К ВОПРОСУ ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРУДАХ
№11,
Биологические науки
Арыштаев Николай Аркадьевич
Ключевые слова: БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА; ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ; СТОЧНЫЕ ВОДЫ; БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРУД; BIOLOGICAL TREATMENT; TREATMENT FACILITIES; SEWAGE; BIOLOGICAL POND.
В процессе биологической очистки сточных вод на сооружениях повторяются методы естественного самоочищения природных водоемов. Если организовать такие водоемы для очистки сточных вод, то это намного удешевит процесс очистки, а качество очищенной воды при соблюдении нагрузки, будет соответствовать установленным ПДК для загрязняющих веществ в водных объектах.
Биологическая очистка сточных вод представляет собой такую очистку вод, при которой из них удаляется растворенная часть загрязняющих веществ (органические загрязнители, биогенные вещества). В процессе биологической очистки происходит минерализация и обезвреживание органических веществ, не удаленных в процессе механической очистки.
Биологический пруд – созданный искусственно или путем запруживания реки водоем, в котором протекает процесс биологической очистки сточных вод, основанный на процессах самоочищения в естественной среде. Искусственно созданный биопруд имеет форму прямоугольника с соотношением сторон 1:1,5 редко 1:3. В зависимости от типа используемых микроорганизмов определяется глубина такого пруда: для аэробных микроорганизмов глубина составляет 0,6-1,2 метра, а для анаэробных – 2,5-3 метра. Так же биологические пруды бывают непроточные и проточные (рисунок 1) [1,2].
Рисунок 1 – Биологические пруды [3].
В непроточных прудах,изображенных на рисунке,поступающие стоки в ходе очистки испаряется, фильтруется почвой. В проточных — очищенная вода поступает в поверхностные водоемы.
Такие пруды можно использовать для очистки и доочистки хозяйственно-бытовых, промышленных, сельскохозяйственных сточных вод, но их использование осложняется расположением в климатических поясах (рисунок 2).
Рисунок 2 – Расположение климатических поясов [4].
В первом климатическом поясе использовать биопруды можно круглый год, тогда как во втором, третьем и четвертом поясе только в теплый сезон, в холодный сезон только при условии, что температура воды в прудах будет не ниже +8°С. Активность микроорганизмов с понижением температуры уменьшается, а образовывающийся на поверхности лед прекращает доступ в пруд кислорода, необходимого для процесса окисления органических веществ.
В первом климатическом поясе выгодно использовать анаэробный тип биопрудов. Они представляют собой герметичные резервуары, выполненные металла или железобетона. Для жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов не требуется кислород, процесс очистки вод происходит без выброса энергии и данный способ очистки является более дешевым, нагрузка по БПК для хозяйственно-бытовых вод 300-350 м3/га в сутки. В аэробных типах естественной аэрации нагрузка составляет 200-250м3/га в сутки, для биологической доочистки 5000 м3/га в сутки. Например, для биологического пруда площадью 0,25-0,5 га время очистки вод, в зависимости от нагрузки, составляет от 2 до 10 суток.
В других климатических поясах из-за отрицательных температур в холодный сезон целесообразно применять водоочистку с использованием только аэробных микроорганизмов, как для доочистки, так и для полной биологической очистки стоков. Для интенсификации процесса и увеличения качества воды очистка производится в 2-3 ступени, в каждой из ступеней степень очистки по показателю БПК5 составляет около 70%,с искусственной аэрацией и рециркуляцией иловой смеси. В совокупности это позволяет увеличить объем для полной биологической очистки до 10000 м3 в сутки, а для доочистки до 50000 м3 в сутки, также позволяет уменьшить площадь поверхности биопруда, добиться лучших теплотехнических характеристик, менее зависящих от климатических условий, и сохранять работоспособность при температуре воздуха от -15 до -20°С, а в отдельных случаях до -45°С[5].
Помимо микроорганизмов для природной фильтрации и очистки прудов используются растения. Растения выполняют ряд важных функций таких как: 1) поглощение биогенных элементов и определенных органических веществ; 2) задержка металлов, органических и не органических загрязнителей, которые с трудом разлагаются, некоторые из них растения поглощают для собственного роста (азот, фосфор, растворенные соли, углерод); 3) наполнение воды кислородом в процессе фотосинтеза; 4) интоксикация токсичных веществ. Наиболее распространенные и более подходящие для фильтрации прудов растения это тростник, камыш обычный, рогоз узколистный и широколистный, аир болотный, гиацинты.В зависимости от района размещения биологических прудов, необходимо подбирать растения с учетом климатических, географических и др. условий. Например, дальневосточный тростник мискантус, является очень хорошим растением фильтратом, может расти в сухих, заболоченных, высокоминерализованных и загрязненными нефтепродуктами почвах, в климатических условиях Сибири хорошо перезимовывает [6].
В процессе работы биопрудов важно также соблюдение режимных параметров и не допустить их перегрузку. В противном случае не соблюдение приведет к образованию донных отложений, вторичному загрязнению и др. При избыточном поступлении органических загрязнителей начинается процесс эвтрофикации. Для предотвращения образования данного процесса целесообразно проводить профилактические мероприятия по удалению донного ила, организовать направленную циркуляцию воды в прудах с целью выноса оседающих примесей к местам их сбора, с последующей их откачкой насосом. В процессе пользования биопрудом важно производить контроль качества в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 10.04.2007 № 219 «Об утверждении Положения об осуществлении государственного мониторинга водных объектов», также контроль качества можно производить посредством биоиндикации. Например, ручейники, карпы, лягушки и пресноводные моллюски. Они моментально реагируют на изменения водной среды, а личинки ручейников в грязной воде погибают.
Таким образом, использование очистных сооружений по типу биопрудов позволяет полностью заменить или дополнить биологическую очистку в отдельных условиях, к тому же такой метод очистки менее материально-, энерго-, ресурсозатраный чем сооружения биологической очистки. Сложности применения биопрудов, связанные с климатическими условиями, во втором, третьем и четвертом климатических поясах в холодный сезон компенсируется путем установки искусственной аэрации и рециркуляции ила.
Список литературы
- Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод : учебник. — изд. 4-е, доп. и перераб. — М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006. — 702 с.
- Биологическая очистка сточных вод в естественных условиях [Электронный ресурс] URL: http://gardenweb.ru/biologicheskaya-ochistka-stochnykh-vod-v-estestvennykh-usloviyakh (Дата обращения: 23.01.2017)
- Схема расположения климатических поясов [Электронный ресурс] URL: http://www.avangard-ekb.ru/admin/ckfinder/userfiles/images/karta_klimat_poyasov.gif (Дата обращения: 23.01.2017)
- URL: https://nomitech.ru/upload/resize_cache/iblock/6a0/880_250_2/6a04089bf2be429d0f3c8ae2cadf8e12.jpg (Дата обращения: 23.01.2017)
- Биопруд — очистка сточных вод [Электронный ресурс] URL: http://kanalizaciyavdome.ru/bioprud-ochistka-stochnyh-vod/ (Дата обращения: 23.01.2017)
- Биологическая очистка сточных вод [Электронный ресурс] URL: http://www.activestudy.info/biologicheskaya-ochistka-stochnyx-vod/ (Дата обращения: 23.01.2017)
- Технология создания биопрудов для очистки сточных вод [Электронный ресурс] URL: http://www.bionet.nsc.ru/razrabotki/prikladnyie-razrabotki/ekologiya/texnologiya-sozdaniya-bioprudov-dlya-ochistki-stochnyix-vod.html (Дата обращения: 23.01.2017)