Iazuri biologice pentru tratarea apelor uzate. Tehnologia construcției iazului

Procesele aerobe de purificare biochimică pot avea loc în condiții naturale și în structuri artificiale. În condiții naturale, purificarea are loc în câmpurile de irigare, câmpurile de filtrare și iazurile biologice. Structurile artificiale sunt rezervoare de aerare și biofiltre de diferite modele. Tipul de structuri este selectat ținând cont de locația instalației, condițiile climatice, sursa de alimentare cu apă, volumul apelor uzate industriale și menajere, compoziția și concentrația de poluanți. În structurile artificiale, procesele de curățare au loc într-un ritm mai rapid decât în ​​condiții naturale.

Câmpuri de irigare

Acestea sunt terenuri special amenajate utilizate simultan pentru tratarea apelor uzate și în scopuri agricole. Tratarea apelor uzate în aceste condiții are loc sub influența microflorei solului, a soarelui, a aerului și sub influența vieții vegetale.

Câmpurile agricole de irigare au următoarele avantaje față de rezervoarele de aerare:

• 1) costurile de capital și de exploatare sunt reduse;
• 2) se exclude evacuarea apelor uzate dincolo de zona irigată;
• 3) asigură randamente ridicate și durabile ale plantelor agricole;
• 4) terenurile mai puțin productive sunt implicate în producția agricolă.

În procesul de epurare biologică, apele uzate trec printr-un strat filtrant de sol, în care sunt reținute particulele suspendate și coloidale, formând o peliculă microbiană în porii solului. Filmul rezultat absoarbe apoi particulele coloidale și substanțele dizolvate în apa uzată. Oxigenul care pătrunde din aer în pori oxidează substanțele organice, transformându-le în compuși minerali. Pătrunderea oxigenului în straturile adânci ale solului este dificilă, astfel că oxidarea cea mai intensă are loc în straturile superioare ale solului (0,2-0,4 m). Cu o lipsă de oxigen în iazuri, procesele anaerobe încep să predomine.

Este mai bine să amenajați câmpurile de irigare pe soluri nisipoase, lutoase și cernoziom. Apele subterane nu trebuie să fie mai mari de 1,25 m de suprafață. Dacă păstăile de sol se află deasupra acestui nivel, atunci este necesar să se aranjeze drenajul.

[luat egal cu 5-20 m 3 (ha*zi)]

Iarna, apele uzate sunt trimise doar în câmpurile de filtrare de rezervă. Deoarece în această perioadă filtrarea apei uzate fie se oprește complet, fie încetinește, câmpul de filtrare de rezervă este proiectat ținând cont de zona de îngheț Fn (în m2):

unde Q este debitul apei uzate, m3/zi; Tn - numărul de zile de îngheț; ? - coeficient care caracterizează cantitatea de filtrare de iarnă; hn și ho sunt înălțimile straturilor de îngheț și respectiv precipitații de iarnă, m; ?l - densitatea gheţii, kg/m3.

Iazuri biologice

Sunt o cascadă de iazuri formată din 3-5 trepte, prin care curge cu viteză redusă apele uzate limpezite sau tratate biologic.

Iazurile sunt destinate epurării biologice și post-epurării apelor uzate în combinație cu alte instalații de epurare. Există iazuri cu aerare naturală sau artificială.

Iazurile cu aerare naturala au o adancime mica (0,5-1 m), sunt bine incalzite de soare si sunt populate de organisme acvatice.

Categoria K: Curățarea canalelor de scurgere

Tratarea biologică a apelor uzate în condiții naturale

Epurarea biologică a apelor uzate în condiții naturale poate fi efectuată în iazuri biologice, câmpuri de filtrare și structuri de filtrare subterane, precum și în câmpurile agricole de irigații.

Iazurile biologice sunt rezervoare de mică adâncime create artificial în care epurarea biologică a apelor uzate are loc pe soluri slab filtrante, pe baza proceselor care au loc în timpul autoepurării rezervoarelor. Iazurile biologice pot fi folosite și pentru post-tratarea apelor uzate după ce acestea au trecut prin alte instalații de tratare biologică. Iazurile pot fi singure (de mică adâncime, necurgătoare cu o adâncime de 0,6-1,2 m) sau formate din trei până la cinci iazuri, prin care curge încet lichid rezidual limpezit sau purificat biologic de pe biofiltre.

Pentru tratarea apelor uzate în regiunea climatică IV, iazurile biologice pot fi folosite tot timpul anului, în regiunile climatice II și III - numai în sezonul cald, și în sezonul rece, cu condiția ca apa din iazurile biologice să aibă o temperatură de cel puțin 8°C.

Tratarea apelor uzate în iazurile biologice poate avea loc în condiții anaerobe și aerobe. Iazurile anaerobe au o adancime de 2,5-3 m, sarcina DBO pentru apele uzate menajere este de 300-350 kg/ /(ha-zi). Biobazele aerobe cu aerare naturală pot fi utilizate pentru tratarea apelor uzate cu o concentrație de DBO.5 nu mai mare de 200-250 mg/l în zona climatică IV pe tot parcursul anului, iar în zonele climatice II și III numai în perioada caldă. Sarcina de proiectare a iazurilor pentru apele uzate sedimentate se presupune a fi de până la 250 m3/(ha-zi), pentru apa tratată biologic - până la 5000 m3/(ha-zi). Cu o suprafață a iazului de 0,5-0,25 hectare, timpul de rezidență al apelor uzate, în funcție de încărcătură, variază de la 2,5 până la 10 zile.

Pentru curățarea completă este indicat să se efectueze Bnoponds în două-trei etape, luând în fiecare etapă gradul de purificare conform DBO.5 egal cu 70%. Pentru a intensifica procesul de epurare a apelor uzate, oxigenul atmosferic este furnizat artificial în iazurile biologice. Astfel de biobaze ocupă o suprafață semnificativ mai mică și depind mai puțin de condițiile climatice; ele pot funcționa la temperaturi ale aerului de la -15 la -20 °C, iar în unele zile până la -45 °C.

Cercetare de VNII VODGEO, MISS numită după. Echipamentele de inginerie V.V. Kuibysheva și TsNIIEP, precum și rezultatele testelor de producție ale Institutului Sanitar și Igienic de Cercetare Științifică din Belarus au confirmat fezabilitatea utilizării bioiazurilor aerate pentru tratarea apelor uzate în zonele rurale cu o capacitate de debit de 100-10.000 m3/zi și pentru post-tratament - până la 50.000 m3/zi.

Bioiazurile aerate pot fi utilizate pentru tratarea apelor uzate cu o concentrație de DBO5 de până la 500 mg/l; acestea asigură tratarea eficientă a apelor uzate în zonele climatice II și III. În regiunile nordice ale zonei climatice II, precum și în zonele cu vânturi stabile iarna, este mai indicat să se utilizeze iazuri biologice cu un ciclu de recirculare (retur) al amestecului de nămol, care au caracteristici termice mai bune. Înainte de biobazine, ar trebui să se asigure tratarea mecanică a apelor uzate. La o concentratie de substante in suspensie de pana la 250 mg/l, timpul de decantare poate fi luat egal cu 0,5 ore, la o concentratie de 250-500 mg/l - 1 ora.

