Аэробные процессы очистки сточных вод

Сибирский Федеральный  Университет

Институт Фундаментальной  Биологии и Биотехнологии

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

«Аэробные процессы очистки сточных вод»

 

 

 

 

 

Выполнил: студент 2 курса группы ББ11-04Б

                              Яковлев Юрий Юрьевич

                              Проверил: кандидат биологических наук,

                                Бояндин Анатолий Николаевич

 

 

 

Красноярск 2013.

 

Содержание.

1. Введение

 

2. Классификация сточных вод

 

 

3. Источники и виды загрязнений

 

4. Роль микроорганизмов

 

 

5. Механизмы реакций окисления органических соединений с помощью микроорганизмов

 

6. Метод аэробной очистки сточных вод

 

 

7. Заключение

 

 

8. Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Современная химическая промышленность потребляет большое количество воды, которую можно измерить миллионами кубических метров в сутки, например мощный химический комбинат по производству продуктов хлорорганического синтеза потребляет количество воды равное тому, которое потребляет город с населением 600000 человек. Соответственно химические предприятия сбрасывают большое количество сильно загрязненных вод. В связи с этим, рациональное комплексное использование водных ресурсов является крупной технологической, технической и экономической задачей.

    Потребляемая человечеством вода, в зависимости от целей, подразделяется на питьевую и техническую. В каждой из них содержание примесей регламентируется соответственно ГОСТу. Питьевая вода прежде всего проходит проверку на содержание бактерий, так же к ней предъявляют особое требование в отношении вкусовых качеств и запаха. Промышленную воду прежде всего очищают от примесей.  Степень очистки зависит от области, в которой её применяют.

В процессе очистки воды выделяют следующие операции: осветление воды, обеззараживание, понижение жесткости, дегазация и дистилляции. Очищать сточные воды химических производств можно несколькими способами: механическими, химическими, физико-химическими и биологическими. Все методы очистки сточных могут подразделяться на методы, связанные с извлечением примесей и на методы основанные на разрушении примесей. Среди множества методов одно из ведущих мест занимает биологическая очистка. Данный метод основан на способности микроорганизмов использовать в качестве питательных веществ органические соединения, которые находятся в сточных водах.  Процесс очистки может происходить в присутствии кислорода (аэробная очистка) и в его отсутствие (анаэробная очистка). Биологический метод очистки сточных довольно эффективен, и именно поэтому он получил довольно широкое распространение.

 

 Классификация  сточных вод

Воды, которые образуются в процессе той или иной деятельности можно разделить на три категории: производственные (использованные в процессе производства или образующиеся после обработки руды); бытовые (от санитарных узлов зданий, а также от душевых установок); атмосферные (дождь и вода, образующаяся от таяния снега).

В свою очередь, производственные сточные воды делятся на два типа: загрязненные и незагрязненные.

Загрязненные содержат в себе органические или минеральные примеси. По количеству примесей (в мг/л) производственные сточные воды подразделяют на четыре группы: от 1 до 500; 500-5000; 5000-30 000; более 30 000. Производственные сточные воды так же разделяют по температуре кипения и по уровню рН.

Незагрязненные производственные сточные воды поступают от холодильных, компрессорных, теплообменных аппаратов.

По техническим процессам  производственные сточные воды подразделяется на следующие виды:

-реакционные воды, которые образуются в результате процессов, проходящих с образованием воды.

-воды, которые изначально содержатся в сырье.

-абсорбированная вода образуется при мокрой очистке отходящих газов.

 

 

 

 

  Источники и виды загрязнений

Загрязненные источники  воды становятся лишь частично или вовсе не пригодными для использования человечеством во всех сферах его деятельности. Примеси, которые попадают в водоемы со сточными водами химических предприятий, делятся на минеральные, органические и биологические.

