Біопруди створюються штучно біля підприємств нафтохімічної, коксохімічної, нафтовидобувної промисловості та у місцях целюлозного виробництва. Це заглиблені очисні водоймища, огороджені греблею або греблею.
Біологічні ставки із забрудненими відхідними водами від підприємства будуються у місцях, непридатних для ведення сільського господарства. Як правило, це яри, схили терас. Кожна очисна споруда огороджується з метою безпеки дамбою, а якщо знаходиться в глибокому яру – греблею.
Ставки-відстійники є причиною забруднення стічних вод, Біологами ведеться боротьба з цвітінням цих водойм. Вода хімічно освітлюється. У ставках відбуваються природні процеси самоочищення та аерації стічних вод.
Умови зберігання стічної води
Біологічний ставок повинен зберігати в собі тільки стоки вод, які не змінюють своїх якостей протягом усього терміну зберігання. Необхідно все ж стежити за відсутністю забруднення водоймища мулом. Водойма для зберігання стічних відходів повинна функціонувати тимчасовим, а не постійним чином.
Наголошується, що особливих вимог до побудови очисного ставка немає. Водойма площею до 50.000 м3 засолює чисті підземні русла на відстані декількох квадратних кілометрів.
Слід зазначити, що, за оцінками фахівців ЛИСИ, нині очисний став будується обсягом до 40.000 м3. Кожен біологічний став відстійник дуже забруднює повітря, виділяючи в нього активні хімічні речовини.
Принцип побудови ставка для стічних вод
Технологія зведення ставка
Ставок-накопичувач за технологічними вимогами повинен складатися з 2-х частин. Перша займає 20% обсягу всього ставка і служить для фільтрації та відстоювання частинок продукції нафтопереробки. Друга частина об'ємом 80% функціонує як своєрідний акумулятор.
Слід звернути увагу, що як ставка-накопичувач може бути використане заболочене озеро або болото, якщо поруч знаходиться водопровідний злив стічних вод та велика площа земельних угідь.
Метод використання біологічного заболоченого озера економічно вигідний, але водопровідні опади набувають у болоті тиксотропного стану, ставок покривається твердою кіркою, вапно не допомагає усунути проблему, тому ставок-сховище має бути тимчасовим варіантом.
Ставок-станція будується з урахуванням рівня води в прилеглій природній водоймі в період повені. Беруться дані протягом останніх 10 років. Аридна (пустельна) зона будівництва ставків по зборах стоків у холодну пору року може значно підвищити родючість землі та врожайність при влаштуванні продуманої дренажної стічної системи.
Тип очисної споруди
Тип очисної споруди визначається залежно від природи опадів у стічних водах. Біологічні накопичувачі поділяються на однофазні та двофазні. В однофазні накопичувачі відправляються опади промисловості з яскраво вираженим забарвленням і сильним запахом, що містять солі, які не піддаються переробці, двофазні – опади у вигляді водяної суспензії, що містять мінерали та органічні речовини, які можуть бути відокремлені.
Гідровідвали – зберігачі стоків
Гідровідвалами є споруди — станції, призначені для зберігання пульпи. Пульпою є дрібноподрібнена суспензія води та гірської породи. Пульпа буває у вигляді:
- грубої суспензії;
- тонкої суспензії;
- мулу (шламу);
- колоїдного розчину.
За типом рельєфу дна біологічні гідровідвали-ставки ставляться на:
- спеціально зведені та обгороджені греблею або греблею;
- розташовані у заплаві річки, обваловані з 3-4 сторін;
- низинні, рівнинні ставки;
- кар'єрні біопруди;
- що зводяться у місцях природного поглиблення рельєфу;
- котловані та улоговинні ставки.
Характеристика гідровідвалів 
Гідровідвали за висотою бувають низькими, до 12 метрів, середніми, від 12 до 35 метрів, високими від 35 метрів і вище. Споруда-станція повинна містити в собі обваловану дамбу, водозбірні пристрої та дренажні системи. Невеликого обсягу поверхневі води на території біологічного гідровідвалу збираються водозбірною установкою, а великі паводкові води – за допомогою спеціального водопропускного механізму.
