ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистные сооружения и методы контроля их работы из "Микробиология очистки воды" 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] Для очистки сточных вод служат также окислительные пруды. Это естественные или искусственные неглубокие водоемы, в которых осуществляется деструкция органических веществ аналогично процессам самоочищения в природных водах. Очистные пруды могут быть обычными и с искусственной аэрацией. В не-аэрируемых прудах окисление органических загрязнений микроорганизмами происходит за счет растворенного в воде кислорода. Их малая глубина способствует хорошему прогреванию и освещенности воды солнечными лучами, в результате чего интенсивно развиваются планктонные водоросли и донные высшие растения. Растительные организмы питаются неорганическими продуктами микробного метаболизма и, в свою очередь, снабжают микроорганизмы кислородом, образующимся в процессе фотосинтеза. В последние годы водорослям отводится важная роль в процессах самоочищения водоемов, а в ряде стран проводятся исследования по выращиванию на сточиых водах водорослей родов lorella и S enedesmus с целью получения кормового белка и биологически активных веществ [35]. Аэрируемые пруды в 5 — 10 раз эффективнее обычных. Повышение количества растворенного в воде кислорода достигается с помощью механических аэрирующих устройств. [c.116] Поля фильтрации, орошения и окислительные пруды отличаются сравнительно небольшой производительностью. Поэтому в больших городах и на крупных промышленных предприятиях используются специальные очистные сооружения. Существуют аэробные и анаэробные методы очистки. К аэробным относится очистка с помощью активного ила и биофильтрование. [c.116] Активный ил, представляющий собой сложный биоценоз, наращивается и используется для очистки сточной воды в искусственных железобетонных бассейнах, называемых аэротенками. [c.116] Процесс окисления органических веществ стока происходит в две стадии. Первая — сорбция загрязнений — осуществляется в момент смешивания сточной жидкости с активным илом. Одновременно начинается вторая — процесс окисления сорбированного материала. Первую стадию можно проводить в отдельных резервуарах — камерах биокоагуляции, куда добавляют активный ил из вторичных отстойников. После продувания воздухом в таких камерах сточная жидкость подается в первичные отстойники. Эффективность работы первичных отстойников повышается также при использовании предварительной аэрации сточной воды в специальных сооружениях — преаэраторах. Если очистке подлежат промышленные сточные воды, высоко концентрированные или содержаидие токсические компоненты, то перед аэротенками строят бассейны-усреднители, чтобы избежать губительного действия резких колебаний состава промышленных стоков на активный ил. [c.117] Высоконагружаемые биофильтры достигают 4 м высоты. В них применяется как естественная, так и искусственная вентиляция. Сточная вода подается со значительной скоростью, при которой смываются и выносятся верхние слои биопленки, поэтому выходящая из сооружения вода непрозрачна и требует отстаивания во вторичных отстойниках. Конструктивно высоконагружаемые и капельные биофильтры практически не отличаются. Схема такого сооружения представлена на рис. 30. [c.119] Помимо высоконагружаемых и капельных иногда применяются башенные фильтры, у которых высота в несколько раз больше диаметра. Время контакта сточной воды с биопленкой зависит от состава стока, его концентрации, температуры и других факторов, а также конструкции сооружения. [c.119] Иногда биофильтры соединяют с аэротенками. Для очистки сточных вод от летучих органических соединений может быть с успехом использована установка, представляющая собой комбинацию аэротенка и аэрофильтра, предложенная сотрудниками отдела биологической очистки промышленных стоков Института коллоидной химии и химии воды АН УССР (рис. 31) [57]. Верхняя часть сооружения работает как биофильтр. Очищаемая жидкость подается ниже верхнего края загрузки, а разбавляющая вода с минеральными солями — сверху. При этом летучие вещества, находящиеся в стоке, не попадают в окружающую атмосферу, а разлагаются микроорганизмами биопленки при прохождении через фильтрующий слой. В то же время остальные компоненты сточной воды разрушаются в нижней части установки, являющейся аэротенком. [c.120] В аэротенках и биофильтрах можно успешно очищать как хозяйственно-бытовые, так и промышленные сточные воды, в