Привет! Я Евгений, моё занятие – продажа, установки и обслуживание фильтров для воды. Сегодня обратился Алексей из Марий Эл с просьбой рассказать о системе биологической очистки сточных вод, для коттеджа.
Если говорить о самой маленькой станции биоочистки, то можно рассмотреть такие варианты, как БиоДека-3, локального очистного сооружения от «Аквалос». Выбор станции будет зависеть от типа грунта, уровня грунтовых вод и количества людей, проживающих в доме – ибо от этого напрямую зависит количество потребляемой воды и стоков.
Такие септики компактны, с высоким качеством очистки. Они быстро устанавливаются, а благодаря продуманной системе аэрации совершенно не пахнут. Кроме того, из них легко откачивается переработанный бактериями биоматериал.
Давайте разбираться.
Вступление
Методы биоочистки активно применяются в промышленных и бытовых условиях. Использование микроорганизмов – обязательный этап улучшения качества сточных вод наряду с механическими, физическими и химическими способами.
Природный процесс, воссозданный в искусственных условиях, помогает справиться со многими загрязнениями без применения дорогостоящих технологий.
Что это такое и каков принцип работы?
После этапа механической фильтрации (удаления нерастворимых частиц) сточные воды попадают на биологическую очистку. Принцип основан на способности некоторых микроорганизмов расщеплять органические соединения до простых веществ – воды, углекислого газа, метана, сероводорода. Органика является источником энергии для бактерий и простейших.
Сточные воды включают в себя нитраты, аммиак, аминокислоты – они содержат азот, который обеспечивает жизнедеятельность микроорганизмов. Фосфор и калий добывается бактериями из минеральных солей. Чем больше в сточных водах этих веществ, тем интенсивнее размножение микроорганизмов и эффективнее очистка.
Методы очистки сточных вод
Специалисты выделяют две большие группы методов биоочистки:
Естественные. Для улучшения качества сточных вод используются природные процессы, протекающие в воде, почве, растительных экосистемах. Загрязнения удерживаются, минерализуются, трансформируются или переносятся. Естественные экосистемы используются для доочистки сточных вод перед их спуском в водоемы.- Искусственные методы. Для их реализации используются сооружения, созданные человеком. В них помещаются аэробные или анаэробные микроорганизмы и обеспечиваются благоприятные условия для переработки загрязнений.
Естественные. Для улучшения качества сточных вод используются природные процессы, протекающие в воде, почве, растительных экосистемах. Загрязнения удерживаются, минерализуются, трансформируются или переносятся. Естественные экосистемы используются для доочистки сточных вод перед их спуском в водоемы.Эффективность
Биологическая очистка сточной воды в промышленных условиях избавляет от 98% загрязнений.
- Аммонийный азот;
- Легкоокисляющиеся органические соединения: бензол, глюкозу, ацетон, этанол и т.д.;
- Калий;
- Фосфор;
- Кальций;
- Белки, жиры, углеводы.
К сточным водам относятся промышленные и хозяйственно-бытовые стоки, а также атмосферные осадки. Все эти группы обязательно проходят этап биологической очистки на промышленных или локальных сооружениях.
Плюсы и минусы
Преимущества биологической очистки:
- Малое количество отходов. После переработки образуются вещества (углекислый газ, вода), которые легко утилизируются. Если при очистке выделяется метан, его используют для получения тепловой энергии. Переработанный ил – хорошее удобрение.
- Системы для биологической очистки работают автономно. Для их обслуживания не нужно вводить реагенты, а с контролем процесса справится 1 человек.
- Стоимость реализации биотехнологий ниже, чем на другие способы очистки воды.
- Естественные реакции создают экологически чистый цикл природного использования.
Биологическая очистка сточных вод не лишена недостатков.
Главные минусы метода:
- Сложность сохранения постоянного количества биомассы бактерий. Если их будет меньше нормы, сточные воды не очистятся полностью.
- В постройку очистных сооружений нужно вложить много денег. Но со временем затраты окупаются.
- Технологический режим очистки должен строго соблюдаться. При нарушениях эффективность метода значительно снижается.
