооружений, расположенной в естественных условиях (фильтрующие колодцы и кассеты, поля подземной фильтрации), позволяет обеспечить одновременную глубокую очистку и обеззараживание стоков и не требует дополнительного устройства сооружений доочистки. Обследование около 50 систем показало что вблизи правильно установленных и эксплуатируемых фильтрующих колодцев создается вполне удовлетворительная санитарная обстановка. На большинстве обследованных объектов даже в расстоянии 1-2 метров вокруг фильтрующего колодца не отмечалось загрязнения атмосферного воздуха и поверхности почвы. Результаты исследований экспериментальных установок показываю, что даже на расстоянии 0,8-1 метра от фильтрующих колодцев наблюдается значительное снижения загрязнении в сточных водах. Сооружения естественной очистки сточных вод такие как фильтрующие колодцы и биологические пруды, могут быть использованы в качестве сооружений доочистки в различных технологических схемах обработки стоков. Эти сооружения размещают, как правило, после установок биологической очистки. Очистка в биофильтрах Биопленка растет на наполнителе биофильтра, она имеет вид слизистых обрастаний толщиной 1-3 мм и более. Эта пленка состоит из бактерий, грибов, дрожжей и других организмов. Число микроорганизмов в биопленке меньше, чем в активном иле.Биологические фильтры достаточно широко применяются для очистки бытовых и производственных сточных вод при их объемном расходе до 30 тыс. м3/сут.Биофильтры – искусственные сооружения биологической очистки представляют собой круглые или прямоугольные в плане сооружения, загруженные фильтрующим материалом, на поверхности которого выращивается биопленка; изготовляются они из железобетона или кирпича. Сточная вода фильтруется через слой загрузки, покрытой пленкой из микроорганизмов; отработанная (омертвевшая) биопленка смывается протекающей сточной водой и выносится из биофильтра.По типу загрузочного материала биофильтры делятся на две категории: с объемной (зернистой) и плоской загрузкой. В качестве зернистой загрузки используют щебень, гравий, гальку, шлак, керамзит, керамические и пластмассовые кольца, кубы, шары, цилиндры и т.п. Плоская загрузка – это металлические, тканевые и пластмассовые сетки, решетки, блоки, гофрированные листы, пленки т.п., нередко свернутые в рулоны.

Биотенк - биофильтр представляет собой корпус, в котором заключены элементы загрузки, расположенные в шахматном порядке. Эти элементы выполнены в виде полуцилиндров, орошаются сверху водой, которая, наполняя элементы загрузки стекает через края вниз. На наружных поверхностях элементов образуется биопленка, в элементах – биомасса, напоминающая активный ил. Конструкция обеспечивает высокую производительность и эффективность очистки.По принципу поступления воздуха в толщу аэрируемой загрузки фильтры могут быть с естественной и принудительной аэрацией. При поступлении сточных вод с БПКП> 300 мг/л во избежание частого заиливания поверхности биофильтра предусматривается рециркуляция – возврат части очищенной воды для разбавления исходами точной воды.Применение биофильтров ограничивается возможностью их заиливания, снижением окислительной мощности в процессе эксплуатации, появлением неприятных запахов, трудностью равномерного наращивания пленки. Очистка в аэротенках Аэробная биологическая очистка больших объемов вод осуществляется в аэротенках – прямоугольных в плане железобетонных сооружениях со свободно плавающим в объеме обрабатываемой воды активным илом, бионаселение которого использует загрязнения сточных вод для своей жизнедеятельности.

Основные технологические схемы очистки в аэротенках приведены на рисунке 52.

Система аэрации представляет собой комплекс сооружений и специального оборудования, обеспечивающего снабжение жидкости кислородом, поддержание ила во взвешенной состоянии и постоянное перемешивание сточной воды с илом. Для большинства типов аэротенков система аэрации обеспечивает одновременное выполнение этих функций. По способу диспергирования воздуха в воде на практике применяются три системы аэрации: пневматическая, механическая и комбинированная.Окситенки Окситенки – это сооружения биологической очистки, в которых вместо воздуха используется технический кислород или воздух, обогащенный кислородом.Основным отличием окситенка от аэротенка, работающего на атмосферном воздухе, является повышенная концентрация ила. Это связано с увеличенным массообменом кислорода между газовой и жидкой фазами.Он представляет собой резервуар, круглой в плане формы с цилиндрической перегородкой, которая отделяет зону аэрации от зоны илоотделения.

1.2.Анаэробная биологическая очистка сточных вод.

