Електронна библиотека

Аеробни биохимични процеси на пречистване могат да се осъществяват в естествени условия и в изкуствени структури. При естествени условия почистването се извършва в напоителни полета, филтриращи полета и биологични езера. Изкуствените структури са аеротанкове и биофилтри с различни конструкции. Изборът на вида на конструкциите се извършва, като се вземе предвид местоположението на завода, климатичните условия, източника на водоснабдяване, обема на промишлени и битови отпадъчни води, състава и концентрацията на замърсяване. При изкуствените структури процесът на пречистване протича с по-голяма скорост, отколкото при природни условия.

Напоителните полета са специално подготвени парцели, използвани едновременно за пречистване на отпадъчни води и за селскостопански цели. Пречистването на отпадни води в областта на напояването се извършва под действието на почвената микрофлора, слънцето, въздуха и растенията. Селскостопански напоителни полета след биологично третиране на отпадъчни води, овлажняване и тор се използват за отглеждане на зърнени и силажни култури, билки, зеленчуци, както и засаждане на дървета и храсти.

Биологичните езера са 3... 5-стъпаловидни каскади на езера, през които избистряните или предварително обработени отпадъчни води протичат с ниска скорост. Най-често те са предназначени за окончателно биологично третиране и за допълнително пречистване на канализацията в комбинация с други пречиствателни съоръжения.

Има езера с естествена и изкуствена аерация. Езера с естествена аерация имат малка дълбочина (0,5... 1 м), са добре затоплени от слънцето и населени с водни организми. За да се увеличи скоростта на разтваряне на кислорода и следователно скоростта на окисление, конструирайте аерирани езерца. Аерирането се извършва механично или пневматично. Това позволява увеличаване на замърсяващото натоварване с 3... 3,5 пъти чрез увеличаване на дълбочината на езерото до 3,5 м.

Фиг. 1.26. Инсталационна схема за биологично третиране:

1 - основен утаител; 2 - по-горящ; 3 - аеростат; 4 - регенератор; 5 - вторичен утаител

Почистване в резервоари за аериране

Аеротак нарече подсилени резервоари. Процесът на почистване в резервоара за аериране протича, докато аерираната смес от отпадъчни води и активната утайка преминават през него (фиг.1.26). Аерирането е необходимо, за да се насити водата с кислород и да се спре утайката.

Водата от отпадъчни води се подава към ямките 1, където се отделят суспендираните частици. За да се подобри утаяването, част от излишната утайка може да бъде доставена (био-коагулация). След това избистряната вода навлезе в предварителен среднооператор 2. Част от излишната утайка (циркулираща активирана утайка) се изпраща от вторичния утаител в същата посока. Тук отпадъчните води се прекарват предварително с въздух в продължение на 16... 20 минути. Ако е необходимо, добавки за неутрализиране и хранителни вещества могат да се добавят към предварителен аератор.

От средноаритметичната, отпадъчната вода се подава в резервоара за аериране, през който се циркулира активирана утайка. Биохимичните процеси, протичащи в аеротуника, могат да бъдат разделени на два етапа:

1) адсорбция на органични вещества на повърхността на активираната утайка и минерализация на лесно окисляващи се вещества с интензивна консумация на кислород;

2) допълнително окисляване на бавно окисляващи органични вещества, регенериране на активирана утайка. На този етап кислородът се консумира по-бавно.

По правило резервоарът е разделен на две части: регенератор (25-30% от общия обем) и самия резервоар, в който се извършва основният процес на пречистване. Наличието на регенератор дава възможност за пречистване на по-концентрирана отпадъчна вода и повишаване на производителността на съоръжението.

Преди аериращия резервоар отпадъчната течност трябва да съдържа не повече от 150 мг / л суспендирани частици и не повече от 25 мг / л нефтени продукти. Температурата на пречистените отпадъчни води не трябва да бъде по-ниска от 6 ° C и по-висока от 30 ° C, а рН трябва да бъде в интервала 6.5... 9.

След аериращия резервоар отпадъчната вода с утайка навлиза в вторичния утаител, където утайката се отделя от водата. По-голямата част от утайката се връща в резервоара за аериране (циркулираща активна утайка) и излишъкът от него (излишък от активирана утайка) се изпраща до предварителен аератор и за рециклиране.

Аеротантите са открит басейн, оборудван с устройства за принудително аериране. Те са два, три и четири коридора. Дълбочина на авиационните цистерни 2... 5 м.

Aerotank са разделени на следните основни характеристики:

1) в хидродинамичен режим - пропеланти, смесители и междинен тип (с разпръснат вход за отпадни води);

2) по метода на регенериране на активна утайка - с отделно регенериране и без отделно регенериране;

3) върху натоварването на активната утайка - при голямо натоварване (за частично почистване), нормално и ниско натоварване (при продължително аериране):

4) по броя на стъпките - на едно-, дву- и многоетапни;

5) в зависимост от начина на приемане на отпадни води - на течащи, полупроводникови, с променливо работно ниво и контакт;

6) по проектни характеристики.

Най-често срещаният коридор aerotank, работещи като разсейватели, миксери и с комбинирани режими.

Фиг. 1.27. Двукамерен резервоар за аеротак:

1 - аератор на перката; 2 - зона преди обогатяване; 3 - дял; 4 - ротационен аератор; 5 - зона на ферментация; 6 - зона за изясняване

В аериращите резервоари при пълно смесване (фиг.1.27) входящите отпадъчни води незабавно се смесват с цялата маса течна и активирана утайка. Това ви позволява равномерно да разпределяте органичното замърсяване и кислорода и да извършвате процеса при постоянно високи натоварвания. Въпреки това, остатъчната концентрация на замърсители в обработваната вода е по-голяма от тази на резервоарите за аериране тип налягане, което е основният недостатък на този проект.

При аериране няколко десетки кубически метра въздух се подават към 1 м 3 от обработените отпадъчни води. В този случай трябва да се осигури голяма контактна повърхност между въздух, отпадъчна вода и утайка, което е необходимо условие за ефективно почистване. На практика се използват пневматични, механични и пневмомеханични методи за аериране на отпадъчни води в аеротанкове. Изборът на метод за аерация зависи от вида на аеростат и от необходимия интензитет на аериране.

Почистване в биофилтри

Биофилтърът е структура, при която се поставя дюза (натоварване) (плоча, филм и др.) И се осигуряват разпределителни устройства за периодично подаване на отпадъчни води и въздух. При биофилтъра отпадъчната вода се филтрира през натоварен слой, покрит с филм от микроорганизми. Микроорганизмите биофилми окисляват органичните вещества, като ги използват като източници на храна и енергия. Така органичната материя се отстранява от отпадъчните води и масата на активния биофилм се увеличава.

Преработеният (мъртъв) биофилм се отмива от течаща отпадна вода и се отстранява от биофилтъра.

За натоварване се използват различни материали с висока порьозност, ниска плътност и висока специфична повърхност: натрошен камък, чакъл, шлака, разширена глина, керамични и пластмасови пръстени, кубчета, топки, цилиндри, шестоъгълни блокове, метални платове и пластмасови решетки.

В момента се използват голям брой проекти на биофилтри, които са разделени на биофилтри: работа с пълно и непълно биологично третиране; с природен и изкуствен въздух; със и без рециклиране; едностепенна и двустепенна, капково и високотоварно.

Биофилмът изпълнява същите функции като активираната утайка. Той адсорбира и обработва органичните вещества, намиращи се в отпадъчните води. Оксидиращата мощност на биофилтрите е по-ниска от мощността на резервоарите за аериране. Биофилтри се използват при пречистване на отпадни води с дебит до 50 хил. М3 / ден. В студени райони те се намират в затворени пространства.

Използването на кислород за аериране на отпадъчни води

При пневматично аериране вместо въздух се използва технически кислород. Понякога този процес се нарича "био-отлагане". Извършва се в затворени устройства, които се наричат ​​окситози.

Използването на кислород вместо въздуха за аериране на отпадни води има няколко предимства:

1) ефективността на използването на кислород се увеличава от 8... 9 до 90... 95%;

2) окислителната способност на кислорода е 5... 6 пъти мощността на резервоарите за аериране;

3), за да се осигури същата концентрация на кислород в отпадъчните води, се изисква по-ниска скорост на смесване, като по този начин се подобряват характеристиките на утаяване на активираната утайка. Състои се от големи и плътни люспи, които лесно се утаяват и филтрират, което позволява да се увеличи концентрацията му до 10 g / l без да се увеличават общите размери на вторичните утаители;

4) се подобрява бактериалният състав на активираната утайка. С висока концентрация на О2 не се развиват филаментозни бактерии;

5) по-пречистен кислород остава в пречистената вода, което допринася за нейното по-нататъшно пречистване;

6) няма проблем с борбата с миризмата, тъй като процесът се извършва в херметически затворени единици;

7) капиталовите разходи са по-ниски.

Методът на почистване с кислород обаче е по-скъп от почистването с въздух, тъй като изисква значителни разходи за производството на кислород. Ето защо е препоръчително да се използва само в случаите, когато кислородът е отпадъчен продукт. При окситоти, дължащи се на по-висока концентрация на СО2, отколкото в резервоарите за аериране, рН на водата се намалява значително. Намаляването на времето за престой на отпадъчните води в окситовете в сравнение с пречистването в аериращи резервоари води до влошаване на процеса на нитрификация. В същото време, повишаване на концентрацията на CO2, Това вероятно е причината за намаляването на темпа на растеж на активираната утайка от 0,6... 1,2 за аериращи резервоари до 0,4... 0,6 за окситоти. Няма никакви разлики в кинетиката на процесите на пречистване по време на аериране с кислород и въздух. Разработи няколко дизайна oksitenkov.

Отпадъчни води

През последните години темата за опазване на околната среда стана по-належаща от всякога. Един от важните въпроси в тази тема е пречистването на отпадъчни води, преди да бъдат изхвърлени в близките водни обекти. Един от начините за решаване на този проблем може да бъде биологично пречистване на отпадъчни води. Същността на такова пречистване е разделянето на органичните съединения с помощта на микроорганизми на крайните продукти, а именно вода, въглероден диоксид, нитритно сулфатиране и др.

Най-пълното третиране на промишлени отпадъчни води, съдържащи органични вещества в разтворено състояние, се постига чрез биологичен метод. В този случай се използват същите процеси, както при пречистването на домакински вода-аеробни и анаеробни.

За аеробно почистване се използват аеротанкове с различни структурни модификации, оксикати, филтърни резервоари, флотационни резервоари, биодиск и биологични руди.

В анаеробния процес за високо концентрирана отпадъчна вода, използвана като първи етап на биологично третиране, храносмилателните системи служат като основна структура.

Аеробен метод въз основа на използването на аеробни групи от организми, чийто живот изисква постоянен поток от 02 и температура от 20-40 ° С. Микроорганизмите се култивират в активна утайка или биофилм.

Активираната утайка се състои от живи организми и твърд субстрат. Живите организми се представят от натрупвания на бактерии, протозойни червеи, мухъл плесени, дрожди и рядко - ларви на насекоми, ракообразни и водорасли. Биофилмът расте върху биофилтриращи пълнители, има външен вид на запушване на лигавицата с дебелина 1-3 mm и повече. Процесите на аеробно третиране на отпадъчни води отиват в съоръженията, наречени биобасейните.

Фиг.1. Работна схема на аеротуника

Работна схема на аеротуника

1 - циркулираща активна утайка; 2 - излишък от активирана утайка;

3 - помпена станция; 4 - вторичен утаител;

5 - авиационен резервоар; 6 - първичен избистрящ елемент

Резервоарите за аероизолация са доста дълбоки (от 3 до 6 м) резервоари, оборудвани с устройства за аериране. Тук живеят колонии от микроорганизми (върху флокулентни структури на активирана утайка), разделящи органичната материя. След аериращите резервоари пречистената вода навлиза в септичните резервоари, където се извършва утаяване на активната утайка за последващо частично връщане в резервоара за аериране. Освен това, при такива съоръжения са подредени специални резервоари, в които "лежи" (се регенерира).

Важна характеристика на операцията на аеротанка е натоварването на активната утайка N, която се определя като съотношението на масата на замърсителите, които влизат в реактора на ден до абсолютно сухата или безпепелна биомаса от активна утайка в реактора. Съгласно натоварването на активната утайка аеробните системи за пречистване се разделят на:

аеробни системи за третиране на отпадни води с високо натоварване с N> 0,5 kg BOD (индикатор за биохимична консумация на кислород) 5 на ден на 1 kg утайка;

средно натоварване аеробни системи за пречистване на отпадъчни води на 0,2 18

Пречистване на отпадни води при аеробни условия

Аеробни и анаеробни методи за биохимично пречистване на отпадъчни води са известни. Аеробният метод се основава на използването на аеробни групи от организми, за които жизнената активност изисква постоянен поток от кислород и температура от 20 до 40 ° С. При аеробно третиране микроорганизмите се култивират в активна утайка или биофилм. Процесът на биологично третиране се извършва в резервоари за аериране, в които се подават отпадъчни води и активирана утайка (фиг.13.1).

Фиг. 13.1. Схема за инсталация за пречистване на биологични отпадъчни води: 1 - основен пречиствател; 2 - предварителен аератор; 3 - аеростат; 4 - регенератор на активирана утайка; 5 - вторичен утаител

Активираната утайка се състои от живи организми и твърд субстрат. Обществото на всички живи организми (натрупвания на бактерии, протозои, червеи, плесени, дрожди, актиномицети, водорасли), населяващи наноси, се нарича биоценоза.

Активираната утайка е амфотерна колоидна система с рН 4 от 4.9 отрицателен заряд. Сухото вещество на активната утайка съдържа 70, 90% органични и 30% 10% неорганични вещества. Субстратът до 40% от активната утайка е твърда, мъртва част от остатъци от водорасли и различни твърди остатъци; организмите от активна утайка са прикрепени към него. В активната утайка има микроорганизми от различни екологични групи: аероби и анаероби, термофили и мезофили, халофили и халофови.

Най-важното свойство на активната утайка е способността да се утаи. Състоянието на утайката се характеризира с индекс на утайка, който е обем в милилитри, заеман от 1 g утайка в естественото му състояние след утаяване в продължение на 30 минути. Колкото по-лошо се утаи утайката, толкова по-висок е индексът на утайката. Утайката с индекс до 120 ml / g се утаява добре, с индекс от 120. 150 ml / g е задоволителен и ако индексът е над 150 ml / g, това е лошо.

Биофилмът расте върху биофилтриращ пълнител, има външен вид на запушване на лигавицата с дебелина от 1,3 мм и повече. Състои се от бактерии, гъби, дрожди и други организми. Броят на микроорганизмите в биофилма е по-малък, отколкото в активната утайка.

Механизмът на биологичното окисление при аеробни условия от хетеротрофни бактерии може да бъде представен чрез следната схема:

Реакцията (13.1) символизира окисляването на първоначалното органично замърсяване на отпадъчните води и образуването на нова биомаса. В пречистените отпадъчни води остават биологично окисляващи се вещества, главно в разтворено състояние, тъй като колоидните и неразтворените вещества се отстраняват от отпадъчните води чрез сорбционния метод.

Процесът на ендогенно окисление на клетъчното вещество, който се случва след използване на външен източник на енергия, описва реакцията (13.2).

Пример за автотрофно окисление може да бъде процесът на нитрификация.

където C5Н7NO2 - символ на състава на органичните вещества, произведени клетки от микроорганизми.

Ако процесът на денитрификация се осъществява с биологично пречистена вода, практически лишена от първоначалните органични вещества, тогава относително евтин метилов алкохол се използва като въглеродна храна. В този случай общата реакция на денитрификация може да бъде написана, както следва:

Всички ензимни реакции, показани тук, се извършват вътре в клетката, за което необходимите батерии трябва да влязат в тялото си през корпуса. Много от първоначалните органични примеси могат да бъдат твърде големи частици в сравнение с размера на клетката. В тази връзка, значителна роля в цялостния процес на окисляване се дава на ензимното хидролитично разцепване на големи молекули и частици, течащи извън клетката, на по-малки, съизмерими с размера на клетката.

При аеробни биологични системи захранването с въздух (както и чистият кислород или въздух, обогатен с кислород) трябва да гарантира, че наличието на разтворен кислород в сместа не е по-ниско от 2 mg / l.

Окислението в структурите не винаги върви до края, т.е. преди образуването на CO2 и H2А. Във водата след биологично третиране могат да се появят междинни продукти, които не са в оригиналната отпадъчна вода, понякога дори по-малко желани за резервоара, отколкото първоначалното замърсяване.

Отпадъчни води и специфични методи на третиране

Проблемът с изхвърлянето на канализацията е особено остър за съвременния човек. Факт е, че за да се създадат удобни условия за живот на човек, значителни количества чиста вода са необходими за домашна употреба и за пиене. Ако преди 300 години канализацията може да бъде заустена в резервоари, където те ще бъдат почистени по естествен път, тогава такова човешко поведение е неприемливо, тъй като структурата на канализацията се е променила и сега отпадъчните води съдържат маса токсични вещества, които могат да унищожат флората и фауната на резервоарите и почвата,

За цялостно пречистване на водата се изисква да се прилага комплекс от мерки за пречистване, които включват методи за биологично, физическо и химическо почистване.

Основната технологична схема на пречистването на отпадъчните води.

Въпреки факта, че дори и сега значителна част от канализацията попадне във водни тела, въпреки че повечето отпадъчни води са напълно почистени, преди да се върнат към природата. Ако това не се е случило, всички резервоари щяха да се превърнат в истински септични ями само за няколко месеца. Съвременните отпадъчни води имат твърде богата палитра от елементи, комбинирани в тях, има елементи от минерален произход, разлагащи органични съединения, много патогени, всички видове химикали.

Минералите, които влизат в канализацията, включват алкали, глина, пясък, соли и други подобни. Органичните компоненти на изтичащия поток включват различни остатъци от растителен и животински произход, които често се изхвърлят в канализационната система. Броят и разнообразието на химикалите, които влизат в канализационната система, е просто невероятно, а този сорт не се ограничава само до домакинските химикали, тъй като някои от тях са изхвърлени в канализацията и по-сериозни химически продукти, като остатъци от разтворители и изсушаващо масло.

Съвременните методи за пречистване на отпадъчни води са доста ефективни и могат да бъдат разделени на три категории: механично, биологично, химическо.

Трябва да се отбележи незабавно, че в станциите за изхвърляне на градските отпадъчни води водата преминава през трите етапа на пречистване, докато използването на една или две е достатъчно, за да се образува индивидуална канализационна система.

Механичен метод за пречистване на отпадъчни води

Септични резервоари: a - хоризонтална: 1 - входна тава, 2 - камера за утаяване, 3 - изходна тава, 4 - яма; b - вертикална: 1 - цилиндрична част, 2 - централна тръба, 3 - корито, 4 - конична част; в - радиален: 1 - корпус, 2 - улей, 3 - разпределително устройство, 4 - шлайфане, 5 - механизъм на скрепер; g - тръбна; г - с наклонени плочи: 1 - тяло, 2 - плочи, 3 - приемници за суспензия

Механичното почистване се счита за по-скоро примитивен метод за изхвърляне на отпадни води. Понастоящем този метод на пречистване се използва изключително като предварителна обработка на водата в станциите за изхвърляне на градските отпадъчни води. Всъщност този метод има за цел да отстрани твърди неразтворени частици с различен произход.

