Какие бактерии очищают сточную воду?

За счёт чего происходит биологическая очистка бытовых вод?

Ну, может быть, не «чего», а «кого»?.. В общем, в основном, за счёт  бактерий, микроорганизмов живущих, размножающихся и питающихся внутри канализации. Жизнедеятельность этих бактерий образует такие «вещи», как активный ил и биоплёнка.

Что такое активный ил и биоплёнка?

Активный ил – это микроорганизмы, образующие группы – колонии. Происходят такие образования так: клетки соединяются друг с другом, образуют вокруг себя общую желеобразную оболочку, которая проницаема для воды, питательных веществ и удерживает клетки вместе. Эти колонии – активный ил – свободно плавают в толще воды.

Биоплёнка – это тоже колония микроорганизмов. Но, в отличие от активного ила, биоплёнка не просто свободно плавает в толще стоков, а прикрепляется к какой-нибудь поверхности. Или плавает на поверхности воды в канализации.

Что это за методы биологического очищения?

Аэробные и анаэробные методы относятся к биологической очистке. Все они задействуют микроорганизмы, которые расщепляют органику на отдельные компоненты. В итоге бактерия получает строительный материал для роста и развития.

В сточных водах в большом количестве имеются органические соединения, которые и становятся питательной средой для микроорганизмов.

Сфера применения таких методов – это очистные конструкции для различных предприятий:

• по изготовлению соков, пива, алкогольной продукции и других напитков;
• по переработке сыворотки;
• сельского хозяйства;
• молокозаводы;
• фармацевтические компании;
• мясокомбинаты;
• производители косметики;
• предприятия химической промышленности.

Для аэробной очистки требуется непрерывное поступление кислорода. Это главный фактор, обеспечивающий деятельность микроорганизмов.

Анаэробный метод используется для ликвидации ила и других твердых осадков. При этом происходит отделение нерастворимых элементов, которые разлагаются с помощью бактерий.

Внимание! На выбор способа очищения влияют многие факторы: состав сточных вод, специализация и расположение предприятия, климат в регионе.

При анализе загрязненности используется термин ХПК – химическое потребление кислорода. Этот показатель отражает концентрацию органики в воде.

С чего начинается выбор автономной канализации

Для того чтобы выбрать локальное очистное сооружение, потребителю в первую очередь необходимо ответить на несколько простых вопросов:

• Сколько человек будет проживать в доме постоянно;
• Какой тип проживания будет в вашем доме — сезонное или постоянное;
• Какое количество сантехнических устройств образует стоки;
• Площадь участка;
• Особенности почвы, в которую будет устанавливаться очистное сооружение.

Владимир Пивоваров:

– Зная, что городская норма потребления воды составляет 200 литров в сутки на одного человека, каждый потребитель может подобрать необходимый объём локальной очистной установки  для своего дома.

Важное влияние оказывает расположение септика на участке, почвенные характеристики и тот фактор, куда будет осуществляться сброс очищенных стоков. В зависимости от этого подбирается схема установки септика и соответствующее дополнительное оборудование

Так для классической схемы монтажа с низким уровнем грунтовых вод потребуются инфильтраторы, дренажные трубы или колодец, в соответствии с тем, как у вас будут организованы поля фильтрации.

Владимир Пивоваров:

– Садоводам нужно помнить, что посадка деревьев ближе 3-х метров от места расположения септика не разрешается, особенно тех деревьев, у которых очень мощная корневая система. А если на участке уже есть колодцы или скважины с водой, то установка фильтруюущей площадки септика должна осуществляться на расстоянии более 15 метров от них.

Узнать больше об автономных системах  канализации пользователи могут forumhouse.ru могут в специальном разделе нашего форума. Здесь подробно и наглядно представлены все этапы работ по самостоятельному изготовлению септика из бетонных колец.  такуже у нас собраны все основные  заблуждения и ошибки при строительстве очистных сооружений. А в нашем видео рассматриваются ошибки монтажа локальной канализации и водопровода.

Источник

25636cookie-checkОсобенности систем очистки сточных вод за городом

Биологический этап

Аэротенк

Биологическая очистка является основным этапом очистки сточных вод. Предполагает очистку растворённой части загрязнений сточных вод (органические загрязнения — ХПК, БПК; биогенные вещества — азот и фосфор) специальным биоценозом (бактерий, простейших и многоклеточных организмов), который называется активным илом или биоплёнкой.

Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные бактерии, в зависимости от наличия или отсутствия кислорода воздуха в иловой смеси (смеси активного ила и сточной воды). На этом основана реализация процессов аэробной очистки от органических веществ и нитрификации (окисления органических загрязнений и аммонийного азота в аэробных условиях) и денитрификации (окисления нитратов до газообразного азота в аноксидных условиях).

С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются варианты со свободно плавающим илом — активный ил (аэротенки), с прикреплёнными микроорганизмами на специальных носителях — биофильтры и метантенки (анаэробное брожение). Последние используются для получения из осадков природного газа (метана), так называемого биогаза.

Системы со свободно плавающим активным илом могут реализовываться в проточном режиме (аэротенк-отстойник) и в циклическом режиме (реакторы периодического действия).

Также в биологической очистке после аэротенков существует вторичные отстойники. Во вторичных отстойниках находятся илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников и возврат в аэротенк (возвратный ил). Лишний прирощенный ил выводится из системы (избыточный ил).

Биологическая очистка основана на способности активного ила к осаждению, поэтому всегда процесс биологической очистки включает два этапа: 1. контакт активного ила с загрязнённой водой определённое время (рассчитывается по различным методикам), 2. отстаивание (процесс гравитационного разделения активного ила и очищенной воды. Для ускорения процесса илоразделения самой современной является технология мембранного разделения с применением ультрафильтрационных мембран.

Этапы извлечения загрязнений

Существует 3 степени извлечения загрязнений из сточных вод:

• Первичная – удаление мусора, крупнодисперсных примесей, поверхностных загрязнений и взвешенных веществ.
• Вторичная – разложение органических стоков.
• Третичная (доочистка) – извлечение взвешенных и коллоидных частиц, пестицидов, фунгицидов, осаждение остатков фосфора, азота, снижение ХПК. Показатели доводятся до норм ОДУ или ПДК.

На этих стадиях прибегают к помощи следующих методов:

1. Механические – использование стационарных или подвижных фильтрующих установок: грубых фильтров, отстойников, ловушек поверхностных загрязнений. После механической очистки количество загрязнений в стоках снижается на 30-60%.
2. Биологический – очистка с помощью живых микроорганизмов: бактерий, грибков, простейших. Микроорганизмы используют органику как пищу и превращают ее в безопасный биогаз, метан и воду. Биологические методы избавляют от 92-96% загрязнений.
3. Физико-химический – очистка стоков от растворенных примесей и взвешенных веществ с помощью законов физики и химических реактивов. Из вод удаляется 96-98% мелкодисперсных частиц.
4. Дезинфекция – уничтожение болезнетворных бактерий, вирусов. По нормативам сточные воды не должны содержать возбудителей заболеваний, поэтому эффективность обеззараживания достигает 99,9%.

Для очистки от бензина, мазута, керосина, нефтяных масел наиболее активно используют нефтеловушки и пористые сорбенты:

• Активированный уголь;
• Глины;
• Кокс;
• Торф;
• Золу;
• Силикагели.

Справка. ПДК нефтепродуктов в стоках не превышает 0,01-0,3 мг/л. Такие малые значения обусловлены токсичностью соединений для живых организмов.

Анаэробный

Анаэробное разложение не требует поступления кислорода. В результате происходит процесс брожения и выделяет газ метан. В естественных условиях подобные процессы наблюдаются на болотистой местности. При разложении органики выходят так называемые болотные газы.

Анаэробная очистка включает 4 этапа:

1. Гидролиз. Сложные углеводороды разлагаются на воду и более простые составляющие.
2. Предварительное окисление. В результате выделяются спирты и кислоты.
3. Завершающее окисление продуктов.
4. Переработка веществ бактериями и выделение метана.

Все стадии анаэробного очищения тесно связаны между собой. При нарушении одного этапа очистка прекращается.