К минеральным загрязнениям относят песок, глину, золу и шлаки, растворы и эмульсии солей, кислот, щелочей и минеральных масел. Эти примеси пагубно влияют на свойства воды, а также отравляют фауну водоемов. Минеральные загрязнения без токсического действия представляют меньшую опасность: взвешенные частицы песка, глины, других пород, но и они ухудшают свойства воды и способствуют заиливанию водоемов. Особую опасность для водоемов представляют сточные воды, содержащие значительные количества ртути и мышьяка. Основным источником таких вод являются предприятия, производящие пестициды. Стоит выделить составляющие сточных вод, которые вообще не разлагаются, и как следствие накапливаются в водоемах и распространяются на все трофические уровни.

К органическим загрязнениям относят смолы, фенолы, красители, спирты, альдегиды, нафтеновые кислоты, серо- и хлорсодержащие органические соединения, различные пестициды, которые попадают в следствии деятельности сельскохозяйственных предприятий. Нефть и нефтепродукты отрицательно влияют на поверхностные и подземные. На поверхности водоемов образуется пленка, а на дне - отложения. Даже при незначительном (0,2-0,4 мг/л) содержании нефти вода приобретает специфический запах, который не исчезает после хлорирования и фильтрования. Нефтепродукты особенно пагубно влияют на рыб. Наличие в воде более 0,1 мг/л нефти придает мясу рыб не устраняемые никакой технологической обработкой привкус и специфический запах. Фенольные соединения, содержащиеся в сточных водах предприятий лесохимической, коксохимической, сланцевой, анилинокрасочной промышленности, представляют огромную опасность для обитателей водоемов. Обладая сильными антисептическими свойствами, они нарушают биологические процессы в водоемах; вода приобретает неприятный запах, условия для воспроизводства рыбы становятся значительно хуже. В последние годы наблюдается загрязнение водоемов синтетическими поверхностно-активными веществами (ПАВ). Они содержатся в сточных водах многих производств. ПАВ придают воде привкусы и запахи, образуют пену, снижают способность воды к биохимической очистке. Уже при небольших концентрациях ПАВ в воде прекращается рост растительности.

Биологические загрязнения - это болезнетворные бактерии и вирусы, возбудители инфекций; они попадают в водоемы с бытовыми сточными водами, а также со сточными водами предприятий. Использование такой воды как питьевой и в качестве бытовых нужд провоцирует серьезные заболевания такие как: холера, инфекционный гепатит, дизентерия, брюшной тиф и т.д.

Другие загрязнения: попадание в природные водоемы теплых вод увеличивает испарение, что неизбежно приводит к минерализации воды и уменьшению количества растворенного кислорода в воде. Наибольшую опасность для всего живого представляют различные радиоактивные отходы. Эти отходы поглощаются мелкими обитателями водоема и переходят к более крупным, накапливаясь в них уже в большей концентрации.

Соотношение отдельных видов загрязняющих примесей в различных водоемах зависит от объемов и состава, поступающих в них сточных вод.

Роль микроорганизмов

Микроорганизмы распространены во всех частях биосферы, например, в 1 см3 почвы их содержится до 100 миллионов.  Уже сам по себе данный факт свидетельствует об их важной роли в биосфере и в деятельности человека. Микроорганизмы обладают способностью осуществлять биохимические превращения почти всех органических веществ естественного происхождения, включая и те, которые находятся в растворенном состоянии в воде. Данные превращения связаны в один комплекс со сложными последовательными реакциями, которые протекают при участии катализаторов белковой природы - ферментов. С биохимической точки зрения ферментация - особая категория биохимических превращений органических веществ (субстратов), совершаемых в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

При подходящих условиях микроорганизмы растут, размножаются, перерабатывают органические вещества, которые используют в качестве пищи, и выделяют в окружающую среду разнообразные конечные продукты. Процессы минерализации органической материи т. е. превращения ее в неорганические вещества разделяются, с учётом условий и вида микроорганизмов на две большие группы - аэробные и анаэробные.

Способность микроорганизмов  осуществлять биохимические превращения  органических веществ и возможность  управления данным процессом с помощью  ферментов-катализаторов используется в промышленности.

 Примером промышленного  применения микроорганизмов является  биохимическая очистка бытовых  и промышленных сточных вод.  Органические вещества, содержащиеся  в этих водах, являются благоприятной  средой для микроорганизмов, которые  в ней быстро размножаются, используя  часть пищи для синтеза новых  клеток, а другую перерабатывая  в простые минеральные продукты - СО2, Н2О и др. Данный процесс,  протекающий в присутствии кислорода  (воздуха), называется «биохимическим»  окислением.

Процессу биохимического окисления сточных вод предшествует их механическое очищение.  В результате данных процессов образуются осадки, где органические вещества минерализуются чаще всего за счет анаэробных биохимических процессов.

Перенос вещества от поверхности  внутрь клетки может проходить двумя  способами: последовательное растворение  вещества в оболочке клетки и цитоплазматической мембране, благодаря чему оно диффундирует внутрь клетки; присоединение транспортируемого  вещества к специфическому белку-переносчику, который находится в мембране; дальнейшее превращение комплекса  вещество-переносчик в растворимое  состояние; диффузия комплекса через  мембрану в клетку, где комплекс распадается, и белок-переносчик высвобождается для совершения нового цикла.

  Окисление вещества  сопровождается выделением энергии,  а синтез новых белковых веществ  протекает с затратой энергии.  Данные процессы превращения  веществ, происходящие в клетках  микроорганизмов, играют главную  роль в очистке сточных вод.

Скорость потребления  кислорода активным илом зависит от: концентрации микроорганизмов и простейших в активном иле, скорости их роста и физиологической активности; концентрации и состава питательных веществ, поступающих с загрязненным потоком, от содержания кислорода в среде и условий аэрации в аэротенке.

Для процесса биоокисления органических веществ микроорганизмами важнейшее значение имеет транспорт  кислорода в системе газ-жидкость-клетка, поэтому процессы массопередачи и гидродинамики в аэротанках являются основополагающими.

 Таким образом для очистки сточных вод широко используются два типа биологических процессов: аэробные (в которых микроорганизмы используют растворенный кислород в сточных водах) и анаэробные (в которых микроорганизмы не имеют доступа ни к свободными растворенному кислороду, ни к другим, предпочтительным в энергетических отношениях акцепторам электронов).

 

 Реакции окисления органических соединений с помощью микроорганизмов

Важнейшую роль в процессе очистки сточных вод берут на себя процессы превращения вещества, которые протекают внутри клеток микроорганизмов. Результатом этих процессов является окисление вещества с выделением энергии и образование новых веществ с расходом энергии.

Скорость биохимических реакций зависит от активности ферментов, которая, в свою очередь, зависит от температуры, рН и присутствия в сточной воде различных веществ. С повышением температуры скорость ферментативных процессов повышается, но до определенного предела. Каждому ферменту характерна своя оптимальная температура, выше которой скорость протекания процесса падает. Чтобы разрушить смесь органических веществ необходимо 80- 100 различных ферментов.

К числу веществ-активаторов, способных повышать активность ферментов, относятся витамины и катионы Са2+, Mg2+, Mn2+. Соли тяжелых металлов, синильная кислота, антибиотики относятся к ингибиторам, блокируют активные центры фермента, тем самым препятствуя протеканию реакции фермента с субстратом. Образование и распад ферментов зависит от условий роста микроорганизмов и определяется интенсивностью поступления веществ в клетку, способных ингибировать или активировать биохимические процессы.

Когда несколько веществ присутствуют в сточных водах, то процесс окисления зависит от содержания и структуры всех органических веществ. Сначала окислятся вещества, которые необходимы для жизнедеятельности микроорганизмов. Оставшиеся вещества будут потребляться микроорганизмами с учетом набора ферментов. Окисление будет происходить с равными или разными скоростями  последовательно или параллельно. От этого и зависит время, необходимое для очистки вод. Если процесс окисления идет последовательно продолжительность очистки выражается суммой длительности окисления каждого вещества в отдельности.