Голям брой такива частици навлизат в градската канализационна система и това може да бъде всичко от парчета плат до трупове на малки животни. По време на механичния метод за обезвреждане на замърсяването от отпадъчните води първо се преминава през серия от филтри за сито. Освен това водата, частично отделена от големи елементи, се утаява от известно време и преминава през пясъчни и чакълни филтри. След преминаване през всички етапи на филтриране, водата напълно изхвърля твърдите елементи в отпадъчните води. Този метод за третиране на отпадни води има редица значителни недостатъци. Първо, разтворените органични съединения не се отстраняват от водата по време на такова пречистване и водата се заразява с патогенни бактерии. На второ място, такъв метод на почистване не позволява извличането на химически елементи, разтворени в него от водата.

Съгласно съвременните изисквания за пречистване на водата, тази опция понастоящем се използва единствено като предварително условие за изхвърляне на отпадъчни води. Освен това, за такъв метод за изхвърляне на отпадъчни води е необходимо много пространство за инсталирането на цялото необходимо оборудване, така че този метод за обезвреждане не се използва за автономни канализационни системи. За механичното пречистване на водата ще са необходими мрежи с големи отвори, средни отвори и фини мрежи, технически сито, пясъчни капани и вани.

Метод за химическо пречистване на отпадъчни води

Схема за вакуумна флотация.

Химическият метод за изхвърляне на отпадни води не е широко разпространен и понастоящем се използва основно в пречиствателни станции за отпадни води в различни отрасли и само в някои случаи за пречистване на битови отпадъчни води. Принципът на действие на този вариант на пречистване на отпадни води е да се добавят химически реагенти към отпадъчните води, които допринасят за свързването на органични и химични вещества, съдържащи се във водата, което води до тяхното утаяване под формата на утайки.

В допълнение, методът за химическо пречистване включва вариант, в който абсорбенти се добавят към отпадъчните води, които буквално абсорбират химикали, което в крайна сметка води до тяхното потъване до дъното.

Химическият метод има своите недостатъци.

Първо, дори ако такъв метод се използва за обикновена канализация, пречистването на водата ще отнеме значителен период от време, особено ако реакцията се извършва в студена среда. На второ място, реагентите за изхвърляне на отпадъчни води са много скъпи. Трето, е необходимо да се оборудват големи резервоари за утаяване на водата.

Основната положителна страна при използването на този метод е способността да се филтрират химикалите, съдържащи се във водата. Понастоящем този метод за изхвърляне на отпадъчни води се използва в големи пречиствателни станции за градски отпадъчни води и много рядко като допълнителен етап от пречистването на канализацията за автономни канализационни системи.

Биологични методи за пречистване на отпадни води

Местна канализационна система за пречистване на отпадъчни води.

Методът за биологично пречистване на отпадъчни води понастоящем се счита за най-ефективният начин за отстраняване на различни органични и неорганични вещества от отпадъчните води. Пречистването на водата се извършва от специални бактерии, които се хранят с човешки отпадъци. Използването на бактерии за пречистване на вода се използва и в пречиствателните станции за градски отпадъчни води и е неразделна част от пречистването на отпадъчните води в автономни канализационни системи. Повечето септични ями са проектирани така, че бактериите да могат да живеят в тези агрегати през цялата година.

Трябва да се каже, че най-висококачествените съвременни септични ями, наричани още биологични пречиствателни станции, могат да пречистят отпадъчните води с 95%, което дава възможност да се използва пречистена вода за напояване на терен и просто да се отцеди канализацията. тези, които са преминали биологично третиране, в близки водни тела или в почвата. В зависимост от вида септична яма или пречиствателната станция могат да се използват както аеробни бактерии, така и анаеробни микроорганизми.

Независимо от факта, че такива методи за почистване имат много предимства и се считат за най-оптимални от гледна точка на околната среда, този метод все още има някои недостатъци. Основният недостатък на такива системи е чувствителността на бактериите към химичните съединения. За да се поддържа необходимия брой бактерии в септичните ями, е необходимо периодично да се попълва популацията им чрез зачервяване на бактериите в тоалетната. Всеки вариант за изхвърляне на биологични отпадъци има свои собствени предимства и недостатъци, поради което принципът на тяхното функциониране следва да бъде разгледан по-подробно.

Анаеробно и аеробно пречистване на отпадни води

Анаеробно пречистване на отпадни води.

Анаеробният метод за изхвърляне на отпадъчни води се намира в използването на микроорганизми, които не се нуждаят от кислород за жизнената си дейност. Тези организми дишаха метан, а изобилието в инсталацията за пречистване на кислорода може дори да доведе до тяхната смърт. Анаеробните бактерии са в състояние да почистят само 60-70% от замърсителите, така че тези съоръжения трябва да бъдат оборудвани с допълнителни уловители за мазнини и полета за допълнително пречистване на водата или да имат отделни септични ями.

Обозначения на зоната за третиране на отпадни води - квадрати: 1 - Септична камера. 2 - Анаеробен биореактор. 3 - Aerotenk. 4 - Вторичен седиментационен резервоар. 5 - Аеробен биореактор. 6 - Свързващ резервоар за третичен пречиствател.
Обозначението на елементите на инсталацията - кръгове: 1 - тяло. 2 - Аератори на аериращи резервоари. 3 - Аератори за аеробни биореактори. 4 -Решовая дюза. 5 - Излишна утайка от въздушен транспорт. 6 - Разширено натоварване на глина. 7 - Зареждане от доломитни развалини. 8 - люкове за достъп и поддръжка. 9 - Компресор. 10 -Dozator-поплавък. 11 - Чертеж на въздушен транспорт. 12 - Помпа за пренос на утайка. 13 - Дюза от изкуствени водорасли.

Анаеробното третиране не позволява третирането на канализацията до степента, в която те могат да бъдат изхвърляни в почвата или водните тела. Освен това значително количество отпадъци, които не са били обработени от бактерии, трябва да се изпомпва от септичния резервоар с помощта на сепарационна машина.

Аеробният метод за пречистване на водата се счита за най-ефективният начин за изхвърляне на отпадъчните води днес, тъй като при тази обработка на водата се почиства 95% от водата. Почистването се извършва благодарение на жизнената активност на организмите, които дишат кислорода. За да живеят микроорганизми, специални аромати или помпи за инжектиране на въздух се монтират в септични ями.

Когато водата се пречиства от такива организми, утайката неизбежно се образува в дъното на септичния резервоар, който представлява остатъците от отпадъчните продукти на бактериите. От време на време е необходимо да се изпомпва тази утайка, но не е необходимо да се извършва изпомпване на седименти. Утайката, останала в септичния резервоар с технология за аеробно изхвърляне, може да се използва като тор.

Някои съвременни автономни пречиствателни станции имат дизайн, който позволява използването на двете версии на микроорганизми. Такива септични резервоари са два резервоара, свързани чрез филтър или посредством тръба. Анаеробните бактерии живеят в първия резервоар, в който всъщност протичат канализационните води. Тук достъпът на кислорода е ограничен и водата минава през предварителна обработка преди да влезе в втория резервоар. Във втория резервоар живи бактерии, които използват кислород - аероби.

Предварително обработената отпадъчна вода от първия резервоар навлиза в втория резервоар, където е последващо третиране. Такава система за почистване е много ефективна, така че много експерти по отношение на екологията я препоръчват.

Аеробно третиране на отпадъчни води

Аеробно пречистване на отпадъчни води в изкуствени условия

Този вид биологично третиране се извършва, като се използва активирана утайка. Състои се от бактерии (оксидиращи, нитрифициращи, денитрифициращи), протозои (кълнати, флагелати, саркодии) и микроскопични животни (rotifers).

Процесът на биологично окисление може да бъде разделен на две фази: сорбция на органично замърсяване на отпадни води на повърхността на активната утайка; окисляване на сорбуваното вещество, придружено от възстановяване на сорбционния капацитет на микрофлората.

В зависимост от степента на окисляване на примесите в отпадъчните води има пълно и непълно биологично третиране. Пълно пречистената вода има BOD. = 10-15 mg O2 / l. За отпадъчните води, които са претърпели непълно третиране, BODpol. = 60-80 mg O2 / l. [1]

Процесът на биологична активност се влияе от състава на отпадъчните води чрез замърсяване, наличието на биогенни елементи, големината на натоварването на активната утайка от замърсяването, рН на отпадъчните води, тяхната температура, концентрацията на разтворен кислород в отпадъчните води. Съставът на отпадъчните води е един от основните фактори, влияещи върху ефективността на биологичното третиране. Наличието на токсични вещества в отпадъчните води затруднява работата на активната утайка. Токсичните ефекти върху биологичните процеси могат да имат както органични, така и неорганични вещества. Токсичните ефекти могат да бъдат микробиостатични (забавяне на растежа на утайките) и микробицидни (умъртвяващи активни утайки). Повечето химикали показват някакво действие в зависимост от концентрацията им във водата, която се почиства. Трябва да се отбележи, че някои елементи, които са органогени на клетката при високи концентрации, също стават токсични. Следователно, когато се извършва биологично третиране, е необходимо да се знае МПК за отделните химикали, присъстващи в отпадъчните води. За стойността на MPCbos вземете максималната концентрация на токсично вещество във водата и няма забележим отрицателен ефект върху работата на биологичните пречиствателни станции (MPCbos)

Хранителни вещества. За нормалното съществуване на микроорганизми и следователно за ефективен процес на пречистване на водата трябва да има достатъчно висока концентрация на всички основни хранителни вещества на органичния въглерод в средата, чието количество се изчислява с количеството на БПК, отпадъчна вода, фосфор и азот.

В допълнение към тези елементи за функционирането на микроорганизмите са необходими и други елементи в незначителни количества: Mn, Cu, Xn, Mo, Se, Mg, Co, Ca, Na, K, Fe и др.

Съдържанието на тези елементи в естествените води, от които се образуват отпадъчни води, е достатъчно, за да задоволи напълно изискванията за бактериален обмен.

Азотът и фосфорът в производствените отпадъчни води обикновено не са достатъчни и те се добавят изкуствено под формата на суперфосфат, ортофосфорна киселина, амониев фосфат, сулфат, нитрат или амониев хлорид, карбамид и др.

Адекватността на хранителните вещества за бактериите в отпадъчните води се определя от съотношението BOD: N: P. За нормален живот на микроорганизмите: N: P = 100: 5: 1. За битови отпадъчни води това съотношение е 100: 20: 2,5. В тази връзка те препоръчват съвместно почистване на битови и промишлени отпадъчни води.

Натоварването на замърсяването на активната утайка. Тя се изчислява на 1 m 3 от пречиствателната станция или по-често на 1 g суха биомаса. Често те използват стойностите на натоварването на BOD, но в някои случаи те изчисляват стойността на натоварването за отделния замърсител.

Съгласно степента на натоварване на активната утайка, аерационните системи се разделят на замърсяване на високо натоварване, класическо и ниско натоварване. При системите с голямо натоварване (с товар над 400 мг БПК на 1 грам пепел без съдържание на пепел на ден) в сравнение с други системи, увеличаването на утайката е най-високо, степента на пречистване е най-малката и утайката съдържа малък брой протозои.

Класическите системи (с натоварване от 150 до 400 мг BOD пълни на грам пепел без съдържание на пепел на ден) осигуряват много висока степен на пречистване на БПК, понякога частична нитрификация. Те имат добре натрупана утайка, обитавана от голям брой микроорганизми от различни групи. Увеличаването на утайката в такива системи е по-малко от максималното поради дълбоките процеси на ендогенно окисляване. Системите с ниско натоварване (с натоварване под 150 mg BOD завършват 1 g безпартитна утайка на ден) имат променлива BOD степен на пречистване, но по-често висока. В тези системи процесът на нитрификация е дълбоко развит, растежът на утайките е минимален, микробиологичната популация на утайките е много разнообразна.

PH отпадъчни води. Концентрацията на водородни йони (рН) в отпадъчните води значително влияе върху развитието на микроорганизми. Значителна част от бактериите се развиват в неутрална или почти неутрална среда. Биологичното третиране е най-ефективно, ако рН не превишава границите от 5,5 до 5,8. Отклонението от този интервал води до намаляване на скоростта на окисляване поради забавяне на метаболитните процеси в клетката, нарушена пропускливост на неговата цитоплазмена мембрана и т.н. Ако стойността на рН не надвишава допустимите стойности, е необходимо да се коригират тези параметри в отпадъчните води, навлизащи в биологични пречиствателни станции.

Температура на отпадна вода Оптималната температура за аеробни процеси, протичащи в пречиствателната станция, е 20-30 ° C, докато при други благоприятни условия биоценозата е представена от най-различни микроорганизми.

Ако температурният режим не съответства на оптималния, тогава растежът на културата, както и метаболитните процеси в клетката значително намаляват.

Най-неблагоприятното въздействие върху развитието на културата има рязка промяна в температурата. При аеробно почистване температурният ефект се изостря от съответната промяна в разтворимостта на кислорода. Бактериите са много чувствителни към температурата, нитрофилатори, високата им активност се наблюдава при температура не по-ниска от 25 ° С. При техническите изчисления формулите, дадени в съответните регулаторни документи, се използват за оценка на ефекта на температурата върху скоростта на процесите.

