Загрязнение рек и водоемов сточными водами является серьезной проблемой в настоящее время. Отходы центральной канализации больших городов и других населенных пунктов нуждаются в постоянной очистке, поэтому применение фильтрующих систем и биологических методов очистки является необходимостью.
Что такое активный ил?
Ил, проявляющий активность в отношении загрязняющих веществ, применяется в домашних септиках, на промышленных предприятиях и в городских канализационных системах. Активный ил, или биоценоз зоогенных скоплений, - это комплекс бактерий и других микроорганизмов, которые используют отходы жизнедеятельности человека для питания и размножения.
Микроорганизмы и бактерии поглощают органику из общей массы стоков и в процессе окислительных реакций перерабатывают ее до более простых соединений. Для продуктивной работы активного ила необходимо создать определенные условия: сточная жидкость должна иметь температуру не ниже +6 градусов. В составе стоков не должно быть много токсичных веществ или продуктов нефтепереработки. Активный ил - это комплекс живых организмов, которые могут погибнуть при резкой смене окружающей среды. Низкие температуры способны замедлить рост бактерий, но не убить их.
Концентрация ила
Продуктивная переработка стоков возможна только в том случае, если на загрязненную массу воздействует достаточное количество микроорганизмов. Концентрация биологически активного ила измеряется следующим образом: выявляется количество сухого вещества биомассы в единице объема. За 100 % принимается общая масса всей жидкости в емкости. Концентрация активного ила измеряется в процентах.
Процессы окисления в иле повышенной концентрации будут проходить намного быстрее, переработка отходов станет продуктивнее.
Состав ила
Активный ил представляет собой массу, состоящую из хлопьев размером 1-3 мм. Хлопья - это образования, которые состоят из бактерий, объединенных при помощи полисахаридов. В составе активного ила присутствуют биологически активные компоненты, отмершие микроорганизмы, взвешенные частицы неорганических соединений, клетчатка и другие полисахариды.
Каждая группа бактерий специализируется на окислении определенных веществ. Нитчатые бактерии, бактерии-нитрификаторы и флокулообразующие бактерии окисляют органический углевод, нитрифицируют соединения. Бактерии p. Pseudomonas способны окислять жирные кислоты, парафины, спирты и углеводороды. Продукты нефтепереработки, нафтены, фенолы, альдегиды окисляются бактериями p. Brevibacterium. Бактерии из p. Bacillus используются для расщепления алифатических углеводородов. Бактерии p. Cellulomonas окисляют целлюлозу.
Микроорганизмы активного ила могут быть и грибковой природы. Плесневые и дрожжевые грибы отлично справляются с расщеплением сложноокисляемых веществ и токсичных соединений.
Контроль состояния активного ила
Активность ила со временем может снижаться, все зависит от поступающей со стоковыми водами среды. Для того чтобы процесс очистки был продуктивен, необходимо следить за состоянием бактериальной среды ила.
Биоиндикаторный контроль активного ила осуществляется при помощи микроскопического анализа. Выявляются особенности структуры и состава ила, а также составляется подробный отчет и перечень видов бактерий. Преобладание микроорганизмов определенной группы говорит о благоприятном развитии бактериальной среды, так как бактерии должны реагировать на поступающую стоковую массу изменением своего состава и количества. Например, при поступлении сточных вод с высоким содержанием серы начинают активно развиваться тионовые бактерии и серобактерии.
По составу активного ила можно не только определить продуктивность переработки, но и сделать прогноз развития среды при условии сохранения режима поступления сточных вод одинакового состава.
Очистка сточных вод промышленных предприятий
Сточные воды, которые являются отходами промышленных предприятий, содержат большое количество токсинов и сложных химических соединений. Попадая в окружающую среду, стоки наносят урон живым организмам и растениям, заражают грунтовые воды и воздух. Поэтому каждое промышленное предприятие разрабатывает план утилизации отходов производства.
Перед биологическим окислением стоков поток жидкости проходит механическую очистку. Фильтры отделяют крупные твердые частицы примесей, которые оседают в отдельные емкости. После биологической очистки жидкость дезинфицируется.
Некоторые предприятия получают из стоковых отходов полезные компоненты. Биомасса, которая получается в процессе очистки стоков, может иметь ценность. Выделяются вещества, используемые в производстве удобрений, лекарств и других полезных веществ. Возможность использования отходов зависит от типа производства и химического состава отработанной массы. Внесение активного ила в сточные воды промышленных предприятий - это недорогой и продуктивный способ очистки отходов. В настоящее время - это самый популярный способ утилизации стоков.
Анализ изменения среды ила
Исследование ила на состав проводится в специальной лаборатории. Для этого собирается проба в чистую непрозрачную емкость. Анализ активного ила проводится 1-2 раза в неделю на протяжении 2 месяцев. Эффективность ила определяется по следующим показателям:
- концентрация сухого вещества;
- содержание фосфора;
- продуктивность ферментативной активности;
- дыхательная активность;
- состояние хлопьев ила.
Определение состава ила осуществляется при помощи микроскопов разной мощности. В массу активного ила вносится реагент определенного состава. На протяжении нескольких дней наблюдается изменение состава ила и скорость роста отдельных видов бактерий. Оцениваются размер хлопьев и концентрация отдельных бактерий.
Этапы очистки активным илом
Нейтрализация сложных органических соединений и их окисление до простых составляющих проходит в несколько этапов:
- Анаэробное окисление.
- Аэробное окисление.
