Биохимические методы очистки сточных вод

Биохимические (биологические) методы очистки занимают первое место по объему обрабатываемых сточных вод среди всех известных методов. Наибольшее распространение они получили в технологии очистки хозяйственно – бытовых, городских и промышленных сточных вод, приоритетными загрязняющими компонентами которых являются соединения различных классов.

Биохимические методы предназначены для извлечения из бытовых и промышленных сточных вод тонкодисперсных, коллоидных и растворенных в них органических веществ. Применяются они обычно после того, как из сточных вод извлечены грубодисперсные примеси.

В основе процессов биологической очистки сточных вод лежит биохимическое окисление органических загрязнений микроорганизмами активного ила в аэробных (в присутствии кислорода) или анаэробных (без доступа кислорода) условиях. При этом используется способность микроорганизмов потреблять в качестве питательного субстрата многие органические вещества и некоторые неорганические соединения (органические кислоты, спирты, белки, углеводы и т.д.), которые являются для них источниками углерода. Необходимые для жизнедеятельности микроорганизмов азот, фосфор, калий они получают из различных соединений: азот – из аммиака, нитратов, аминокислот и др., фосфор и калий – из соответствующих минеральных солей.

Участвуя в конструктивном и энергетическом обмене живой клетки, органические вещества претерпевают сложные химические и биологические превращения. В результате катаболических процессов происходит распад этих веществ с образованием более простых органических низкомолекулярных соединений, часть из которых либо подвергается дальнейшему окислению до СО₂ и Н₂О с выделением энергии, либо превращается в продукты метаболизма, а другая часть используется для биосинтеза в процессах анаболизма.

В процессе питания микроорганизмы получают материал для строения своего тела, вследствие чего происходит прирост их массы (биомассы или активного ила).

Процессы сорбции органических веществ микроорганизмами существенного влияния на механизм биологической очистки сточных вод не оказывают. Основная роль принадлежит процессам превращения вещества внутри клетки.

Соответственно условиям проведения процесса очистки (аэробные или анаэробные) и микроорганизмы, осуществляющие процесс, делятся на две группы: аэробные и анаэробные.

Прирост биомассы микроорганизмов за счет потребления части органических веществ на построение своего тела зависит от соотношения количества веществ, поддающихся биохимическому распаду (выражается показателем БПК), и общего количества органических веществ, содержащихся в очищаемой сточной жидкости (выражается показателем ХПК).

БПК - биохимическое потребление кислорода – это количество кислорода, израсходованное за определенный промежуток времени на аэробное биологическое разложение органических веществ, содержащихся в сточных водах, выраженное в мг∙О₂/л. Определение БПК проводится в стандартных условиях (температура 20±1^оС, отсутствие света, нормальное давление и доступ воздуха). Обычно для характеристики воды определяют БПК₅ и БПК₂₀ (БПК_ПОЛН.) по времени инкубации микроорганизмов и до полного окисления органических веществ микроорганизмами.

ХПК – химическое потребление кислорода – количество кислорода (мг∙О/л), необходимое для окисления органических веществ до CO₂, H₂O и NO₃, серосодержащих веществ – до сульфатов, фосфорсодержащих –до фосфатов.

Таким образом, чем больше отношение БПК/ХПК, тем полнее будет биохимическая очистка с расходованием значительной части углерода и водорода органических веществ на энергетические потребности микроорганизмов и, в меньшей степени, на прирост биомассы (активного ила) и наоборот. Следовательно, значительная часть прироста биомассы происходит за счет разницы в количестве органического вещества, оцениваемого по ХПК и БПК.

Отношение БПК к ХПК зависит от вида сточных вод. В хоз.-бытовых водах оно колеблется незначительно, в пределах 0,7 – 0,9. В производственных сточных водах это отношение может изменяться от 0 до 0,9 и определяется видом органических загрязнений, присутствующих в конкретном стоке.

Дата добавления: 2014-01-06