Как работает биологическая очистка воды?

Природа предусматривает множество процессов, которые поддерживают все живое в равновесии. Одним из таких механизмов является биологическое самоочищение водоемов — в каждом из них живет колония микроорганизмов, которые питаются тем, что мы сливаем в воду, и что она сама смывает с берегов. Конечно за последние столетия человек “немного поломал” эти естественные процессы, сливая слишком много питательных компонентов в воду, следствием чего стало усиленное зарастание водорослями и заиливание русел. Но человек способен не только разрушать окружающую среду, а и наследовать природные процессы, чтобы облегчить работу природе — таким образом и появилась биологическая очистка сточных вод. Специально культивированные микроорганизмы выпускаются в искусственно созданные водоемы, поглощают загрязнения и оседают на дно, откуда потом удаляются в форме ила. Так же работают бактерии в септиках и выгребных ямах.

Важно отметить, что биологическая очистка способна удалять практически все примеси, начиная с биогенных элементов и заканчивая токсичными металлами.

Какая разница между аэротенками и метантенками?

Существует два процесса, которые используются на станциях аэрации: анаэробная и аэробная очистка сточных вод. Происходят эти слова от английского “air” (воздух), то есть, дословно переводятся, соответственно, “безвоздушная” и “воздушная” очистка. В зависимости от конструкции сооружений и наличия в смеси кислорода будут отличаться и микроорганизмы. Если вода насыщена кислородом, то процессы будут аэробными (используются на станциях аэрации как основной процесс), если же сооружения закрыты, и доступ кислороду воздуха перекрыт, то очистка будет анаэробной. Ниже мы разберемся с тем, когда и какие процессы применяются на примере станции очистки бытовых сточных вод.

Что такое “активный ил”, и как работают бактерии?

Активный ил — это та большая семья микроорганизмов, которая отвечает за поглощение примесей органического происхождения, спускаемых нами в канализацию. В его составе есть бактерии, простейшие и даже черви. Только наименований основных организмов в этой колонии может быть более двадцати.

Если вернуться немного к школьному курсу биологии и вспомнить, как питаются бактерии, нам будет легче понять, каким образом они очищают воду. Бытовые сточные воды содержат сложные органические вещества: белки, жиры, углеводы, в которых много биогенных элементов: азота, фосфора, железа и пр. Сначала они собираются в канализационных коллекторах и направляются на станции аэрации, где первым этапом будет стадия механической очистки на решетках и песколовках для удаления большинства крупных механических частиц. Потом вода проходит этап биологической очистки, который представляет собой бассейны с плавающим активным илом. И тут начинают свой труд прожорливые полезные микробы. Они медленно поглощают остатки растворенных и зависших в воде загрязнений, тем самым разлагая и аккумулируя их в своей массе.

Фактически существует два пути к превращению поллютантов (загрязнителей):

1. Биологическое окисление до углекислого газа и воды.
2. Размножение путем деления клеток с использованием питательных веществ.

В конечном итоге часть веществ выделяется в атмосферу в форме относительно безопасного углекислого газа, другая часть включается в структуру активного ила, который уже удаляют из воды путем отстаивания. Вода же спускается в природные водоемы.

Но жизненный путь активного ила на этом не заканчивается. Его направляют в метантенки, где уже без доступа кислорода ил продолжает бродить, в результате чего выделяется газ метан, который потом используют для производства электроэнергии и отопления на самих станциях. После этого ил отжимают и отправляют на поля фильтрации, которые занимают гектары площади (в украинском варианте) или же сушат и сжигают с получением тепла (в более энергоэффективном и экологичном варианте).

Какие еще бывают биологические очистные сооружения?

Выше мы говорили о том, как работают станции аэрации на централизованных очистных сооружениях, так как они являются самыми распространенными. Существует еще несколько методов, например, когда микроорганизмы закрепляются на поверхностях (фильтрующих материалах засыпных фильтров или мембранных элементах), а еще часто очистка производится на полях фильтрации, где микроорганизмы грунта разлагают органические минералы или отходы в толще земли.

Очень часто людей интересует, как работает биологическая очистка бытовых вод в домашних септиках. По сути, это система, которая приходит на помощь, когда нет возможности подключиться к централизованной канализации. Сооружение закапывается под землю и предусматривает биологическую очистку в несколько этапов, которая при правильном обслуживании обеспечит удаление 95-98% примесей.

Важным аспектом является правильный запуск и контроль параметров системы, это поможет вам избежать превращения автономной канализации в обычную выгребную яму и минимизировать частоту ее откачки.