Биологические пруды. Биопруд - очистка сточных вод Применение биологических прудов для доочистки сточных вод

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРУДЫ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРУДЫ искусственные водоемы, служащие для очистки сточных вод малых населенных пунктов, промышленных (преимущественно пищевых) предприятий и др.

Экологический энциклопедический словарь. - Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРУДЫ пруды, используемые для биологической очистки сточных вод. Действуют по принципу самоочищения воды живущими в ней организмами, в результате чего накапливается илообразная масса, которая может быть использована в сельском хозяйстве в качестве удобрения или как сырье для его производства.

Экологический словарь , 2001

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ
БИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ

Смотреть что такое "БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРУДЫ" в других словарях:

Искусственные водоемы для биологической очистки сточных вод от органических веществ за счет жизнедеятельности планктона, а также воздействия естественных физических факторов … Большой медицинский словарь

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД - биологическая очистка сточных вод, способ очистки бытовых сточных вод в целях санитарной охраны водоёмов. Основана на разложении органических веществ, находящихся в коллоидном и растворённом состоянии, под влиянием микроорганизмов в аэробных… … Ветеринарный энциклопедический словарь

очистка сточных вод - очистка сточных вод, комплекс санитарно технических мероприятий, направленных на устранение бактериального и химического загрязнения сточных вод. Нормативы отдельных показателей, характеризующих воду водоема после сброса в него очищенных сточных… …

- … Википедия

Водоем для биологической очистки сточных вод в естественных условиях. По английски: Biological pond См. также: Биологические пруды Пруды Биологическая очистка сточных вод Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

очистка сточных вод - Обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них определенных веществ. [ГОСТ 17.1.1.01 77] очистка сточных вод Совокупность технологических процессов обработки сточных вод с целью разрушения, обезвреживания и снижения концентрации… … Справочник технического переводчика

сточные воды - сточные воды, воды, содержащие хозяйственно бытовые и производственные загрязнения и примеси, а также талые и дождевые, удаляемые с территории населённых пунктов и предприятий через канализационную сеть. Подразделяются на хозяйственно бытовые… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь

Река Москва в районе Космодамианской набережной. Москва. Прудов, озёр и болот раньше в Москве было намного больше. В XVIII в. насчитывалось около 850 прудов и озёр, в основном в поймах рек Москвы и Яузы. Пруды создавались для разнообразных… … Москва (энциклопедия)

Выксунский район Герб Страна … Википедия

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. Вы можете помочь проекту, об … Википедия

Книги

Инженерная защита водной среды. Практикум. Учебное пособие , Ветошкин Александр Григорьевич. В практикуме приведены основные конструкции, схемы, методы и формулы для расчета аппаратов, машин и установок технологии защиты гидросферы от дисперсных и растворенных неорганических и…
Инженерная защита водной среды. Учебное пособие , Ветошкин Александр Григорьевич. В практикуме приведены основные конструкции, схемы, методы и формулы для расче-та аппаратов, машин и установок технологии защиты гидросферы от дисперсных и раство-ренных неорганических и…

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

РЕФЕРАТ

по дисциплине: Экология

Тема: __________Биологические методы очистки

Руководитель

_________________

(оценка) (фамилия, инициалы)

(подпись) (дата)

Студент

(группа)

(фамилия, инициалы)

(подпись) (дата)

2009

Биологические методы применяют для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод от разнообразных растворенных органических и некоторых неорганических (сероводород, аммиак и др.) соединений. Процесс очистки основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности. Известны аэробные и анаэробные методы биологической очистки сточных вод.

Аэробный метод основан на использовании аэробных микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходим постоянный приток кислорода и температура в пределах 20...40 °С. При аэробной очистке микроорганизмы культивируются в активном иле или в виде биопленки. Активный ил состоит из живых организмов и твердого субстрата. Живые организмы представлены бактериями, простейшими червями и водорослями. Биопленка растет на наполнителе биофильтра и имеет вид слизистых обрастаний толщиной 1...3мм и более. Биопленка состоит из бактерий, простейших грибов, дрожжей и других организмов.

Аэробная очистка происходит как в природных условиях, так и в искусственных сооружениях.

Очистка в природных условиях происходит на полях орошения, полях фильтрации и биологических прудах.

Поля орошения - это специально подготовленные для очистки сточных вод и агрокультурных целей площади. Очистка протекает под действием почвенной микрофлоры, солнца, воздуха и под влиянием растений. В почве полей орошения находятся бактерии, дрожжи, водоросли, простейшие животные. Сточные воды содержат в основном бактерии. В смешанных биоценозах активного слоя почвы возникают сложные взаимодействия микроорганизмов, в результате чего сточная вода освобождается от содержащихся в ней бактерий. Если на полях не выращиваются сельскохозяйственные культуры, и они предназначены только для биологической очистки сточных йод, то они называются полями фильтрации.

Биологические пруды - это каскад прудов, состоящий из 3...5 ступеней, через которые с небольшой скоростью протекает осветленная или биологически очищенная сточная вода. Такие пруды предназначены для биологической очистки сточных вод или доочистки сточных вод в комплексе с другими очистными сооружениями.

Очистка в искусственных сооружениях поводится в аэротенках и на биофильтрах. Более широкое применение нашли аэротенки.

Аэротенки - это железобетонные резервуары, представляющие собой открытые бассейны, оборудованные устройствами для принудительной аэрации. Глубина аэротенка - 2...5м.

Анаэробный метод очистки протекает без доступа воздуха. Его в основном используют для обезвреживания твердых осадков, которые образуются при механической, физико-химической и биологической очистке сточных вод. Эти твердые осадки сбраживаются анаэробными бактериями в специальных герметичных резервуарах, которые называются метантенками В зависимости от конечного продукта брожение бывает спиртовое, молочнокислое, метановое и др. Для сбраживания осадков сточных вод используется метановое брожение.