Микроорганизмам нужно разное время адаптации для того, чтобы  окислять практически любые вещества. Быстро окисляются бензойная кислота, этиловый и амиловый спирты, гликоли, хлоргидриды, ацетон, глицерин, анилин, сложные эфиры и др.  Одно-, двух- и трехатомные спирты хорошо окисляются, но третичные спирты окисляются значительно медленнее. Если вещество содержит функциональные группы, то у него увеличивает способность к биологическому разрушению соединений в следующей последовательности: -СН3, -ООССН3 , -СНО, -СН2ОН, -СНОН, -СООН, -CN, -NH2, -ОНСООН, -SO3H.

Двойная связь увеличивает  скорость разложения биологического вещества. Скорость окисления уменьшается  с увеличением молекулярной массы  вещества. Таким образом, не все вещества окисляются с одинаковой скоростью. Так же установлено, что вещества, находящиеся в сточных водах: в коллоидном или мелкодисперсном состоянии, окисляются с меньшей скоростью, чем вещества, растворенные в воде.

Методы  аэробной очистки сточных вод

 Часть органических веществ, которая используется в аэробных процессах, идет на биосинтез, другая – превращается в Н₂О, СО₂, NO₂. На методах проточного культивирования основывается принцип действия аэробных систем. Удаление примесей складывается из нескольких стадий: массопередачи органических веществ и кислорода из жидкости к клеточной поверхности, диффузии веществ и кислорода внутрь клеток через мембрану и метаболизма, вследствие которого происходит увеличение микробной биомассы с выделением энергии и углекислоты. Интенсивность и глубина биологической очистки зависит от скорости размножения микроорганизмов. Когда в очищаемых сточных водах не остается органических веществ, наступает второй этап очистки – нитрификация, в результате которой азотсодержащие вещества стоков окисляются до нитритов и далее – до нитратов. Аэробная биологическая очистка складывается из двух этапов: минерализации и нитрификации. Появление в очищаемых стоках нитратов и нитритов -показатель глубокой степени очистки. Углерод, кислород, сера, которые необходимы для развития микроорганизмов, содержатся в сточных водах, а если содержание азота, калия, фосфора недостаточно, то их в виде солей добавляют в очищаемые стоки.

В процессах биологической  очистки принимает участие сложная  биологическая ассоциация, состоящая из бактерий, одноклеточных организмов (водные грибы), простейших организмов (амебы, жгутиковые и ресничные инфузории), микроскопических животных (коловратки, круглые черви – нематоды, водные клещи) и формируется в виде активного ила или биопленки. Активный ил образован колониями микроорганизмов и представляет собой буро-желтые хлопья размером 3–150 мкм, взвешенные в воде, Бактерии образуют слизистые капсулы – зооглеи. Биопленка – это слизистое обрастание материала фильтрующего слоя очистных сооружений живыми микроорганизмами, толщиной 1–3 мм.

Биологическая очистка стоков проводится в различных по конструкции  сооружениях – биофильтрах и  аэротенках.

Для очистки стоков применяют капельный биофильтр – самый распространенный тип биореактора с неподвижным слоем и противотоком воздуха и жидкости. Биомасса растет на поверхности насадки в виде пленки. Особенностью фильтрующего слоя является высокая удельная поверхность для развития микроорганизмов и большая пористость, которая придает необходимые газодинамические свойства слою и способствует прохождению воздуха и жидкости через него.

Биофильтры -это прямоугольные или круглые сооружения со сплошными стенками и двойным дном: верхнее дно в виде колосниковой решетки и нижнее сплошное. Дренажное дно биофильтра состоит из железобетонных плит и имеет множество отверстий, площадь которых 5–7 % от общей площади поверхности фильтра. В качестве фильтрующего материала используют щебень, гальку, керамзит или шлак. Нижний слой во всех биофильтрах состоит из более крупных частиц (размером 60–100 мм). Биофильтры работающие на щебне имеют высоту слоя 1.5 – 2.5 м и бывают круглыми до 40 м или прямоугольными размером 75´4 м².

 Биопленка, образующегося на поверхности фильтрующего слоя, является сложной экологической системой.

Нижний трофический уровень  представлен бактериями и грибами. Они развиваются на поверхности  биопленки. В нижнем слое находятся нитритофикаторы, где конкуренция за питательный субстрат и кислород практически отсутствует.

 Биопленка в биофильтре  одновременно растет и отмирает. Поступающая в биофильтр вода  после очистки попадает в отстойник,  где освобождается от отмерших  остатков биопленки и поступает  в естественный водоем.

Биофильтры работают с  выделением тепла, поэтому крупные установки могут функционировать при отрицательных внешних температурах. Но стоит отметить, что это возможно только при температуре фильтрующей среды не ниже 6°.  Щебеночные биофильтры функционируют в режиме однократного прохождения стоков. При этом нагрузка по органическому веществу на фильтр составляет 0.06–0.12 кг БПК/м³ в сутки. Для того чтобы повысить нагрузку не увеличивая площади биофильтра применяют режим очистки с рециркуляцией стоков или режим двойного фильтрования.

Коэффициент рециркуляции для  сточных вод, загрязненных трудно окисляемой органикой, может составлять 1:1 – 1:2. Нагрузка по органическому веществу при этом может достигать 0.09–0.15 кг БПК/ м³ в сутки. Переменное двойное фильтрование заключается в использовании двух направлений фильтрования и двух вторичных отстойников. Последовательность потоков меняется с интервалом в 1–2 недели. Это вызывает быстрый рост биопленки и позволяет увеличить нагрузку до 0.15–0.26 кг БПК/м³ в сутки.

На смену минеральным  материалам, используемых в биофильтрах с 80-х годов, сегодня пришли пластмассы, которые обеспечивают большую пористость слоя и лучшие гидродинамические свойства. Эта технология позволила строить более высокие биореакторы и проводить очистку вод, имеющих высокую концентрацию загрязняющих веществ.

Биофильтры, работающие на щебеночной основе, могут достигать высоты 8–10 м, и при интенсивном режиме фильтрации обеспечивают степень удаления 50–60 % БПК. Для того, чтобы достичь более высоких степеней очистки строят каскад биофильтров.

В 1973 г. в англичане создали вращающийся биологический реактор, который представляет собой вращающиеся диски из пластиковых полос.  Эти полосы погружаются в фильтруемую жидкость попеременно, что позволяет увеличить площадь поверхности контакта с биослоем.

Эксплуатация биофильтров- это несложный процесс. Важным условием для эффективной работы биофильтров является тщательная предварительная очистка стоков от взвешенных частиц, способных засорить распределительное устройство. Неблагоприятным моментом в эксплуатации биофильтров является вероятность заливания, размножение мух на поверхности, дурной запах, как вследствие избыточного образования микробной биомассы.

На сегодняшний день примерно 70 % очистных сооружений, которые используют в Америке и Европе - это капельные биофильтры. Такие биореакторы служат несколько десятков лет. Основным недостатком считается избыточный рост биомассы микробов, что приводит к засорению конструкции. Типовая конструкция биореактора представляет собой железобетонный герметичный сосуд прямоугольного сечения, связанный с отстойником. Аэротенк разделяется продольными перегородками на отсеки, до 4. Конструкционные отличия различных типов аэротенков связаны, в основном, с конфигурацией биореактора, методом подачи кислорода, величиной нагрузки. Процесс биоочистки состоит из двух этапов. Первый заключается во взаимодействии отстоявшихся сточных вод, в которых содержится примерно 150–200 мг/л взвешенных частиц и до 200–300 мг/л органических веществ, с воздухом и частицами активного ила в аэротенке. На втором этапе происходит разделение вод и частиц активного ила во вторичном отстойнике. Биохимическое окисление органических веществ в аэротенке на первом этапе реализуется в две стадии: на первой стадии микроорганизмы, находящиеся в активном иле, адсорбируют загрязняющие вещества стоков, на второй стадии окисляют их и восстанавливают свою окислительную способность.

Подача воздуха в отсеки аэротенка идет через пористые железобетонные плиты или через систему пористых керамических труб. Обычно воздухораспределительное устройство располагают не в центре, а возле одной из стен отсека. Благодаря чему в аэротенке идет турбулизация потока, и сточные воды не только продвигаются вдоль отсека, но и закручиваются по спирали внутри него. Это улучшает режим аэрации и условия очистки и позволяет проводить очистку непрерывно.

