Третичная очистка сточных вод

Для удаления биоразлагаемых органических соединений и соединений азота, как многократно было продемонстрировано, эффективными являются процессы биологической очистки. В отличие от других способов очистки при биологической очистке используются микроорганизмы, которые могут реагировать на разнообразные граничные условия их существования, и, поэтому, в состоянии оптимально воздействовать на соединения, которые должны быть разрушены (адаптация). В анаэробных условиях развиваются различные популяции бактерий, которые позволяют разрушить широкий набор веществ. В оптимальном случае разрушение происходит до момента, когда образуются такие неорганические вещества как СО2 и Н2О (минерализация).

Некоторые способы третичной очистки включают в себя:

a) применение биологической очистки для сточных вод с высоким содержанием БПК. Вредные и стойкие вещества, составляющие часть нагрузки по ХПК, такие как растворители, пестициды, органические соединения галогенов и др. органические вещества, могут адсорбироваться на твердых и коллоидных частицах, а затем удаляться как твердый осадок. Процесс очистки не определяет эффективность этого, и удаление в высшей степени вариабельно. В качестве практического правила для облегчения биоразложения, отношение ХПК/БПК стоков в канализации обычно не должно превышать 10:1;
b) осаждение;
c) уплотнение осадка и обезвоживание;
d) водовоздушное окисление.

Достигаемый положительный эффект. Снижение БПК и соответствующее снижение нагрузки по ХПК сточных вод. В то же самое время можно улавливать азот и некоторые микроэлементы (например, цинк) с помощью биологической очистки. Разрушение органических соединений проводится с помощью микроорганизмов, активность которых зависит в основном от условий окружающей среды для них, которые вызывают определенную степень флуктуации в эффективности процесса.

Воздействие на окружающую среду. Минерализация органического вещества и образование биомассы. С помощью процессов адсорбции и бионакопления неорганические и не разрушаемые органические соединения могут накапливаться в биомассе.

Эксплуатационные требования. Некоторые органические и неорганические составляющие сточных вод могут
оказывать токсичное воздействие на популяцию бактерий. Вследствие потребности в азоте для биологических процессов низкие концентрации фосфора могут стать ограничивающим фактором для жизни бактерий (эта проблема, возможно, решается с помощью систематической добавки питательных веществ). Для всех способов биологической очистки, используемых в настоящее время, необходимо рассмотреть ряд особых характеристик и граничных условий:
• для биологического разложения необходимы питательные вещества (азот, фосфор) и следовые элементы (металлы и т.д.);
• оптимальный диапазон рН (обычно рН 6,5-8,5) должен поддерживаться в реакторе;
• необходимо поддержание в процессе содержаний кислорода выше 1 мг/л;
• активность микроорганизмов возрастает с ростом температуры, до оптимума примерно при 30-35оС. Ниже 10 оС скорость реакции обычно резко снижается;
• для функционирования системы особое значение имеет удерживание биомассы.

Биологические установки должны проектироваться с достаточным временем пребывания для достижения адекватного разложения более сложных соединений, находящихся в стоках.Важным является также возраст осадка. Оптимальная рабочая температура также может помочь разложению. Некоторые аэробные установки в настоящее время планируются для работы при 30 оС.
Применимость. Биологическая очистка является очень эффективной технологией для удаления:
• большого количества биоразлагаемых органических соединений углерода. Даже, если анализ сточных вод указывает на низкое биоразложение (отношение БПК5/ХПК <0,1), 40-50% ХПК все еще можно удалить (только с небольшим образованием биомассы);
• соединений азота. Органический азот и аммонийный азот можно перевести чрез нитриты в нитраты. Можно достичь значений выбросов ниже 10 мг NH4+ - N/л, <1 мг NH4+-N. Нитраты и нитриты можно перевести в элементарный азот.

Примеры установок. Широко используются в секторе.