Почва и почвообразующие факторы

Почва - это рыхлый поверхностный слой земной коры, обладающим плодородием. Почва непрерывно изменяется под влиянием климата, биологических факторов и деятельности человека.

Главное качество почвы - плодородие , которое определяется способностью удовлетворять потребность человека и других живых организмов в питательных веществах, воде и воздухе.

Казахстан располагает большими земельными ресурсами. Природные черноземные земли расположены узкой полосой в северной и северозападной части республики, где температурные условия и атмосферные осадки позволяют выращивать стабильные урожаи. Восточная и центральные части из-за часто повторяющихся засушливых лет считаются зоной рискованного земледелия. Южная часть республики расположена в полупустынной и пустынной зонах, и земледелие здесь возможно только орошаемое.

В последние годы прекратился прирост пашни, удобные и пригодные земли освоены, остались неудобные солонца, солончаки и пески. Несмотря на это, продолжается отвод сельскохозяйственных угодий на несельскохозяйственные нужды: под строительство дорог, промышленных предприятий, жилья и других объектов. Ежегодно на эти цели изымается 18..20 тыс. га

Виды негативного влияния на почву и меры борьбы с ними

Понижение плодородия почвы и полная потеря его происходят в результате эрозии, засоления, заболачивания, загрязнения и прямою разрушения при производстве строительных, горнодобывающих и других работ.

Эрозия - это процесс разрушения верхних, наиболее плодородных горизонтов почвы и грунта водой или ветром. 9/10 всех потерь пахотных земель приходится на ее долю.

В Казахстане эрозированные земли составляют около 18...20 тыс. га, и расположены в северных, западных и центральных степных районах.

Эрозия в основном возникает по вине человека. Ей подвержены сухие, бестравные и безлесные земли. Напротив, лесистые местности являются накопителями влаги и противодействуют возникновению эрозии. Каждый гектар леса удерживает более 500 м3 воды.

Различают два вида эрозии; ветровую и водную.

Ветровая эрозия протекает при сильном ветре (порядка 18...20 и более м/с). Местная ветровая эрозия может появляться и при скорости 5...6 м/с. При этом может выдуваться верхний горизонт мощностью до 15...20 см, а иногда и весь пахотный слой.

Водная эрозия возникает при сильных ливнях, интенсивном таянии снега, разрушает почвенный покров, образуются овраги.

Меры борьбы с эрозией почв осуществляются с применением следующих мероприятий:

организационно-хозяйственные мероприятия - дифференцированное использование земель, обработка посевов, внесение удобрений, применение разных типов севооборота, расположение почвозащитных многолетних насаждений, оросительных и осушительных систем, дорог, скотогонов и т.д.;

агротехнические приемы , которые обеспечивают оптимальные условия пищевого, водного, воздушного и теплового режима почвы для роста, развития и формирования урожая возделываемых культур. К таким агротехническим приемам относятся: регулирование глубины вспашки, безотвальная или плоскорезная обработка почвы, распашка на склонах на более 5°, применение лесомелиоративных и гидротехнических мероприятии.

Засоление возникает при повышении содержания в почве легкорастворимых солей (карбоната натрия, хлоридов, сульфатов), обусловленное грунтовыми или поверхностными водами (первичное засоление), но часто вызванное неправильным орошением (вторичное засоление). Почвы считаются засоленными при содержании более 0,1 % по весу токсичных для растений солей. Увеличение соли на орошаемых землях до 1% снижает урожай на 1/3, а до 2...3 % - ведет к гибели посевов. Причина возникновения засоления - орошение полей методом затопления или устройством арыков. При такой практике сначала вода большие фильтрует, соли вымываются вниз, урожайность повышается. Через несколько лет происходит обратный процесс: уровень грунтовых вод поднимается, уменьшается фильтрация, увеличивается испарение, и соли выносятся на поверхность почвы.

Опустынивание . В мире ежегодно теряется 50...60 тыс. км 2 земли в результате опустынивания. Общая площадь пустынь достигла 20 млн. км.

В результате опустынивания уменьшается биологическое разнообразие регионов, меняются погодные условия, сокращаются водные ресурсы, что приводит к нехватке продовольственных ресурсов.

Главной мерой защиты земель от опустынивания является предотвращение выдувания почвы путем лесопосадок и создания искусственных однолетних пастбищ.

Заболачивание имеет место в районах, где количество атмосферных осадков превышает количество испаряющейся с поверхности почвы влаги, и тогда происходит заболачивание земель. На территории Казахстана болот нет, а заболоченные земли занимают незначительные площади. Для сельскохозяйственного использования заболоченных земель необходимо их осушение путем проведения дренажных работ в комплексе с другими агротехническими мероприятиями.

Истощение почвы . Это явление связано с перегрузкой пашни, изъятием питательных веществ из почвы в больших размерах. Почвы теряют органические вещества, ухудшается структура почвы, водный и воздушный режим, появляется уплотнение, ухудшаются биогенный и окислительно-восстановительный режим. Истощаются луга и пастбища в результате чрезмерного выпаса скота.

Важным направлением борьбы с истощением является мелиорация, оросительные мероприятия.

Мелиорация - это совокупность организационных, хозяйственных, технических мероприятий, направленных на улучшения почв и их плодородия.

Мелиорация бывает:

Гидротехническая (орошение, осушение, промывка засоленных почв);

Химическая (известкование, гипсование, внесение других химических мелиорантов);

Агробиологическая (агролесомелиорация и др.);

Улучшение физических и структурных свойств почвы (пескование глинистых и глинование песчаных и торфяных почв).

Допустимые антропогенные нагрузки на окружающую среду

Любая, возникшая за счет какого-либо воздействия нагрузка на экологические системы, способная вывести из нормального состояния, определяется как экологическая нагрузка. Допустимая антропогенная нагрузка на окружающую среду - это нагрузка, которая не меняет качества окружающей среды или меняет ее в допустимых пределах, при которых не нарушается существующая экологическая система и не возникают неблагоприятные последствия в важнейших популяциях.. Если нагрузка превышает допустимую, то антропогенное воздействие причиняет ущерб популяциям, экосистемам или биосфере в целом.

Доочистка сточных вод в прудах происходит как за счет дополнительного более продолжительного и глубокого отстаивания, так и за счет биологических процессов (в теплое время года). В настоящее время пруды эксплуатируются на сооружениях канализации ряда промышленных предприятий (Кстово, Северодонецк, Караганда, 1 озополоцк и др.).[ ...]

Наблюдения за работой естественно аэрируемых прудов на Ново-Горьковском нефтеперерабатывающем заводе, проведенные кафедрой канализации МИСИ им. В. В. Куйбышева совместно с лабораторией завода, позволили установить причины низкой эффективности таких прудов и показали целесообразность применения и русственной аэрации. Для этой цели была разработана и применена конструкция плавающего аэратора поверхностного типа.[ ...]

На рис. 6.11 показаны аэрируемые биологические пруды, предназначаемые для доочистки сточных вод. Пруды запроектированы на площади 7,25 га при глубине 3 м. Нагрузка на 1 га -3448 м3/сут, продолжительность пребывания воды в прудах - 8,7 сут. Пруды имеют две секции, каждая секция состоит из пяти ступеней. Между ступенями и секциями имеются перепуски. Первые четыре ступени прудов оборудуются механическими аэраторами, пятая ступень - отстойная. Эффект очистки по БПК20 -до 75%, по взвешенным веществам -до 80%.[ ...]

Аэрируемые биологические пруды применяются и с рециркуляцией активного ила, что позволяет значительно повысить интенсивность процесса очистки. Применение рециркуляции целесообразно при концентрации поступающей СТОЧНОЙ ВОДЫ по БПКполн выше 300 мг/л.[ ...]

Аэрируемые биологические пруды могут предназначаться также для доочистки сточных вод молочной, мясной и дрожжевой промышленности с концентрацией загрязнений по БПКполн До 40-60 мг/л во И, III и IV климатических районах. Продолжительность доочистки сточных вод в аэрируемых прудах может определяться так же, как и продолжительность очистки сточных вод в прудах, причем эффект очистки для одной ступени рационально принимать равным также 50%. Биологические пруды могут быть одноступенчатыми в зависимости от концентрации загрязнений поступающей на доочистку воды и от требуемой концентрации после доочистки. Удельный расход кислорода на аэрацию в биологических прудах для доочистки следует принимать 2 мг/мг снятой БПКполн- Система аэрации может быть механическая и пневматическая.[ ...]

При доочистке сточных вод в аэрируемых биологических прудах рекомендуется использовать подвижные аэраторы (рис. 6.12). При работе аэратора возникает пара реактивных сид причем вращение аэратора вокруг собственной оси вызывает вращение его вокруг неподвижной опоры. При проектировании подвижных аэраторов на тяге следует установить шарнир для восприятия волновых воздействий на пруду. Понтоны следует располагать на расстоянии не менее двух диаметров аэратора О от его центра. Расстояние от опоры до центра ротора аэратора рекомендуется принимать равным радиусу действия аэратора (до ЪЬ). Площадь зоны действия каждого аэратора может быть увеличена минимум в 4-5 раз по сравнению с аэраторами, установленными стационарно. Минимальное расстояние между опорами аэратора должно составлять 10£>. Глубину пруда допускается принимать не менее 3 м.[ ...]

Для увеличения силы тяги аэратора целесообразно предусмотреть возможность небольшого отклонения оси аэратора от вертикали в плоскости осей аэратора и рукояти. При этом внешние по отношению к неподвижной опоре лопатки будут больше заглублены и возникнет дополнительный гребной эффект. В альгализированных биологических прудах наряду с бактериальной микрофлорой в процессе изменения величины ВПК принимают существенное участие и микроводоросли. В поступающей в биологические пруды сточной воде наблюдается резко выраженный процесс трансформации органических веществ сточных вод в вещество клеток микроводорослей, а это приводит к увеличению ВПК.[ ...]

Иногда вместо обычных проточных или контактных биологических прудов для доочистки сточной воды применяются биологические окси-дационньщ, контактные стабилизационные (БОКС) пруды, в которых происходит альгализация специально подобранными и выращенными на сточных водах микроводорослями, что обеспечивает полное биологическое обеззараживание сточных вод. Этот тип прудов разработан во ВНИИ по сельскохозяйственному использованию сточных вод и находит большое применение в районах с теплым климатом.

Биологическая очистка может также осуществляться в естественных условиях на сооружениях почвенной очистки и в биологических прудах.[ ...]

Биологическая очистка заключается в минерализации органических загрязнений сточных вод, находящихся в виде тонко диспергированных нерастворенных и коллоидальных веществ, а также в растворенном состоянии. После такой очистки при помощи аэробных биохимических процессов вода становится прозрачной, незагнивающей, содержащей растворенный кислород и нитраты. Биологическая очистка ведется, либо в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации и биологические пруды), либо в искусственно созданных (биофильтры). Биологическая очистка в искусственно созданных условиях может быть полной, когда БПК сточных вод снижается на 90-95%, и неполной, когда БПК снижается на 40-80%.[ ...]

