Co to jest biologiczne oczyszczanie ścieków?
Ścieki, czyli nieczystości płynne, które pochodzą z takich źródeł jak gospodarstwa domowe czy zakłady przemysłowe, nierzadko przenoszone są drogą kanalizacji do specjalnej oczyszczalni ścieków, gdzie podlegają biologicznemu oczyszczaniu. Poniżej zebraliśmy podstawowe informacje na temat tego czym jest biologiczne oczyszczanie ścieków komunalnych i naturalne oczyszczanie ścieków przemysłowych – słowem, każde oczyszczanie ścieków, które może wykorzystać w procesie uzdatniania procesy biologiczne.
Biologiczne oczyszczanie ścieków – na czym polega?
Metoda oczyszczania nieczystości jaką jest biologiczne oczyszczanie ścieków ma zadanie usunięcie rozpuszczonych w ściekach substancji organicznych, koloidów, wszelkiego rodzaju zawiesin czy nawet ciał stałych. Jednak to, czym wyróżnia się naturalne oczyszczanie ścieków to fakt, że aby uzyskać ten cel wykorzystuje się mikroorganizmy. Mikroorganizmy te, takie jak bakterie, działać mogą w warunkach beztlenowych – wówczas w oczyszczaniu pomagają tak zwane beztlenowce, albo w warunkach tlenowych lub przemiennych, czyli tlenowo-beztlenowych. Oczyszczalnie, które do oczyszczania wykorzystują procesy biologiczne korzystają z naturalnych złóż biologicznych bądź specjalnych urządzeń osadu czynnego (oczyszczanie ścieków osadem czynnym), czy też z komór fermentacyjnych. Ciekawe z punktu widzenia technologicznego jest biologiczne oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego, która polega na hodowaniu w specjalnych reaktorach zbiorów mikroorganizmów, które następnie będą brały udział w biologicznym oczyszczaniu ścieków. Mikroorganizmami tymi mogą być nie tylko bakterie, ale też pierwotniaki, nicienie, a nawet larwy owadów oraz niektóre pajęczaki. Dla wszystkich tych organizmów znajdujące się w ściekach zanieczyszczenia mogą być źródłem pokarmu, co prowadzi do naturalnego oczyszczania ścieków z tych zanieczyszczeń – wspomniane organizmy będą się nimi odżywiać.
Oczyszczanie biologiczne tlenowe
Podczas oczyszczania tlenowego zanieczyszczenia organiczne przekształcane są do dwutlenku węgla, biomasy i wody poprzez przyswajanie tych zanieczyszczeń przez aeroby. Mikroorganizmy te wykorzystują do tego celu tlen w postaci cząsteczkowej, stąd nazwa – oczyszczanie tlenowe. Oczyszczanie tego typu sprawdzi się najlepiej, gdy do czynienia mamy ze ściekami o niższym stopniu zanieczyszczenia związkami organicznymi, ale dobrze poradzi sobie w przypadku zanieczyszczeń , których biodegradacja jest trudna.
Beztlenowe oczyszczanie ścieków
Beztlenowe oczyszczanie ścieków prowadzi do przemiany zawartych w nich nieczystości w metan, dwutlenek węgla oraz biomasę. W procesie tej przemiany udział biorą anaeroby, czyli organizmy rozwijające się w warunkach beztlenowych. Ten rodzaj oczyszczania będzie idealny dla ścieków o wysokim stopniu zanieczyszczenia albo dla takich, których biodegradowalność zanieczyszczeń jest bardzo łatwa.
Biologiczne oczyszczanie ścieków – etapy
Zarówno tlenowe jak i beztlenowe oczyszczanie ścieków opisać można jako 5-etapowy proces.
Składa się na niego:
- Wstępne mechaniczne przesiewanie dużych cząstek
- Usuwanie materiałów mineralnych
- Sedymentacja, podczas której na dnie zbiornika sedymentacyjnego osadzają się pozostałe jeszcze ciała stałe
- Właściwa obróbka biologiczna przez mikroorganizmy
- Tworzenie się osadu wtórnego.
Dodatkowo, jeśli obróbka biologiczna była procesem beztlenowym, nastąpić musi etap dodatkowego oczyszczania.
Procesy flotacji-koagulacji
Uzdatnianie wody i oczyszczanie ścieków z zastosowaniem procesu koagulacji i flotacji może poprzedzać właściwą obróbkę biologiczną. Oczyszczanie ścieków procesy biologiczne i chemiczne łączy właśnie w procesach koagulacji i flotacji. Koagulacja dzięki dodawaniu do ścieków chemicznych odczynników nazywanych koagulantami usuwa z wody cząsteczki o rozdrobnieniu koloidalnym łącząc je w duże aglomeraty. Bardzo dobrze sprawdzi się w przypadku usuwania metali ciężkich. Koagulacja prowadzi do odseparowania ciał stałych od cieczy lub rozróżnienia dwóch rożnych substancji ciekłych (flotacja). Można dzięki temu usuwać zanieczyszczenia lżejsze od cieczy, w której się znajdują. Flotacja oczyszczanie ścieków grupuje na metody naturalne (gdy cząstki są znacznie lżejsze niż ciecz), wspomagane zabiegami fizykochemiczne lub chemiczne albo wymuszone – tzw. flotacja DAF (Dissolved Air Flotation) kiedy to wprowadza się do cieczy mikropęcherzyki, które przywierając do zawiesin wynoszą je na powierzchnię ścieków.
Bez względu na to, czy następuje oczyszczanie ścieków w zakładach przemysłowych, czy też mowa o ściekach z gospodarstw domowych trafiających do oczyszczalni, oczyszczanie biologiczne prowadzi do kontaktu ścieków z mikroorganizmami, które usuwają i utleniają większość organicznych zanieczyszczeń. Procesy te podobne są do tych naturalnie występujących w wodach powierzchniowych, jeziorach czy rzekach, gdzie rozwijające się bakterie, aby przetrwać i odżywić się, pobierają rozpuszczone związki, tym samym oczyszczając wodę.
