Биохемические методы очистки сточных вод.

Биохимический метод применяется для очистки хозяйственно – бытовых и промышленных сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических (сероводорода, сульфидов, нитратов и т.д.) веществ. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов, использовать эти вещества для питания в ходе своей жизнедеятельности – органические вещества для микроорганизмов является источником углерода.

Сточные воды, направляемые на биохимическую очистку, характеризуются величиной БПК и ХПК. БПК – это биохимическая потребность в кислороде, или количество кислорода использованного при биохимических процессах окисления органических веществ (не включая процессы нейтрализации) за определенный промежуток времени (2, 5, 8, 10, 20 суток) в мг О₂ на 1 мг вещества.

Например: БПК₅ – биохимическая потребность в кислороде за 5 суток. БПК_n – полная биохимическая потребность в кислороде до начала процессов нитрификации. ХПК – химическая потребность в кислороде т.е. количества кислорода, эквивалентное количеству расходуемому окислителя, необходимого для окисления всех восстановителей содержащихся в воде, которую так же выражают в мг О₂ на 1 мг вещества. Контактируя с органическими веществами микроорганизмы, частично разрушают их, превращая в воду, двуокись углерода нитрит – сульфат – ионы. Другая часть вещества идет на образование биомассы. Разрушение органических веществ называют биохимическим окислением. Некоторые органические вещества легко окисляются, а некоторые не окисляются совсем или окисляются медленно. Для установления возможности подачи промышленных вод на биохимические очистные сооружения устанавливают максимальные концентрации токсичных веществ, которые не влияют на процессы биохимического окисления (МК_б) и на работу очистных сооружений (МК_б.о.с.). При отсутствии таких данных возможность биохимического окисления устанавливают по отношению БПК_n и ХПК. При отношении (БПК_n / ХПК)· 100 ≥ 50% вещества поддаются биохимическому окислению. При этом, чтобы сточные воды не содержали ядовитых веществ и примесей солей тяжелых металлов. Для неорганических веществ, которые не подаются окислению, устанавливаются так же максимальные концентрации. Если концентрации превышены, воды нельзя подвергать биохимической очистке.

Биохимический показатель является параметром необходимым для расчета и эксплуатации промышленных сооружений для очистки сточных вод. Его назначение колеблется для разных групп сточных вод. Промышленные сточные воды имеют низкий показатель (0,05 – 0,3); бытовые воды – свыше 0,5. По биохимическому показателю концентрации загрязнений и токсичности промышленные сточные воды делятся на четыре группы:

Первая группа – имеет биохимический показатель выше – 0,2; к этой группе относятся воды пищевой промышленности (дрожжевых, крахмальных, пивоваренных заводов, жирных синтетических кислот, белково-витаминных концентратов и т.д.). Органические загрязнения этой группы не токсичных для микробов.

Вторая группа – имеет показатель в пределах 0,1 – 0,02. В эту группу входят сточные воды коксования, коксохимических, газосланцевых садовых заводов. Эти воды после механической очистки направляются на биохимическое окисление.

Третья группа – показатель имеет 0,01 – 0,001. К ним относятся сточные воды процессов сульфирования хлорирования, производства масел и ПАВ, сернокислотных предприятий, черной металлургии и т.д. Эти воды после механической и физико-химической локальной очистки направляются на биохимическое окисление.

Четвертая группа – показатель имеет ниже 0,001. Воды этой группы содержат взвешенные вещества. Для них используют механические методы очистки. К этим водам относятся стоки угле - и рудаобагатительных фабрик. Сточные воды первой и второй групп относительно постоянны по виду и расходу загрязнений. Они применимы в системах оборотного водоснабжения. Стоки третьей группы образуется периодически, и отличаются переменной концентрацией загрязнений, устойчивых к биохимическому окислению. Они загружены веществами, которые хорошо растворимы в воде. Эти воды не пригодны для оборотного водоснабжения.

Известны аэробные и анаэробные методы биохимической очистки сточных вод. Аэробный метод основан на использовании аэробных групп микроарготизмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и температура 20 – 40ºС. При изменении этих условий состав и число микроарготизмов меняется. При аэробной очистке микроарготизмы культивируются в активном иле или биопленке. Анаэробные методы биохимической очистки протекают без доступа кислорода, их используют для обезвреживания осадков.