Orez. 1. Plan stație de epurare biologică a apelor uzate cu o capacitate de debit de 700 mc/zi 1, 2, 3, 4 - iazuri aerate, respectiv, etapele I, II, III, IV: 5 - iaz de decantare; 6 - iaz de contact; 7 - clădire de producție: 8 - conductă de aspirare a apei de serviciu; 9 - conducta de aer; 10 - conducta sub presiune a apei tehnice; 11 - camera de primire; 12 - conductă de alimentare cu diametrul de 300 mm; 13 - rezervor de decantare cu două niveluri; 14, 17 - zone de nisip; 15 - conductă de nisip; 16 - paturi de nămol

Construirea de instalații de tratare folosind biobazine aerate necesită cea mai mică investiție de capital în comparație cu tratarea prin alte metode. Costurile unitare la aceste stații sunt cu 20-50% mai mici. În plus, biobazurile aerate se caracterizează printr-un nivel ridicat de mecanizare a lucrărilor de excavare și un consum minim de beton armat și alte materiale de construcție.

Câmpurile de filtrare pot fi utilizate în unele cazuri în prezența unor terenuri cu soluri filtrante care sunt improprii pentru uz agricol și nu există pericolul de contaminare a apelor subterane utilizate pentru nevoile potabile. Locurile de teren ale câmpurilor de filtrare sunt special pregătite pentru epurarea biologică a apelor uzate, împiedicând utilizarea lor în scopuri agricole. Apele uzate furnizate câmpurilor sunt furnizate zonelor individuale (hărți) printr-un sistem de tăvi sau canale deschise (canale de deviere); complexul acestor canale alcătuieşte reţeaua de irigaţii. Colectarea și eliminarea apei purificate filtrate se realizează prin drenaj, care poate fi deschis sub formă de șanțuri în jurul perimetrului hărților sau închise, constând din conducte de drenaj așezate de-a lungul hărții la o adâncime de 1,5-2 m și şanţuri. Un sistem de drenaj și șanțuri formează un sistem de drenaj. Canalele sunt din cărămidă, moloz, beton armat, beton sau din pământ. Canalele au o secțiune transversală dreptunghiulară sau trapezoidală; sunt așezate de-a lungul rolelor de pământ care înconjoară.

La proiectarea câmpurilor de filtrare, sunt selectate zone deschise care nu sunt inundate de apele de izvor, cu un teren calm, cu o pantă naturală de cel mult 0,02. Zonele situate în apropierea zonelor în care acviferele strâng, precum și solurile de turbă și argilă și solurile saline nu sunt potrivite pentru construirea câmpurilor de filtrare. Solurile nisipoase și lutoase sunt cele mai potrivite. Se recomandă amplasarea câmpurilor pe partea sub vânt la o anumită distanță de zonele rezidențiale în funcție de debitul apei uzate: la un debit de până la 5000 m3/zi această distanță se consideră a fi de 300 m, la 5000-50.000 m3. /zi -500 m și peste 50.000 m3/zi -1000 m. Salcia și alte plantații iubitoare de umezeală sunt plantate de obicei de-a lungul contururilor câmpurilor. Lățimea fâșiei de plantare este de 10-20 m, în funcție de distanța câmpurilor față de zonele populate.

Apa uzată menajeră tratată în câmpuri de filtrare are o DBO de 10-15 mg/l, o stabilitate de 99% (adică nu putrezește) și conține nitrați până la 25 mg/l. Numărul de bacterii este redus cu 99-99,9% în comparație cu conținutul acestora în apa sursă. Nu este necesară o dezinfecție specială. Pentru exploatarea cu succes a câmpurilor, este necesară alimentarea acestora cu apă uzată care a fost clarificată anterior, adică. în mare parte eliberat de particulele în suspensie. În plus, la decontare, până la 50-80% din helminți sunt precipitați din lichidul rezidual, ceea ce reduce contaminarea solului de 7-10 ori.

Suprafața necesară pentru câmpurile de filtrare se determină pe baza normei de încărcare - cantitatea admisă de apă uzată care poate fi epurată la 1 hectar de suprafață de câmp. În plus, se ia în considerare natura solului, nivelul apei subterane și temperatura medie anuală conform standardelor de încărcare. Normele de încărcare a apelor uzate limpezite pe câmpurile de filtrare pentru zonele cu precipitații medii anuale de 300-500 mm sunt date în SNiP 2.04.03-85.

Pentru realizarea gardurilor de hartă, rețelelor de irigații, drumurilor și intrărilor pe hărți, trebuie prevăzută suprafață suplimentară. Astfel, cu o suprafață utilă a câmpurilor de filtrare de până la 0,3 hectare, se asigură suprafața suplimentară egală cu 100% din suprafața utilă, cu 0,5 hectare - 90, cu 0,8-80, cu 1 hectar - 60 și mai mult de 1 hectar - 40% din suprafața utilă terenuri.

La construirea câmpurilor de filtrare, de obicei sunt prevăzute rețele de irigare permanente și temporare. Rețeaua de irigare permanentă (Fig. 2) constă dintr-un canal principal, canale de distribuție de grup și sisteme de irigare pe hartă care deservesc hărți individuale. Aspersorul Kartovyn este ultimul element al rețelei permanente.

Orez. 2. Schema câmpurilor de irigații 1 - canale principale și de distribuție; 2 - aspersoare cu sanie; 3 - șanțuri de drenaj; 4 - drenaj; 5 - drumuri

Reteaua de irigatii este proiectata din tevi ceramice sau azbociment cu diametrul de 75-100 mm. Este permisă utilizarea tăvilor de irigare din cărămidă, beton și alte materiale. Conductele de irigare sunt așezate în soluri nisipoase cu o pantă de 0,001-0,003, iar orizontal în soluri nisipoase. Distanța dintre țevile paralele de irigare în nisip este de 1,5-2,0 m, în lut nisipos - 2,5 m. Țevile ceramice sunt așezate cu goluri de 15-20 mm; Peste îmbinările țevilor trebuie prevăzute suprapuneri. În țevile de azbociment ale rețelelor de irigare se fac tăieturi de dedesubt până la jumătate din diametru cu o lățime de 15 mm. Distanța dintre tăieturi nu trebuie să fie mai mare de 2 m. Pentru fluxul de aer, la capetele conductelor de irigare sunt instalate niște ascensoare cu un diametru de 100 mm, ridicându-se la 0,5 m deasupra suprafeței solului.

Orez. 3. Amenajarea câmpurilor de filtrare subterane 1 - ieșire din clădire; 2 - fosa septica cu trei camere din inele de beton armat; 3 - camera de dozare cu sifon de dozare; 4 - camera de distributie; 5 - scurgeri

O rețea de drenaj pe câmpurile de filtrare este prevăzută în condiții nefavorabile ale solului. Se compune din canalizare, rețea de colectare, linii de evacuare și evacuare. Sistemul de drenaj este o parte integrantă a câmpurilor, deoarece permite îndepărtarea în timp util a excesului de umiditate a solului și promovează pătrunderea aerului în stratul activ, fără de care procesul oxidativ aerob nu poate avea loc. În solurile cu permeabilitate scăzută (luturi), se construiește drenaj închis; în soluri permeabile (nisipuri, lut nisipos), drenajul fie nu este deloc necesar, fie se instalează șanțuri de drenaj deschise.

Distanța dintre drenuri depinde de gradul de permeabilitate la apă a solului, de adâncimea stratului drenat, de adâncimea drenurilor, de cantitatea de apă drenată etc. Pentru calcule preliminare, distanța dintre drenurile în nisip se consideră a fi 16. -25 m, în lut nisipos 12-15 m și în lut ușor 8-10 m. În nisipurile grosiere, în unele cazuri, drenajul se realizează sub formă de șanțuri de drenaj deschise, cu o distanță între ele de până la 100 m.

Drenajul închis se realizează în principal din țevi de ceramică nesmălțuite cu diametrul de 75-100 mm.

Drenurile trebuie amplasate perpendicular pe direcția curgerii apei subterane, cu o pantă de 0,0025-0,005. Între țevi sunt lăsate goluri de 4-5 mm. Sub rosturi se pune o pernă de lut, iar îmbinările sunt acoperite cu pâslă de acoperiș sau pâslă deasupra. Șanțurile de drenaj deschise, rețelele de colectare și evacuarea sunt dispuse sub formă de canale de formă trapezoidală cu pereți laterali la unghiul de panta naturală a solului.

Iarna, după ce solul îngheață, filtrarea apelor uzate pe câmpurile de filtrare încetinește semnificativ și uneori se oprește complet, iar apele uzate eliberate pe câmpuri îngheață. Prin urmare, în zonele cu climă rece și temperată, câmpurile de filtrare trebuie verificate pentru îngheț. De obicei, înălțimea stratului de înghețare a apelor uzate este considerată a fi de 0,6-0,8 m, în funcție de care se determină înălțimea puțurilor care înconjoară harta.

Structuri de filtrare subterane. Pentru tratarea cantităților mici de ape uzate se folosesc câmpuri de filtrare subterane. Apele uzate dintr-o clădire sau grup de clădiri sunt trimise pentru clarificare preliminară într-o fosă septică (Fig. 3). Apa limpezită intră într-o rețea de conducte așezate la adâncimea de 0,3-1,2 m cu rosturi neetanșate, prin care apa uzată pătrunde în pământ, unde se epurează în continuare. Apele uzate epurate nu sunt colectate în rețeaua de drenaj, ci se infiltrează în sol sau merg parțial cu fluxul de sol.

Cultivarea culturilor de grădină este permisă pe teritoriul câmpurilor de filtrare subterane. Dezavantajul câmpurilor de filtrare este necesitatea de a crea o zonă largă de rupere sanitară (200-300 m). Pentru instalațiile cu un debit de apă uzată de până la 12 m3/zi, în unele cazuri (în prezența solurilor filtrante, a apelor subterane adânci și nu există pericolul de contaminare a acviferelor utilizate pentru alimentarea cu apă potabilă), instalațiile de tratare funcționează pe principiul de filtrare subterană a apelor uzate pot fi adoptate (filtre cu nisip și pietriș, șanțuri filtrante, puțuri filtrante). Aceste structuri sunt destul de simplu de construit și de operat și sunt proiectate pentru un tratament biologic complet.

Structurile de filtrare subterane (spre deosebire de câmpurile de filtrare supraterane) pot fi amplasate în apropierea clădirilor pe care le deservesc și nu necesită construirea unei rețele exterioare semnificative de canalizare. Apele uzate curg către stațiile de epurare prin gravitație și, prin urmare, nu sunt necesare stații de pompare. Este recomandabil să instalați astfel de structuri în soluri nisipoase, lut nisipoase și lutoase ușor.

Apele uzate dintr-o clădire sau un grup de clădiri sunt trimise într-o fosă septică pentru clarificare preliminară. Apa limpezită, printr-o cameră de dozare și un puț de distribuție, pătrunde în conductele de drenaj situate la cel puțin 1 m deasupra nivelului apei subterane, sau într-un puț de filtrare. Prin îmbinări desigilate și tăieturi în țevi sau găuri din pereții puțului, lichidul limpezit intră în pământ, unde este purificat în continuare. La operarea sistemelor de filtrare subterane, poluarea aerului și a straturilor superioare de sol este eliminată.

Proiectele standard ale instalațiilor de tratare pentru sistemele de filtrare subterane sunt dezvoltate în conformitate cu o gamă unificată de astfel de structuri cu productivitate scăzută de 0,5-12 m3/zi. Gama de proiecte standard include: fose septice; sisteme cu câmpuri de filtrare subterane și puțuri de filtrare, utilizate în soluri nisipoase și argilo-nisipoase; sisteme cu șanțuri filtrante și filtre nisip-pietriș, utilizate pentru soluri lutoase și argiloase.

O fosă septică este o structură subterană în care apele uzate curg cu viteză mică, în timp ce substanțele în suspensie precipită și lichidul este limpezit în 1-4 zile. Sedimentul care cade în fosa septică suferă putrezire (fermentare) pe termen lung timp de 6-12 luni sub influența microorganismelor anaerobe.

Volumele calculate ale foselor septice trebuie luate din condițiile de curățare a acestora cel puțin o dată pe an. Când temperatura medie de iarnă a apelor uzate este peste 10°C sau când debitul de scurgere este mai mare de 150 l/(persoană-zi), volumul total calculat al fosei septice poate fi redus cu 20%.

Pentru consumuri de apă uzată de până la 1 m3/zi sunt prevăzute fose septice cu o singură cameră, până la 10 m3/zi - fose septice cu două camere, iar peste 10 m3/zi - fose septice cu trei camere. Volumul primei camere în fose septice cu două camere se ia egal cu 0,75; în trei camere - 0,5 volum calculat. În acest din urmă caz, volumul camerei a doua și a treia ar trebui să fie de 0,25 din volumul calculat. În fosele septice din inele de beton, toate camerele pot avea volum egal. La debite mai mari de 5 m3/zi, fiecare cameră trebuie împărțită de un perete longitudinal în două compartimente identice. Dimensiunile minime ale unei fose septice sunt: ​​adancime (de la nivelul apei) 1,3, latime 1, lungime sau diametru 1 m. Adâncimea maxima a unei fose septice nu este mai mare de 3,2 m. In fose septice trebuie asigurata ventilatie naturala. Într-un proiect tipic sunt dezvoltate fose septice cu o capacitate de debit de 0,5-0,25 m3/zi (Fig. 4).

Filtrul de nisip și pietriș este o groapă în care se așează umplutura cu filtru. În funcție de numărul de straturi de umplere, filtrele vin în tipuri cu una și două etape. În filtrele cu o singură etapă, nisipul grosier este utilizat într-un strat de 1-1,5 m; în filtrele cu două etape, prima etapă este încărcată cu pietriș, cocs, zgură granulată într-un strat de 1-1,5 m, a doua este similară. la un filtru cu o singură etapă.

