Описание процесса очистки бытовых сточных вод

Очистка сточных вод в настоящее время имеет повышенное значение вследствие увеличивающейся с каждым годом нагрузки на окружающую среду. В основе метода биологической очистки лежит способность микроорганизмов использовать в качестве питательного субстрата многие органические соединения, содержащиеся в сточных водах. Трудности решения проблем биологической очистки сточных вод обусловлены сложностью физико-химических и биохимических процессов, лежащих в их основе.

Использование биологического метода очистки обусловлено его достоинствами: возможностью удалять из сточных вод разнообразные органические соединения, простотой аппаратурного оформления, относительно невысокими эксплуатационными расходами. К недостаткам метода следует отнести большие капитальные затраты, необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки, токсическое действие на микроорганизмы ряда органических и неорганических соединений, необходимость обезвреживания активного ила (активный ил представляет собой сложный комплекс микроорганизмов разных систематических групп (бактерий, простейших, грибов), между которыми складываются определённые взаимоотношения). Самая многочисленная группа микроорганизмов в активном иле – бактерии.

Скорость биологической очистки зависит от концентрации органических загрязнений и доли органического вещества, способного окисляться в данном процессе. Она возрастает с увеличением концентрации субстрата и активного ила. Для повышения производительности процесс делится на стадии. Влияние кислорода на процесс биологической очистки сточных вод зависит от концентрации окисляемых веществ. С уменьшением концентрации субстрата влияние концентрации кислорода заметно снижается, поэтому максимальное повышение скорости очистки за счёт увеличения концентрации растворенного кислорода возможно только на начальных стадиях многоступенчатых схем.

До настоящего времени не существует системы биоиндикации процесса биологической очистки, и остаётся справедливым утверждение о множестве разноречивых данных, трактующих взаимосвязь качества очистки и специфических организмов. Это объясняется, прежде всего, особенностями микроорганизмов, обитающих в активном иле, его высоким адаптационными свойствами, благодаря чему одни и те же виды могут развиваться в разных экологических зонах, влиянием на его развитие сложного комплекса биотических и абиотических факторов. Основными абиотическими факторами, воздействующими на биоценоз ила, являются: температура, состав очищаемых сточных вод и наличие в них токсичных веществ, влияющих на жизнедеятельность микроорганизмов; фактические концентрации и разнообразие растворённых питательных веществ, используемых микроорганизмами для роста; содержание растворённого кислорода в иловой смеси.

Управление технологическим процессом очистки в аэротенках должно преследовать как экологические, так и экономические цели: во-первых, обеспечивать заданную глубину или степень биохимической очистки сточных вод по концентрации или количеству снимаемых загрязнений; во-вторых, свести к минимуму отклонения в качестве очищенной сточной воды, вызванные колебаниями технологической нагрузки на входе в сооружения.

Для организации эффективного управления процессом биологической очистки необходимо получать оперативную информацию о ключевых параметрах процесса, таких как расход сточных вод, состав и концентрация загрязнений, интенсивность аэрации, концентрация растворенного кислорода и др., немаловажной остается проблема выбора режима очистки и управления им.

В этой части высокие требования предъявляются к управлению режимами массопередачи кислорода в водно-иловую среду. Процессы аэрации сопровождаются перемешиванием жидкости, которое является обязательным условием повышения скорости процесса биохимического окисления загрязняющих веществ. Эти процессы (аэрация и перемешивание) обеспечивают: адсорбцию кислорода из воздуха и десорбцию газообразных продуктов метаболизма из жидкости, равномерное распределение активного ила в аэротенке, градиент концентрации кислорода между зоной, соприкасающейся с поверхностью микрофлоры и общей концентрацией в аэротенке, механическое турбулентное воздействие жидкой среды на клетки и хлопья активного ила, разрушающее конгломераты.

Биологическая очистка сточных вод представляет собой результат функционирования системы активный ил - сточная вода, характеризуемой наличием сложной многоуровневой структуры. Биологическое окисление, составляющее основу этого процесса, является следствием протекания большого комплекса взаимосвязанных процессов различной сложности: от элементных актов обмена электронов до сложных взаимодействий биоценоза с внешней средой.

Результаты исследований показывают, что характерной особенностью сложных многовидовых популяций, к которым относятся и активный ил, является установление в системе динамического равновесия, которое достигается сложением множества относительно небольших отклонений активности и численности отдельных видов в ту или иную сторону от их среднего уровня.

Дата добавления: 2015-07-15