Анаэробный метод очистки может рассматриваться в качестве одного из наиболее перспективных при наличии высокой концентрации в сточных водах органических веществ или для очистки бытовых стоков. Его преимущество перед аэробными методами заключается в резком снижении эксплуатационных расходов (для анаэробных микроорганизмов не требуется дополнительной аэрации воды) и отсутствии проблем, связанных с утилизацией избыточной биомассы.

Анаэробная деградация органических веществ, осуществляется как многоступенчатый процесс, в котором необходимо участие, по меньшей мере четырех групп микроорганизмов:

· гидролитиков,

· бродильщиков,

· ацетогенов

· метаногенов.

Механизм очистки.

При анаэробном преобразовании органических субстратов в метан под воздействием микроорганизмов должны быть последовательно реализованы 4 стадии разложения. Отдельные группы органических загрязнений (углеводы, протеины, липиды/ жиры) в процессе гидролиза преобразуются сначала в соответствующие мономеры (сахара, аминокислоты, жирные кислоты). Далее эти мономеры в ходе ферментативного разложения (ацитогенеза) преобразуются в короткоцепочечные органические кислоты, спирты и альдегиды, которые затем окисляются дальше в уксусную кислоту, что связано с получением водорода. Только после этого доходит очередь до образования метана на этапе метаногенеза. В качестве побочного продукта наряду с метаном образуется также и углекислый газ.

Все процессы преобразования тесно взаимосвязаны друг с другом и должны протекать в емкости анаэробного реактора в строго установленном порядке, т.к. любое нарушение одного из промежуточных этапов приводит к нарушению всего процесса. Поэтому требуется точное проектирование очистных сооружений и их настройка на соответствующую сточную воду.

Рисунок 1: Этапы разложения анаэробного преобразования

megalektsii.ru

Биологические методы очистки сточных вод

Биологические методы применяют для очистки сточных вод от многих растворённых и взвешенных органических соединений и ряда неорганических веществ – сероводорода, сульфитов, сульфидов, аммиака, нитритов и др.

В основе биологической очистки лежит способность и потребность микроорганизмов использовать содержащиеся в сточных водах органические и минеральные соединения в качестве питательных веществ и источника энергии для своего развития и жизнедеятельности. При этом сложные органические вещества разрушаются до простых неорганических – CO2 и h3O, нитратов, сульфатов, карбонатов и т.п. или участвуют в синтезе биомассы.

Процессы разрушения веществ протекают внутри клеток микроорганизмов, где происходит непрерывный и очень сложный процесс химических превращений, представляющий строгую последовательность окислительно-восстановительных реакций с участием ферментов в качестве катализаторов (метаболизм).

Микроорганизмы способны окислять многие органические вещества, но с разной скоростью. Скорость биохимических реакций определяется структурой разрушаемого вещества и активностью ферментов, которая зависит от температуры, pH и присутствия в сточной воде других веществ.

К биологически легко окисляемым соединениям относятся алифатические спирты, альдегиды, сложные эфиры, карбоновые кислоты, углеводы и др. Трудно окисляются высшие спирты, жирные кислоты, нитросоединения и др. Некоторые соединения вообще не подвергается биохимическому окислению вследствие токсического действия на микроорганизмы – хлороформ, тетрахлорметан, гетероциклические соединения и др.

Биологические методы очистки сточных вод делятся на аэробные и анаэробные.

Аэробные методы основаны на использовании для окисления органических веществ аэробных микроорганизмов – таких, для жизнедеятельности которых необходимо наличие кислорода и температура 10-40 °С. Анаэробные методы очистки представляют собой процессы расщепления веществ без доступа кислорода в присутствии анаэробных микроорганизмов. Анаэробные методы применяют преимущественно для обезвреживания осадков сточных вод и называют брожением.

Аэробную очистку сточных вод осуществляют сообществами микро-организмов, которые культивируют как во взвешенном состоянии (активный ил), так и в закреплённом (биоплёнка). Активный ил культивируется в аэротенках, биоплёнка – в биофильтрах.

Аэробную биологическую очистку сточных вод можно проводить в естественных условиях (поля фильтрации, земледельческие поля орошения, биологические пруды) и в искусственных сооружениях (аэротенки, биофильтры).