Şanţul filtrant este un tip structural de filtre de nisip şi pietriş - este format din filtre dispersate şi alungite. Șanțurile sunt folosite în cazurile în care nu este permisă instalarea de filtre de nisip și pietriș din cauza apropierii de apă subterană și este imposibilă scurgerea acesteia cu o rețea de drenaj din cauza terenului. Lungimea de proiectare a șanțurilor de filtrare se ia în funcție de debitul de apă uzată și de sarcina pe conductele de irigare, dar nu mai mult de 300 m, lățimea șanțurilor la fund nu este mai mică de 0,5 m.

În șanțurile filtrante se folosește ca material de încărcare nisip grosier și cu granulație medie și alte materiale cu granulație grosieră cu grosimea stratului (între conductele de irigare și drenaj) de 0,8-1 m. Pentru conducte de irigare și filtre și șanțuri de drenaj, conducte cu se utilizează un diametru minim de 100 mm, așezându-le într-un strat de pietriș (sau alte materiale cu granulație grosieră) de 5-20 cm grosime.Adâncimea țevilor de irigare de la suprafața solului trebuie să fie de cel puțin 0,5 m. Distanța dintre irigarea paralelă. conducte și între scurgerile de evacuare în filtre cu nisip și pietriș este de 1- 1,5 m. Panta conductelor de irigare și drenaj în filtre și șanțuri nu este mai mică de 0,005.

Orez. 5. Epurarea apelor uzate în fose septice și puțuri filtrante 1 - canalizare; 2- eliberare din clădire; 3 fosa septica; 4 - conducta de scurgere; 5 - se filtrează bine

Puțuri filtrante - destinate epurării apelor uzate menajere provenite din clădiri decomandate cu un debit calculat de cel mult 1 m3/zi, după preepurare în fosă septică. Se folosesc în soluri nisipoase și argilo-nisipoase în absența unor suprafețe suficiente pentru a găzdui câmpurile de filtrare subterane și amplasarea bazei puțului este la cel puțin 1 m deasupra nivelului maxim al apei subterane (Fig. 5).

Puțurile de filtrare rotunde sunt realizate din inele de beton armat cu un diametru de cel mult 2 m, iar cele dreptunghiulare sunt din cărămidă arsă tare și piatră de grohotiș cu o dimensiune de cel mult 2x2 m în plan și 2,5 m în adâncime. În interiorul puțului, se instalează un filtru inferior de până la 1 m înălțime din pietriș, piatră zdrobită, cocs, zgură de cazan bine sinterizată și alte materiale. Pereții exteriori și baza puțului sunt acoperite cu aceleași materiale. Găurile sunt forate în pereții puțului de sub conducta de alimentare pentru a elibera apa filtrată. Fântânile sunt acoperite cu o placă cu trapă cu diametrul de 700 mm și echipate cu o conductă de ventilație cu diametrul de 100 mm.

Suprafața de filtrare calculată a puțului este determinată de suma suprafețelor fundului și suprafeței pereților interiori ai puțului pe înălțimea filtrului. Încărcarea pe 1 m2 de suprafață a filtrului în solurile nisipoase se presupune a fi de 80 l/zi, iar în solurile nisipoase - 40 l/zi. La instalarea puțurilor de filtrare în nisipuri cu granulație medie și grosieră sau când distanța dintre baza puțului și nivelul apei subterane este mai mare de 2 m, sarcina crește cu 10-20% (ultima cifră este acceptată la un depozit de apă). rata per persoană mai mare de 150 l/zi sau la o temperatură medie de iarnă a apei uzate peste 10 °C). Pentru instalațiile sezoniere, încărcătura poate fi crescută și cu 20%.

Terenurile agricole de irigații, înființate pe terenurile fermelor colective și de stat, sunt destinate recepției și neutralizării apelor uzate pe tot parcursul anului în timpul utilizării lor agricole. Aceste câmpuri au standarde scăzute de încărcare la 1 hectar de suprafață de irigare, precum și o cantitate mică de muncă de planificare. Aportul de apă uzată pe tot parcursul anului, indiferent de condițiile climatice, este posibil dacă debitele de încărcare nu depășesc 5-20 m3/zi la 1 hectar de suprafață de irigare. Terenurile agricole de irigații sunt amplasate pe soluri adecvate agriculturii, sau care pot fi folosite după o pregătire corespunzătoare (recuperare). Panta naturală a terenurilor nu trebuie să depășească 0,03 (panta cea mai acceptabilă este 0,005-0,015).

Apele uzate municipale intră mai întâi într-o stație de epurare, unde sunt pre-tratate, adică trec printr-o sită, prin capcană de nisip și prin rezervoare primare de decantare. Noaptea, apa curge în rezervoarele de control. După decantarea rezervoarelor, apa uzată este furnizată prin gravitație sau folosind pompe către punctele de comandă.

Apa este furnizată câmpurilor printr-o rețea de irigare, care este împărțită în:
a) permanente, care furnizează apă uzată câmpurilor de rotație a culturilor și constând din conducte permanente și conducte de distribuție, pozate în principal din conducte de azbociment;
b) temporare, formate din conducte portabile, aspersoare temporare, goluri si brazde de drenaj;
c) irigare, formată din brazde, fâșii și creme hidratante pentru subsol.

Conductele unei rețele permanente de irigare sunt așezate ținând cont de înghețarea solului pe terenurile arabile la o adâncime de 0,7-1,2 m, iar sub drumuri și în zonele populate - sub adâncimea de îngheț a solului cu 0,1 m până la conducta shelya. Apa este eliberată dintr-o rețea permanentă închisă prin prize speciale de apă. Fântânile de evacuare a apei, în funcție de teren și de amplasarea zonelor de irigare, sunt amplasate la o distanță de 100-200 m pentru distribuția unilaterală și 200-300 m pentru distribuția pe două părți.

Standardele de hidratare și fertilizare pentru irigarea cu ape uzate pe câmpurile agricole de irigare se stabilesc în funcție de compoziția culturilor și plantațiilor, de nevoia acestora de hrană și apă minerală, precum și de cerințele sanitare și igienice asociate cu evacuarea apelor uzate. Consumul estimat de apă este de 5-20 m3/zi la 1 ha sau 1800-7300 m3/an.

Iazurile biologice sunt rezervoare create artificial pentru tratarea biologică a apelor uzate, pe baza proceselor care au loc în timpul autoepurării rezervoarelor.

În absența unor soluri bine filtrante pentru construirea câmpurilor de filtrare sau a câmpurilor de irigare, iazurile pot fi folosite ca structuri independente pentru tratarea apelor uzate, precum și pentru post-tratarea acestora în combinație cu alte instalații de epurare.

Iazurile sunt realizate cu adâncimi mici - de la 0,5 la 1 m. Acest lucru vă permite să creați o suprafață semnificativă de contact între apă și aer și să asigurați încălzirea întregii grosimi a apei și o bună amestecare a acesteia. Astfel, se creează condiții favorabile dezvoltării masive a organismelor acvatice, în special a algelor planctonice, care asimilează substanțele nutritive și, ca urmare a procesului de sinteză, îmbogățesc apa cu oxigen, necesar oxidării substanțelor organice.

Iazuri biologice oferă un efect mai mare de auto-purificare bacteriană decât instalațiile de tratament biologic artificial. Astfel, numărul de E. coli din iazuri scade. 95,9-99,9% din conținutul inițial. Conținutul de ouă de helminți din apa care a trecut prin iazurile biologice este neglijabil.

Afluxul de ape uzate și eliminarea apei purificate din iazuri se realizează dispersat.

Pentru a permite golirea completă a iazurilor, fundul acestora trebuie să aibă o pantă ușoară spre structurile de drenaj.

Funcționarea normală a iazurilor are loc pe vreme caldă și deja la temperaturi sub 6 ° C se deteriorează brusc.

Odată cu o scădere suplimentară a temperaturii și mai ales după formarea stratului de gheață, când oxigenul nu pătrunde în apă, procesul de oxidare a materiei organice se oprește aproape complet. În această perioadă se poate produce doar înghețarea apelor uzate.

Iazurile biologice sunt de obicei calculate pe baza încărcăturii de la suprafață, în funcție de concentrația de poluanți și de condițiile de temperatură.

Se disting următoarele tipuri de iazuri biologice: 1) iazuri de diluare (creșterea peștilor); 2) iazuri fără diluare (în mai multe etape sau în serie); 3) iazuri pentru tratarea apelor uzate.

În primul caz, apele uzate, după limpezirea prealabilă în bazine de decantare, sunt amestecate cu apa dulce de râu în proporții de 1:3-1:5 și trimise în iazuri cu curgere într-o singură etapă, unde are loc procesul de oxidare a materiei organice. Sarcina de apă uzată este de 125-300 m3/(ha-zi). Dimensiunea fiecărui iaz este de 0,5-7 hectare. Timpul de rezidență al apei (inclusiv diluarea) este de 8-12 zile. Peștii pot fi crescuti în iazuri.

În al doilea caz, apa uzată, după decantarea preliminară, este trimisă într-un iaz fără diluare cu apă curată. Astfel de iazuri biologice au fost construite mai întâi la inițiativa prof. S. N. Stroganova pe câmpurile de filtrare din Moscova.

Durata epurării apelor uzate în iazurile de acest tip este mai mare decât în ​​iazurile de primul tip; Schimbul de apă are loc până la 30 de zile. Încărcarea apei uzate este aproximativ aceeași ca în iazurile de diluare [la Moscova 125-150 m3/(ha-zi)].

Costurile de construcție și exploatare pentru construirea iazurilor fără diluare sunt semnificativ mai mici decât pentru construirea iazurilor cu diluare.

Pentru a asigura o epurare adecvată a apei, iazurile fără diluare sunt dispuse în 4-5 etape (iazuri în serie), prin care apa trece secvenţial. Gradul de puritate a apei crește treptat cu fiecare etapă ulterioară. Iazurile din fiecare etapă au de obicei o suprafață de 2-2,5 hectare.

Etapele inferioare ale iazurilor biologice în serie fără diluare pot fi folosite pentru reproducerea peștilor, în principal a crapului.

La creșterea peștilor la începutul primăverii, 500-2000 aleși la 1 hectar sunt eliberați în iaz. Până la sfârșitul perioadei de toamnă, creșterea peștilor este de până la 500-800 kg la 1 hectar. Pescuitul are loc toamna târziu.

Prezența unei mase mari de nutrienți în apă favorizează creșterea intensivă a algelor (linte de rață). Pentru combaterea lor, este indicat să crești rațe în iazuri cu pești, pentru care lintia de rață este o hrană bună.

Atunci când se construiesc iazuri biologice, terenurile sunt utilizate mai pe deplin decât atunci când se construiesc câmpuri de irigare sau câmpuri de filtrare. În plus, iazurile pot fi construite pe soluri improprii pentru câmpuri.

Apele uzate care au trecut prin iazurile biologice pot fi folosite pentru irigare. În acest caz, pot fi folosite mașini de udat, irigarea estuarului, brazde lungi, aspersarea și irigarea subterană.

Dacă condițiile locale necesită o purificare sporită a apelor uzate pentru post-tratarea acesteia (după instalații de epurare artificială), se recomandă construirea de iazuri biologice de al treilea tip. Numărul de etape în astfel de iazuri ar trebui să fie: atunci când apele uzate tratate biologic intră în ele - 2-3 etape, când intră apa uzată sedimentată - 4-5 etape. Sarcina pe iazuri trebuie luată în considerare reaerarea acestora, care dă 6-7 g de oxigen la 1 m2 de iaz. Acest lucru este suficient pentru a asigura tratarea a 100-250 m3/(ha-zi) de ape uzate sedimentate (fără diluare) sau 4000-5000 m3/(ha-zi) de apă uzată epurată biologic.

Iazurile destinate epurării apelor uzate pot fi folosite și pentru piscicultură. În aceste cazuri, ar trebui să se prevadă construcția de iazuri mici suplimentare cu o adâncime de cel puțin 2,5 m pentru ca peștii să stea în ele iarna.

Recent, iazurile cu organisme fotosintetice fitoplancton, în special algele chlorella, au devenit larg răspândite pentru tratarea apelor uzate.

Aerarea artificială poate intensifica în mod semnificativ procesele de tratare biochimică a apelor uzate, poate crește adâncimea iazului la 3-4 m, ceea ce stabilizează procesul și face iazurile mult mai compacte.

Iazurile biologice sunt gropi de mică adâncime cu o adâncime de 0,5-1 m cu aerare naturală și până la 3-4,5 m (în funcție de caracteristicile dispozitivului de aerare) cu aerare artificială. Sunt amplasate pe soluri nefiltrante sau slab filtrante.

De regulă, iazurile biologice au o formă dreptunghiulară și sunt alungite în direcția mișcării apei; atunci când se folosesc aeratoare mecanice autopropulsate, pot fi rotunde. Raportul dintre lungime și lățime în iazurile biologice cu aerare naturală ar trebui să fie de 1:15, cu aerare artificială - 1:3. Pentru a evita formarea zonelor de stagnare, apa uzată este furnizată dispersat în iazurile biologice.

Direcția de mișcare a lichidului rezidual în iazurile biologice ar trebui să fie perpendiculară pe direcția vântului dominant.

Se admite trimiterea apelor uzate cu DBO de cel mult 25 mg/l la iazuri pentru curăţare profundă pentru iazurile cu aerare naturală şi de cel mult 50 mg/l pentru iazurile cu aerare artificială.

În funcție de natura proceselor care au loc într-un iaz biologic, acestea sunt împărțite în trei tipuri principale: aerobe, facultative și anaerobe.

Iazurile biologice aerobe conțin oxigen pe toată adâncimea apei, care este de obicei de 0,3 - 0,45 m, care se realizează prin procese de reaere și fotosinteză.