Режим на кислород. При аеробни биологични системи, подаването на въздух трябва да осигури непрекъснато присъствие на разтворим кислород в сместа (най-малко 8 mg / l). Самата аеробна система може да работи с по-ниско ниво на кислород (до 1 mg / l). Няма намаляване на степента на използване на органичните вещества и скоростта на процесите на нитрификация. Въпреки това поради факта, че по време на отделянето на утайката от водата във вторичните утаители до 1-2 mg / l разтворим кислород се губи, минималното ниво на разтворения кислород се определя на 2 mg / l. Тази стойност ви позволява да изключите продължителното престой на утайката в аеробни условия. В допълнение към горните фактори, биологичната възраст и качеството на утайките, които се оценяват от индекса на утайките, влияят върху биологичното аеробно третиране.

Възрастта на утайката Б, дни, се нарича продължителността на престоя в резервоарите за аериране и се определя от формулата:

където е обемът на аеростат, m 3;

- концентрация на утайка в аеротанкове, mg / l;

- растеж на утайките, mg / l;

- обемът на обработените отпадъчни води на ден, m 3 / ден.

За задоволително почистване, възрастта на утайката не трябва да надвишава 6-7 дни. Индикатор за качеството на активната утайка е способността й да се утаява, което се оценява от стойността на индекса на утайката. Под индексът на миризмата разберете обема на 1 g утайка (сухо вещество) след 30 минути утаяване. Аеробно биологично третиране при изкуствени условия може да се извърши в: резервоари за аериране; биофилтри. [1]

Aerotank са стоманобетонни резервоари, оборудвани с аериращо устройство. Процесът на почистване в резервоара за аериране се извършва с непрекъснато проветряване на сместа от пречистена вода и активирана утайка, протичаща през нея. Аерирането се извършва, за да се осигури сместа с кислород и да се спре утайката. Сместа от отпадъчни води и активирана утайка се аерира за 6 до 12 часа, след което се подава в вторични утаителни резервоари, където се депонира утайка. Активираната утайка се връща в резервоара и се смесва с нови части от необработена вода. В резултат на непрекъснатото възпроизвеждане на микроорганизми, количеството утайки непрекъснато се увеличава. Излишната утайка се отстранява от аеробната система, уплътнява се в утаечен утаител и се изпраща за по-нататъшна обработка. В зависимост от хидродинамичните работни условия на авиационния резервоар, те се разделят на аеро-резервоари - гориво, резервоари за въздух - смесители и аеро-резервоари с междинен тип с диспергиран вход за вода; по броя на коридорите в резервоарите за аериране - с един и много коридор; чрез наличие на регенератор - с регенератор и без регенератор; според метода на подаване на въздух - към аеро-резервоари с пневматична, механична и смесена аерация. Изчисляването на аеротанките включва определянето на: общия обем на аеротанка, m 3; продължителността на аерирането, h; консумация на кислород или въздух за цялата аеротанка, kg / kg; необходимия брой аератори; изчисляване на въздуховоди и избор на оборудване; изчисляване на вторичните утаителни резервоари. Биологичните филтри са структури, в които отпадъчните води се почистват чрез филтриране през слой от грубо натоварване, повърхността на която е покрита с биологичен филм, образуван от аеробни организми.

Всички видове фуражни материали, използвани в биофилтри, могат да бъдат разделени на едро и планарно. Аерирането на биофилтъра може да бъде естествено - чрез въздух, идващ от повърхността и от дъното през дренажа, и изкуствено - чрез въвеждане в натоварващия слой. Посредством ефективността, биофилмите са разделени на капки и високо натоварване. При почистване на силно замърсени отпадъчни води с висок BOD, за да се засили филтърното измиване, използвайте режима на рециркулация, т.е. връщане към филтърната част на пречистената вода. Изчисляването на биофилтъра се състои в определяне на обема на фуражния материал, размера на елементите на системите за водоразпределителни и дренажни устройства и изчисляването на вторичните утаителни резервоари. Биофилтри за капково (перолаторен) филтър се характеризират с водно натоварване, което не надвишава 0,5 - 1 m 3 на 1 m 3 филтър, височината на филтъра не надвишава 2 m. Размерът на фракцията на работния слой е 12 до 25 mm. естествено аериране. Капковите биофилтри трябва да се използват за почистване на отпадъчни води в количество не повече от 1000 m3 / ден. При домашните практики въздушните филтри се наричат ​​"високо натоварване", като работят с няколко пъти повече в сравнение с натоварването с вода. В резултат на това се премахва отстраняването на трудно окисляемите замърсители и частици от умиращия филм от биофилтъра и кислородът се използва по-пълно за окисляване на останалите замърсители. Височината на въздушните филтри обикновено е 3-4 м. Дори по-високите филтри (9-18 м) се наричат ​​филтри на кулата. Използването на изкуствено подаване на въздух подобрява окислителните процеси в биофилтъра с високо натоварване. Схемите на аеробно биологично третиране са показани на Фигура 1.1. Изборът на схема за пречистване се извършва в съответствие с Таблица 1. В зависимост от конкретните условия, заедно с типичните схеми, могат да се използват оригинални технологични решения, включително диференциран подход към пречистването на отделни потоци отпадъчни води на дадено предприятие.

Таблица 1 - Препоръчителни понятия за биологично пречистване на отпадни води [1]

Ефектът от почистването на БПК5. %

Брой на приложените схеми според фигура 1 в БПК5 отпадъчните води, влизащи в обработката, g / m 3

АЕРОБИЧНИ ПРОЦЕСИ ЗА ПРЕЧИСТВАНЕ НА ВОДИТЕ

При аеробни условия се пречиства течната фаза на отпадни води, които се извършват в аеротак, биофилтри с различен дизайн, напоителни полета и полета за филтриране. Тези структури са различни по техния технически проект, но всички те са предназначени да използват оксидативния аеробен процес.

БИОЛОГИЧНИ ФИЛТРИ - това е структура, състояща се от тяхното тяло, товарни и разпределителни устройства за отпадни води и въздух.

В тях отпадъчната вода се филтрира през натоварен слой, покрит с филм от микроорганизми, който се отглежда върху натоварването на филтъра по време на началния период. Основните компоненти на биофилма са микробната популация. Биоценозите на филма включват водорасли, протозои, ларви на насекоми, буболечки, червеи, гъбички и бактерии.

Всички микроорганизми участват в пречистването на отпадъчните води. Бактериите минерализират органичната материя, използвайки ги като източник на храна и енергия, протозоите се хранят с бактерии, водораслите изпускат кислород и летливото производство. Червеите пробиват проходи между частиците натоварване. разхлабва биологичния филм и по този начин улеснява достъпа до кислород. В допълнение, червеи, които ядат органични вещества, разграждат и разлагат редица устойчиви съединения - хитин и фибри. Така органичната материя се отстранява от отпадъчните води и масата на активния биофилм се увеличава. Отработеният биофилм се измива от течащата течност и се отстранява от биофилтъра.

Тъй като зареждането на биофилтри използва материали с висока порьозност, ниска плътност и голяма специфична повърхност (шлака, натрошен камък, камъчета).

Не се постига пълно почистване на биофилтри.

AEROTENKS - правоъгълни подсилени резервоари, дълбоки 3-6 метра.

Когато аеротуника е в експлоатация, отпадната течност под аерация, смесена с активна утайка, състояща се от колекция от микроорганизми, бавно протича през нея. Захранването с въздух се извършва чрез въздуходувки. Аерирането насърчава по-голям контакт на активната утайка с замърсени отпадъчни води.

Биологичното окисляване в аеротанка протича на два етапа. Първата е сорбцията на замърсяването, втората е директното окисляване на замърсяването на отпадъчните води.

Биоценозата на активната утайка се развива при условия на изразени окислителни аеробни процеси. В допълнение към едноклетъчните бактерии, филаментозните бактерии, дрождите и гъбите се развиват в активна утайка. Микрофауната се представя от протозои, ротифи, кръгли червеи, едноклетъчни животни. При нормално функциониране на равновесието на аеротанка се установява между всички членове на микрофлората и микрофауната. Нарушаването на това равновесие показва влошаване на съоръженията за третиране, тъй като промяната в числения състав на микробната популация в активната утайка е свързана с промяна във физикохимичните свойства на обработената отпадъчна течност. Причините за прекъсването на аеротанката. са: претоварване на пречиствателни станции за отпадъчни води с органични вещества, образуване на анаеробни зони, липса на биогенни елементи, резки промени в температурата или рН, поглъщане на токсични вещества в третираните води.

Следните промени се появяват в отпадъчната течност, която се почиства в аеротакс:

1. намаляване на концентрацията на замърсители, дължащи се на разреждане с течност, транспортираща активирана утайка

2. адсорбция на замърсяване на активна утайка (първа фаза на окисляване)

3. постепенно намаляване на съдържанието на органични вещества, разтворени във вода и адсорбирани върху активирана утайка (втора фаза на окисляване)

Основните минерализатори на органичното вещество в аеротанките са бактериите. Sarkodovye, хранене на прах частици, превръща редица сложни вещества в по-прости такива. Infusoria и други протозои изпълняват ролята на регулатори на развитието на бактерии и по този начин създават благоприятни условия за процеса на минерализация.

Преди да се отделят обработените отпадъчни води в езерото, те трябва да бъдат дезинфекцирани, тъй като Аеротанките не могат да гарантират пълен клирънс на патогени.

Аеробни методи за биологично третиране също могат да се извършват в природни условия - в биологични езера, в напоителни полета и полета на филтриране.

Аеробно третиране на отпадъчни води

Аеробният метод се основава на използването на аеробни микроорганизми, за които жизнената активност изисква постоянен поток от кислород и температура в диапазона 20-40 ° С. При аеробно третиране микроорганизмите се култивират в активна утайка или под формата на биофилм. Активираната утайка се състои от живи организми и твърд субстрат. Живите организми са представени от бактерии, протозои, гъби и водорасли. Биофилмът расте на пълнител с биофилтър и има външен вид на запушване на лигавицата с дебелина 1-3 mm и повече. Биофилмът се състои от бактерии, протозойни гъби, дрожди и други организми.

Аеробно почистване се случва както в природни условия, така и в изкуствени конструкции.

Почистването при естествени условия се случва в напояваните полета, филтърните полета и биологичните езера. Полетата за напояване са райони, специално подготвени за пречистване на отпадъчни води и за селскостопански цели. Почистването се извършва под въздействието на почвената микрофлора, слънцето, въздуха и под въздействието на растенията. В почвата на напоителните полета са бактерии, дрожди, водорасли, протозои. Отпадъчните води съдържат предимно бактерии. При смесени биоценози на активния почвен слой възникват сложни взаимодействия на микроорганизми, в резултат на което отпадъчните води се освобождават от съдържащите се в тях бактерии. Ако културите не се отглеждат на полето и са предназначени само за биологично пречистване на отпадъчни води, те се наричат ​​филтриращи полета. Биологичните езера са каскада от езера, състоящи се от 3... 5 стъпала, през които изтичаната или биологично пречистена отпадъчна вода протича при ниска скорост. Такива водоеми са предназначени за биологично третиране на отпадъчни води или пречистване на отпадъчни води в комбинация с други пречиствателни станции за отпадъчни води.

Основните структури на изкуствено аеробно биологично третиране с активирана утайка са аеротанкове. Aerotank работи в двойка с вторичен утаител, където отделянето на обработените отпадъчни води се извършва на изхода на аеростат и суспендирането на активната утайка. В този случай част от утайката се отстранява от системата и частта се връща в резервоара за аериране, за да се увеличи неговата производителност и да се намали количеството на излишната утайка. В зависимост от степента на замърсяване и количеството на отпадъчните води, съставът на замърсители и условията на почистване се прилагат различни режими хидродинамични организация на водния поток, неговото завръщане циркулация активна утайка и аериране. Работните концентрации на активната утайка в аеротанките са 1-5 g / l (сухо вещество) с време на престой на отпадъчните води в системата от няколко часа до няколко дни. За почистване в резервоара за аериране често е необходимо допълнително да се хранят хранителни вещества, предимно азот и фосфор. При липса на почистване ефективността им е намалена.

Чрез структури на биологичната обработка с активна утайка също са oksitenk (аерация кислород обогатен въздух или чист кислород) filtrotenk (с отделяне на активната утайка и отпадъчни води чрез филтруване), окислителни канали (с циркулация на отпадъчни води и повърхностно аериране системи), превозни средства минни ( под формата на валове или колони за увеличаване на налягането на водата).

От аеробни системи за почистване с биофилм най-често се използват биофилтри - структури с натоварване, на повърхността на които се развива биофилмът на микроорганизмите. Най-простият биофилтър е слой от филтърен материал (натоварване), излят в ъгъл на отпочиване, напояван с отпадъчна вода. Товарът може да бъде направен под формата на отделни подвижни блокове от твърди или гъвкави пластмасови материали, твърди маншети и др. За разлика от резервоарите за аериране, биофилтрите действат без вторични утаителни резервоари.

Интерстициално положение между структури с активна утайка и биофилм е заемано от био-потенциали, комбиниращо предимствата както на аеро-резервоари, така и на биофилтри. В биотантите с аериране на течността, с активирана утайка и натоварване на различни материали, течността с утайка циркулира и проветрява в пролуките между натоварването. В резултат на образуването на биофилм върху натоварващата повърхност средната концентрация на сместа от утайки превишава концентрацията в резервоарите за аериране.

В съвременния биотисор на биоадсорбторите, сорбцията на замърсители на повърхността на заряда, например, на базата на активирани въглероди, се комбинира с био-почистване. Когато почистване замърсяване - токсични адсорбирания въглеродни, а в системата, от една страна, намалява инхибиращия ефект на токсични вещества на биоценоза а другият при ниски субстратни концентрации в отпадъчните води в слой прилежащата повърхността на активния въглен увеличи локални концентрации и ускорява разлагане на субстрата. В същото време въглищата се регенерират биологично. Биоасорбционното почистване може да се използва за отстраняване на органични примеси, както и за отстраняване на тежки метали и радионуклиди от отпадъчните води.

Друга модификация на биотана е реактор с кипящ слой (с окачен слой), при който почистването се усилва поради голямата специфична повърхност на носителя, върху който се прикрепват микроорганизмите, и високата скорост на прехвърляне на кислород. Концентрацията на биомаса в реактора достига 40 g / l, производителността е 5-10 пъти по-висока от тази в аериращите резервоари, процесът е по-стабилен по време на претоварване и по-малко чувствителен към токсично замърсяване на отпадъчните води.

Превишената активна утайка и биофилмът от съоръжения за биологично пречистване или от необработени отпадъчни води могат да бъдат отклонени към утайките от утайки (карти на утайките), напоителните полета и полетата за филтриране. Утайките от утайки са предназначени за съхранение и обработка на активирана утайка и биофилм от пречиствателни станции за отпадни води.

Метод за аеробно биохимично пречистване

Известни са аеробни и анаеробни методи за биохимично пречистване на газови емисии, отпадъчни води, течни и твърди отпадъци.

Аеробният метод се основава на използването на аеробни групи от организми, за които жизнената активност изисква постоянен поток от кислород и температура от 20 до 40 ° С. При аеробно третиране микроорганизмите се култивират в биофилм или активирана утайка.

Активираната утайка е амфотерна колоидна система, състояща се от живи организми и твърд субстрат и има отрицателен заряд при рН = 4,9.

В активната утайка се намират микроорганизми от различни групи. Според екологичните групи микроорганизмите се разделят на аероби и анаероби, термофили и мезофили, халофили и халофоби. Обществото на всички живи организми (натрупвания на бактерии, протозойни червеи, мухъл плесени, дрожди, актиномицети, водорасли), населяващи наноси, се нарича биоценоза. Сухото вещество на активната утайка съдържа 70, 90% органични и 30% 10% неорганични вещества.

Субстратът е твърда мъртва част от остатъци от водорасли и различни твърди остатъци; организмите от активна утайка са прикрепени към него. Поддържайте до 40% активна утайка.

Качеството на утайката се определя от скоростта на нейното утаяване и степента на пречистване на течността. Състоянието на утайката характеризира "индекса на утайка", който е съотношението на обема на депонираната част от активната утайка към масата на сухия шлам (в грамове) след утаяване в продължение на 30 минути. Колкото по-лошо се утаи утайката, толкова по-голям е индексът на утайката.

Оптималната температура за пречистване на биохимичните отпадъчни води се поддържа около 20-30 ° С. Прекалените температури могат да доведат до смъртта на микроорганизми. При по-ниски температури скоростта на почистване намалява, процесът на микробно адаптиране към нови видове замърсяване се забавя и флокулацията и утаяването на активната утайка се влошават.

Биофилмът расте върху биофилтриращ пълнител, той има появата на запушване на лигавицата с дебелина от 1,3 mm и повече. Биофилмът се състои от бактерии, гъби, дрожди и други организми. Броят на микроорганизмите в биофилма е по-малък, отколкото в активната утайка.

Аеробното дисимилиране на субстрата - въглехидрати, протеини, мазнини - има характер на многоетапен процес, включващ първоначалното разделяне на сложна въглеродсъдържаща субстанция на по-прости подединици, които на свой ред претърпят допълнителна трансформация. При условията на аеробния метаболизъм около 90% от консумирания кислород се използва за дихателните пътища за получаване на енергия от клетките на микроорганизмите.

Механизмът на биологичното окисление при аеробни условия от хетеротрофни бактерии може да бъде представен чрез следната схема:

Реакцията (7.6) показва окисляването на първоначалното органично замърсяване на отпадъчните води и образуването на нова биомаса. В пречистените отпадъчни води остават биологично неокисляеми вещества, главно в разтворено състояние, тъй като колоидните и неразтворените вещества се отстраняват от отпадъчните води чрез метода на сорбция.

Реакцията (7.7) описва процеса на ендогенно окисление на клетъчната материя, който възниква след използване на външен източник на енергия.

Пречистването при аеробни условия се извършва в присъствието на кислород, разтворен във вода, което представлява модификация на естествения процес на самоочистване на водните тела, които се срещат в природата.

За микроорганизмите за окисляване на органичните вещества в отпадъчните води е необходим кислород, но те могат да се използват само в разтворена форма. За да се насити отпадната вода с кислород, процесът на аериране се извършва, разбивайки въздушния поток в мехурчета, равномерно разпределяйки ги в отпадъчните води. От въздушните мехурчета кислородът се абсорбира от водата и след това се транспортира до микроорганизми (фигура 7.1).

Фиг. 7.1. Схема на прехвърляне на кислород от газови мехурчета към микроорганизми:

А е газов балон; B - натрупването на микроорганизми;

1 - граничен дифузионен слой от страната на газа; 2 - интерфейс;

3 - граничен дифузионен слой от страната на течността;

4 - трансфер на кислород от балона до микроорганизми;

5 - граничен дифузионен слой на течната страна на микроорганизмите;

6 - прехвърляне на кислород в клетките; 7 - реакционната зона между кислородните молекули и ензимите

Количеството на абсорбирания кислород може да се изчисли от уравнението

където М е количеството на абсорбирания кислород, kg / s; Pза - обем

В е обемът на отпадъчните води в структурата, m 3, C * и C е равновесната концентрация и концентрацията на кислорода в масата на течността, kg / m 3.

Количеството абсорбиран кислород може да се увеличи чрез увеличаване на коефициента на масов трансфер или на движещата сила. Степента на биохимично окисление се влияе от турбулизирането на отпадъчните води в пречиствателните станции, което допринася за разграждането на активните утайки от утайките на по-малки и увеличава скоростта на подаване на хранителни вещества и кислород към микроорганизмите. Турболизирането на потока се постига чрез интензивно смесване, при което активната утайка е окачена, което осигурява равномерното й разпределение в отпадъчните води.