Влияние различных факторов на процесс биохимической очистки

Эффективность биологической очистки зависит от целого ряда факторов, одни из которых поддаются изменению и регулированию в широких диапазонах, регулирование же других, таких, как например, состав поступающих на очистку сточных вод, практически исключено. К основным факторам, определяющим пропускную способность сис- темы и степень очистки сточной воды, относятся: наличие кислорода в воде, равномерность поступления сточной воды и концентрация в ней примесей, температура, рН среды, перемешивание, присутствие ток- сичных примесей и биогенных элементов, концентрация биомассы и др.

Наиболее благоприятные условия очистки заключаются в сле- дующем.

Концентрация в очищаемых сточных водах биохимически окис- ляемых веществ не должна превышать допустимую величину МКб или МКбос, которая устанавливается обычно опытным путем. Сточные воды с более высокой концентрацией необходимо подвергать разбавлению. ПДК веществ при поступлении на сооружения биологической очистки приведены в справочной литературе.

Снабжение сооружений биохимической очистки кислородом воз- духа должно быть непрерывным и в таком количестве, чтобы в очи- щенной сточной воде, выходящей из вторичного отстойника, его было не менее 2 мг/л. Скорость растворения кислорода в воде не должна быть ниже скорости его потребления микроорганизмами. В начальный период окисления скорость потребления кислорода может в десятки раз превышать ее в конце процесса, она зависит от характера загрязне- ния воды и пропорциональна количеству биомассы.

Оптимальной температурой для аэробных процессов, происходя- щих в очистных сооружениях, считается 20-30 оС, хотя температурный

оптимум бактерий различных групп варьируется в широких пределах, от -8 оС до +85 оС. Повышение температуры за пределы физиологиче- ской нормы микроорганизмов приводит к их гибели, а понижение лишь снижает активность микроорганизмов. С повышением темпера- туры уменьшается растворимость кислорода в воде, поэтому в теплое время года надо проводить более интенсивную аэрацию, а в зимнее - поддерживать более высокую концентрацию микроорганизмов в цир- кулирующем иле и увеличивать продолжительность аэрации.

Оптимальной реакцией среды для значительной части бактерий является нейтральная или близкая к ней, хотя есть виды, хорошо раз- вивающиеся в кислой (грибы, дрожжи) или слабощелочной среде (ак- тиномицеты).

Для нормального процесса синтеза клеточного вещества, а следо- вательно, и для эффективного процесса очистки сточных вод должна быть достаточная концентрация всех элементов питания - органиче- ского углерода (БПК), азота, фосфора.

Кроме основных элементов клетки (С, О, N, H) для ее построения необходимы в незначительных количествах и другие компоненты - микроэлементы (Mn, Cu, Zn, Mo, Mg, Cо и др.). Содержание указанных элементов в природных водах, из которых образуются сточные, обыч- но достаточно для биохимического окисления. Недостаток азота тор- мозит окисление органических загрязнений и приводит к образованию труднооседающего ила. Недостаток фосфора инициирует развитие нитчатых бактерий, что является основной причиной вспухания актив- ного ила, плохого оседания и выноса его из очистных сооружений, за- медления роста ила и снижения интенсивности окисления. Биогенные элементы лучше всего усваиваются в форме соединений, в которой они

+

находятся в микробных клетках: азот - в форме NH 4, а фосфор - в ви-

де солей в фосфорных кислотах. При нехватке азота, фосфора, калия в сточную воду вносят различные азотные, калийные и фосфорные удобрения. Эти элементы содержатся в бытовых сточных водах, по- этому при их совместной очистке с промышленными стоками добав- лять биогенные элементы не надо.

Многие химические вещества могут оказывать на микроорганиз- мы токсичное воздействие, нарушающее их жизнедеятельность. Такие вещества, попадая в бактериальную клетку, взаимодействуют с ее ком- понентами и нарушают их функции, среди них: Sв, Аg, Cu, Co, Hg, Pв и др.

Количество взвешенных частиц не должно быть более 100 мг/л для биологических фильтров и 150 мг/л для аэротенков.

Интенсивность и эффективность очистки сточных вод зависят не только от условий обитания микроорганизмов, но и от их количества, т.е. дозы активного ила, которая поддерживается в аэротенках обычно равной 2-4 г/л. Повышение концентрации микроорганизмов в сточной воде позволяет ускорить процесс биологической очистки, но при этом одновременно необходимо увеличивать количество растворенного в воде кислорода, что ограничено состоянием насыщения, и улучшать условия массообмена. При биологической очистке необходимо приме- нять “молодой” активный ил с возрастом 2-3 суток. Он не вспухает, более вынослив к колебаниям температуры, рН среды, мелкие хлопья его лучше осаждаются. Важным условием улучшения биологической очистки и уменьшения объема очистных сооружений является регене- рация активного ила, заключающаяся в его аэрации при отсутствии пи- тательного субстрата.

Для создания наиболее благоприятных условий массопередачи питательных веществ и кислорода к поверхности микробных клеток необходимо перемешивание сточной воды и активного ила. При этом турбулизация жидкости приводит к разрушению хлопьев активного ила, обновлению их поверхности, лучшему снабжению клеток пита- тельными веществами и кислородом, создает более благоприятные ус- ловия обитания микроорганизмов.

АЭРОБНЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