Іловий майданчик будується в природному місцізниження рельєфу чи зводиться штучним чином. Станція призначена для випарювання води з опадів та вилучення необхідних залишків, що підлягають переробці. Є поглибленням, обвалованим дамбою з 2 – 3 сторін з дорогами для можливості під'їзду транспорту та автотехніки з метою вилучення залишків відвалів працівниками, перегляду та пакування для подальшого транспортування.
Іловий майданчик для накопичення стоків
Біологічний муловий майданчик-станція будується з кількох мулових карт із засувками, водоспускними трубами, дренажем для стічних систем. Ілові карти розташовуються в ряд один з одним під певним кутом нахилу, що відповідає технічної експлуатаціїкожної картки. Покриття стічними водами одноразово всіх карток неприпустимо. Карти покриваються водою з відходами в певному порядку: на 25-35 см влітку і на 15 см взимку нижче за верхній рівень обвалочної дамби.
Труби, засувки, лотки оглядаються співробітниками не рідше ніж раз на 5 днів. Корисні залишки вилучаються з карток після того, як стічна вода повністю зійде в яму і перейде в дренажну систему, А залишки підсохнуть. Вода з ями видаляється за допомогою дії водоочисних споруд. Пристрої для розведення майданчиків та їх канали промиваються чистою водою після кожного накладання опадів. У зимовий періодРозсувний відкритий лоток покривається кількома щитами від води.
Особливість хвостосховища та водойми - випарника
Хвостосховище є водоймищем рідких промислових стоків і вод, що містять корисні копалини (хвости), придатні для вторинної переробки із застосуванням технології біологічного збагачення. При необхідності будують вторинні греблі на додаток основної. Воду в накопичувачі освітлюють. Дамби проти вод зводяться насипним чином.
Ставок-випарник має в основі дамбу обвалування та природне поглиблення рельєфу. В основу ставка закладається протифільтраційна плівка з вологонепроникного матеріалу, яка заглиблюється до рівня глини під землею. Ставки-випарники різняться між собою залежно від геологічних, кліматичних, умов місцевості та стічних вод. За типом рельєфу бувають:
- яружні ставки;
- заплавні ставки;
- рівнинні;
- котловані.
Зведення шламосховища
Шламосховище є величезних розмірів земляний ставок до десятків тисяч м3, обвалований дамбою із захисним гребенем, з системою водозбору та водовідведення. Гребінь має бути обладнаний системою кюветів для подачі та відведення вод.
Ця система влаштована за принципом дії аналогічною до хвостосховища. Шламосховище призначене для відсіювання та вторинної переробки відходів нафтової промисловості. Стоки вод є суспензією зважених нафтових частинок.
Технологія зведення очисних водойм
Особливо відзначається технологія будівництва очисних водойм згідно нор
мам і природоохоронним законам, які у РФ.
Всі гідротехнічні споруди повинні бути побудовані за проектами, розробленими в певному порядку, і пройшли експертизу згідно з Постановою Держдуми РФ від 7 грудня 2000:
- Власник гідроспоруди перед початком будівництва повинен надати до Держгіртехнагляду проект будівництва очисної споруди, який відповідає нормативним вимогам.
- Власник гідроспоруди несе повну відповідальність за:
- сам ставок,
- комунікацію,
- підходи та під'їзди до гідроспоруди,
- дренажну систему, що підводиться,
- водозбірні та водозабірні системи відведення вод,
- якість води, що скидається у відкриту водойму.
- Власник гідроспоруди має надати до контролюючого органу план ліквідації аварії після:
- усунення водойми-накопичувача,
- виникнення проблем із водозбірною системою,
- розлиття забруднених вод по прилеглій до ставку території.
- Нормативний закон передбачає моніторинг гідроспоруди з метою запобігання можливої аварії та визначення рівня забрудненості навколишньої території.
- Керівництво гідроспоруди має розробити для контролюючого органу план з експлуатації очисної споруди, інструкцію для місцевого користування ставком, інструкцію з техніки безпеки, службові інструкції для всього робочого персоналу.
- Керівництво дрібних та середніх за обсягом накопичувачів може розробити та затвердити план з ліквідації аварій у складі плану локалізації аварії на всьому обслуговуючому підприємстві або його підрозділі.
Якщо в зоні розливу токсичних вод, що планується технічним проектом, знаходяться житлові приміщення або об'єкти науки, освіти, медицини, їх треба негайно перенести із зазначеної зони.
Причини та умови ліквідації водойми 
Накопичувач після заповнення його до верхньої робочої позначки підлягає консервації (ліквідації). Для цієї мети необхідно отримати експертний висновок з Держгіртехнагляду про стан сховища та його вплив на навколишнє середовище, а також розробити план з ліквідації самої очисної споруди відповідно до висновків експертів. Накопичувач ліквідується у разі:
- знаходження його у житловій зоні;
- переповнення його токсичними відходами, коли протифільтраційні плівки та засоби не стримують їх, а забруднена вода просочується в землю, отруюючи чисті джерела.
Проект з ліквідації гідроспоруди має виконуватися організацією, що має ліцензію на її будівництво. Проектом мають передбачатися вимоги щодо збереження безпеки довкіллята промислового підприємства. Безпеку консервації об'єкта забезпечує власник або організація, що використовує гідроспоруду, відповідно до висновку експертної комісії та фахівців Ростехнагляду.
Міністерство освіти і науки Республіки Казахстан
Карагандинський державний технічний університет
РЕФЕРАТ
з дисципліни: Екологія
Тема: __________ Біологічні методи очищення
Керівник
_________________
(оцінка) (прізвище, ініціали)(Підпис) (дата)
Студент
(група)
(прізвище, ініціали)
(Підпис) (дата)
2009
Біологічніметоди застосовують для очищення господарсько-побутових та промислових стічних вод від різноманітних розчинених органічних та деяких неорганічних (сірководень, аміак та ін) сполук. Процес очищення ґрунтується на здатності мікроорганізмів використовувати ці речовини для живлення в процесі життєдіяльності. Відомі аеробні та анаеробні методи біологічного очищеннястічних вод.
Аеробнийметодзаснований на використанні аеробних мікроорганізмів, для життєдіяльності яких необхідний постійний приплив кисню та температура в межах 20...40 °С. При аеробному очищенні мікроорганізми культивуються в активному мулі або у вигляді біоплівки. Активний мул складається з живих організмів та твердого субстрату. Живі організми представлені бактеріями, найпростішими хробаками та водоростями. Біоплівка росте на наповнювачі біофільтра і має вигляд слизових обростань завтовшки 1...3мм і більше. Біоплівка складається з бактерій, найпростіших грибів, дріжджів та інших організмів.
Аеробне очищення відбувається як у природних умов, і у штучних спорудах.
Очищення в природних умовах відбувається на полях зрошення, полях фільтрації та біологічних ставках.
Поля зрошення- це спеціально підготовлені для очищення стічних вод та агрокультурних цілей площі. Очищення протікає під дією ґрунтової мікрофлори, сонця, повітря та під впливом рослин. У ґрунті полів зрошення знаходяться бактерії, дріжджі, водорості, найпростіші тварини. Стічні води містять переважно бактерії. У змішаних біоценозах активного шару грунту виникають складні взаємодії мікроорганізмів, в результаті чого стічна вода звільняється від бактерій, що містяться в ній. Якщо на полях не вирощуються сільськогосподарські культури, і вони призначені лише для біологічного очищення стічних йодів, то вони називаються полями фільтрації.
Біологічні ставки- це каскад ставків, що складається з 3...5 ступенів, через які з невеликою швидкістю протікає освітлена чи біологічно очищена стічна вода. Такі ставки призначені для біологічного очищення стічних вод або доочищення стічних вод у комплексі з іншими очисними спорудами.
Очищення в штучних спорудах поводиться в аеротенках та на біофільтрах. Більше широке застосування знайшли аеротенки.
Аеротенки- це залізобетонні резервуари, що є відкритими басейнами, обладнаними пристроями для примусової аерації. Глибина аеротенку - 2...5м.
Анаеробний методочищення відбувається без доступу повітря. Його в основному використовують для знешкодження твердих опадів, які утворюються при механічному, фізико-хімічному та біологічному очищенні стічних вод. Ці тверді опади зброджуються анаеробними бактеріями у спеціальних герметичних резервуарах, які називаються метантенками. Залежно від кінцевого продукту бродіння буває спиртове, молочнокисле, метанове та ін. Для зброджування опадів стічних вод використовується метанове бродіння.
Ґрунт та ґрунтоутворюючі фактори
Грунт- це пухкий поверхневий шар земної кори, що має родючість. Ґрунт безперервно змінюється під впливом клімату, біологічних факторів та діяльності людини.
Головна якість ґрунту - родючість, яке визначається здатністю задовольняти потребу людини та інших живих організмів у поживних речовинах, воді та повітрі.
Казахстан має у своєму розпорядженні великі земельними ресурсами. Природні чорноземні землі розташовані вузькою смугою у північній та північно-західній частині республіки, де температурні умови та атмосферні опади дозволяють вирощувати стабільні врожаї. Східна і центральні частини через посушливі роки, що часто повторюються, вважаються зоною ризикованого землеробства. Південна частина республіки розташована в напівпустельній та пустельній зонах, і землеробство тут можливе лише зрошуване.
У Останніми рокамиприпинився приріст ріллі, зручні та придатні землі освоєні, залишилися незручні солонці, солончаки та піски. Незважаючи на це, продовжується відведення сільськогосподарських угідь на несільськогосподарські потреби: під будівництво доріг, промислових підприємств, житла та інших об'єктів. Щорічно з цією метою вилучається 18..20 тис. га
Види негативного впливу на ґрунт та заходи боротьби з ними
Зниження родючості ґрунту та повна втрата його відбуваються в результаті ерозії, засолення, заболочування, забруднення та прямої руйнації при виробництві будівельних, гірничодобувних та інших робіт.
Ерозія- це процес руйнування верхніх, найбільш родючих горизонтів ґрунту та ґрунту водою чи вітром. 9/10 всіх втрат орних земель посідає її частку.
У Казахстані ерозовані землі становлять близько 18...20 тис. га, розташовані у північних, західних і центральних степових районах.
Ерозія переважно виникає з вини людини. Їй схильні до сухих, безтравних і безлісних земель. Навпаки, лісисті території є накопичувачами вологи і протидіють виникненню ерозії. Кожен гектар лісу утримує понад 500 м3 води.
Розрізняють два види ерозії; вітрову та водну.
Вітрова ерозія протікає при сильному вітрі (близько 18...20 і більше м/с). Місцева вітрова ерозія може виникати і за швидкості 5...6 м/с. При цьому може видувати верхній горизонт потужністю до 15...20 см, а іноді і весь орний шар.
Водна ерозія виникає при сильних зливах, інтенсивному таненні снігу, руйнує ґрунтовий покрив, утворюються яри.
Заходи боротьби з ерозією ґрунтів здійснюються із застосуванням наступних заходів:
організаційно-господарські заходи- диференційоване використання земель, обробка посівів, внесення добрив, застосування різних типівсівозміни, розташування ґрунтозахисних багаторічних насаджень, зрошувальних та осушувальних систем, доріг, скотогонів тощо;
агротехнічні прийоми, які забезпечують оптимальні умовихарчового, водного, повітряного та теплового режиму ґрунту для зростання, розвитку та формування врожаю оброблюваних культур. До таких агротехнічних прийомів відносяться: регулювання глибини оранки, безвідвальне або плоскорізне обробіток ґрунту, розорювання на схилах на понад 5°, застосування лісомеліоративних та гідротехнічних заходів.
Засоленнявиникає при підвищенні вмісту у ґрунті легкорозчинних солей (карбонату натрію, хлоридів, сульфатів), обумовлене ґрунтовими або поверхневими водами (первинне засолення), але часто спричинене неправильним зрошенням (вторинне засолення). Ґрунти вважаються засоленими при вмісті понад 0,1 % за вагою токсичних для рослин солей. Збільшення солі на зрошуваних землях до 1% знижує врожай на 1/3, а до 2...3% веде до загибелі посівів. Причина виникнення засолення – зрошення полів методом затоплення або улаштуванням ариків. При такій практиці спочатку велика вода фільтрує, солі вимиваються вниз, врожайність підвищується. За кілька років відбувається зворотний процес: рівень ґрунтових водпіднімається, зменшується фільтрація, збільшується випаровування, і солі виносяться на поверхню ґрунту.
Опустелювання. У світі щорічно втрачається 50...60 тис. км 2 землі внаслідок опустелювання. Загальна площа пустель досягла 20 млн км.
Внаслідок опустелювання зменшується біологічна різноманітність регіонів, змінюються погодні умови, скорочуються водні ресурси, що призводить до нестачі продовольчих ресурсів.
Головним заходом захисту земель від опустелювання є запобігання видуванню ґрунту шляхом лісопосадок та створення штучних однорічних пасовищ.