Анаэробные устройства имеют вид герметичных контейнеров. Обычно их располагают под землей.

На дне емкости образуется осадок. В верхней части резервуаров имеются колпаки, предназначенные для отвода газа.

Деятельность анаэробных бактерий не приводит к выделению энергии. Поэтому температура внутри контейнера не изменяется. Такое оборудование работает без системы управления, поэтому их стоимость достаточно низкая.

Основной минус анаэробного метода – выделение метана. Поэтому системы возводят на ровной местности, которая постоянного продувается ветрами. Обязательно устанавливаются датчики. При повышении концентрации метана срабатывает система сигнализации.

Важно! Анаэробный активный ил безопасен для окружающей среды. Его используют в качестве удобрений.. Особенности работы анаэробных устройств:

Особенности работы анаэробных устройств:

• удаляют более 90% загрязнений;
• ликвидация 1 кг ХПК позволяет получить 40 г ила;
• компактные размеры;
• образование биогаза;
• для ликвидации 1 кг загрязнений нужна энергия 0,5 кВтч.

Анаэробные сооружения строят для очистки воды с повышенной концентрацией ХПК. Для их возведения требуется меньше места, также сокращается объем работ и денежных затрат.

Значительно понижают эффективность следующие факторы:

• высокая кислотность сточных вод;
• снижение температуры ниже установленного уровня (20-30 градусов);
• пониженное содержание загрязнений.

Сооружения биологической очистки сточных вод

В естественных условиях, малые объемы воды очищаются самостоятельно. Из-за увеличения работы заводов стоков слишком много. Справиться с данной проблемой помогают станции биоочистки.

Существует четыре типа обработки стоков:

1. Механический.
   Перед тем как вода попадет в резервуар, она отстаивается и фильтруется с помощью решеток, сита, септики, фильтров, уловителей, ловушек. После механической обработки идут другие методы очищения. Не удаляет углеводы, гумусовые вещества, химические компоненты, фенолы, азотосодержащие соединения.
2. Биологический.
   Используют специальные бактерии, которые в процессе жизни устраняют органику.
3. Химический.
   Химические вещества, реагенты, вступают в реакцию с примесями находящимися в воде. В результате реакции образуется нерастворимый осадок, который оседает на дно.
4. Физико-химический.
   Используется метод сгущения, сорбции, окисления, экстракции, электролиз, флотация. На данном этапе удаляются органические примеси и неорганические включения.

Метантенки

Метантенк – это водорезервуар, предназначенный для анаэробного фотолиза органических и жидких отходов с образованием углеводорода. Резервуар прямоугольной или цилиндрической формы, стены выполнены из железобетона и погружены в землю. Внутри встроен паровой или водяной теплообменник и смешивающие лопасти. Дно уклонено к центру. Крыша отсека плавающая или закрытая.

Основная задача – переработать в отстойнике и очистном сооружении взвеси и осадки.

Аэротенки

После прохождения механической фильтрации происходит поступление сточных вод в емкость с активным илом, простейших организмов, бактерий. Содержащиеся в иле бактерии при своевременной подаче оксигена поглощают органические примеси.

Взаимодействие происходит в нескольких секциях оснащенных системой аэрации. В иле содержатся аэробные микроорганизмы, которые абсорбируют определенные виды загрязнений.

Полноценное очищение происходит только при условии непрерывной подачи воздуха. После переработки органики потребности в кислороде снижаются, вода переходит в следующий резервуар.

Здесь бактерии – нитрификаторы устраняют нитраты и азот аммонийную соль. Далее сток подается во вторичный отстойник, ил выпадает в осадок, а вода направляется обратно в резервуар.

Биофильтры

Биофильтры для очистки сточных вод покупают владельцы загородных домов, которые беспокоятся о природе. Считается полноценной станцией очищения стоков. Модуль компактный, в нем размещен резервуар с загрузочным материалом.

В биофильтр встроена активная лента с бактериями. С канализационной трубы сток направляется в первый отсек, в нем оседают крупные элементы и загрязнения. Потом в тело фильтра, где отсеиваются растворенные частицы.