том числе и стоки химических предприятий [177]. [c.120] Нормальная эксплуатация очистных сооружений в значительной степени зависит от правильного выбора методов контроля их работы. Эти методы можно разделить на биологические, химические и физико-химические. Наиболее чувствительны биологические, заключающиеся в наблюдении за живыми организмами, населяющими активный ил и биопленку [405— 407]. Реакция их на изменение условий внешней среды проявляется значительно раньше, чем эти изменения могут быть установлены с помощью химических анализов. В качестве индикаторных организмов выступают простейшие, которые в зоологии относятся к 1 типу Protozoa (см. главу I). [c.122] Полезно также микроскопическое наблюдение за составом микроорганизмов активного ила и биопленки. Так, чрезмерное развитие грибов и нитчатых бактерий в активном иле, хотя и ускоряет процесс окисления органических веществ стока, однако нарушает работу аэротенка, поскольку такой ил не образует хлопьев, плохо оседает в отстойниках и вызывает вторичное загрязнение воды. Это явление носит название вспухания ила. Вспухание наблюдается при изменении условий очистки. Ему способствует перегрузка очистных сооружений сточными водами, недостаточная аэрация, наличие в стоке углеводов, изменение реакции среды в кислую сторону. Бурное развитие грибов в биофильтрах приводит к закупориванию отверстий между загрузочными камнями и ухудшению аэрации, в результате чего очистка становится затруднительной, а в теле фильтра начинаются анаэробные процессы разложения пленки, сопровождающиеся скверным запахом. В таком случае сооружение требует полной очистки и наращивания биопленки заново. [c.123] Лаборатории, контролирующие работу очистных установок, широко используют, наряду с биологическими тестами, показатели химической потребности в кислороде (ХПК) и биохимического потребления кислорода (БПК). ХПК — величина, характеризующая общее содержание в воде органических и неорганических веществ, реагирующих с сильными окислителями, и выраженная в единицах количества кислорода, расходуемого на окисление. [c.123] Сейчас для определения ХПК сточных вод применяют исключительно бихроматный метод. Перманганатный метод используется только при анализе органических компонентов природных вод, так как при большом количестве зачастую трудно-окисляемых органических соединений в стоках данный способ непригоден. В то же время бихромат калия в 18 н. серной кислоте в присутствии катализатора — сульфата серебра — способен окислять практически все органические вещества на 95— 100%. Суть метода заключается в обработке предварительно отфильтрованной через бумажный или мембранный фильтр сточной воды раствором бихромата калия и концентрированной серной кислотой с подогревом или без него в присутствии сульфата серебра. Непрореагировавший бихромат после окончания реакции оттитровывают раствором соли Мора, используя в качестве индикатора ферроин или Ы-фенилантраниловую кислоту. ХПК в миллиграммах кислорода на 1 л сточной воды определяют путем простого расчета. [c.123] Наряду с ХПК и БПК пользуются определением дегидроге-назной активности ила при помощи 2, 3, 5-трифенилтетразолий-хлорида. Дегидрогеназы восстанавливают это соединение в фор-мазан ярко-красного цвета. По степени окраски судят об окислительной способности ила [83]. [c.124] Поскольку успешная очистка сточных вод активным илом заключается не только в разрущении органических загрязнений, но и в отделении ила от очищенной воды, в практике аэробной очистки пользуются также показателями илового индекса. Объемный индекс ила — это объем, который занимает 1 г активного ила после 30-минутного отстаивания [35]. Этот показатель растет при вспухании активного ила. [c.124] Описанные методы биологической очистки в течение долгого времени достаточно успешно использовались для обработки сточных вод. В настоящее время в связи с неуклонным ростом количества трудноразлагаемых синтетических органических загрязнений, а также общим увеличением объема бытовых и промышленных органических отходов традиционная биологическая очистка не дает уже удовлетворительных результатов. Для решения этой проблемы должны быть использованы прпнпи-пиально новые методы, основанные на использовании селекционированных высокоактивных микробных культур. В связи с этим большой интерес представляют работы, направленные на выяснение роли различных таксономических групп микроорганизмов в очистке загрязненных вод. [c.124] Вернуться к основной статье