Частицы активного ила, образованные бактериями и простейшими, являются флокулирующей смесью. В отличии от биопленки, которая функционирует в биофильтрах, активный ил аэротенков имеет меньшее разнообразие видов. Основную бактериальную группу составляют флокулирующие бактерии, окисляющие углерод нитчатые бактерии и бактерии-нитрификаторы. Первая группа принимает участие в деградации органических компонентов стоков и формирует флокулы, которые осаждаются в отстойнике с образованием плотного ила. Нитрификаторы (Nitrosomonas и Nitrobacter) превращают восстановленные формы азота в окисленные:

NH₃ + O₂₌NO^2–,

NO^2– + O₂₌NO^3–.

Нитчатые бактерии, с одной  стороны, образуют скелет, вокруг которого образуются флокулы; с другой, –  стимулируют неблагоприятные процессы (образование пены и плохое осаждение). Простейшие потребляют бактерии и снижают  мутность стоков, наибольшее значение среди них имеют инфузории (Vorticella, Opercularia).

Активный ил является совокупностью  микроорганизмов и простейших, обладающих набором ферментов для удаления загрязнений из стоков. Активный ил имеет также поверхность с  сильной адсорбционной способностью. Концентрация активного ила в  аэротенке обычно составляет 1.5–5.0 г/л. Эта величина зависит от уровня загрязнений стоков, от возраста ила  и его продуктивности. Возраст  ила вычисляют по уравнению:

T = MV/(m_y + Gс_вых),

где: М – взвешенные частицы иловой смеси, кг/м³; V – объем аэротенка, м³; m_y – количество удаляемого ила, кг/сут.; G – расход воды, м³/сут.; с_вых. – концентрация ила в выходном стоке, кг/м³.

Например, для достижения нитрификации с участием медленно растущих нитрификаторов используют ил большого возраста (12 суток), а для окисления органики – возраст ила существенно ниже.

Рабочая концентрация растворенного  кислорода вычисляется на основе расчетной потребности установки. Для полной нитрификации составляет не менее 2 мг/л; для окисления углерода и денитрификации – менее 1 мг/л. На практике в зависимости от типа аэрации применяют несколько  типов режимов очистки стоков: быструю, стандартную и продленную. Быстрые процессы применяют при  частичной очистке стоков. Наиболее распространенным типом очистки  является процесс, средний между  стандартной и быстрой аэрацией. Степень аэрации определяет допустимую нагрузку по органическому веществу во входных стоках и качество очистки (табл.1).

Следующим важным параметром для расчета процесса биоочистки в гомогенных проточных  биореакторах является режим перемешивания. Известны системы полного смешения и идеального вытеснения. Системы полного смешивания обеспечивают разбавление входного потока в аэротенке, что позволяет защитить микрофлору активного ила от действия загрязнителей стоков. Но активному илу в такой системе свойственно слабое оседание в отличие от систем идеального вытеснения. В последних активный ил поступает в первый отсек, и уже там в процессе аэрации восстанавливает свои окислительные свойства. Сточные воды поступают во второй отсек вместе с восстановившимся активным илом. Снижение концентрации загрязняющих веществ происходит постепенно, по мере прохождения стоков по отсекам аэротенка. В таких системах количество загрязняющих веществ в потоке, который только поступает в аэротенк, не должно превышать предельно допустимую норму, установленную для микроорганизмов, образующих активный ил.

Опыт работы с различными типами аэротенков показывает, что содержание в стоках органических веществ, не должно превышать 1000 мг/л. Оптимальный уровень рН находится в диапазоне 6.5–8.5.

Таблица1 

Зависимость качества входного потока от типа аэрации (по К. Форстеру, 1990).

Тип аэрации	Нагрузка  по органическому веществу на ил, кг/кг×сут.	Качество выходного потока
Продленная	0.05–0.02	Высокое: БПК < 10 мг/л,   полная нитрификация,   аммонийный азот < 5 мг/л.
Стандартная	0.20–0.45	Различное: от полной нитрификации   до ее отсутствия.
Быстрая	0.50–5.00	Высокая скорость удаления БПК на единицу  массы ила; качество может быть выше в 20–30 раз при достаточном уровне аэрации.