Микрозагрязнения оседают на ленте, бактерии начинают активно расщеплять органику. При оптимальных условиях, они быстро размножаются. Качество и скорость очистки повышается. Чтобы поддерживать необходимый микроклимат в отсек подается воздух с помощью вентилятора.

Биологические пруды

Биологические пруды или биоплато самый действенный способ очищения стоков. Возможна эксплуатация мелких прудов, глубина которых начинается от 50 см. За счет большой площади вода достаточно прогревается, что положительно сказывается на процессе жизнедеятельности организмов, которые занимаются очисткой.

Данную схему целесообразно использовать с апреля по ноябрь, когда столбик термометра не опускается ниже 7 градусов. При более низкой температуре процессы оксидирования замедляются и останавливаются.

Варианты биопрудов:

• многоступенчатый (без разбавления речной водой);
• рыбоводческий (с разбавлением);
• пруд доочистки.

В биоплато вместе со стоком подается вода из близлежащей реки в определенных соотношениях. Длительность очищение – около двух недели. Чтобы ускорить процесс очищения в пруд запускают рыбу, в основном карповых пород.

В многоступенчатый пруд сток подается неразбавленным. Он постоянно перегоняется из одного пруда в другой, концентрация загрязнений снижается. Данный процесс длиться около месяца.

Поля фильтрации

Поля фильтрации это еще один способ биоочистки. Проводится на специальных полях заселенных почвенными микроорганизмами. Сложные органические вещества окисляются на поверхности почвы. Данную воду целесообразно использовать только для орошения сельскохозяйственных участков.

Поля фильтрации и биологические пруды можно использовать когда грунтовые воды находятся довольно низко. В противном случае загрязненная вода может попасть в источники питьевой воды. Немаловажным фактором является сезонность, только при постоянной плюсовой температуре делятся и активно растут бактерии.

Типы и принцип работы ЛОС

Локальные очистные сооружения хозяйственно-бытовых сточных вод способствуют переработке отходов в относительно безопасную жидкую субстанцию, которую можно использовать для технических нужд или сливать в почву.

ЛОС, которые используют для биоочистки:

• Септики – герметичные камеры, в которые сбрасываются канализационные стоки. Там обитают анаэробные микроорганизмы, перерабатывающие осадок и способствующие очистке воды. Жидкости после септика требуется дополнительное очищение, к примеру, в фильтрационном колодце, перед ее сбросом в водоем либо почву.
• Септические устройства с биологическими фильтрами. Принцип действия биофильтра заключается в просачивании воды через толщу крупнозернистого материала (щебня либо песка), который покрыт пленкой из особых бактерий. По такой схеме работают фильтрационные поля и колодезные установки. При прохождении стоков сквозь биологический фильтр благодаря микроорганизмам происходит активизация процессов окисления и разложения органических составляющих.
• Биопруды – искусственные водные объекты глубиной, не превышающей метр. В них загрязненная жидкость после прохождения механической чистки перерабатывается благодаря действию бактерий. Для ускорения деятельности микроорганизмов необходим прогрев водоемов солнечными лучами: среднерусской зимой эти пруды обладают малой производительностью и почти не применяются. Усиление деятельности бактерий-аэробов также производится посредством принудительной аэрации.
• Аэротенки – герметично выполненные установки, в которых применяется принудительная аэрация. Чтобы перерабатывать жидкость быстрее и эффективнее, используют активный ил, содержащий в своем составе нужные микроорганизмы.
• Станции глубокой очистки. Сооружения используются при комплексном осветлении сточных вод с максимальным эффектом. После прохождения через них жидкость становится очищенной до 98%. Вода прогоняется через несколько различных фильтров и очистных приспособлений.

Для осветления стоков на предприятиях и в жилых комплексах все чаще применяют мембранный биореактор. В нем совмещены биообработка активным илом и механическая мембранная фильтрация. Мембранный модуль применяется для отделения иловой массы и является альтернативой осаждению этого вещества в классических установках биологической очистки.

Достоинства биореакторов:

• компактные габариты при большой продуктивности;
• использование при обновлении оборудования старых комплексов очистки;
• возможность работы при значительном скоплении активного ила.

Есть два вида биологических реакторов: с внутренним и наружным размещением мембраны. Во втором варианте фильтр изолирован от технологических камер, и необходима установка промежуточного перекачивающего насосного оборудования.

Как осуществляется обработка осадков

Активный ил используется для очистки стоков, но является материалом, от которого периодически необходимо избавляться. Это относится не к самому продукту, а к содержащимся в нём вредным микроорганизмам. Для их удаления используют анаэробные бактерии, не требующие для своего функционирования доступа кислорода.

Чаще всего такая технология очень удобна в следующих устройствах.

• Биотуалеты, которые устанавливают не только на загородных и дачных участках, но и в частных домах. Данная система не требует частого технического обслуживания, достаточно периодически откачивать отходы.
• Септики. Очень удобны, так как в них используется дренажная система, проходя через которую, стоки самостоятельно очищаются и утилизируются. Современные септики подразумевают деление на несколько секций, что позволяет более качественно произвести очистку.
• Отстойники, которые создаются для очистки масштабных объёмов, до 1400 куб. м. В них такой же принцип действия, как и в обыкновенных септиках.

В септиках и отстойниках не только очищается сточная жидкость, но и обрабатывается осадок, посредством воздействия на него функционирования анаэробных бактерий.

Станция глубокой биологической очистки

Разбираемся, какие достоинства заключает в себе станция биологической очистки и как происходит очищение стоков.

Эксперт  компании «СБМ – Групп»  производящей автономные системы локальной канализации «ЮНИЛОС» Бескищенко Максим.

– Принцип действия станции глубокой биологической очистки основан на методе непрерывного культивирования микроорганизмов, которое происходит под действием кислорода или как его ещё называют методе аэрации. А очищение стоков происходит за счёт активного ила получающегося из бактерий и микроскопических животных.

Благодаря органическим веществам, находящимся в   сточных водах и избытку кислорода поступающего в установку, эти бактерии начинают бурно развиваться и затем склеиваются в хлопья, после чего они выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. При попадании в выходной отстойник ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды.

В отличие от выгребных ям, станция биологической очистки не накапливает нечистоты, а обеспечивает их биохимическое разложение на простые, безопасные соединения – техническую воду и стабилизированный активный ил, следовательно, отсутствует дурной запах.  Поэтому станция биологической очистки может быть установлена вблизи дома, на удалении от 2-х метров, а очищенную воду можно сразу отводить на рельеф местности без использования систем почвенной доочистки.

Разбираемся с особенностями эксплуатации подобной системы.

Бескищенко Максим:

– Несмотря на надежность работы системы, существует ряд правил, которых необходимо придерживаться для эффективной работы станции глубокой очистки,  а именно: в канализацию запрещается сбрасывать отходы от строительства, химические вещества, полимерные материалы, нефтепродукты и другие биологически не разлагаемые соединения. А  при отключении электричества, необходимо сократить водопотребление, так как возможно переполнение приемной камеры станции биологической очистки и попадание неочищенного стока в окружающую среду. Также необходимо производить своевременную откачку активного ила.

Подведя итог можно отметить, что станция биологической очистки обладает следующими основными достоинствами:

• Степень очистки в современных аэрационных установках превышает 95%, а очищенную воду можно направлять в водные объекты, без устройства дополнительных фильтрационных полей;
• Станцию биологической очистки легко транспортировать. Также при установке станции не требуется проводить  масштабные земляные работы или устанавливать ее на бетонное основание и анкерить её;
• Механические свойства корпуса изготовленного из вспененного полипропилена позволяют устанавливать станцию в любой, самый «тяжелый» грунт даже при очень высоком уровне грунтовых вод;
• Долговечность станции биологической очистки,  её абсолютная герметичность,  экологическая безопасность,устойчивость к коррозии, а также  к воздействию агрессивных кислот и щелочей,  позволяет эксплуатировать станцию глубокой биологической очистки не менее 50 лет.

Основные устройства и сооружения для биологической очистки

Для того, чтобы вернуть сточным водам необходимый уровень чистоты, надо прибегать к использованию специализированного оборудования.

Конструкции, в которых протекают все процессы делятся на 2 вида:

• Сооружения, в которых чистка стоков происходит естественным путём, без использования дополнительных устройств, созданных человеком.
• Сооружения, в которых используются материалы, созданные человеком. Этот вид необходим в том случае, когда из-за природных факторов естественная очистка стоков невозможна.

Конструкции, которые позволяют принудительно проводить биологическую очистку стоков:

• Биологические фильтры, в которых в качестве используют пеностекло или различные разновидности пластмассы. Как и в других конструкциях, в биофильтрах допускается использование песка, гравия или щебня, в качестве фильтрующего элемента. Данная система очень удобна и популярна, так как позволяет за пол часа эффективно очистить от загрязнения небольшие объёмы стоков. Поверхность пеностекла способствует лучшему очищению и более быстрому удалению вредных микроорганизмов. Биофильтры, выполненные из пластмассы, предотвращают появление ила, а также пропускают большее количество кислорода.
• Биодисковые фильтры. Устройства, которые созданы для очистки не более 1000 куб м воды за раз, и представляет собой ёмкость, по которой расположены диски, сделанные из лёгких материалов, таких как пенопласт или пеностекло. Диски постоянно вращаются, а их поверхность (покрытая специальной биологической плёнкой) воздействует со сточными водами и производит очистку. Фильтры получают необходимое количество кислорода сразу же из атмосферы, это позволяет ускорить процесс. Уже через 1-1,5 часа можно получить техническую воду, пригодную для хозяйственных нужд или слива в ближайший водоём.
• Биофильтраторы. Устройства, которые отличаются компактностью, могут очищать до 600 куб. м за раз. Как и в биодисковых фильтрах, здесь используются диски из пенопласта, которые дополнительно покрыты биоплёнкой. Биоплёнка входит в реакцию с загрязнениями и проводить чистку. Дополнительно биофильтраторы имеют секцию для осветления стоков. Для быстрого избавления от вредных микроорганизмов, в первичную ёмкость добавляют некоторое количество осветлённой жидкости и активного ила. Биофильтраторы отличаются сложной конструкцией, но очищают стоки качественно и надёжно.
• Аэротенки. Наиболее популярны в населённых пунктах с небольшим количеством населения. Аэротенки удобно использовать, так как эти конструкции не занимают больших площадей. Для переработки стоков данные конструкции используют метод полного окисления. Окисление материала обеспечивает небольшой прирост активного ила, что позволяет проводить чистку аэротенков не более 1 раза за 3-4 месяца.

Общая схема работы очистных сооружений

Подготовка:

• Усреднение – смешивание вод с разной концентрацией загрязняющих веществ. Этап длится 18-24 часа;
• Нейтрализация – в кислые воды добавляют известковое молоко, в щелочные – хлороводород, сульфатную кислоту или углекислый газ;
• Охлаждение горячих стоков, извлечение взрывоопасных газов.

Механическое извлечение примесей:

• Осаждение в отстойниках;
• Центрифугирование;
• Удаление масел, жира, нефтепродуктов;
• Фильтрование через нейтрализующие, абсорбирующие и тканевые материалы;
• Реагентная обработка стоков коагулянтами;
• Аэрация для извлечения сероводорода, аммиака, углекислого газа, диоксида серы;
• Фильтрация через мембраны.

Деструктивная очистка – разрушение загрязнений и расщепление их на безвредные соединения:

• Окисление, восстановление, трансформация, деструкция органики аэробными и анаэробными микроорганизмами;
• Окисление активным хлором или пероксидом водорода, восстановление водородом, фотокаталитическое и электрохимическое окисление;
• Термическая деструкция – сжигание.

Доочистка (глубокая очистка) – физическая, химическая или биологическая обработка сточных вод:

• Осветление;
• Фильтрование через зернистые загрузки;
• Микрофильтрация;
• Дезинфекция.

После полной очистки сточные воды спускают в водоемы или возвращают в производственный цикл. Глубокую очистку можно не проводить при сбросе малого количества стоков в мощный водоем.