Поля фильтрации и орошения представляют собой специально подготовленные земельные участки, на которые сбрасываются сточные воды, прошедшие предварительную механическую и и(или) физико-химическую очистку. Сточные воды фильтруются через слой почвы, оставляя в нём взвешенные и коллоидные частицы, которые вместе с почвенными микроорганизмами образуют биоплёнку. Образующаяся биоплёнка адсорбирует и поглощает растворённые в сточных водах органические вещества, разрушая их до простых минеральных соединений. Кроме микроорганизмов, в процессах разрушения веществ принимают участие воздух, солнце, корни растений.

Если земельные участки используются только для очистки сточных вод, то их называют полями фильтрации. Если на земельных участках одновременно с очисткой сточных вод происходит выращивание сельскохозяйственных культур (технических и кормовых), то их называют земледельческими полями орошения (ЗПО).

В биологических прудах очистка сточных вод происходит за счёт процессов самоочищения водной среды, а именно в результате комплексного воздействия водных микроорганизмов, водорослей, воздуха, солнца и донных отложений.

Биологические пруды представляют собой искусственно созданные неглубокие водоёмы, в которых создаются самые благоприятные условия для протекания процессов самоочищения: малая глубина, обеспечивающая прогрев и инсоляцию; высокая биомасса водорослей, насыщающих воду кислородом; обилие бактерий и простейших; насыщенность донных отложений червями, личинками насекомых, моллюсками и пр.

В аэротенках очистка сточных вод происходит посредством их смешивания с активным илом в условиях интенсивной аэрации.

Аэротенки представляют собой железобетонные резервуары (бассейны) прямоугольного сечения глубиной от 3 до 6 м, оборудованные устройствами для принудительной аэрации. Как правило, аэротенк разделён на 2 части: собственно аэротенк (75% от общего объёма аэротенка) и регенератор (25%). В собственно аэротенке протекает основной процесс биохимического окисления, в регенераторе осуществляется регенерация активного ила.

Процесс биохимического окисления веществ, протекающий в аэротенке, состоит из нескольких этапов:

1 – адсорбция и коагуляция активным илом взвешенных и коллоидных частиц;

2 – окисление микроорганизмами растворённых и адсорбированных активным илом органических соединений;

3 – доокисление трудноокисляемых веществ и нитрификация;

4 – регенерация активного ила.

В биофильтрах очистка сточных вод происходит за счёт их контакта с микроорганизмами биоплёнки. Биофильтры представляют собой аэрируемые негерметичные ёмкостные сооружения (резервуары) из кирпича, бетона или железобетона, заполненные крупнозернистыми материалами, через которые фильтруются сточные воды, поступающие сверху по всей площади фильтра. Просачиваясь сквозь загрузку биофильтра, сточные воды оставляют на её поверхности органические вещества, которые образуют биоплёнку, где растут и развиваются микроорганизмы. При контакте сточной воды с биоплёнкой происходит адсорбция загрязняющих воду веществ и их биохимическое окисление.

Анаэробные методы применяют для очистки очень концентрированных сточных вод, содержащих органические вещества, а также для переработки твёрдых отходов с высокой концентрацией органических веществ – стоков пищевых, целлюлозно- бумажных, текстильных, кожевенных и других производств, отходов животноводства и сельского хозяйства, канализационного ила и осадков промышленных сточных вод, прошедших аэробную биологическую очистку.

Процессы биохимического разрушения сложных органических веществ в анаэробных условиях при участии ферментов называются бродильными процессами или брожением. В зависимости от конечного продукта различают несколько видов брожения: пропионовокислое, маслянокислое, молочнокислое, спиртовое, ацетонобутиловое, метановое и др. Для очистки сточных вод используют метановое брожение.

Метановое брожение происходит при разрушении микроорганизмами органических масс, содержащих большое количество углеводов и белков. В результате образуется так называемый биогаз: смесь метана(Ch5) –60-75%, углекислого газа(CO2)– 20–35% и незначительного количества других газов – h3S, N2, O2, h3, CO.

Процесс метанового брожения условно протекает в 3 стадии:

1 – гидролиз и(или) гидратация органических соединений;

2 – распад сложных органических веществ до простых – жирных и карбоновых кислот, спиртов, альдегидов, кетонов;

3 – ферментация простых органических веществ с образованием метана, CO и CO2, водорода, h3O, сероводорода и т.п. и последующее взаимодействие продуктов предыдущих реакций между собой также с выделением метана.