Заболочування має місце в районах, де кількість атмосферних опадів перевищує кількість вологи, що випаровується з поверхні, і тоді відбувається заболочування земель. На території Казахстану боліт немає, а заболочені землі займають незначні площі. Для сільськогосподарського використання заболочених земель необхідне їхнє осушення шляхом проведення дренажних робіту комплексі з іншими агротехнічними заходами.
Виснаження ґрунту. Це пов'язане з перевантаженням ріллі, вилученням поживних речовин із ґрунту у великих розмірах. Ґрунти втрачають органічні речовини, погіршується структура ґрунту, водний та повітряний режим, з'являється ущільнення, погіршуються біогенний та окислювально-відновний режим. Виснажуються луки та пасовища внаслідок надмірного випасання худоби.
Важливим напрямом боротьби зі виснаженням є меліорація, зрошувальні заходи.
Меліорація- це сукупність організаційних, господарських, технічних заходів, спрямованих на поліпшення ґрунтів та їх родючості.
Меліорація буває:
Гідротехнічна (зрошення, осушення, промивання засолених ґрунтів);
хімічна (вапнування, гіпсування, внесення інших хімічних меліорантів);
Агробіологічна (агролісомеліорація та ін);
Поліпшення фізичних та структурних властивостей ґрунту (піскування глинистих та глинування піщаних та торф'яних ґрунтів).
Допустимі антропогенні навантаження на довкілля
Будь-яка, що виникла за рахунок будь-якого впливу навантаження на екологічні системи, здатна вивести з нормального стану, визначається як екологічне навантаження. Допустиме антропогенне навантаження на навколишнє середовище - це навантаження, яке не змінює якості навколишнього середовища або змінює його в допустимих межах, при яких не порушується існуюча екологічна система і не виникають несприятливі наслідки в найважливіших популяціях. популяціям, екосистемам чи біосфері загалом.
БІОЛОГІЧНІ ПРАВДИ
Біологічні ставки штучні водойми, службовці для очищення стічних вод малих населених пунктів, промислових (переважно харчових) підприємств та ін.
Екологічний енциклопедичний словник. - Кишинів: Головна редакція Молдавської радянської енциклопедії. І.І. Дід ю . 1989 .
БІОЛОГІЧНІ ПРАВДИ ставки, що використовуються для біологічного очищення стічних вод. Діють за принципом самоочищення води організмами, що живуть у ній, в результаті чого накопичується илоподібна маса, яка може бути використана в сільському господарстві як добрива або як сировина для його виробництва.
Екологічний словник, 2001
- БІОЛОГІЧНІ МЕТОДИ ЗАХИСТУ РОСЛИН
- БІОЛОГІЧНІ РЕСУРСИ
Дивитись що таке "БІОЛОГІЧНІ ПРАВДИ" в інших словниках:
Штучні водойми для біологічного очищення стічних вод органічних речовинза рахунок життєдіяльності планктону, а також впливу природних фізичних факторів. Великий медичний словник
БІОЛОГІЧНЕ ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД- біологічне очищення стічних вод, спосіб очищення побутових стічних вод для санітарної охорони водойм. Заснована на розкладанні органічних речовин, що знаходяться в колоїдному та розчиненому стані, під впливом мікроорганізмів в аеробних… Ветеринарний енциклопедичний словник
очищення стічних вод- очищення стічних вод, комплекс санітарно-технічних заходів, спрямованих на усунення бактеріального та хімічного забруднення стічних вод. Нормативи окремих показників, що характеризують воду водоймища після скидання в неї очищених стічних.
