Биологическую очистку применяют для выделения тонкодисперсных и растворенных органических веществ. Она основана на способности микроорганизмов использовать для питания содержащиеся в сточных водах органические вещества (кислоты, спирты, белки, углеводы и т. п.). Процесс реализуется в две стадии, протекающие одновременно, но с различной скоростью: адсорбция из сточных вод тонкодисперсных и растворенных примесей органических веществ и разрушение адсорбированных веществ внутри клетки микроорганизмов при протекающих в них биохимических процессах (окислении или восстановлении). Обе стадии реализуются как в аэробных, так и в анаэробных условиях в зависимости от видов и свойств микроорганизмов. Биологическую очистку осуществляют в природных и искусственных условиях.
Биологические пруды используют для очистки и доочистки сточных вод суточным расходом не более 6000 м3. Применяют пруды с естественной и искусственной аэрацией.
Биологические фильтры
Биологические фильтры широко используют для очистки и бытовых, и производственных сточных вод. В качестве фильтровального материала для загрузки биофильтров применяют шлак, щебень, керамзит, пластмассу, гравий и т. п. Существуют биофильтры с естественной подачей воздуха; их применяют для очистки сточных вод суточным расходом не более 1000 м3. Для очистки производ¬ственных сточных вод больших расходов и сильно концентрированных используют биофильтры с принудительной подачей воздуха. Нормальный ход процесса биологической очистки сточных вод устанавливается после образования на загрузочном материале био¬фильтра биологической пленки, микроорганизмы которой адаптиро¬вались к органическим примесям сточных вод. Период адаптации обычно составляет 2...4 недели, хотя в отдельных случаях он может достигать нескольких месяцев. Для оценки состава сточных вод в процессе биологической очистки используют биологическую потребность воды в кислороде (БПК) —количество кислорода, необходимое для окисления всех органических примесей, содержащихся в единице объема сточной воды.
Аэротенки
Аэротенки, используемые для очистки больших расходов сточных вод, позволяют эффективно регулировать скорость и полноту проте¬кающих в них биохимических процессов, что особенно важно для очистки промышленных сточных вод нестабильного состава.
Окисли¬тельная мощность аэротенков составляет 0,5...1,5 кг/м3 в сутки. В зависимости от состава примесей сточных вод и требуемой эффектив¬ности очистки применяют аэротенки с дифференцируемой подачей воздуха, аэротенки-смесители с дифференцируемой подачей сточной воды и аэротенки с регенераторами активного ила.
При БПК > 0,5 кг/м3 используют аэротенки с дифференцируемой Сосредоточенной подачей смеси сточной воды и активного ила в начале сооружения. Воздух, интенсифицирующий процесс окисления органических примесей, распределяется равномерно по всей длине аэротенка. Диспергирование воздуха в очищаемой сточной воде осуществляют механическими или пневматическими аэратора¬ми. Окислительная мощность аэротенков существенным образом зависит от концентрации активного ила в сточной воде. При очистке производственных сточных вод концентрация ила обычно составляет 2...3 кг/м3 по сухому веществу.
Окситенки
Окситенки обеспечивают более интенсивный процесс окисления органических примесей по сравнению с аэротенками за счет подачи в них технического кислорода и повышения концентрации активного ила. Для увеличения коэффициента использования подаваемого в объем сточной воды кислорода реактор окситенка герметизируют. Очищенная от органических примесей сточная вода из реактора по¬ступает в илоотделитель, в котором происходит выделение из нее отработанного ила. При проектировании окситенков необходимо пре¬дусматривать мероприятия по обеспечению их пожаровзрывобезопас-ности с учетом вредных и опасных факторов, имеющих место при эксплуатации систем с использованием газообразного кислорода.