Биологические пруды и лагуны - искусственно созданные водоемы, в которых для очистки сточных вод используются естественные процессы. Преимущественное распространение получили биологические пруды для очистки сточных вод, прошедших биологическую очистку. Различают пруды с естественной и искусственной аэрацией: за рубежом эти разновидности прудов называют соответственно аэробно-анаэробными (или факультативными) и аэробными (или аэрированными) лагунами. В факультативных лагунах создается аэробно-анаэробный режим за счет обеспечения (путем аэрации) наличия растворенного кислорода только в поверхностных слоях воды. В аэрированных лагунах перемешивание осуществляется с помощью механических аэраторов или путем продувки воздуха через толщу воды.[ ...]

Биологические пруды представляют собой искусственно созданные водоемы (как правило, земляные) для биологической очистки сточных вод, которая осуществляется в основном за счет жизнедеятельности фи-то- и зоопланктона на свету. Такие сооружения могут достаточно хорошо работать при температуре сточных вод более 10°С, поэтому для большинства районов СССР они являются сооружениями сезонного характера.[ ...]

Биологические пруды представляют собой искусственно созданные водоемы для биохимической очистки сточных вод, основанной на процессах самоочищения водоемов.[ ...]

Биологические пруды. Биологические фильтры. .[ ...]

Биологические пруды имеют существенные недостатки, ограничивающие их применение: низкая окислительная способность, большая занимаемая площадь, сезонность работы (не более 6 мес. в средней полосе СССР и 9 мес. - на юге страны), неуправляемость процесса очистки, наличие застойных, неработающих зон, трудность очистки от ила и грязи и др.[ ...]

Биологические пруды обладают небольшой стоимостью строительства и невысокими эксплуатационными расходами, в то же время они отличаются низкой окислительной способностью, сезонностью работы, большой занимаемой площадью, неуправляемостью, наличием застойных зон, трудностью чистки.[ ...]

Биологические пруды представляют собой земляные резервуары с глубиной до 1 м. Они применяются в качестве самостоятельных очистных сооружений при наличии естественных впадин в слабо-дренирующих грунтах в районах со среднегодовой температурой воздуха более 10° С. При этом должны быть приняты меры по предупреждению распространения болезнетворных бактерий и яиц гельминтов животными и водоплавающей птицей. Пруды требуют создания широких санитарно-защитных зон (200 м).[ ...]

Биологические пруды первых двух типов всегда являются рыбоводными.[ ...]

Биологические пруды целесообразно устраивать при наличии непригодных для полей орошения почвогрунтов, благоприятных топографических условий и наличия поблизости водоема с чистой водой, которую можно использовать для разбавления сточной жидкости.[ ...]

Биологические пруды - искусственно созданные или естественные водоемы, в которых очистка сточных вод идет под воздействием природных процессов самоочищения. Они могут применяться как для самостоятельной очистки, так и для глубокой доочистки сточных вод, прошедших биологическую очистку. Представляют собой неглубокие водоемы (0,5-1 м), хорошо прогреваемые солнцем и заселенные водными организмами.[ ...]

В биологических прудах необходимо присутствие водных растений, оказывающих благоприятное воздействие на процессы очистки. Рекомендуется занимать растительностью примерно 1/3 головной части пруда . Высшие водные растения и фитопланктон способствуют снижению количества биогенных элементов в воде, играют большую роль в кислородном режиме, интенсифицируют процессы окисления и нитрификации, а также являются источниками питания пресноводных животных.[ ...]

В биологических прудах необходимо присутствие водных растений, которые оказывают благоприятное влияние на процесс очистки. Иногда в последних ступенях серийных прудов разводят рыбу, что позволяет избежать образования ряски.[ ...]

При отсутствии биологических прудов (III схема очистки) в биоценозах преобладала микрофлора почвы - бактерии, грибы, простейшие (корненожки, жгутиковые, реснитчатые) и беспозвоночные животные (дождевые черви).[ ...]

В первом случае пруды состоят из 4-5 последовательно расположенных секций на местности с уклоном, чтобы вода постепенно проходила все секции. Отделяют одну секцию от другой земляными валиками шириной по верху 1-1,5 м. В первой секции устанавливают поперечные стенки из фашин или плетня, которые задерживают плавающие вещества и улучшают распределение жидкости. В последней секции устраивают шахтные водосборы для выпуска очищенной воды. Кроме того, в каждой секции предусматривают запасные выпуски для опорожнения прудов. Если пруды используются для доочистки сточных вод, то их устраивают из 2-3 секций. В последних секциях разводят рыбу, т. к. вода в них содержит растворенный кислород. Биологические пруды устраивают на слабофильтрующих грунтах, принимая глубину воды 0,5-1 м. Дну прудов придают уклон в сторону течения воды.[ ...]

Опыт применения биологических прудов для очистки сточных вод завода органического синтеза и ряда нефтехимических предприятий оказался весьма положительным.[ ...]

Глубокая очистка биологически очищенных сточных вод ига микрофильтрах обеспечивает снижение содержания взвешенных веществ на 50-70 % и ВПК на 30-40 % общего их содержания в поступающей воде. При этом количество растворенного кислорода практически не уменьшается, что является преимуществом микрофильтров по сравнению с песчаными фильтрами. С применением микрофильтров в системе глубокой очистки появляется возможность уменьшить число вторичных отстойников, сократив продолжительность пребывания сточной воды в них до 30 мин либо заменив I ступень биологических прудов микрофильтрами, уменьшить площадь прудов, капитальные расходы и эксплуатационные затраты. Применение микрофильтров при глубокой очистке сточных вод после вторичных отстойников позволяет уменьшить площадь биологических прудов, что для станций пропускной способностью 50-200 тыс. м3/сут дает экономию в размере 285-764 тыс. руб/год.[ ...]

Время пребывания воды в прудах зависит от вида и концентрации загрязнений и колеблется в широких пределах - от 3 до 50 суток; оно резко снижает-ся, если вода в прудах подвергается искусственной аэрации. На предприятиях нефтеперерабатывающей и химической промышленности биологические пруды используют в основном для доочистки сточных вод, прошедших сооружения биологической очистки: концентрация нефти и нефтепродуктов снижается настолько, что в последних секциях прудов уже можно разводить рыбу. Имеется положительный опыт использования в биологических прудах одноклеточных водорослей - хлореллы для очистки стоков от капро-лактама, сероуглерода и др.[ ...]

Существенным недостатком биологических прудов, кроме полной неуправляемости процесса, является то, что скорость окисления органических соединений в них очень незначительна. Это приводит к тому, что время пребывания воды в биологических прудах составляет несколько суток и при очистке только этим способом сточных вод крупнотоннажных производств пришлось бы занимать огромные площади очистными водоемами.[ ...]

Существенным недостатком прудов с естественной аэрацией является потребность в больших площадях. Значительное сокращение площади биологического пруда достигается применением искусственной аэрации. В таких прудах аэрационными устройствами (поверхностными механическими аэраторами, дырчатыми пневматическими аэраторами) создается постоянное движение воды, в 5-7 раз увеличивающее коэффициент неконсервативности.[ ...]

Аэробные (аэрируемые или неаэрируемые) биологические пруды устраиваются следующих типов: 1) для биологической очистки отстоенных сточных вод; 2) для доочистки биологически очищенных сточных вод; 3) рыбоводные.[ ...]

Рекомендуется проектировать трехкаскадные биологические пруды прямоугольной формы с отношением ширины к длине 1:2ч-1: 3. В первых двух каскадах следует предусматривать по две параллельные секции, что позволяет их периодически очищать. При расчетах продолжительности пребывания воды в секциях пруда необходимо учитывать, что первая секция одновременно выполняет функцию отстойника, во второй секции происходит основное потребление субстрата сточных вод, а третья секция является стабилизатором, в котором заканчивается процесс очистки. Исходя из этого, продолжительность пребывания воды в первой секции следует принимать равной одним суткам, а глубину - Зм, при этом снижение БПКп сточных вод составит 10-15%. Методика расчета биологических прудов приведена в работах .[ ...]

Схема II. Сточные воды после механической очистки направляются в биологические пруды или глубоководные лиманы, из которых поступают на орошение.[ ...]

Другим методом биохимической очистки сточных вод является создание биологических прудов, в которых используется способность природных вод к самоочищению. Биологические пруды представляют собой водоемы площадью 0,5-1,0 га, в которых сточные воды могут очищаться в аэробных и анаэробных условиях. Анаэробные пруды служат для предварительной очистки высококонцентрированных сточных вод: за 30-50 суток обеспечивается снижение БПК в воде на 50-70 %. Глубина таких прудов достигает 2,5-3 м.[ ...]

К числу методов ааробной очистки сточных вод отнооитоя также очистка в биологических прудах. Биологические пруды представляют ообой оиотему земляных резервуаров глубиной 1,0-1,5 м, по которым протекает вода и проиоходит ее очищение от загрязнений в условиях, близких к самоочищение в естественных водоемах. Обычно биологические пруды состоят из последовательно расположенных секций (до 5-8 секций), целесообразно также разделение секций на параллельно расположенные отсеки для удобства очистки от ила и грязи.[ ...]

Перспективны многоступенчатая очистка сточных вод на биоокислителях, использование специфических культур микроорганизмов, применение стимуляторов биохимических процессов, ‘повышение дозы активного ила, а также температуры среды, анаэробная обработка сильно концентрированных сточных вод и т. д.[ ...]

Кавказским отделом гидрогеологии и водных ресурсов предложено создавать биологические пруды, обладающие повышенной самоочищающей способностью по отношению к нефтепродукту. Биопруд состоит из двух каскадов плотин, построенных в местах сточных вод. Верхний каскад пруда задерживает механические примеси и крупные частицы, а в нижнем каскаде происходит очистка от нефти и солей. Уровень воды в пруду на втором каскаде поддерживается на заданном уровне. Вода задерживается на десятки часов для микробиологического очищения. Иловые отложения (микроорганизмы) и мелководье создают благоприятные условия для роста камыша, осоки, то есть тех растений, которые потребляют неорганические ионы и способствуют развитию нефтеокисляющих бактерий.[ ...]

Изложенное свидетельствует о том, что во многих случаях поля фильтрации и биологические пруды не могут быть применены по климатическим, грунтовым, гидрологическим условиям или из-за отсутствия достаточных площадей земли.[ ...]

Большое количество питательных веществ в воде способствует сильному развитию в биологических прудах водорослей - ряски, особенно на наиболее мелких участках их. Для борьбы с ряской и возможного ее использования желательно разведение на биологических прудах уток, для которых ряска является хорошим кормом. Уничтожение ряски благоприятствует солнечной радиации пруда. С этой же целью, т. е. для лучшей солнечной радиации пруда, не рекомендуется засаживать дамбы, окаймляющие пруды, деревьями и кустарниками.[ ...]

Таким образом, использование методов био.тестирования позволило установить, что в биологических прудах происходит не только улучшение качества биохимически очищенных сточных вод НПЗ по химическим показателям, но также резко уменьшается, а в летний период практически исчезает их токсическое воздействие на водные организмы. Поэтому биологические пруды являются обязательными в схеме очистных сооружений НПЗ при сбросе очищенных сточных вод в водоем.[ ...]