- … Вікіпедія
Водойма для біологічного очищення стічних вод у природних умовах. Англійською мовою: Biological pond Див. також: Біологічні ставки Ставки Біологічне очищення стічних вод Фінансовий словник Фінам … Фінансовий словник
очищення стічних вод- обробка стічних вод з метою руйнування або видалення з них певних речовин. [ГОСТ 17.1.1.01 77] очищення стічних вод технологічних процесівобробки стічних вод з метою руйнування, знешкодження та зниження концентрації. Довідник технічного перекладача
стічні води- стічні води, води, що містять господарсько побутові та виробничі забруднення та домішки, а також талі та дощові, що видаляються з території населених пунктів та підприємств через каналізаційну мережу. Поділяються на господарсько-побутові… Сільське господарство. Великий енциклопедичний словник
Річка Москва у районі Космодаміанської набережної. Москва. Ставок, озер та боліт раніше в Москві було набагато більше. У XVIII ст. налічувалося близько 850 ставків і озер, переважно у заплавах річок Москви та Яузи. Ставки створювалися для різноманітних… Москва (енциклопедія)
Виксунський район Герб Країна … Вікіпедія
Інформація в цій статті або в деяких її розділах застаріла. Ви можете допомогти проекту, … Вікіпедія
Книги
- Інженерний захист водяного середовища. Практикум. Навчальний посібник, Вєтошкін Олександр Григорович. У практикумі наведено основні конструкції, схеми, методи та формули для розрахунку апаратів, машин та установок технології захисту гідросфери від дисперсних та розчинених неорганічних та…
- Інженерний захист водяного середовища. Навчальний посібник, Вєтошкін Олександр Григорович. У практикумі наведені основні конструкції, схеми, методи і формули для розрахунку апаратів, машин і установок технології захисту гідросфери від дисперсних і розчинених неорганічних і ...
Найефективнішим і найнадійнішим способом очищення стічних вод є рослинний світ. Це природна здатність рослин, тому що для їх зростання та розвитку необхідні біогенні елементи, такі як азот, калій, фосфор та інші речовини. Крім цього, у кореневій системі рослин накопичуються мікроорганізми, які окислюють органічні речовини.
Що таке забруднення стічних вод
Під словом «забруднення» мається на увазі зміна як фізичних, хімічних, і біологічних компонентів води у ставках, водоймах та інших місцях скупчення води. А відбувається цей процес через скидання токсичних речовин у рідкій, твердій та газоподібній формі. Це не просто становить незручності, в результаті завдається шкоди сільському господарству та агрономії, а загроза для здорового проживання, життєдіяльності та безпеки людини очевидна.
Сьогодні потреба у біологічному очищенні зросла, адже 70–75 % стічних водойм особливо потребують проведення заходів щодо поліпшення стану води. А тому перед скиданням промислової та побутової води необхідне її очищення.
Параметри
Найприйнятніша глибина ставка для очищення стічних вод – від 500 мм до 1 м, все залежить, головним чином, від рослин, які мешкатимуть у ньому, і тим самим очищатимуть водойму. Найбільш поширені ставки прямокутної форми, вони витягнуті по ходу руху води. Якщо біопруд із природною аерацією, то співвідношення довжини до ширини має становити 1:1,5, якщо ставок зі штучною аерацією – 1:3.
Види
Біологічні очищувачі надані у двох видах:
- Проточний - даний вид очищувача полягає в тому, що вже очищена вода надходить у поверхневі водойми.
- Непроточний - вода, що надходить з даного очищувача, після очищення випаровується та фільтрується за допомогою ґрунту. Якщо ж вода була недочищена, нічого страшного, вона не принесе небезпеки, тому що їй доведеться пройти крізь кореневу системурослин.
Функції
Функції, що виконуються рослинами у проточних біологічних ставках:
- Фільтрування.
- Поглинаюча функція (видаляються біогенні елементи та певні органічні речовини).
- Накопичувальна (властивість затримувати метали та органічні елементи, які важко розкладаються).
- Окислювальна (під час реакції фотосинтезу вода наповнюється киснем).
- Інтоксикаційна (токсичні речовини шляхом перетворення змінюються на нетоксичні).
Перелік культур, які найбільше підходять для природної фільтрації ставків.
- Очерет звичайний.
- Очерет.
- Рогоз широколистий.
- Рогоз вузьколистий.
- Аїр болотяний.
- Телоріз та інші культури.
Методи очищення
Біологічні методи можна розділити на два види на кшталт мікроорганізмів, які беруть безпосередню участь в очищенні:
- Аеробні – процес очищення здійснюється за допомогою мікроорганізмів, життєдіяльність яких безпосередньо залежить від кисню.
- Анаеробні – за допомогою мікроорганізмів, яким для життєдіяльності не потрібен кисень. Це спеціальні реактори, що є резервуарами, виконаними з металу. Життєдіяльність анаеробних мікроорганізмів безпосередньо пов'язана з виділенням у повітря частинок метану.