Процессы метанового брожения осуществляются в специальных сооружениях, именуемых метантенками. Они представляют собой герметично закрытые (для обеспечения анаэробных условий) резервуары, оборудованные приспособлениями для ввода несброженного и отвода сброженного осадка, подогрева содержимого, отвода биогаза и устройствами для перемешивания. Образующийся в метантенках биогаз сжигают с получением тепла, которое используют для нагрева воды, отопления и т.п.

infopedia.su

Биологические методы очистки промышленных сточных вод

Затруднения, вызываемые синтетическими ПАВ в определенных концентрациях при осуществлении процессов биологического окисления, обусловили необходимость предварительного извлечения ПАВ из промышленных сточ ных вод перед биохимической очисткой. В существующих методах очистки сточных вод от ПАВ используют в основном следующие процессы деструктивное разрушение, ионный обмен, адсорбцию на активных углях или на инертных материалах и природных сорбентах, коагуляцию с добавлением различных коагулянтов, экстракцию, осаждение с помощью химических реагентов. Анализ существующих методов очистки производственных сточных вод от ПАВ свидетельствует об их сложности и высокой стоимости [209]. [c.320] В настоящее время на предприятиях горнорудной промышленности в основном отсутствуют очистные сооружения, и эти воды попадают в естественные водоемы, без какой-либо очистки. Для очистки сточных вод сложного состава могут быть использованы реагентные, сорбционные и биологические методы очистки [1-4]. Однако все вышеперечисленные методы имеют недостатки. В связи с этим, перспективным является использование электрохимических методов, которые позволяют извлекать металлы из подотвальных рудничных и шахтных вод в виде целевых компонентов [5]. [c.104]

Промышленные сточные воды, поступающие в замкнутые системы водоснабжения или сбрасываемые в водоемы, должны быть подвергнуты очистке механическими, химическими, фнзико-химически-ми, биологическими и термическими методами до необходимого качества. Разработка и выбор высокоэффективных методов очистки промышленных стоков является сложной инженерной задачей, которую приходится решать инженерам-экологам, работающим на предприятиях и в научно-исследовательских институтах. [c.3]

Биологические методы очистки вод, загрязненных бытовыми и промышленными отходами, применяются уже около 70 лет. Преимуществом биологических методов перед многими химическими и физико-химическими является полная минерализация органического материала. Наиболее простой способ очистки сточных вод состоит в использовании почвенных методов очистки на полях фильтрации и полях орошения. [c.115]

Очистка промышленных сточных вод весьма сложна. Они содержат вещества, которые являются ядами для микроорганизмов и не могут быть очищены биологическими методами. Удаление соединений металлов может быть осуществлено осаждением их в виде нерастворимых веществ, экстракции органическими растворителями. [c.220]

Предлагаемая книга посвящена вопросам экономики оборотного водоснабжения предприятий химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и коксохимической отраслей промышленности. В ней показана эффективность использования очищенных городских сточных вод в оборотном водоснабжении предприятий, изложены методы очистки промышленных стоков и дана техникоэкономическая оценка использования их в системах оборотного водоснабжения. Кроме того, дана технико-экономическая оценка предотвращения коррозии металлов и биологических обрастаний приведено экономическое обоснование эффективности эксплуатации систем оборотного водоснабжения без их продувки и др. [c.240]

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД [c.1090]

Шведский ученый Пер-Оке Альбертсон предложил использовать для разделения бактерий, вирусов, фрагментов клеток, мембран, ядер, белков, нуклеиновых кислот и любых других частиц биологического происхождения двухфазные водные растворы полимеров — иолиэтиленгликоля, декстрана и их производных [2, 279, 280]. Фракционирование в двухфазной водной системе основывается на избирательном распределении частиц между этими фазами, аналогичном распределению растворимых веществ. Метод Альбертсона получил широкое распространение и используется во многих биохимических и микробиологических лабораториях, так как позволяет в мягких условиях, без нарушения структурной целостности и изменения нативных свойств осуществлять выделение и очистку лабильных биологических объектов, а также дать определенную информацию о их строении. Реализация этого метода в промышленном масштабе, например, для выделения вирусов или получения чистых ферментов, не встречает, по мнению автора, принципиальных трудностей, однако в очистке воды он не может быть использован. Очевидно, и любая другая модификация экстракции жидкость — жидкость неприменима при микробной очистке промышленных сточных вод и, конечно, такой метод совершенно непригоден для водоподготовки. [c.194]

Для адсорбционного удаления растворенных органических загрязнений из воды на очистных станциях большой производительности у нас в стране и за рубежом используются аппараты с псевдоожиженным слоем активного угля. Их применение на крупных установках деструктивной очистки промышленных сточных вод, а в последние годы для глубокой доочистки биологически очищенных стоков обусловлено рядом достоинств, присущих методу псевдоожижения. Внедрению аппаратов с псевдоожиженным слоем в технологию очистки сточных вод способствовали следующие достоинства [c.158]

В индустриальных странах с высоким уровнем развития производительных сил очистка промышленных сточных вод как одно из мероприятий охраны природы приобрела значение проблемы государственной важности. Среди применяемых методов очистки промышленных стоков биологическая очистка является наиболее дешевой и самой доступной, а на практике нередко единственно возможной. [c.5]

Биологические методы применимы для очистки промышленных сточных вод от органических веществ, которые используются микроорганизмами в качестве питательных веществ и источников энергии и при этом подвергаются деструктивному распаду — окислению при аэробной и восстановительным процессам с образованием метана при анаэробной очистке. [c.1090]

Область применения почвенных фильтров распространяется прежде всего па сточные воды с органическими загрязнениями, например, с пивоваренных, винокуренных, дрожжевых, красильных, кожевенных, суконных, бумажных и т. п. производств. По сравнению с искусственным биологическим методом очистки, а также обработкой почвы с сельскохозяйственным использованием почвенные фильтры отличаются меньшей чувствительностью к различным колебаниям. Кроме того, они имеют то преимущество, что дают возможность надежной и дешевой очистки малых количеств сточных вод, переменного расхода и состава. Они дают возможность очистки промышленных сточных вод даже в тех случаях, когда другие биологические методы очистки не применимы или не могут быть применены по экономическим соображениям. Концентрации фенолов до ИдО мг/л и хлоридов до 2000 мг/л не мешают очистке. Их концентрация может быть увеличена, если количества легко разлагаемых органических веществ также возрастают. Сточные воды красильных фабрик легко обесцвечиваются и очищаются на почвенных фильтрах при условии, если они содержат достаточно легко разлагающихся органических соединений для таких сточных вод почвенные фильтры представляют собой самые простые очистные сооружения. Они не пригодны для сточных вод целлюлозной промышленности. [c.113]

Также не полностью решен вопрос очистки промышленных сточных вод. В условиях возрастающего загрязнения природных вод естественные биологические процессы, протекаюш,ие в водоемах, уже не обеспечивают их самоочищения. По той же причине ограничены возможности гидротехнических и гидрогеологических мероприятий. Поэтому основную роль в сохранении водных ресурсов и рациональном водоснабжении приобретают физико-химические методы очистки воды и обезвреживания стоков, позволяющие многократно использовать воду в технологических процессах и тем самым снижать нагрузку на водоемы. К сожалению, многие из разработанных в последние годы методов осваиваются крайне медленно. [c.8]

Большое место в сборнике отведено вопросам очистки промышленных сточных вод. В этой группе статей приведены результаты изучения состава сточных вод различных производств и описаны разработанные методы их физико-химической и биологической очистки. Ряд статей посвящен описанию и разработке новых методов исследования и контроля производства. [c.3]

В связи с увеличивающимся с каждым годом производством синтетических моющих средств и ростом их применения в промышленности и в быту чрезвычайно важное значение приобретает проблема биологической очистки сточных вод от использованных моющих средств, загрязняющих водоемы. В настоящее время ведутся интенсивные работы по созданию синтетических моющих средств, легко разрушающихся при биологических методах очистки сточных вод. [c.176]

Предлагаемый метод очистки промышленных сточных вод посредством чистых культур бактерий уже не будет биологической очисткой в современном представлении, это будет микробный метод или микробиологическая очистка с изменением отдельных этапов технологического процесса. В частности, микробиологическая очистка требует изменения технологии отделения от воды микробной массы. При биологической очистке отработанный активный ил сам оседает в отстойниках, куда поступает из аэротенков очищенная вода, После микробиологической очистки бактериальная масса не оседает, ее необходимо отделять от воды путем адсорбции на глинистых минералах с последующей коагуляцией либо безреагентным методом — электрсудерживания. [c.230]

Для очистки промышленных сточных вод, содержащих вещества органического происхождения, наряду с орошением специальных обширных земельных участков, применяют высокоэффективные биологические методы очистки с использованием активированного ила. Чтобы стимулировать деятельность микроорганизмов, часто в сточные воды приходится добавлять соединения фосфора и азота. [c.8]

В настоящее время известно много различных методов пред-очистки промышленных сточных вод, содержащих большое количество ПАВ. Преимущественно используются различные физико-химические процессы. Иногда их применяют для доочистки сточных вод после биологического разложения ПАВ. В существующих в настоящее время физико-химических методах очистки сточных вод от ПАВ используют в основном следующие процессы ионный обмен, адсорбцию на активированных углях, адсорбцию на инертных материалах и природных сорбентах, коагуляцию с добавлением различных коагулянтов, экстракцию, пенную сепарацию, химическое осаждение в виде нерастворимых соединений, деструктивное разрушение. [c.34]

В связи с широким масштабом исследований процессов биологической очистки промышленных сточных вод, что обусловлено весьма обширной номенклатурой новых химических производств, необходимо научно разработать ускоренные методы исследования процессов биологической очистки сточных вод. [c.34]

Эти результаты свидетельствуют о том, что биологические методы очистки сточных вод можно с успехом применять для очистки различных сточных вод химической промышленности, например сточных вод, содержащих фенол. [c.277]

Целый ряд технологических сточных вод можно очищать теми же методами, что и бытовые. Например, механическую очистку вод производят при содержании в них в основном минеральных примесей, биологическую — при наличии примесей органического происхождения. В других случаях используют химическую или физико-химическую очистку промышленных сточных вод. [c.240]

Промышленные сточные воды после биологической очистки можно использовать на предприятиях повторно в тех же условиях, что и городские биологически очищенные воды. Промышленные сточные воды, содержаш,ие токсичные либо биохимически устойчивые загрязнения, можно очистить, минуя стадии биологической очистки, непосредственно физико-химическими методами. [c.13]

Метод биохимической (биологической) очистки промышленных сточных вод стал широко использоваться в послевоенные годы как в СССР, так и за рубежом. В развитии технологии этого метода можно различить два периода. Первый период характеризовался использованием опыта биохимической очистки специализированных станций аэрации для хозяйственно-бытовых сточных вод. [c.9]

В книге изложены наиболее эффективные современные методы очистки промышленных сточных вод. В ней приведекы также способы расчета технологических параметров аппаратуры и описаны типовые технологические схемы локальных и общезаводских установок для регенеративной и деструктивной очистки промышленных сточных вод. Кроме того, рассмотрены биологические методы очистки. [c.395]

Биологические методы очистки, а в последнее время и биоремедиации природных и техногенных сред, принадлежат к числу наиболее крупных и универсальных технологий, широко используемых в различных отраслях промышленной и другой хозяйственной деятельности человека. Они доказали свою эффективность, сравнительную экономичность и экологичность при очистке сточных промышленных и бытовых зафязненных вод [1-5] и других сред [6-8]. Вместе с тем особенности биологических систем не позволяют их активно использовать при работе с высококонцентрированными стоками, объемы которых в последнее время ускоренно увеличиваются. Это определяется как токсичностью веществ стоков, так и их низкой биодоступностью [9]. К числу таких стоков и отходов, загрязняющих окру- [c.227]

В настоящее время некоторые положения теории рециркуляционных процессов уже испо.тьзованы в биологических процессах, например для повышения эффективности работы аэротенков,. с помощью которых реализуется биохимический метод очистки промышленных сточных вод. В химической и нефтеперерабатывающей промышленности наибольшее распространение получили аэротенки, в которых протекают различные процессы аэробного биологического разрушения органических веществ под действием ферментов, выделяемых микроорганизмами, адаптирующимися к тем или иным условиям. [c.77]

Исследование состоит из трех основных глав. Первая глава посвящена методам рационального использования вода в химической промышленности. В ней описываются процессы использования городских и промышленных сточных вод в системах оборотного водоснабжения, процессы использования очищенных сточных вод в качестве добавки в градирнях и метода совершенствования отдельных стадий технологических процессов с целью сокращения потребления воды. Во второй главе рассматриваются различные метода очистки промышленных сточных вод, используемые в химической промышленности, включая их различные сочетания и последовательности. В настоящее время основными методами, используемыми для этой цели, являются механические, физико-химические, биологические и мембранные технологии. В исследовании излагаются научные прхгаиипы, лежащие в основе этих методов, и приводятся примеры их применения в химической промышленности. [c.1]

Б Советском Союзе и в США. Пароциркуляционный метод обес-фенол ивания сточных вод имеет ряд недостатков, к которы.м в первую очередь относятся потери фенолов в сточной воде, значительно превышающие нормы [15]. Кроме того, бесполезно теряются фенолы, выдуваемые в аммиачной колонне эти потери тем больше, чем лучше работает аммиачная колонна, и составляют примерно 15—25% ресурсов фенолов [49]. Устранение этих потерь невозможно при паро1Вом методе обесфеноливания. Более эффективное обесфеноливание достигается при работе экстракционным методом. Поэтому в последние годы этот метод внедряется также в СССР и в США. В Советском Союзе на коксогазовых и сланцеперерабатываюш их заводах, а также на заводах искусственного жидкого топлива успешно работают обесфеноливающие установки, на которых фенол экстрагируется бутилацетатом. Единственным методом очистки фенольных сточных вод, получившим распространение в Советском Союзе на предприятиях нефтяной промышленности, является экстракция фенолов бутилацетатом с последующей биологической доочисткой до содержания фе- [c.169]

Сточные вода, прошедшие через установки по биологической очистке, могут использоваться в качестве добавки в градирнях. В этом случае, с тем чтобы предотвратить образование отложений, коррозию и обрастания, для проведения химической стабилизируюшей обработки необходимо выбирать такую экспериментальную установку, которая воспроизводила бы фактические условия работы промышленной установки. Мембранная технология становится наиболее перспективным методом очистки промышленных сточных вод, поскольку она обеспечивает извлечение из сточных вод и концентрирование полезных примесей с последующей их утилизацией. [c.156]

Очистка промышленных сточных вод весьма сложна. Они содержат вещества, которые являются ядами для микроорганизмов и не могут быть очищены биологическими методами. Удаление металлов может быть осуществлено осаждением их в виде нерастворимых веществ — HgS, Hg2 l2, PbS, а также путем ионного обмена — удаление РЬ , Сц2, Zn , Hg2+ и др. и экстракции органическими растворителями. [c.722]

Наиболее опасными для водоемов являются сточные воды предприятий химической, нефтеперерабатывающей й целлюлозно-бумажной промышленности, несмотря на то что относительный объем их невелик по сравнению с объемом сточных вод металлургической или угольной промышленности. В связи со сложностью и изменчивостью состава сточных вод первых отраслей промышленности, их высокой токсичностью, преимущественным содержанием растворенных, а не взвешенных загрязнений применение стандартных биологических методов очистки не всегда дает необходимый эффект. Для очистки сточных вод таких предприятий от токспчпых веществ [c.3]

В стадии исследований и опытно-промышленных испытаний находится адсорбционно-биологический метод очистки сточных вод Bio arbon pro ess , который заключается во введении порошкообразного или гранулированного угля (от 50 до 100 мг/л) в аэротенк [95]. Это позволяет сочетать биологическое действие микроорганизмов с физической адсорбцией веществ на поверхности угля и интенсифицировать биохимическую очистку. Основные недостатки, выявленные при испытании, — это относительно большие потери активного угля, удаляемого с избыточным илом, трудность поддержания частиц угля во взвешенном состоянии и потери угля, вызванные истиранием при аэрации. [c.148]

Большей частью из ряда примесей промышленных сточных вод экономически целесообразно извлекать лишь один наиболее ценный продукт либо узкую группу сходных по строению веществ. Такая задача не всегда осуществима с санитарно-гигиенической точки зрения. Для достижения наиболее высокой степени очистки промышленных сточных вод может оказаться целесообразным извлечение максимального количества всех содержащихся в них органических соединений, аналогично тому, как при адсорбционной деструктивной очистке сточных вод предприятия желательно добиться по возможности полного извлечения всех органических загрязнений. ДеструктивЕ1ая экстракционная очистка концентрированных сточных вод, естественно, менее экономична, чем извлечение отдельных ценных продуктов. Однако Она может оказаться наиболее приемлемой для подготовки концентрированных токсичных сточных вод к заключительной доочистке биологическим, адсорбционным или любым другим методом. В таких случаях экстрагент должен обладать не селективностью извлечения, а возможностью извлекать более широкий круг органических соединений с близкими и достаточно высокими коэффициентами распределения, [c.66]

Имеются известные ограничения при использовании биохимической очистки промышленных сточных вод. Так, этот метод применяется лишь для тех органических веществ, для которых справедливо отношение БПКполн/ХПК>0,4. Кроме того, некоторые органические вещества, направляемые на очистку в концентрациях выше допустимых, могут существенно нарушать процесс. Так, максимально допустимые концентрации веществ в воде, направляемой на биохимическую очистку, составляют, мг/л, для гидразина — 0,1 железа сернокислого — 5 хлора активного — 0,3 фталевого ангидрида — 0,5 и т. д. Некоторые органические вещества не разрушаются при биологических процессах (например, трилон Б) или разрушаются слабо (например, ОП-10, каптакс и др.). Наиболее целесообразным решением является совместная очистка промышленных стоков с бытовыми сточными водами на городских очистных сооружениях. При невозможности такого варианта имеет смысл использовать для биологической очистки системы оборотного водоснабжения. В самом деле, при охлаждении оборотной воды в градирнях создаются хорошие условия для протекания биохимических процессов, аналогичные процессам в биофильтрах постоянный подвод кислорода, постоянная температура, наличие питательных веществ и т. п. Поэтому предлагается подпитывать обо-, ротную систему промывочной водой, прошедшей предварительную очистку от веществ второй группы. [c.147]

Первый процесс включает традиционную очистку бытовых сточных вод в аэротенках, биофильтрах, лагунах и других очистных сооружениях, а также самоочищение водоемов. Это наиболее распространенный, надежный биологический метод очистки воды, хотя он и имеет ряд недостатков требует огромных очистных сооружений, значительных земельных площадей, а в случае очистки промышленных стоков — часто и дополнительного количества воды для разведения сточных вод с целью уменьшения концентрации того или иного токсического вещества в них. Существует тенденция очищать сточные воды химических предприятий совместно с бытовыми стоками. Однако такой способ не всегда достаточно эффективен. П. Е. Шкодич и сотр. [270] отмечают, что многие трудноокисляющиеся синтетические органические вещества, в том числе, например, бенз(а)пирен, проходят через биологические сооружения без изменений это обстоятельство привело авторов к выводу, что решающим условием для эффективной очистки сточных вод предприятий органического синтеза является их предварительная подготовка на локальных внутрицеховых установках. [c.151]

ЛАикробиолог-исследователь при близком соприкосновении с технологией биологической очистки промышленных сточных вод не может не задуматься над тем, что же представляют собой биоценозы, именуемые активным плом или биопленкон Какие компоненты этих ценозов главные и какие второстепенные Результаты наших исследований и литературные данные свидетельствуют о том, что чистые культуры некоторых видов бактерий, выделенные из активных илов или почвы и селекционированные методом ступенчатого улучшающего отбора, значительно превосходят активный ил ио деструктивной биохимической активности, следовательно, для очистки промышленных сточных вод должны привлекаться чистые культуры деструкторов. Они могут быть использованы в биологической очистке для обогащения ими активного ила при работе на обычных очистных сооружениях — аэротенках, либо на локальных установках тииа биофильтр-аэротенк, конструкция которых разработана в отделе микробиологии очистки воды нашего института. [c.230]

Развитие метода очистки сточных вод на биологических фильтрах позволило еще повысить нагрузку за счет более интенсивного вымывания продуктов распада сточных вод. Это привело к применению башенных фильтров с узким диаметром и большой высотой (от 8 до 24 л ). О применении башенных биологических фильтров для очистки промышленных сточных вод см. Христ ( hrist) [42], Шульц (S hulz) [27, 43] и Мейер (Меуег) [44]. [c.106]

К панболее важным темам, запланированным на 1961 г., относятся биологическая очистка фенольных сточных вод на заводе синтетических веществ очистка сточных вод производства ауреомицина и др. Основные работы, намеченные на 1961 г., касаются влияния гидромеханических факторов на процесс очистки сточных вод методами фильтрации и сорбции, использования осадков, получаемых при некоторых процессах очисткг сточных вод, создания биологических методов очистки сточных вод для различных преприятий химической промышленности, выяснения влияния некоторых токсических соединений на живые организмы водоприемников и др. [c.25]

Биологические методы очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности еще не внедрены в ЧССР в более широком масштабе и в настоящее время только разрабатываются. Имеющиеся результаты дают основание предполагать, что биологические методы можно будет использовать при очистке вод, образуюп1ихся в новых технологических процессах, [c.120]

Методы биологической очистки промышленных сточных вод при очистке стоков анилино-красочных комбинатов нашли весьма ограниченное применение из-за большой бактерицидности загрязнений и высокой концентрации минеральных солей. В этих условиях биологическая очистка возможна только при чрезвычайно сильном разбавлении стоков. Мешает внедрению биологических методо> для сточных вод аналино-красочных комбинатов нестабильность ассортимента продукции предприятия. [c.225]

В основе биологического метода очистки и доочистки промышленных стоков лежит жизнедеятельность активного ила 4 биопленки, т. е. естественных биоценозов, формируюш,ихся на каждом производстве в зависимости от состава промышленных сточных вод и субстрата, взятого в качестве источника микрофлоры. [c.44]

chem21.info