Концентрацию  биогенных элементов в стоках можно корректировать при помощи добавки солей. Например, при БПК равном 0.5 кг О₂/м³ содержание азота в стоках должно быть не ниже 10, фосфатов – 3 мг/л. Наилучшие результаты очистки сточных вод получают при величине БПК до 0.2 кг О₂ /м³. Если уровень аэрации при таком БПК составляет до 5 м³/м²×ч, БПК очищенной воды может упасть до 0.015 кг О₂/м³.

Прирост биомассы активного  ила в ходе очистки приводит к  его «старению» и снижению биокаталитической активности. Поэтому большая часть активного ила после вторичного отстойника выводится из системы, и только часть ила возвращается в реактор. Аэротенки технологически связаны с вторичными отстойниками, в которых происходит осветление выходящих вод и отделение активного ила. Отстойники выполняют также функцию контактных резервуаров. В них сточную воду хлорируют. Дезинфицирующая доза хлора после биологической очистки в зависимости от качества очистки составляет 10–15 мг/л при продолжительности контакта хлора с жидкостью не менее 30 минут.

Очистные пруды используют в качестве самоочищающегося сооружения или как конечный пункт очистки стоков, которые прошли стадию биоочистки в биофильтре или аэротенке. Сточные воды разбавляют трех-, пятикратными объемами хозяйственно-питьевой или технической воды, когда пруд – это самостоятельная система очистка воды. Для биологически очищенных вод – до 500 м3/га×сут, для отстоянных стоков без разбавления нагрузка на пруды составляет до 250 м³/га×сут. Пруды в среднем имеют глубину от 0,5 до 1 м. На территориях умеренного климата пруды «созревают», примерно, за один месяц.

Аэробная очистка сточных  вод претерпевает непрерывное совершенствование. В последнее время все больше внедряют более эффективные методы биоочистки, например, окситенки. Концентрация растворенного кислорода в таких установках достигает 10–12 мг/л. Это значительно увеличивает уровень аэрации в аэротенках. Благодаря повышенной аэрации стоков возрастает концентрация активного ила увеличивается до 15 г/л и их окислительная мощность в 4–5 раз превосходит аэротенки. Шахтные биореакторы реализуют процесс очистки стоков аналогично протеканию его в окислительном канале, но расположенном вертикально. Такие реакторы занимают малые площади так как углублены в грунт. Высота таких аппаратов 50–150 м, а диаметр 0.5–10.0 м. Внутри вмонтирован полый стержень, обеспечивающий образование зон восходящего и нисходящего потоков. Направление циркуляции определяется вдуванием воздуха в секцию с восходящим потоком на относительно небольшой глубине. Основная проблема, возникающая при эксплуатации окситенков-это отделения твердых частиц от иловой смеси. Микропузырьки воздуха прилипают к твердым частицам и ухудшают осаждение. Для того чтобы улучшить осаждение применяют вакуумную дегазацию, флотацию и отдувку. После проведения этих операций иловая смесь направляется в аэротенк. Там после удаления микропузырьков идет доокисление органики. Далее стоки поступают в отстойник.

 

 

Заключение

 За последние годы проблема защиты окружающей среды стала одной из самых актуальных. Важнейшим вопросом является очистка сточных вод перед тем как их сбросить в близлежащий водоем. Биологическая очистка сточных вод может стать ключом в решении данной проблемы.

Используя метод аэробной очистки нужно помнить, что существует концентрация загрязняющих веществ, которая способна уничтожить всю колонию микроорганизмов. Для аэробной очистки используют аэротенки и биофильтры. Преимуществом этих искусственных сооружений для очистки является их способность долго сохранять благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов.

Аэротенки – это резервуары глубиной от 3 до 6 метров, оснащенные устройствами для аэрации. В этих сооружениях на хлопьях активного ила живут микроорганизмы, которые расщепляют органические вещества. После очистки вода попадает в отстойник, где активный ил оседает.