Биологическая очистка

Биологическая очистка вод — метод очистки бытовых и промышленных сточных вод, основанный на способности живых организмов (главным образом бактерий) разрушать (минерализовать) загрязнения органического происхождения.

Аэробная очистка

Аэробная минерализация (с участием кислорода воздуха) протекает в различных системах:

  • Поля орошения и фильтрации, биологические пруды и каналы: Используют естественные почвенные процессы, но требуют значительных площадей.
  • Биофильтры: Специальные сооружения с загрузкой, на которой формируется биоплёнка из микроорганизмов.
  • Аэротенки: Основные современные сооружения — специальные резервуары, где очистка идёт в аэрируемой смеси сточной воды и активного ила.

В процессе аэробной очистки:

  1. Гнилостные (аммонифицирующие) бактерии разлагают белки с выделением аммиака.
  2. Бактерии-нитрификаторы окисляют аммиак до нитритов, а затем до нитратов.
  3. Значительная часть органических веществ окисляется микроорганизмами в процессе дыхания.

Активный ил — ключевой элемент современных аэротенков. Это сообщество микроорганизмов (бактерий, простейших, коловраток и др.), получаемое интенсивной аэрацией природного ила. В нём бактерии разлагают растворённые вещества, а простейшие удаляют тонкие взвеси и регулируют численность бактерий, в том числе патогенных.

Анаэробная очистка

Анаэробная минерализация (без доступа кислорода) используется для концентрированных органических стоков. Процесс идёт в герметичных железобетонных ёмкостях — метантенках, где метанобразующие бактерии сбраживают органику с выделением биогаза (смеси метана и углекислого газа).

Результаты и особенности

При полной биологической очистке достигается:

  • Удаление окисляемых органических веществ.
  • Увеличение прозрачности воды.
  • Снижение заражённости патогенными бактериями.

Важные аспекты:

  • Смолы, масла и подобные примеси требуют предварительного удаления.
  • Для разложения устойчивых синтетических веществ (пестициды, ПАВ) в промышленных стоках используют специальные штаммы микроорганизмов, часто полученные методами искусственного мутагенеза или селекции.
  • Биологическую очистку применяют и для удаления избытка биогенных элементов (азота, фосфора) из сточных вод, чтобы предотвратить эвтрофикацию (цветение) водоёмов.

Биоочистка природных вод

Способность гидробионтов накапливать вещества и фильтровать воду также используется для очистки природных водоёмов: