Як працює біологічне очищення води?

Природа передбачає безліч процесів, які підтримують все живе в рівновазі. Одним з таких механізмів є біологічне самоочищення водойм — в кожному з них живе колонія мікроорганізмів, які харчуються тим, що ми зливаємо в воду, і що вона сама змиває з берегів. Звичайно за останні століття людина "трохи поламала" ці природні процеси, зливаючи занадто багато поживних компонентів у воду, наслідком чого стало посилене заростання водоростями й замулювання річищ. Але людина здатна не тільки руйнувати навколишнє середовище, а й наслідувати природні процеси, щоб полегшити роботу природі — так з'явилася біологічне очищення стічних вод. Спеціально культивовані мікроорганізми випускаються в штучно створені водойми, поглинають забруднення та осідають на дно, звідки потім видаляються в формі мулу. Так само працюють бактерії в септиках і вигрібних ямах.

Важливо відзначити, що біологічне очищення здатна видаляти практично всі домішки, починаючи з біогенних елементів і закінчуючи токсичними металами.

Яка різниця між аеротенками та метантенками?

Існує два процеси, які використовуються на станціях аерації: анаеробне та аеробне очищення стічних вод. Відбуваються ці слова від англійського "air" (повітря), тобто, дослівно перекладаються, відповідно, "безповітряне" і "повітряне" очищення. Залежно від конструкції споруд і наявності в суміші кисню будуть відрізнятися і мікроорганізми. Якщо вода насичена киснем, то процеси будуть аеробними (використовуються на станціях аерації як основний процес), якщо ж споруди закриті, і доступ кисню повітря перекритий, то очищення буде анаеробним. Нижче ми розберемося з тим, коли і які процеси застосовуються на прикладі станції очищення побутових стічних вод.

Що таке "активний мул", і як працюють бактерії?

Активний мул — це та велика родина мікроорганізмів, яка відповідає за поглинання домішок органічного походження, що спускаються нами в каналізацію. У його складі є бактерії, найпростіші й навіть черв'яки. Тільки найменувань основних організмів в цій колонії може бути понад двадцять.

Якщо повернутися трохи до шкільного курсу біології та згадати, як харчуються бактерії, нам буде легше зрозуміти, як  саме вони очищають воду. Побутові стічні води містять складні органічні речовини: білки, жири, вуглеводи, в яких багато біогенних елементів: азоту, фосфору, заліза та ін. Спочатку вони збираються в каналізаційних колекторах і направляються на станції аерації, де першим етапом буде стадія механічного очищення на решітках і пісколовках для видалення більшості великих механічних частинок. Потім вода проходить етап біологічного очищення, який являє собою басейни з плаваючим активним мулом. І тут починають свою роботу ненажерливі корисні мікроби. Вони повільно поглинають залишки розчинених і завислих у воді забруднень, тим самим розкладаючи й акумулюючи їх у своїй масі.

Фактично існує два шляхи до перетворення полютантів (забруднювачів):

1. Біологічне окислення до вуглекислого газу і води.
2. Розмноження шляхом ділення клітин з використанням поживних речовин.

В кінцевому підсумку частина речовин виділяється в атмосферу в формі відносно безпечного вуглекислого газу, інша частина включається в структуру активного мулу, який вже видаляють з води шляхом відстоювання. Вода ж спускається в природні водойми.

Але життєвий шлях активного мулу на цьому не закінчується. Його направляють в метантенки, де вже без доступу кисню мул продовжує бродити, в результаті чого виділяється газ метан, який потім використовують для виробництва електроенергії та опалення на самих станціях. Після цього мул віджимають і відправляють на поля фільтрації, які займають гектари площі (в українському варіанті) або ж сушать і спалюють з отриманням тепла (в більш енергоефективному та екологічному варіанті).

Які ще бувають біологічні очисні споруди?

Вище ми говорили про те, як працюють станції аерації на централізованих очисних спорудах, оскільки вони є найпоширенішими. Існує ще кілька методів, наприклад, коли мікроорганізми закріплюються на поверхнях (фільтрувальних матеріалах засипних фільтрів або мембранних елементах), а ще часто очищення проводиться на полях фільтрації, де мікроорганізми ґрунту розкладають органічні мінерали або відходи в товщі землі.

Дуже часто людей цікавить, як працює біологічне очищення побутових вод в домашніх септиках. По суті, це система, яка приходить на допомогу, коли немає можливості під'єднатися до централізованої каналізації. Споруда закопується під землю і передбачає біологічне очищення в кілька етапів, які при правильному обслуговуванні забезпечать видалення 95-98% домішок.

Важливим аспектом є правильний запуск і контроль параметрів системи, це допоможе вам уникнути перетворення автономної каналізації у звичайну вигрібну яму і мінімізувати частоту її відкачування.