Как происходит очистка загрязненной воды в биофильтрах: принцип работы
Биологические фильтры — системы очистки воздуха и жидкостей от органических соединений, частиц пыли, фенола, формальдегидов, паров, кислот и других веществ. Биофильтры используют на станциях по очистке сточных вод, полигонах твердых бытовых отходов, заводах по переработке мусора, в сельском хозяйстве. Метод удаления загрязнения производители также применяют при изготовлении автономных канализаций для частных домов. Расскажем, как происходит очистка воды, и насколько она эффективна.
- Какие методы удаления загрязнений из сточных вод используют
- Как действует биоочистка
- Виды бактерий для биологической очистки
- Виды оборудования для биоочистки
- Факторы, влияющие на эффективность очистки
Какие методы удаления загрязнений из сточных вод используют
Методы удаления загрязнений делятся на четыре основные группы:
- Физические. К этим способам относят отстаивание жидкости, процеживание, механическое удаление загрязнений.
- Химические. В воду добавляют реагенты. Какие — зависят от веществ, которые загрязняют жидкость. Как правило, проводится обработка щелочью или кислотой, хлор или ее производные, озоном, перманганатом калия. После взаимодействия с химией токсичные соединения распадаются на безопасные.
- Физико-химические. К этим методам очистки относят коагуляцию и флокуляцию, сорбцию, флотацию, ионный обмен. При удалении веществ пользуются установками обратного осмоса, ионообменными фильтрами.
- Биологические. В загрязненную жидкость добавляют скопление микроорганизмов. Они поглощают и перерабатывают вещества, которые загрязняют воду. В очистных сооружениях используют аэробные и анаэробные бактерии.
Как действует биоочистка
Все системы биологической очистки работают благодаря природной способности микроорганизмов питаться и размножаться, поглощая органические примеси и некоторые неорганические соединения. Удаление загрязнений в жидкости осуществляется следующим образом:
- Микроорганизмы в биологическом фильтре получают энергию для своей жизнедеятельности.
- Что-то из органики бактерии или грибы используют как пищу для увеличения своей численности.
- При взаимодействии с бактериями токсичные вещества преобразуются в углекислый газ или метан, воду.
Часть веществ после обработки образует осадок, который нельзя растворить. Оседают на дно и продукты жизнедеятельности бактерий, погибшие микроорганизмы. Осадок периодически удаляют либо используют как удобрение.
Виды бактерий для биологической очистки
Вредные вещества, которые загрязняют воду, удаляют с помощью определенных бактерий, грибов, простейших водорослей и растений. Выбор зависит от того, какие примеси преобладают в жидкости, насколько чистой должна быть вода.
Все микроорганизмы для удаления загрязнений делят на две группы:
- Аэробные. Не могут жить без кислорода, поэтому в системах очистки обустраивают естественную или принудительную вентиляцию для притока воздуха. Кислорода нужно много, и поступать он должен постоянно. Без воздуха происходит гибель аэробов.
- Анаэробные. Для их жизни внутри станций очистки воды кислород не нужен. Микроорганизмы помещают в закрытую емкость из стекловолокна, бетона или пластика. Анаэробные бактерии не способны удалить жиры, масла и химические средства, которые загрязняют жидкость.
Аэробные и анаэробные бактерии также делятся на подвиды. Каждый перерабатывает определенные примеси, которые загрязняют сточные воды. Например, нитрифицирующие микроорганизмы окисляют соединение азота, нитчатые — соединения углерода.
Также для удаления веществ, которые загрязняют воду, можно использовать определенную растительность. Рогоз, камыш, роголистник, ряска — все они выделяют кислород для поддержания жизни аэробов.
Виды оборудования для биоочистки
Для биологической очистки производители выпускают различное оборудование. Оно отличается назначением, конструкцией, режимами работы, наполнением и прочими характеристиками.
Биофильтры
Биофильтры представляют собой емкости, заполненные загрузочным материалом. Жидкость проходит через устройство, в результате чего образуется биологическая пленка из бактерий. Биофильтры бывают сухими и мокрыми. В мокрых используют анаэробные бактерии, в сухих — аэробные.
Устройства также изготавливают с объемной и плоской загрузкой. Объемная загрузка — это гравий, щебень, шлак. Такой биофильтр обладает высокой окислительной и водонагрузочной мощностью. Плоская загрузка — это керамика, ткань, асбестоцемент. Эти биофильтры популярны благодаря энергоемкости и пропускной способности.
Аэротенки
Аэротенк — сооружения с принудительной подачей воздуха. Для этого производители оснащают станции очистки пневматическими или механическими аэраторами, активным илом. В процессе происходит перемешивание стоков и активного ила, а затем полученная жидкость оказывается внутри резервуара. Далее эти стоки пропускаются через воздушный поток или чистый кислород. Аэрация выполняет два полезных действия: смешивает массу и задействует микроорганизмы для переработки вредных веществ.
Метантенки
Метантенки — это закрытые емкости для удаления загрязняющих стоки примесей с использованием микроорганизмов в анаэробных условиях. Бактерии формируют биогаз метан, из-за чего сооружения и получили свое название. Для ускорения брожения метантенк подогревают, а содержимое перемешивают. Как правило, в резервуар попадают не сами сточные воды, а осадок после отстойника.
Биопруды
Дно пруда глубиной не больше метра, покрывают активным илом. В теплое время года вода нагревается солнечными лучами, водоем насыщается кислородом. Микроорганизмы начинают активно размножаться, происходит поглощение вредных веществ, которые загрязняют жидкость. Зимой процесс приостанавливается, бактерии находятся в состоянии сна.
Поля фильтрации
Такие системы фильтрации возводят на торфяных, глинистых, песчаных и суглинистых почвах, которые используются как фильтрующий материал. Для обустройства роют траншеи и укладывают туда трубы. Стоки из этих труб попадают в вырытые канавки, дно которых покрывают слоем микроорганизмов. Стоки с подземными водами не контактируют, поскольку отводятся в дренажную сеть.
Такой метод очистки используют и для домашних канализаций, если есть участок под поля фильтрации, и его площадь превосходит размеры септика. Перед обустройством делают схему земли, где будет происходить вторичная очистка. После удаления вредных веществ жидкость можно использовать для полива огородных и садово-ягодных культур, декоративных растений.
Мембранные биореакторы
В сооружениях есть две секции. В первой происходит биоочистка сточных вод с помощью активного ила. Во второй находятся мембраны. После прохождения через них внутри остаются все оставшиеся в жидкости взвешенные примеси и микроорганизмы. Поры мембран различаются размерами, могут составлять от 0,01 до 0,1 мкм. Тем самым обеспечивается эффективное удаление даже мельчайших частиц.
Станции биологической очистки
Сооружения состоят из нескольких камер, где происходит последовательная очистка сточных вод. Жидкость перетекает из одной емкости в другую. В этих емкостях есть активный ил и кислород. Биологические станции нуждаются в периодическом обслуживании. Резервуары нужно промывать мощной струей чистой воды.
Септики
Такие системы биоочистки используют для организации автономных канализаций в загородных домах. В септиках могут использоваться аэробы или анаэробы. В аэробных устройствах нужно следить за количеством кислорода, его должно быть достаточно. Анаэробные работают автономно. Однако в любом случае нужно периодически добавлять новую биомассу для эффективного удаления загрязнений в септике.
Факторы, влияющие на эффективность очистки
Для того чтобы фильтры для очистки сточных вод работали эффективно, нужно поддерживать определенные условия:
- Температура внутри станции. Для аэробных бактерий комфортный показатель — от +9 до +28℃. Анаэробные микроорганизмы живут при t от +9 до +37℃.
- Влажность внутри фильтра. Чем больше показатель, тем эффективнее происходит биоочистка. Минимальная влажность для жизнедеятельности бактерий — 60%.
- Достаточное количество кислорода. Приток воздуха нужен только для аэробов.
- Максимальная нагрузка на биомассу. Если объем загрязнений больше, их удаление не происходит.
- Нет соединений, разрушающих активный ил. Если в стоках есть такие примеси, их удаляют до попадания жидкости в биофильтр.
Также важно, чтобы у микроорганизмов была питательная среда. Она состоит из веществ, которые легко усваиваются бактериями. Основой питательных средств является азот и углерод.
В интернет-магазине Epool можно купить фильтры для очистки сточных вод с различной производительностью для канализационных систем в загородных домах. Консультации по ассортименту можно получить по контактным телефонам.