- Не все органические соединения подлежат переработке. Если в сточных водах есть токсические соединения, их нужно удалить, иначе биомасса погибнет.
Сложность сохранения постоянного количества биомассы бактерий. Если их будет меньше нормы, сточные воды не очистятся полностью.Механизм процесса
Для улучшения качества сточных вод используется два метода: аэробная и анаэробная биологическая очистка. В первом случае процесс протекает с помощью кислорода, во втором – без него.
Технологическая схема аэробной чистки
Агентом выступает биопленка или активный ил. Это совокупность бактерий, грибов, простейших, представителей микрофауны того или иного рода/группы с заданными характеристиками.
Классическая схема аэробной очистки выглядит так:
- Сточные воды попадают в анаэробную зону аэротенка-вторичного отстойника. Там они перемешиваются с активным илом.
- В установку нагнетается кислород, при необходимости вводятся компоненты, способствующие переработке.
- Происходит два биохимических процесса: окисление органического углерода и нитрификация.
- Осуществляется один или несколько рециклов: воды снова перемешиваются с активным илом и обогащаются кислородом.
- Переработанные стоки отстаиваются – происходит гравитационное разделение иловой смеси.
- Избыточный активный ил поступает на переработку, а часть массы возвращается на исходную позицию.
- Очищенные воды поступают на доочистку или спускаются в водоем.
Этапы очистки отличаются в разных системах, но суть метода остается той же.
Анаэробной
Этот метод применяется, когда в сточных водах большое количество органических загрязнений, твердых осадков и активного ила. В ходе метаногенеза (так называется процесс анаэробной очистки) загрязнения конвертируются в биогаз, который состоит из метана и углекислого газа.
Технологическая схема классической анаэробной очистки:
- Сточные воды попадают в отсек, где происходит метановое брожение. После взаимодействия анаэробных бактерий с загрязнениями образуется метан, углекислый газ, сероводород. Эти газы утилизируются.
- Сброженный осадок поступает в следующий отсек, где происходит обезвоживание ила в центрифуге. Затем очищенная вода спускается в водоем.
- Обезвоженный ил поступает в барабанную сушилку. Выделившуюся воду утилизируют.
- Сухой ил обеззараживается и становится материалом для компостирования.
Помощь микроорганизмов и бактерий
Аэробные бактерии запускают процессы окисления и нитрификации. Для этого им нужен кислород. Микроорганизмы живут в диапазоне температур – от +9 до +28 градусов, рН – 5,0-7,0.
Группы бактерий:
- Псевдомонады – занимают 80% активного ила. Перерабатывают спирты, жирные кислоты, ароматические углеводороды, парафины и другие органические вещества.
- Нитрифицирующие – окисляют соединения азота.
- Серобактерии и тионовые бактерии – перерабатывают восстановленные соединения серы.
- Нитчатые – окисляют соединения углерода.
- Целлюлозоразлагающие – перерабатывают целлюлозное волокно.
В активном иле также встречаются:
- дрожжи,
- плесневые грибы,
- простейшие,
- коловратки,
- малощетинковые кольчатые черви.
Анаэробные бактерии не нуждаются в кислороде. Они запускают процессы брожения, аноксигенного окисления и метанообразования.
- Гидролитики – отвечают за первую стадию метаногенеза. Бактерии расщепляют белки, жиры, соединения целлюлозы, крахмала, обладают аммонифицирующей активностью. В результате образуется глицерин, жирные кислоты, аминокислоты, пептиды, моно- и дисахариды.
- Ацидогенные – отвечают за вторую стадию метаногенеза. С помощью бактерий происходит маслянокислое, ацетоно-бутиловое, пропионовое, спиртовое брожение. Перерабатываются промежуточные продукты гидролиза.
- Гетероацетогенные – отвечают за третью стадию метаногенеза. Бактерии переводят органические кислоты (масляную, пропионовую) в уксусную кислоту.
- Метаногенные – завершают анаэробную очистку. Микроорганизмы образуют биогаз, перерабатывая водород, углекислый и чадный газ, ацетат, метиламин, метанол.
Состав доминирующей микрофлоры зависит от характеристик стоков.
Системы
Для искусственной аэробной очистки чаще всего используют такие сооружения: