Регулярне забруднення природних ресурсів, зокрема водойм, - не рідкість. Екологічна ситуація сьогодні така, що вода, що є найважливішим ресурсом для життєдіяльності людини, містить різного роду шкідливі речовини. Оскільки питання очищення водних ресурсів на сьогоднішній день є досить гострим, виникла необхідність в розробці методів очищення. Очищати воду можна за допомогою механічного способу, а також хімічного, фізико-хімічного та біологічного методів.

особливості процесу

Очищення водних ресурсів біологічним способом є найбільш вигідною в економічному відношенні і дозволяє домогтися досить хороших результатів. Необхідність в даній процедурі виникає при попаданні в воду різних шкідливих компонентів. Це такі речовини, як: нафта, бензин, пестициди, а також відходи заводів і підприємств хімічної, аграрної, металургійної промисловості. Забруднена вода змінює свої хімічні, фізичні та біологічні властивості.

Розрізняють декілька видів забруднень:

1. Компоненти органічного та неорганічного походження, які можуть мати токсичну або нетоксичного вплив.
2. Механічні фракції. Цей вид забруднень, як правило, носить поверхневий характер.
3. Розмноження у водному середовищі різних грибів, мікроорганізмів або водоростей або біологічне забруднення.
4. Скидання у водойми атомними і тепловими станціями підігрітою рідини, що стає причиною теплового забруднення.
5. Радіоактивний тип забруднень виникає внаслідок наявності в водах радіоактивних компонентів.

В ході робіт на очисних спорудах шкідливі речовини, що містяться в середовищі, перетворюються в безпечні сполуки. В процесі проходження біологічного очищення води ресурси проходять три стадії обробки:

1. Перша стадія передбачає видалення тих забруднень, які найбільш легко відокремлюються.
2. На другій стадії відбувається усунення розчинних речовин і твердих частинок.
3. В процесі третього етапу знищуються всі речовини, що залишилися.

Споруди для очищення стічних вод

Біологічне очищення водних ресурсів здійснюється двома шляхами - в природних умовах і в штучно створених. Далі розглянемо споруди штучного способу очищення.

Біодісковие фільтри

Це ємності, що мають кілька секцій наповнених перфорованими дисками. Дані елементи виготовлені на основі синтетичної сировини, що володіє зниженою щільністю - піноскла або пінопласту. Диски в самій установці розміщуються на спеціальному горизонтально розташованому валу, дотримуючись відстань в 20 мм. Принцип роботи таких дискових елементів полягає в безперервному перебування в обертальному стані. Біодісковие резервуари знижують в очищаемом ресурсі зміст нітрифікації і амонійного азоту. Але в воді, що пройшла дану очисну процедуру, може спостерігатися присутність таких біогенних з'єднань, як азотисті солі. У цьому випадку необхідна доочищення.

Біологічні фільтри, які мають пластмасову або пеностекольную завантаження

Це спеціальні вироби з керамзитом, щебенем або гравієм в якості фільтруючого матеріалу. Для завантаження використовуються блоки з піноскла. Вибір цього матеріалу пояснюється рядом його переваг:

• стійкість до високих і низьких температур;
• стійкість до механічних пошкоджень;
• непроникність вологи, газу і пари.

Поверхня піноскла досить обширна, завдяки чому матеріал утримує великий обсяг біоплівки і здійснює інтенсивну очистку води.

У схемі біологічного очищення стічних вод розподільну функцію в цій споруді виконує реактивний зрошувач, яким оснащений прилад. Завантаження на пластмасовій основі застосовуються для засипки, завдяки чому виходить висока порожнистість, утворюється сорбционная поверхню і незначна здатність зчеплення. Ці умови є сприятливими для формування шару біоплівки. Завантаження на пластмасовій основі перешкоджає утворенню мулу в біофільтрі і збільшує надходження повітря, завдяки чому підвищується показник окисної потужності.

Однак поряд з позитивними характеристиками дані фільтри мають певні недоліки:

• нерівномірне надходження вод робить негативний вплив на функціональність приладів;
• біоплівка підсихає, в результаті чого температурний режим її діяльності стає нерівномірним, і як наслідок завантаження замулюється;
• щоб не допустити даних наслідків, необхідно провести рециркуляцию очищених вод, що вимагає додаткових витрат енергоресурсів.

Біофільтратори для очищення стічних вод

Дані споруди біологічної очистки стічних вод забезпечують досить якісну очистку. Для їх функціонування не потрібно багато витрат енергії, процес експлуатації відрізняється економічністю і простотою. Біофільтр складають дві зони - сорбційна зона і зона освітлення. У першій частині знаходяться диски, які перебувають в обертовому стані. Між двома зонами здійснюється безперервний обмін біоматеріалу. Для більшої інтенсивності процесу в фільтрі даного типу передбачена струменевий аерація.

Після процедури механічного очищення вода надходить в сорбционную зону. Сюди також надходять активний мул і освітлена рідина. Суміш цих компонентів витягується через трубопровід за допомогою насоса, після чого подається в сорбционную зону за допомогою струминного аератора. На наступному етапі очищається рідина надходить на освітлення. У даній зоні знаходяться три відсіки:

• в першому відсіку відбувається відділення бульбашок газу незначного розміру. Великі фрагменти мулової маси залишаються в відстійнику і назад надходять в сорбционную зону;
• у другому сегменті рідкі та тверді гази поділяються, і утворюється зважений шар, який поглиблює процедуру фільтрації;
• в третьому відсіку здійснюється завершальний етап очищення.

Біореактори, оснащені біобарабанамі

В даних очисних спорудах, призначених для біологічних способів очищення води, що обертаються біобарабани виконують функцію біореакторів. Такі споруди представлені у вигляді каскаду корит циліндричної форми. Подібні ємності об'єднані в сполучені елементи, завдяки чому в процесі очищення рідина переміщається з одного корита в наступне.

Щоб очищаються води розподілялися рівномірним чином, в спорудженні знаходиться приймальний кишеню. В останньому резервуарі знаходиться канал, що відводить очищену воду. У кожному такому елементі встановлюється барабан, на якому відбувається накопичення біоплівки. Обертання барабанів викликають процес природної аерації біоматеріалу. Збір і відведення осаду здійснюється в каналах, розташованих в нижній частині кожного корита.

аераційні установки

Це резервуари, в яких знаходиться біоактивні мул утворений колоніями бактерій. Розвитку даних колоній сприяють що містяться в стічній рідині речовини органічного походження, які перебувають в поєднанні зі значним обсягом кисню. Він надходить в установку за допомогою потоку повітря. Розрізняють два типи очисних споруд відносяться до даної категорії:

1. Аераційні установки, в основі роботи яких знаходиться процес окислення.
2. Устаткування, стабілізуючий надлишковий мул аеробних шляхом.

Обидва типи установок здійснюють очистку на досить високому рівні. Принципом роботи даних споруд є метод повного окислення. Аераційні установки очищають стічні води побутового характеру і виробниче середовище, що має близький до побутових вод склад.

Процедура окислення при біологічному очищенні стічних вод проходить в три етапи:

1. Протягом першого етапу речовини органічного характеру викликають збільшення числа мікроорганізмів.
2. На другому етапі органічні забруднення надають менше навантаження на мул, що стримує збільшення кількості мікроорганізмів.
3. На третій стадії недостатній обсяг забруднень уповільнює розмноження мулових мікроорганізмів.

Як наслідок дані організми використовують речовини мікроорганізмів, які вже є відмерлими. Таким чином, відбувається мінералізація органічної частини мулу.

Споруди, які виконують очистку природним шляхом

До даної категорії можна віднести наступні конструкції:

1. Колодязі, що володіють властивостями, що фільтрують.
2. Фільтраційні поля.
3. Окислювальні канали з циркуляційним принципом дії.
4. Фільтруючі траншеї.
5. Біологічні ставки, мають аерацію штучного або природного характеру.
6. Касети, виконують фільтруючу функцію.

Очисні установки, які здійснюють очистку біологічним способом, займають провідне місце серед аналогічних споруд. Очисний процес виконується з використанням різних мікроорганізмів в умовах присутності в рідини, що очищається розчиненого кисню.

Речовини, що забруднюють водойми представляють для багатьох бактерій і найпростіших джерело живлення. Особливість очисної процедури полягає в вилученні з води даних забруднень. Але разом з тим в воду вносяться і нові складові. Процедура усунення з води шкідливих компонентів - це процес, що вимагає уважного підходу.

Застосовуваний спосіб очищення залежить від виду забруднень і від його кількості. Саме на ці показники слід орієнтуватися при виборі установки біологічної очистки стічних вод. Також потрібно враховувати вміст у воді неорганічних компонентів і підбирати відповідні бактерії.

висновок

Останнім часом спостерігається значний розвиток різних сфер промисловості. Подібна тенденція поряд з багатьма перевагами має і зворотну сторону - це забруднення природних ресурсів. У зв'язку з цим відбувається забруднення важливого для життя людини ресурсу - води. Щоб виправити ситуацію і витягувати з-поміж шкідливі для людини речовини, сьогодні розроблена достатня кількість методів і очисних установок. Серед усіх способів фільтрації пріоритетне місце займає очищення біологічним методом, яка є досить ефективною і дає можливість досягти високих показників фільтрації.

Особливості процесу біологічної очистки води представлені на відеофрагменті: