16.Биохимическая очистка сточных вод.

Роль микроорганизмов. Структура окислит. процесса в аэробной очистке.

Биохимическая очистка промстоков основана на способности ряда бактерий питаться содержащимися в промстоках органическими веществами, являющимися для них источником углерода С, а также некоторыми неорганическими соединениями: сероводородом H₂S, сульфидами Me_nS_m, аммиаком NH₃, нитритами Me(NO₂)_n.

Для биохимической очистки промстоков применяют активный ил, состоящий из живых организмов и твердого субстрата. Живые организмы представлены скоплениями бактерий, простейшими, червями, плесневыми грибами, дрожжами, а также водорослями. Активный ил это коллоидное образование в виде буровато-желтых комочков и хлопьев размером 3…150 мкм с удельной поверхностью около 1200 м² на 1 м³ ила (100 м^2: на 1 г сухого вещества). В 1 м³ активного ила содержится 2·10¹¹ бактерий.

Качество ила определяется скоростью его осаждения и степенью очистки воды. Крупные хлопья оседают быстрее мелких. Состояние ила характеризует иловый индекс — отношение объема осаждаемой части активного ила к массе высушенного осадка ( в граммах) после отстаивания в течение 30 минут. Чем хуже оседает ил, тем выше его иловый индекс.

К поверхности бактериальных клеток загрязнители поступают благодаря конвективной и молекулярной диффузии, а внутрь клеток — путём диффузиии через полупроницаемые цитоплазматические мембраны вследствие разности концентраций веществ в клетке и вне её. Но большая часть вещества примесей попадает внутрь клеток при помощи специфического белка-переносчика: сначала он образует растворимый комплекс, который проникает через мембрану в клетку, где комплекс распадается, а белок-переносчик начинает новый цикл транспортировки.

Биохимический показатель k_БХП — параметр для расчета сооружений биоочистки сточных вод. Для промстоков

k_БХП = 0.05…0.3 (для бытовых сточных вод он превышает 0,5). Иногда эту величину указывают в %: 5…30 %, 50 %. По биохимическому показателю промстоки делят на 4 группы.

1-я группа промстоков: k_БХП > 0,2. Это сточные воды пищевой промышленности (дрожжевых, крахмальных, сахарных, пивоваренных заводов), прямой перегонки нефти, синтетических жирных кислот, белково-витаминных концентратов и др. Органические загрязнения этой группы нетоксичны для микробов.

2-я группа промстоков: k_БХП = 0,10…0,02. Это сточные воды коксования, азотнотуковых, коксохимических, газосланцевых, содовых заводов; их после механической очистки можно направлять на биохимическое окисление.

3-я группа промстоков: k_БХП = 0,01…0,001. Сюда относятся сточные воды процессов сульфирования, хлорирования, производства масел и ПАВ, сернокислотных заводов, предприятий чёрной металлургии, тяжёлого

машиностроения и др. Эти воды можно направлять на биохимическое окисление только после механической и физико-химической локальной очистки4-я группа промстоков: k_БХП < 0,001. Такие сточные воды содержат

неорганические взвеси и непригодны для биохимической очистки.

Реакции биохимического окисления

Внутри клетки поглощённые ею органические соединения претерпевают различные анаболические и катаболические превращениям. Первые заканчиваются синтезом новых клеточных компонентов, вторые — служат источником необходимой для клетки энергии. Суммарно аэробное биохимическое окисление протекает так: