В - двокамерний аеротенк-відстійник: 1- імпелерний аератор, 2 - зона попереднього збагачення, 3 - перегородка, 4 - роторний аератор, 5 - зона ферментації, 6 - зона освітлення.

 

Інша область, у якій успіхи біотехнології будуть сприяти поліпшенню очищення стічних вод, – це видалення важких металів. Звичайно іони важких металів видаляють з розчинів адсорбцією на полісахаридах. Однак сучасний рівень розвитку знань у цій області не дозволяє оптимізувати процес видалення іонів металів та керувати цим процесом у звичайних системах біоочистки стічних вод.

 

Біохімічні методи очищення стічних вод

Біохімічний метод застосовують для очищення господарсько-побутових і промислових стічних вод від багатьох розчинених органічних і деяких неорганічних речовин (фенолу, сірководню, сульфідів, аміаку, нітритів і нітратів). Процес очищення заснований на здатності мікроорганізмів використовувати ці речовини для свого харчування в процесі життєдіяльності - органічні речовини для мікроорганізмів є джерелом вуглецю й інших елементів.

Основні показники якості стічних вод. Стічні води, що направляються на біохімічне очищення, характеризуються величиною БПК і ХПК. БПК – це біохімічна потреба в кисні, чи кмулькість кисню, використаного при біохімічних процесах окислювання органічних речовин (не включаючи процеси нітрифікації) за визначений проміжок часу (2, 5, 8, 10, 20 доби), у мг О₂ на 1 мг речовини. Наприклад: БПК₅ - біохімічна потреба в кисні за 5 діб. БПКповн – повна біохімічна потреба в кисні до початку процесів нітрифікації. ХПК – хімічна потреба в кисні, тобто кількість кисню, еквівалентна кількості окислювача, що витрачається, необхідного для окислювання усіх відновлювачів, що містяться у воді. ХПК також виражають у мг О₂ на 1 мг речовини.

Контактуючи з органічними речовинами, мікроорганізми частково руйнують їх, перетворюючи у воду, диоксид вуглецю, нітрит- і сульфат-іони й ін. Інша частина речовини йде на утворення біомаси. Руйнування органічних речовин називають біохімічним окислюванням. Певні органічні речовини здатні легко окислюватися, деякі окислюються дуже повільно, або зовсім не окислюються.

Для визначення можливості подачі промислових стічних вод на біохімічні очисні спорудження встановлюють максимальні концентрації токсичних речовин, що не впливають на процеси біохімічного окислювання (МКб) і на роботу очисних споруджень (МКб.ос.). При відсутності таких даних можливість біохімічного окислювання встановлюють по відношенню БПКповн. і ХПК.

При відношенні (БПК/ХПК) 100÷50% речовини піддаються біохімічному окислюванню. При цьому необхідно, щоб стічні води не містили отруйних речовин і домішок солей важких металів.

Для неорганічних речовин, що практично не піддаються окислюванню, також встановлюють максимальні концентрації. Якщо такі концентрації перевищені, воду не можна піддавати біохімічному очищенню. Наприклад, MKб у мг/л для: міді - 0,5; ртуті - 0,02; свинцю - 0,1; хлору - 0,3; бору - 0,05; сірководню - 1; хлориду заліза - 5.

Відомі аеробні й анаеробні методи біохімічного очищення стічних вод.

Аеробний метод заснований на використанні аеробних груп організмів, для життєдіяльності яких необхідний постійний приплив кисню і температура 20…40°С. При зміні кисневого і температурного режиму склад і число мікроорганізмів міняються. При аеробному очищенні мікроорганізми культивуються в активному мулі чи в біоплівці. Анаеробні методи очищення протікають без доступу кисню; їх використовують, головним чином, для знешкодження осадів.

 

Розрахунок можливості сумісного очищення виробничих та

Побутових стічних вод

Визначити можливість спільного біологічного очищення виробничих і побутових стічних вод при наступних вихідних даних: БПКповн суміші стічних вод, що надходять в аэротенки, Lа=600 мг/л; концентрація азоту в стічних водах С_A=22 мг/л; концентрація фосфору С_Ф=4 мг/л; витрата стічних вод Q=5000 м³/діб.

 

Рішення. Відповідно до вимог СНИПА П-32-74, п. 7.2 вміст біогенних елементів у стічних водах при біологічному очищенні залежить від величини БПКповн. стічних вод, що надходять. При цьому повинні витримуватися наступні співвідношення:

Перевіряємо ці співвідношення:

 

С_{A мин} = 5∙600 / 100 = 30 мг/л

С_{Ф мин} = 1∙600 / 100 = 6 мг/л

 

Таким чином, у стічних водах спостерігається нестача азоту і фосфору:

 

С_{А мин} - С_А = 30 - 22 = 8 мг/л;

С_{Ф мин} - С_Ф = 6 - 4 = 2 мг/л.

 

Для забезпечення нормального перебігу біологічних процесів варто додати необхідну кількість біогенних елементів. Як добавки використовують хлорид амонію, нітрат амонію, гідроортофосфат амонію, гідроортофосфат калію, гіпофосфит кальцію й ін.

Необхідну кількість речовин, що додаються, визначають:

при введенні азотвмістних речовин в кг/добу:

 

при введенні фосфорвмістних речовин в кг/добу:

 

де: (C_{А мин} - С_A) и (С_{Ф мин} -С_Ф)— відсутня кількість азоту і фосфору в стічних водах, кг/м³;

Х₁,Х₂ — молекулярні маси відповідно азот вмістних і фосфор вмістних речовин;

Х_А, Х_Ф - атомні маси азоту і фосфору (дорівнюються 14 і 31);

n_A, n_Ф - кількість атомів азоту і фосфору в молекулах застосовуваних біогенних добавок.

Як біогенні добавки застосовуємо хлорид амонію NН₄Сl і гипофосфит кальцію - Са(Н₂РО₂)₂.

Підрахуємо добові витрати добавок у розрахунку на 100% продукту:

 

 

При готуванні розчинів біогенних речовин і їхньому дозуванні застосовують таке ж устаткування, як при коагуляції чи нейтралізації. Стічні води після добавки в них біогенних речовин подаються в аеротенки.