- Оседание массы в отстойнике.
- Биологическая очистка при участии микроорганизмов различной природы.
- Отделение жидкости от ила в отстойнике.
- Обезвоживание активного ила.
- Сушка ила.
Твердые частицы, мусор и песок удаляются перед основной очисткой. Размер взвешенных частиц на выходе зависит от пропускной способности фильтров. Собранный материал из фильтров сжигается.
В процессе первичной очистки оставшиеся твердые частицы концентрируются на дне, а легкие жиросодержащие вещества стелются по поверхности. Осадок и пленка извлекаются из общей массы, и жидкость поступает в следующую емкость для проведения очередного этапа очистки.
Активный ил применяется на вторичной очистке. В емкость вместе с илом поступает вода, которая в процессе взаимодействия наполняется кислородом. Такая среда является идеальным условием для развития бактерий, которые питаются органическими веществами жидкости, очищая ее и выделяя углекислый газ и воду. Количество ила постоянно растет, так как бактерии активно размножаются. Избыточный активный ил необходимо периодически удалять из емкости.
Анаэробные и аэробные бактерии активного ила
Питание и размножение анаэробных бактерий происходит без активного участия кислорода. Точнее, в процессе окислительных реакций используется кислород, который входит в состав кислородсодержащих кислот, образующихся из сложных органических веществ.
Окисление при помощи анаэробных бактерий идентично природным процессам разложения органических веществ. Только протекают эти процессы намного быстрее благодаря высокой концентрации бактерий в среде активного ила.
В результате распада органики выделяется углекислый газ и метан.
Процессы окисления аэробных бактерий происходят с активным участием кислорода, который содержится в жидкости. Для поддержания необходимого для жизни бактерий количества кислорода следует оборудовать септик специальным компрессором или аэратором. Аэробный активный ил - это среда, нуждающаяся в постоянной и непрерывной подаче кислорода.
Бактерии аэробного типа расщепляют сложные органические вещества до более простых в сжатые по сравнению с анаэробными бактериями сроки. Чистить такой септик нужно реже, так как количество твердых отработанных отходов значительно ниже. Отрицательным моментом является тот факт, что септик, предполагающий аэробное окисление стоков, стоит намного дороже, чем анаэробный вариант.
Если в канализацию или септик перестала поступать стоковая жидкость, со временем бактерии станут гибнуть от недостатка питательной среды. Запуск работы септика будет возможен только после внесения новой активной бактериальной среды.
Очистка и использование отработанного активного ила
Активный ил - это ценное вещество. В его содержании могут быть такие элементы, как фосфор, цинк, азот. Эти микроэлементы могут быть полезны в сельском хозяйстве. Использование активного ила в качестве удобрения возможно только в том случае, если в составе нет примесей тяжелых металлов. Концентрируясь в тканях растений, металлы делают овощи и фрукты опасными для здоровья.
Отработанный активный ил - это обезвоженная масса. Если имеются посторонние ненужные примеси, тогда отработанный обезвоженный ил подвергается очистке или утилизируется. Очистка биологически активного ила делается только в тех случаях, если это целесообразно. Благодаря химическим реакциям токсичные элементы выводятся из массы ила. Сильно загрязненный активный ил, который не имеет никакой ценности для промышленности, сжигается.
Где купить активный ил для очистки
Если вы собираетесь ставить септик на приусадебном участке самостоятельно, то в процессе обустройства канализационной системы может возникнуть вопрос с приобретением активного ила.
Биологические средства для выгребных ям и септиков продаются в виде жидкостей или сухих субстратов. Купить их можно в отделе бытовой химии для дачи. Цена зависит от объема упаковки и состава смеси. На упаковке подробно описано, как применять средство, на какой объем рассчитана емкость и в течение какого срока будет сохраняться продуктивная работа биологического состава.
При покупке средства для очистки стоков следует внимательно ознакомиться с составом предлагаемых вариантов. Лучше использовать средства с аэробными бактериями. Для их активного размножения и питания необходим приток воздуха. Окислительные процессы позволяют избавиться от большего, по сравнению с анаэробными бактериями, количества примесей. А осадок можно использовать для удобрения почвы.
Оптимальные условия для полноценного функционирования активного ила
Соблюдение и поддержание благоприятных для развития активного ила условий является залогом успешного продуктивного функционирования очистного сооружения. Температура, при которой идет активное размножение и питание колоний бактерий и грибов, - +20-27 градусов Цельсия. Если температура окружающей среды меньше +6 градусов Цельсия, действие микроорганизмов становится менее продуктивным, а скорость переработки стоков снижается.
При смене состава отходов продуктивность также падает. Бактериям необходимо определенное время, чтобы перестроиться. Если, например, в бактериальную среду внесли продукты нефтепереработки, а бактерий, отвечающих за окисление таких сложных веществ мало, тогда должно пройти определенное количество времени для их активного размножения. При внесении большого количества токсичных веществ бактериальная среда может погибнуть.
В составе поступающей жидкости должно быть достаточное количество органических веществ: углевода, азота, фосфора, серы, марганца. Для нормального функционирования аэробных бактерий необходим кислород, поэтому нужно позаботиться о непрерывной его подаче в жидкость.
В заключение
Переработка бытовых отходов, основанная на процессах гниения и окисления при помощи бактерий, является природным способом утилизации. Безопасность и продуктивность использования активного ила для очистки сточных вод делает процесс удобным и экологичным вне зависимости от области применения такого способа очистки отходов.