Iazurile biologice facultative, având o adâncime de 1,2 până la 2,5 m, sunt cele mai des folosite pentru tratarea apelor uzate la adâncime. Aceste iazuri se mai numesc si aerobic-anaerobe. Culturile aerobe se dezvoltă în straturile superioare, iar în straturile inferioare se dezvoltă aerobi și anaerobi facultativi, capabili să efectueze procese de fermentare a metanului.

Saturația apei cu oxigen are loc datorită proceselor de fotosinteză efectuate de alge. Iazurile conțin, de asemenea, micro și macrofaună într-un grad sau altul: viermi protozoare, rotifere, insecte etc.

Iazurile biologice anaerobe funcționează cu încărcături foarte mari de poluanți organici. Principalele procese biochimice care apar în ele sunt formarea de acizi și fermentarea metanului.

Recent, iazurile biologice cu vegetație acvatică mai mare (HAP) s-au răspândit. În astfel de iazuri, după o anumită schemă, se plantează culturi acvatice precum stuf, stuf, coda, telor etc.. Plantele intensifică procesul de purificare, elimină substanțele nutritive, utilizându-le activ în alimentația lor, scot din apă și acumulează grele. metale, izotopi radioactivi și alte poluări specifice. Fitoncidele eliberate de VVR contribuie la dezinfectarea apei. Cultivarea VVR este de preferat utilizării algelor unicelulare și mici pentru a elimina nutrienții și alți contaminanți. Acest lucru se explică prin faptul că VVR se dezvoltă foarte repede, prin urmare, consumă o cantitate mare de nutrienți, eliminându-i din apă. În același timp, VVR este mai ușor de îndepărtat dintr-un biobaz decât algele mici, ceea ce previne poluarea secundară a rezervorului cauzată de descompunerea biomasei vegetale moarte.

În scurgerile din iazurile biologice, reducerea globală a concentrației de poluanți în ceea ce privește DBO total poate ajunge la 60-98%, iar în solidele în suspensie - 90-98%.

Iazurile biologice necesită crearea unor zone largi de protecție sanitară (200 m).

Nitrificare

O caracteristică a oxidării biochimice a substanțelor organice din apă este procesul care o însoțește nitrificare , distorsionând tiparul consumului de oxigen

Nitrificare - procesul de transformare biologică a compușilor cu azot redus în compuși anorganici oxidați conform schemei:

3 6 9 12

Orez. 3. Modificarea naturii consumului de oxigen în timpul nitrificării.

Nitrificarea are loc sub influența unor bacterii nitrifiante speciale - Nitrozomonas, Nitrobacter etc. Aceste bacterii asigură oxidarea compușilor care conțin azot care sunt de obicei prezenți în ape naturale poluate și în unele ape uzate și, prin urmare, contribuie la transformarea azotului, mai întâi din amoniu în nitriți, iar apoi la forme de nitrați.

Procesul de nitrificare are loc și atunci când proba este incubată în baloane cu oxigen. Cantitatea de oxigen utilizată pentru nitrificare poate fi de câteva ori mai mare decât cantitatea de oxigen necesară pentru oxidarea biochimică a compușilor care conțin carbon organic. Debutul nitrificării poate fi înregistrat cel puțin pe graficul creșterilor zilnice ale BOD în timpul perioadei de incubație. Nitrificarea începe aproximativ în a 7-a zi de incubație (vezi Fig. 9), prin urmare, la determinarea BOD timp de 10 sau mai multe zile, este necesar să se introducă substanțe speciale în probă - inhibitori care suprimă activitatea bacteriilor nitrificatoare, dar nu afectează microflora normală (adică asupra bacteriilor - oxidanți ai compușilor organici). Ca inhibitor se folosește tioureea (tiocarbamidă), care se introduce în probă sau în apă de diluare la o concentrație de 0,5 mg/ml.

În timp ce atât apele uzate naturale, cât și cele menajere conțin un număr mare de microorganisme care se pot dezvolta datorită substanțelor organice conținute în apă, multe tipuri de ape uzate industriale sunt sterile, sau conțin microorganisme care nu sunt capabile să prelucreze aerob substanțe organice. Cu toate acestea, microbii se pot adapta (adapta) la prezența diferiților compuși, inclusiv a celor toxici. Prin urmare, atunci când se analizează astfel de ape uzate (care, de regulă, se caracterizează printr-un conținut ridicat de substanțe organice), diluarea este de obicei utilizată cu apă saturată cu oxigen și care conține aditivi de microorganisme adaptate. La determinarea DBO a apelor uzate industriale, adaptarea prealabilă a microflorei este crucială pentru obținerea unor rezultate corecte de analiză, deoarece Astfel de ape conțin adesea substanțe care încetinesc foarte mult procesul de oxidare biochimică și uneori au un efect toxic asupra microflorei bacteriene.

Pentru a studia diverse ape uzate industriale care sunt greu de supuse oxidării biochimice, metoda utilizată poate fi utilizată în varianta determinării DBO „totală” (BOD total).

Dacă proba conține multă materie organică, se adaugă apă de diluție. Pentru a obține acuratețea maximă a analizei DBO, proba analizată sau amestecul probei cu apă de diluare trebuie să conțină o astfel de cantitate de oxigen încât în ​​timpul perioadei de incubare concentrația acesteia să scadă cu 2 mg/l sau mai mult, iar concentrația de oxigen rămasă după 5 zile de incubație trebuie să fie de cel puțin 3 mg/l. Dacă conținutul de OD din apă este insuficient, atunci este mai întâi o probă de apă aeriseste pentru a satura aerul cu oxigen. Cel mai corect rezultat (exact) este considerat a fi acela în care se consumă aproximativ 50% din oxigenul prezent inițial în probă.

În apele de suprafață, valoarea BOD 5 variază de la 0,5 la 5,0 mg/l; este supusă schimbărilor sezoniere și zilnice, care depind în principal de schimbările de temperatură și de activitatea fiziologică și biochimică a microorganismelor. Modificările în DBO a 5 rezervoare naturale atunci când sunt poluate cu apele uzate sunt foarte semnificative.

Standardul pentru BOD este complet. nu trebuie să depășească: pentru rezervoare pentru uz menajer și de apă potabilă - 3 mg/l; pentru rezervoare pentru uz cultural și menajer - 6 mg/l. În consecință, putem estima valorile maxime admise ale BOD 5 pentru aceleași rezervoare, egale cu aproximativ 2 mg/l și 4 mg/l.

Denitrificarea

Denitrificarea - proces microbiologic de reducere a compușilor de azot oxidat (nitrați, nitriți) la produse azotate gazoase (de obicei până la N2):

Denitrificarea are loc ca urmare a activității vitale a bacteriilor, anaerobi facultativi, care folosesc nitrații și nitriții ca agenți oxidanți în absența oxigenului (respirație anaerobă). Procesul presupune oxidarea substanțelor organice și este catalizat de enzime speciale. Denitrificarea elimină azotul din sol și apă ca gaz N2 în atmosferă.

Procesul de denitrificare are loc activ în soluri umede, slab aerate sau inundate, rezervoare eutotrofe, la un pH de 7-8, o cantitate suficientă de nitrați și materie organică ușor disponibilă. Denitrificarea este considerată principala cauză a pierderilor de azot în agricultură - îngrășămintele pot pierde până la 50% din azotul fixat ca urmare a denitrificării. Deși procesele de denitrificare sunt efectuate de microorganisme nu în scopul obținerii de azot, ele sunt cele care „închid” ciclul azotului în ecosistem, returnând N2 gazos în atmosferă.

Denitrificarea este procesul invers de transformare a amoniului în nitriți și apoi în nitrați. Diferența este că nitrificarea este un proces oxidativ care are loc în prezența oxigenului. Astfel de procese sunt numite și aerobe. Procesul de denitrificare, dimpotrivă, este anaerob, adică are loc fără oxigen. În acest caz, are loc o reducere secvenţială a nitraţilor în nitriţi, apoi în oxid nitric, protoxid de azot şi, în final, azot.

În esență, procesul de denitrificare completează ciclul complet al ciclării azotului într-un rezervor. Tot azotul care intră este eliminat în atmosferă.

Un proces aparent simplu într-un acvariu poate deveni complet complicat și greu de controlat. Faptul este că procesul de recuperare are loc cu participarea directă a bacteriilor anaerobe facultative Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus, Denitrobacillus. Spre deosebire de nitrificare, a cărei implementare cu succes necesită bacterii Nitrosomonas și Nitrobacter, apă care conține amoniu sau nitriți și oxigen, denitrificarea este un proces destul de consumator de energie.

Ciclul azotului este în prezent puternic afectat de oameni. Următoarele procese duc la modificări semnificative ale ciclului azotului:

Producția în masă de îngrășăminte cu azot și utilizarea lor duce la acumularea excesivă de nitrați;

Suprimarea activității microorganismelor ca urmare a contaminării solului cu deșeuri industriale duce la scăderea ratei de conversie a amoniacului în nitrați;

Azotul furnizat câmpurilor sub formă de îngrășăminte se pierde din cauza înstrăinării, levigarii și denitrificării culturilor, iar îngrășămintele cu amoniu se acumulează în sol;

Ca urmare a fixării industriale a azotului molecular din atmosferă în scopul producerii de îngrășăminte cu azot, echilibrul natural de azot este brusc perturbat.

Cu toate acestea, aceste procese sunt de natură locală. Mult mai importantă este pătrunderea oxizilor de azot în atmosferă în timpul arderii combustibilului la termocentrale, transporturi, fabrici, în special în zonele industriale. Sub influența radiațiilor din atmosferă, reacțiile hidrocarburilor cu oxizi de azot au loc cu formarea de compuși foarte toxici și cancerigeni.

Concluzie

Chiar și în orașele Egiptului antic, Greciei și Romei, existau sisteme de canalizare prin care deșeurile umane și animale erau transportate în corpurile de apă - râuri, lacuri și mări. În Roma antică, înainte de a fi deversate în Tibru, apele uzate erau acumulate și păstrate într-un iaz-așezare-cloaca (cloaca maxima). În Evul Mediu, această experiență a fost în mare măsură uitată; apoi, excrementele umane și animale au fost turnate pe străzile orașului și îndepărtate sporadic. Acest lucru a cauzat poluarea și contaminarea surselor de apă potabilă și a dus la epidemii de holeră, tifoidă, dizenterie amibiană etc. La începutul secolului al XIX-lea, în Anglia a fost inventat un dulap de apă (WC). Există o nevoie clară de a trata apele uzate și de a preveni intrarea lor în surse de apă potabilă. Apele uzate erau colectate și păstrate în recipiente mari, iar nămolul era folosit ca îngrășământ. La începutul secolului al XX-lea au fost dezvoltate sisteme intensive de tratare a apelor uzate menajere, inclusiv câmpuri de irigații, unde apa era purificată prin filtrare prin sol, filtre cu jet cu piatră spartă și încărcare cu nisip, precum și rezervoare cu aerare forțată - rezervoare de aerare. . Acestea din urmă sunt componenta principală a stațiilor moderne de epurare aerobă a apelor uzate urbane.

Avantajul curățării aerobe este viteza mare și utilizarea de substanțe în concentrații scăzute. Dezavantaje semnificative, mai ales la tratarea apelor uzate concentrate, sunt costurile mari de energie pentru aerare și problemele asociate cu tratarea și eliminarea cantităților mari de nămol în exces. Procesul aerob este utilizat pentru tratarea apelor uzate menajere, industriale și de porc cu un COD care nu depășește 2000. Aceste dezavantaje ale tehnologiilor aerobe pot fi eliminate prin tratarea anaerobă preliminară a apelor uzate concentrate folosind metoda digestiei metanului, care nu necesită energie. cheltuieli pentru aerare și, în plus, este asociată cu formarea unui purtător de energie valoros – metanul. Avantajul procesului anaerob este și formarea relativ nesemnificativă a biomasei microbiene. Dezavantajele includ incapacitatea de a elimina contaminanții organici în concentrații scăzute. Pentru tratarea în profunzime a apelor uzate concentrate, tratamentul anaerob trebuie utilizat în combinație cu o etapă aerobă ulterioară. Alegerea tehnologiei și a caracteristicilor de tratare a apelor uzate este determinată de conținutul de contaminanți organici din aceasta.

Una dintre cele mai presante probleme de mediu în prezent este tratarea unei varietăți de ape uzate contaminate cu diverși substanțe ecotoxice. Există o serie de modalități de a rezolva această problemă, dintre care una este dezvoltarea și implementarea metodelor biologice de tratare și post-tratare a apelor uzate. Aceste metode se bazează pe capacitatea practic nelimitată a organismelor vii de a utiliza varietatea de substanțe conținute în apele uzate în procesele lor de viață.

Efluenții care sunt în principal contaminați cu substanțe organice și nutrienți și, de asemenea, caracterizați printr-un conținut ridicat de solide în suspensie, sunt supuși tratamentului biologic. Metodele biologice s-au dovedit bine în sistemul de epurare a apelor uzate municipale, fiind cele mai benefice din punct de vedere ecologic și economic. Sunt utilizate pentru tratarea apelor uzate de la întreprinderile din industria conservelor de lactate, industria alimentară, rafinarea petrolului, creșterea animalelor etc.

Tratarea aerobă a apelor uzate

Prelucrarea deșeurilor biologice se bazează pe o serie de discipline: biochimie, genetică, chimie, microbiologie, tehnologie informatică. Eforturile acestor discipline sunt concentrate în trei domenii principale:
- degradarea deşeurilor toxice organice şi anorganice;
- reînnoirea resurselor pentru a returna carbon, azot, fosfor, azot și sulf în ciclu;
- obţinerea unor tipuri valoroase de combustibil organic.

La tratarea apelor uzate se efectuează patru operațiuni principale:
1. În timpul prelucrării primare, apa uzată este omogenizată și limpezită de impuritățile mecanice (mediatoare, capcane de nisip, grătare, rezervoare de decantare).
2. În a doua etapă, distrugerea substanțelor organice dizolvate are loc cu participarea microorganismelor aerobe. Nămolul rezultat, constând în principal din celule microbiene, este fie îndepărtat, fie pompat în reactor. Cu tehnologia care utilizează nămol activ, o parte din acesta este returnată în rezervorul de aerare.
3. A treia etapă (opțională) implică precipitarea chimică și separarea azotului și fosforului.
4. Pentru tratarea nămolului generat în prima și a doua etapă se utilizează de obicei procedeul de descompunere anaerobă. Acest lucru reduce volumul de sedimente și numărul de agenți patogeni, elimină mirosul și produce combustibil organic valoros - metan.

În practică, se folosesc sisteme de curățare cu o singură etapă și mai multe etape. O schemă de tratare a apelor uzate într-o singură etapă este prezentată în figură:

Schema schematică a instalațiilor de tratare:
1 - capcane de nisip; 2 - decantoare primare; 3 - rezervor de aerare; 4 - decantoare secundare; 5 - iazuri biologice; 6 - iluminare; 7 - tratarea cu reactiv; 8 - metatanc; AI - nămol activ.

Apele uzate intră în omogenizator, unde are loc amestecarea intensivă a apelor uzate cu compoziții calitative și cantitative diferite. Amestecarea se realizează prin alimentare cu aer. Dacă este necesar, elementele biogene în cantitățile necesare și apă cu amoniac sunt, de asemenea, furnizate omogenizatorului pentru a crea o anumită valoare a pH-ului. Timpul de rezidență în omogenizator este de obicei de câteva ore. La curățarea apelor uzate fecale și a deșeurilor de rafinare a petrolului, un element necesar al instalațiilor de tratare este un sistem de tratare mecanică - capcane de nisip și rezervoare primare de decantare. Ele separă apa purificată de suspensiile grosiere și produsele petroliere care formează o peliculă la suprafața apei.
Purificarea biologică a apei are loc în rezervoare de aerare. Un rezervor de aerare este o structură deschisă din beton armat prin care trece apa uzată care conține contaminanți organici și nămol activ. Suspensia nămolului în apele uzate este supusă aerării cu aer pe toată durata în care se află în rezervorul de aerare. Aerarea intensivă a suspensiei de nămol activ cu oxigen duce la restabilirea capacității acesteia de a absorbi impuritățile organice.

Tratarea biologică a apei se bazează pe activitatea nămolului activ (AS) sau a biofilmului, o biocenoză naturală care se formează în fiecare producție specifică în funcție de compoziția apei uzate și de modul de tratare selectat. Nămolul activat este fulgi maro închis, de până la câteva sute de micrometri. Este format din 70% organisme vii și 30% particule solide de natură anorganică. Organismele vii, împreună cu un purtător solid, formează zoogley - o simbioză a populațiilor de microorganisme, acoperită cu o membrană mucoasă comună. Microorganismele izolate din nămolul activat aparțin diverselor genuri: Actynomyces, Azotobacter, Bacillus, Bacterium, Corynebacterium, Desulfomonas, Pseudomonas, Sarcina etc. Cele mai numeroase sunt bacteriile din genul Pseudomonas, a căror natură omnivoră a fost menționată mai devreme. În funcție de mediul extern, care în acest caz este apa uzată, unul sau altul grup de bacterii poate fi predominant, iar restul devin sateliți ai grupului principal.

Sisteme de tratare anaerobă

După cum sa menționat deja, excesul de nămol activ poate fi procesat în două moduri: după uscare ca îngrășământ sau intră în sistemul de tratare anaerobă. Aceleași metode de tratare sunt utilizate pentru fermentarea apelor uzate foarte concentrate care conțin cantități mari de materie organică. Procesele de fermentare se desfășoară în aparate speciale - metatancuri.
Descompunerea materiei organice constă în trei etape:
- dizolvarea si hidroliza compusilor organici;
- acidogeneza;
- metanogeneza.
În prima etapă, substanțele organice complexe sunt transformate în acizi butiric, propionic și lactic. În a doua etapă, acești acizi organici sunt transformați în acid acetic, hidrogen și dioxid de carbon. În a treia etapă, bacteriile producătoare de metan reduc dioxidul de carbon în metan și absorb hidrogenul. În ceea ce privește compoziția speciilor, biocenoza metatancurilor este mult mai săracă decât biocenozele aerobe.
Există aproximativ 50 de specii de microorganisme capabile să realizeze prima etapă - etapa de formare a acidului. Cei mai numeroși dintre ei sunt reprezentanți ai bacililor și pseudomonadelor. Bacteriile producătoare de metan vin sub o varietate de forme: coci, sarcina și bastonașe. Etapele fermentației anaerobe au loc simultan, iar procesele de formare a acidului și formarea metanului au loc în paralel. Acidul acetic și microorganismele care formează metan formează o simbioză, considerată anterior un microorganism numit Methanobacillus omelianskii.

Procesul de formare a metanului este o sursă de energie pentru aceste bacterii, deoarece fermentația metanului este un tip de respirație anaerobă, în timpul căreia electronii din substanțele organice sunt transferați în dioxid de carbon, care este redus la metan. Ca urmare a activității de viață a biocenozei metatancului, concentrația de substanțe organice scade și se formează biogaz, care este un combustibil prietenos cu mediul. Pentru producerea biogazului pot fi utilizate deșeurile agricole, apele uzate de la fabricile de procesare care conțin zahăr, deșeurile menajere, apele uzate din orașe, distilerii etc.
Metatancul este un fermentator etanș cu un volum de câțiva metri cubi cu agitare, care este în mod necesar echipat cu separatoare de gaz cu capcane de flacără. Digestoarele funcționează într-un mod periodic de încărcare a deșeurilor sau a apei uzate cu o selecție constantă de biogaz și descărcarea nămolului solid după finalizarea procesului. În general, utilizarea activă a metanogenezei în fermentarea deșeurilor organice este una dintre modalitățile promițătoare de a rezolva împreună problemele energetice și de mediu, ceea ce permite complexelor agricole să treacă la alimentarea autonomă cu energie.

Biopurificarea servește ca etapă finală după purificarea mecanică și fizico-chimică, după care apa de calitate adecvată este eliberată în rezervoare naturale sau pe teren.

Iazurile biologice, fiind veriga finală în procesele de epurare biologică a apelor uzate, modelează în cele din urmă calitatea apei deversate în corpurile de apă. Prezența bioiazurilor în sistemul stației de epurare poate atenua semnificativ impactul negativ al apelor uzate prost tratate asupra bazinelor de apă.

O atenție deosebită trebuie acordată prezenței și funcționării eficiente a iazurilor biologice în care stațiile de epurare a apelor uzate nu funcționează satisfăcător. În primul rând, acest lucru se aplică acelor întreprinderi în care iazurile biologice sunt practic singurul element activ din sistemul de epurare.

În prezent, în practica de tratare a apelor uzate menajere și industriale, majoritatea iazurilor biologice sunt transferate în modul fără scurgere. Astfel, descărcarea de suprafață a apei în rezervoarele naturale s-a oprit aproape complet. Acest lucru a avut un efect pozitiv asupra stării ecologice a bazinelor de apă medii și mici, încetinind semnificativ eutrofizarea acestora.