Саме застосування рослинного світу для проведення глибокого очищення стічних вод від біологічних, органічних та мінеральних забруднень у ставках є не лише найефективнішою, а й вигідною та нескладною системою очищення. Представники наглядової комісії надали дані про величезні переваги використання біологічних ставків, а також відзначили найвищий ступінь доочищення стічних вод. Енергозбереження підвищується в 100, а то й у 150 разів, системи надійні та не вимагають особливих навичок для підтримки експлуатації та утримання.
І головне, ставки з живим середовищем проживання в ньому, з торф'яним субстратом функціонують як влітку, так і взимку, а також забезпечують достатньо глибоке очищенняпонад двадцять років поспіль.
Однією з найактуальніших проблем екології на сьогоднішній день є очищення різноманітних стічних вод, забруднених різними екотоксикантами. Існує ряд шляхів вирішення цієї проблеми, одним з яких є розробка та впровадження біологічних методів очищення та доочищення стоків. Ці методи ґрунтуються на практично необмеженій здатності живих організмів використовувати різноманітність речовин, що містяться у стічних водах, у процесах життєдіяльності.
Біологічному очищенню піддаються стоки, в основному забруднені речовинами органічної природи та біогенними елементами, а також характеризуються високим вмістом завислих речовин. Біологічні методи добре себе зарекомендували в системі очищення комунально-побутових стоків як найбільш екологічно та економічно вигідні. Вони використовуються для очищення стічних вод підприємств молочно-консервної, харчової, нафтопереробної промисловості, у тваринництві тощо.
Аеробне очищення стічних вод
Біологічна переробка відходів спирається ряд дисциплін: біохімію, генетику, хімію, мікробіологію, обчислювальну техніку. Зусилля цих дисциплін концентруються на трьох основних напрямках:
- деградація органічних та неорганічних токсичних відходів;
- відновлення ресурсів для повернення в кругообіг речовин вуглецю, азоту, фосфору, азоту та сірки;
- Отримання цінних видів органічного палива.
При очищенні стічних вод виконують чотири основні операції:
1. При первинній переробці відбувається усереднення та освітлення стічних вод від механічних домішок (усереднювачі, пісколовки, грати, відстійники).
2. На другому етапі відбувається руйнування розчинених органічних речовин за участю аеробних мікроорганізмів. Утворений мул, що складається головним чином з мікробних клітин або видаляється, або перекачується в реактор. При технології, що використовує активний мул, його частина повертається в аераційний тенк.
3. На третьому (необов'язковому) етапі проводиться хімічне осадження та поділ азоту та фосфору.
4. Для переробки мулу, що утворюється на першому та другому етапах, зазвичай використовується процес анаеробного розкладання. При цьому зменшується обсяг осаду та кількість патогенів, усувається запах та утворюється цінне органічне паливо – метан.
На практиці застосовуються одноступінчасті та багатоступінчасті системи очищення. Одноступенева схема очищення стічної води представлена малюнку:
Принципова схема очисних споруд:
1 - пісковловлювачі; 2 – первинні відстійники; 3 – аеротенк; 4 – вторинні відстійники; 5 - біологічні ставки; 6 – освітлення; 7 – реагентна обробка; 8 – метатенк; АІ – активний мул.
Стічні води надходять у посередник, де відбувається інтенсивне перемішування стоків з різним якісним та кількісним складом. Перемішування здійснюється з допомогою подачі повітря. У разі необхідності в середник подаються також біогенні елементи в необхідних кількостях і вода для аміаку для створення певного значення рН. Час перебування в середнику зазвичай становить кілька годин. При очищенні фекальних стоків та відходів нафтопереробки необхідним елементом очисних споруд є система механічного очищення - пісколовки та первинні відстійники. У них відбувається відділення води, що очищається, від грубих суспензій і нафтопродуктів, що утворюють плівку на поверхні води.
Біологічне очищення води відбувається в аеротенках. Аеротенк є відкритою залізобетонною спорудою, через яку проходить стічна вода, що містить органічні забруднення та активний мул. Суспензія мулу в стічній воді протягом усього часу перебування в аеротенці піддається аерації повітрям. Інтенсивна аерація суспензії активного мулу киснем призводить до відновлення його здатності сорбувати органічні домішки.
В основі біологічного очищення води лежить діяльність активного мулу (АІ) або біоплівки, що природно виник биоценоза, що формується на кожному конкретному виробництві в залежності від складу стічних вод і обраного режиму очищення. Активний мул є темно-коричневими пластівцями, розміром до декількох сотень мікрометрів. На 70% він складається із живих організмів і на 30% - із твердих частинок неорганічної природи. Живі організми разом із твердим носієм утворюють зооглів – симбіоз популяцій мікроорганізмів, покритий загальною слизовою оболонкою. Мікроаганізми, виділені з активного мулу відносяться до різних родів: Actynomyces, Azotobacter, Bacillus, Bacterium, Corynebacterium, Desulfomonas, Pseudomonas, Sarcina та ін. Найбільш численні бактерії роду Pseudomonas, про всеїдність яких згадувалося раніше. Залежно від зовнішнього середовища, яким у цьому випадку є стічна вода, та чи інша група бактерій може виявитися переважаючим, а інші стають супутниками основної групи.
Анаеробні системи очищення
Як вже згадувалося, надлишок активного мулу може перероблятися двома способами: після висушування як добриво або потрапляє в систему анаеробного очищення. Такі ж способи очищення застосовують і при зброджуванні висококонцентрованих стоків, що містять велику кількість органічних речовин. Процеси бродіння здійснюються у спеціальних апаратах – метатенках.
Розпад органічних речовин складається із трьох етапів:
- Розчинення та гідроліз органічних сполук;
- ацидогенез;
- Метаногенез.
На першому етапі складні органічні речовини перетворюються на масляну, пропіонову та молочну кислоти. На другому етапі ці органічні кислоти перетворюються на оцтову кислоту, водень, вуглекислий газ. На третьому етапі метанообразующие бактерії відновлюють діокис вуглецю метан з поглинанням водню. За видовим складом біоценоз метатенків значно бідніший за аеробні біоценози.
Налічують близько 50 видів мікроорганізмів, здатних здійснювати першу стадію – стадію кислотоутворення. Найчисленніші серед них - представники бацил та псевдомонад. Метаноутворюючі бактерії мають різноманітну форму: коки, сарцини та палички. Етапи анаеробного бродіння йдуть одночасно, а процеси кислотоутворення та метаноутворення протікають паралельно. Оцтовокислі та метаноутворюючі мікроорганізми утворюють симбіоз, який раніше вважався одним мікроорганізмом під назвою Methanobacillus omelianskii.
Процес метанообразования - джерело енергії цих бактерій, оскільки метанове бродіння є одне із видів анаеробного дихання, під час якого електрони з органічних речовин переносяться на вуглекислий газ, який відновлюється до метану. В результаті життєдіяльності біоценозу метатенка відбувається зниження концентрації органічних речовин та утворення біогазу, що є екологічно чистим паливом. Для отримання біогазу можуть бути використані відходи сільського господарства, стоки переробних підприємств, що містять цукор, побутові відходи, стічні води міст, спиртових заводів і т.д.
Метатенк є герметичний ферментер об'ємом в кілька кубічних метрівз перемішуванням, що обов'язково обладнується газовідділювачами з протиполум'яними пастками. Метатенки працюють у періодичному режимі завантаження відходів або стічних вод з постійним відбором біогазу та вивантаженням твердого осаду після завершення процесу. В цілому, активне використання метаногенезу при зброджуванні органічних відходів - один із перспективних шляхів спільного вирішення енергетичних та екологічних проблем, що дозволяє агропромисловим комплексам перейти на автономне енергозабезпечення
Біоочищення служить завершальним етапом після механічного та фізико-хімічного очищення, після чого води відповідної якості спускають у природні водойми або на рельєф.
Біологічні ставки, будучи кінцевою ланкоюу процесах біологічної очистки стоків, остаточно формують якість води, що скидається у водні об'єкти. Наявність у системі очисних споруд біопрудів дозволяє значною мірою згладити негативний вплив слабоочищених стоків на водні басейни.
Особливу увагу необхідно приділяти наявності та ефективної роботи біологічних ставків там, де очисні спорудипрацюють незадовільно. Насамперед, це стосується тих підприємств, де біологічні ставки є практично єдиними діючими елементом у системі очищення.
На даний момент у практиці очищення госппобутових та промислових стічних вод більшість біологічних ставків переведені в безстічний режим. Тим самим практично повністю припинилося поверхневе скидання води в природні водойми. Це позитивно вплинуло на екологічний стан середніх та малих водних басейнів, значно уповільнивши їхню евтрофікацію.