Биохимическое окисление проводят как в естественных условиях на полях фильтрации, орошения и биологических прудах, так и в искусственно созданных условиях на биофильтрах и в аэротенках Поля фильтрации, поля орошения и биофильтры функционируют за счет почвенных биоценозов; биологические пруды и аэротенки - за счет биоценозов водоемов.[ ...]

Процессы самоочищения протекают медленно, в связи с чем время пребывания сточной воды в таких прудах составляет обычно несколько десятков дней. В зимнее время биологические пруды вообще малоэффективны. Поэтому как самостоятельные сооружения биологические пруды для очистки производственных сточных вод химических предприятий не получили распространения. Пруды, например, построены и действуют на Пермском и Волгоградском нефтеперерабатывающих заводах. Чаще биологические пруды устраиваются за сооружениями искусственной очистки и служат для дополнительной очистки, являясь буфером перед водоемом.[ ...]

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой, в которой интенсивно протекают процессы биологического окисления органических веществ. В биологических прудах в очистке принимают участие все организмы, населяющие водоем. Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Очищающим началом является активный или из бактерий и микроскопических животных. Микробоценоз активного ила бурно развивается в аэро-тенках (обильный приток питательных веществ, избыток подаваемого кислорода). Сточные воды перед биологической очисткой подвергаются дезинфекции для удаления патогенной микрофлоры.[ ...]

Дополнительный отвод земель под очистные сооружения в настоящее время резко сокращается. Поэтому все чаще используют другие способы очистки, например в непроточных биологических прудах. Для переоборудования существующих полей фильтрации в непроточные биологические пруды не требуется значительных капитальных затрат. Это обусловило реализацию данного способа на нескольких десятках сахарных заводов СССР. Для интенсификации очистки сточных вод в биологических прудах культивируют одноклеточные зеленые водоросли, а в глубоких прудах (до 4 - 5 м) осуществляют искусственную аэрацию воздухом.[ ...]

За счет выделения водорослями бактерицидных веществ происходит отмирание бактерий, и в частности патогенных кишечной группы. Поэтому в процессе доочистки сточных вод в биологических прудах имеет место не только удаление биогенных и оргаяических веществ, но и бактериальных загрязнений. Как уже указывалось, для целей доочистки должны применяться строго аэробные биологические пруды. Обязательными условиями нормальной работы таких прудов является соблюдение оптимальных для водных организмов реакции среды (pH) и температуры, а также наличие растворенного...кислорода не менее 1 мг/л. Важное, значение имеет перемешивание воды, которое препятствует образованию анаэробных зон и способствует процессам стабилизации качества воды.[ ...]

При выборе типа очистных сооружений рекомендуется в первую очередь оценить возможность применения сооружений естественной очистки сточных вод как наиболее дешевых. К их числу относятся поля фильтрации, биологические пруды и сооружения подземной фильтрации.[ ...]

Процессы глубокой доочистки часто называют третичной очисткой. Она проводится в специальных сооружениях, где образующийся при минерализации органических веществ азот является исходным для дальнейших превращений. К третичной очистке относится и доочистка сточных вод в биологических прудах с использованием высшей растительности. Однако в процессах нитрификации потребляется большое количество кислорода. Так, на окисление 1 мг аммонийного азота до нитритов необходимо 3,43 мг 02, а до нитратов - 4,57 мг 02 . Поэтому сброс неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод приводит к увеличению потребления кислорода, превышающего величину БПК.[ ...]

Учитывая необходимость.глубокой очистки сточных вод, в 1969 г. существующие очистные сооружения были дополнены новым комплексом сооружений, представляющим по существу станцию восстановления воды. Исходя из эффективности работы имеющихся сооружений необходимо было обеспечить удаление выносимых из биологических прудов водорослей, снизить значение pH воды, после чего осуществить более глубокое удаление загрязнений, находящихся в коллоидной и растворимой форме, а также бактериальных загрязнений.[ ...]

Для определения потребляемой мощности N крутящий момент МКр необходимо умножить на частоту вращения или угловую скорость со. Таким образом, для пневмомеханических аэраторов значительно сильнее, чем для механических поверхностных аэроторов выражена зависимость N со д, характеризующая работу мешалок. Чтобы реально воспользоваться решением уравнения (115), необходимо знать зависимость плотности р от газо-содержания жидкости с учетом расхода подводимого воздуха.[ ...]

Макрофиты - -водные фотосинтезирующие растения, плавающие на поверхности воды или погруженные в ее толщу. Плавающие растения не имеют корней и держатся на поверхности воды. К наиболее распространенным плавающим растениям относится ряска, маленькое растение с тремя листьями, имеющее диаметр 5 мм. Другое распространенное растение данного типа - водяной гиацинт. Все или большинство лиственных погруженных в толщу воды растений растут под поверхностью воды. Они могут в зависимости от чистоты воды иметь корни на глубине более 3 м. Погруженные растения закрепляются корнями в донном иле, а их лиственная часть располагается над поверхностью воды. Озера с каменистым и гравийным дном и небольшим количеством питательных веществ в воде не являются благоприятными для роста водных растений, тогда как в эвтрофицированных озерах, в мелких заводях и вдоль береговых линий они растут в изобилии. Слив сточных вод в озера и водоемы может стимулировать рост растений при других благоприятных условиях, таких, как достаточно высокая температура и наличие солнечного света. В биологических прудах сдерживают рост водных растений, устраивая достаточно крутые боковые стенки и сохраняя глубину воды не менее 1 м, чтобы предотвратить проникание солнечных лучей на дно.[ ...]

Механическая аэрация применяется в практике очистки сточных вод более 60 лет. Еще в 1916 г. в Шеффилде (Англия), в аэротенках был применен винт Архимеда. Смазка осуществлялась сточной жидкостью, набиравшейся черпачком, который был прикреплен на валу рядом с подшипником. Одним из первых механических вертикальных аэраторов серийного изготовления является "Симплекс", известный в 30-е гг. как аэратор системы Болтона. В 1932-1936 гг. проводились опыты по применению импеллерного аэратора кавитационного типа в СССР. После второй мировой войны была проделана значительная работа по усовершенствованию аэрационного оборудования, особенно фирмами США, ФРГ, Голландии и Франции. Если в прошлом область применения механических аэраторов ограничивалась установками малой пропускной способности для очистки бытовых стоков, то в настоящее время диапазон их использования увеличен до пропускной способности 50-100 тыс. мЗ/сут. Механические аэраторы применяют также в биологических прудах и для аэрации рек.

1.1.Аэробные: аэротенк (биотенк), биофильтр, почвенные методы, биопруды .

Сущность метода биохимической очистки
Биологический (или биохимический) метод очистки сточных вод применяется для очистки производственных и бытовых сточных вод от органических и неорганических загрязнителей. Данный процесс основан на способности некоторых микроорганизмов использовать загрязняющие сточные воды вещества для питания в процессе своей жизнедеятельности.
Основной процесс, протекающий при биологической очистке сточных вод, – это биологическое окисление. Данный процесс осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), состоящим из множества различных бактерий, простейших водорослей, грибов и др., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).
Главенствующая роль в этом сообществе принадлежит бактериям.
Очистку сточных вод рассматриваемым методом проводят в аэробных (т. е. в присутствии растворенного в воде кислорода) и в анаэробных (в отсутствие растворенного в воде кислорода) условиях.
Очистка сточных вод в природных условиях
Аэробные процессы биохимической очистки могут протекать в природных условиях и в искусственных сооружениях. В естественных условиях очистка происходит на полях орошения, полях фильтрации и биологических прудах. Искусственными сооружениями являются аэротенки и биофильтры разной конструкции. Тип сооружений выбирают с учетом местоположения завода, климатических условий, источника водоснабжения, объема промышленных и бытовых сточных вод, состава и концентрации загрязнений. В искусственных сооружениях процессы очистки протекают с большей скоростью, чем в естественных условиях.
Поля орошения
Это специально подготовленные земельные участки, используемые одновременно для очищения сточных вод и агрокультурных целей. Очистка сточных вод в этих условиях идет под действием почвенной микрофлоры, солнца, воздуха и под влиянием жизнедеятельности растений.
В почве полей орошения находятся бактерии, актиномицеты, дрожжи, грибы, водоросли, простейшие и беспозвоночные животные. Сточные воды содержат в основном бактерии. В смешанных биоценозах активного слоя почвы возникают сложные взаимодействия микроорганизмов симбиотического и конкурентного порядка.

В процессе биологической очистки сточные воды проходят через фильтрующий слой почвы, в котором задерживаются взвешенные и коллоидные частицы, образуя в порах грунта микробиальную пленку. Затем образовавшаяся пленка адсорбирует коллоидные частицы и растворенные в сточных водах вещества. Проникающий из воздуха в поры кислород окисляет органические вещества, превращая их в минеральные соединения. В глубокие слои почвы проникание кислорода затруднено, поэтому наиболее интенсивное окисление происходит в верхних слоях почвы (0,2–0,4 м). При недостатке кислорода в прудах начинают преобладать анаэробные процессы.
Биологические пруды
Представляют собой каскад прудов, состоящий из 3-5 ступеней, через которые с небольшой скоростью протекает осветленная или биологически очищенная сточная вода. Пруды предназначены для биологической очистки и для доочистки сточных вод в комплексе с другими очистными сооружениями. Различают пруды с естественной или искусственной аэрацией. Пруды с естественной аэрацией имеют небольшую глубину (0,5-1 м), хорошо прогреваются солнцем и заселены водными организмами. Время пребывания воды в прудах с естественной аэрацией составляет от 7 до 60 суток. Вместе со сточными водами из вторичных отстойников выносится активный ил, который является посевным материалом.

Микрофильтры и намывные фильтры
Микрофильтры представляют собой сетчатые вращающиеся барабаны, опущенные частично в жидкость. Сточная вода подается внутрь барабана, загрязненная внутренняя поверхность промывается струями воды в верхней части барабана. Эффективность очистки при подаче на них биологически обработанных сточных вод составляет по 20-30%, по взвешенным веществам 65-70%. Микрофильтры просты в эксплуатации и не требуют ежедневного ухода. Намывные фильтры представляет собой резервуары с установленными внутри сетчатыми фильтрующими элементами. Фильтрование осуществляется через сетки намытым на них фильтрующим материалом. Поэтому перед рабочим циклом в фильтр подается пульпа фильтрующего материала. Этот же материал вводится в доочищаемую воду небольшими дозами во время рабочего цикла. Качество доочистки высокое: по содержанию взвешенных веществ (4 мг/л) и (3 мг/л) сточные воды приближаются к чистой речной воде.
Фильтрующие колодцы, кассеты
Использование в технологической схеме биологической очистки сооружений, расположенной в естественных условиях (фильтрующие колодцы и кассеты, поля подземной фильтрации), позволяет обеспечить одновременную глубокую очистку и обеззараживание стоков и не требует дополнительного устройства сооружений доочистки. Обследование около 50 систем показало что вблизи правильно установленных и эксплуатируемых фильтрующих колодцев создается вполне удовлетворительная санитарная обстановка. На большинстве обследованных объектов даже в расстоянии 1-2 метров вокруг фильтрующего колодца не отмечалось загрязнения атмосферного воздуха и поверхности почвы. Результаты исследований экспериментальных установок показываю, что даже на расстоянии 0,8-1 метра от фильтрующих колодцев наблюдается значительное снижения загрязнении в сточных водах. Сооружения естественной очистки сточных вод такие как фильтрующие колодцы и биологические пруды, могут быть использованы в качестве сооружений доочистки в различных технологических схемах обработки стоков. Эти сооружения размещают, как правило, после установок биологической очистки.
Очистка в биофильтрах
Биопленка растет на наполнителе биофильтра, она имеет вид слизистых обрастаний толщиной 1-3 мм и более. Эта пленка состоит из бактерий, грибов, дрожжей и других организмов. Число микроорганизмов в биопленке меньше, чем в активном иле.
Биологические фильтры достаточно широко применяются для очистки бытовых и производственных сточных вод при их объемном расходе до 30 тыс. м3/сут.
Биофильтры – искусственные сооружения биологической очистки представляют собой круглые или прямоугольные в плане сооружения, загруженные фильтрующим материалом, на поверхности которого выращивается биопленка; изготовляются они из железобетона или кирпича. Сточная вода фильтруется через слой загрузки, покрытой пленкой из микроорганизмов; отработанная (омертвевшая) биопленка смывается протекающей сточной водой и выносится из биофильтра.
По типу загрузочного материала биофильтры делятся на две категории: с объемной (зернистой) и плоской загрузкой. В качестве зернистой загрузки используют щебень, гравий, гальку, шлак, керамзит, керамические и пластмассовые кольца, кубы, шары, цилиндры и т.п. Плоская загрузка – это металлические, тканевые и пластмассовые сетки, решетки, блоки, гофрированные листы, пленки т.п., нередко свернутые в рулоны.

Биотенк - биофильтр представляет собой корпус, в котором заключены элементы загрузки, расположенные в шахматном порядке. Эти элементы выполнены в виде полуцилиндров, орошаются сверху водой, которая, наполняя элементы загрузки стекает через края вниз. На наружных поверхностях элементов образуется биопленка, в элементах – биомасса, напоминающая активный ил. Конструкция обеспечивает высокую производительность и эффективность очистки.
По принципу поступления воздуха в толщу аэрируемой загрузки фильтры могут быть с естественной и принудительной аэрацией. При поступлении сточных вод с БПКП> 300 мг/л во избежание частого заиливания поверхности биофильтра предусматривается рециркуляция – возврат части очищенной воды для разбавления исходами точной воды.
Применение биофильтров ограничивается возможностью их заиливания, снижением окислительной мощности в процессе эксплуатации, появлением неприятных запахов, трудностью равномерного наращивания пленки.
Очистка в аэротенках
Аэробная биологическая очистка больших объемов вод осуществляется в аэротенках – прямоугольных в плане железобетонных сооружениях со свободно плавающим в объеме обрабатываемой воды активным илом, бионаселение которого использует загрязнения сточных вод для своей жизнедеятельности.

Основные технологические схемы очистки в аэротенках приведены на рисунке 52.

Система аэрации представляет собой комплекс сооружений и специального оборудования, обеспечивающего снабжение жидкости кислородом, поддержание ила во взвешенной состоянии и постоянное перемешивание сточной воды с илом. Для большинства типов аэротенков система аэрации обеспечивает одновременное выполнение этих функций. По способу диспергирования воздуха в воде на практике применяются три системы аэрации: пневматическая, механическая и комбинированная.
Окситенки
Окситенки – это сооружения биологической очистки, в которых вместо воздуха используется технический кислород или воздух, обогащенный кислородом.
Основным отличием окситенка от аэротенка, работающего на атмосферном воздухе, является повышенная концентрация ила. Это связано с увеличенным массообменом кислорода между газовой и жидкой фазами.
Он представляет собой резервуар, круглой в плане формы с цилиндрической перегородкой, которая отделяет зону аэрации от зоны илоотделения.

1.2.Анаэробная биологическая очистка сточных вод.

Анаэробный метод очистки может рассматриваться в качестве одного из наиболее перспективных при наличии высокой концентрации в сточных водах органических веществ или для очистки бытовых стоков. Его преимущество перед аэробными методами заключается в резком снижении эксплуатационных расходов (для анаэробных микроорганизмов не требуется дополнительной аэрации воды) и отсутствии проблем, связанных с утилизацией избыточной биомассы.

Анаэробная деградация органических веществ, осуществляется как многоступенчатый процесс, в котором необходимо участие, по меньшей мере четырех групп микроорганизмов:

· гидролитиков,

· бродильщиков,

· ацетогенов

· метаногенов.

Механизм очистки.

При анаэробном преобразовании органических субстратов в метан под воздействием микроорганизмов должны быть последовательно реализованы 4 стадии разложения. Отдельные группы органических загрязнений (углеводы, протеины, липиды/ жиры) в процессе гидролиза преобразуются сначала в соответствующие мономеры (сахара, аминокислоты, жирные кислоты). Далее эти мономеры в ходе ферментативного разложения (ацитогенеза) преобразуются в короткоцепочечные органические кислоты, спирты и альдегиды, которые затем окисляются дальше в уксусную кислоту, что связано с получением водорода. Только после этого доходит очередь до образования метана на этапе метаногенеза. В качестве побочного продукта наряду с метаном образуется также и углекислый газ.

Все процессы преобразования тесно взаимосвязаны друг с другом и должны протекать в емкости анаэробного реактора в строго установленном порядке, т.к. любое нарушение одного из промежуточных этапов приводит к нарушению всего процесса. Поэтому требуется точное проектирование очистных сооружений и их настройка на соответствующую сточную воду.

Рисунок 1: Этапы разложения анаэробного преобразования