Қазіргі заманғы су ағынын тазарту микробтардың күшін пайдаланып, ластанған заттарды жоюға және су ағынын тазартылған шығысқа айналдыруға негізделген күрделі биологиялық процестерге сүйенеді. Бұл жұмысқа шығатын су өңдеу әдістер қалалық және өнеркәсіптік қолданыста қоғамдық денсаулықты қорғау мен экологиялық тұрақтылықты сақтау үшін негізгі рөл атқарады. Су ағынын тазарту процестерінің артқы биологиялық механизмдерін түсіну су ағынын басқару инфрақұрылымына жауапты объектілердің операторлары, экологиялық инженерлер мен шешім қабылдаушылар үшін маңызды.

Су арқылы өткізілетін өңдеу тиімділігі микробтық әрекеттер үшін оптималды жағдайларды сақтауға, мысалы, дұрыс аэрацияға, қоректік заттар теңдігіне және өңдеу ыдыстарындағы ұстау уақытына байланысты. Өткен онжылдықтарда биологиялық су арқылы өткізілетін өңдеу процестері әлдеқайда дамыды, оларға алғашқы оттегі беру технологиялары мен аралас орта сүзгілеу жүйелері енгізілді, бұл өңдеу тиімділігін арттырады. Қазіргі су арқылы өткізілетін өңдеу қондырғылары жоғары сапалы шығыс суын алу үшін бірнеше биологиялық кезеңдерді біріктіреді, сонымен қатар жұмыс істеу шығындарын және экологиялық әсерлерді азайтады.
Су арқылы өткізілетін өңдеу жүйелеріндегі аэробты деградация
Активті шам және микробтық метаболизм
Активтілік шамы — бұл әлем бойынша су ағыстарын тазарту құрылыстарында ең кең таралған биологиялық үдеріс. Бұл су ағыстарын тазарту әдісі органикалық заттар мен азот қосылыстарын тұтынатын, сондай-ақ еріген оттегін тұтынатын су ішіндегі микробтарға негізделген. Су ағыстарын тазартуда активтілік шамы үдерісі гетеротрофты бактериялар көмегімен көміртекті ластануды ыдырататын, ал автотрофты нитрификаторлар аммиакты аздаған жоюға ыңғайлы нитрат түрлеріне айналдыратын динамикалық микробтық қауымдастық құрады. Активтілік шамы арқылы су ағыстарын дұрыс тазарту үшін еріген оттегінің деңгейін екіден төрт миллиграммға дейін ұстап тұру үшін үздіксіз аэрация қажет; бұл микробты тыныс алу мен субстраттың ыдырауының тиімділігін қамтамасыз етеді.
Ұзақ мерзімді аэрация және органикалық заттардың азаюы
Су арындату өңдеуінде аэрациялық резервуарда су арындатуының ұзақтығын ұзарту органикалық қосылыстарды толық тотығуына және кеңейтілген нитрификацияға мүмкіндік береді. Бұл су арындату өңдеуі биологиялық оттегінің сарыпталуының концентрациясын төмендетеді, бұл – биологиялық түрде ыдырайтын органикалық заттардың мөлшерін көрсететін маңызды көрсеткіш. Су арындату өңдеуінің кеңейтілген аэрациялық жүйелері әдеттегі су арындату өңдеуінің жобаларымен салыстырғанда әдетте он сегізден отыз алты сағатқа дейінгі ұзақ ұстау уақытын талап етеді. Су арындату қондырғыларындағы кеңейтілген ұстау уақыты гетеротрофты микробтарға оңай қолжетімді органикалық субстраттардың барлығын тұтынуы үшін жеткілікті уақыт береді, нәтижесінде қабылдаушы суларға таза шығыс суы түседі.
Су арындату өңдеуіндегі аноксиялық және анаэробтық биологиялық процестер
Су арындату өңдеуі арқылы денитрификация және азоттың алынуы
Anoksik su arysytylu aylamyndarynda organik karbonnyñ qalдыqlaryn tükiretuş heterotrof bakteriyalary, eritilgen oksidin joktygynda nitrattyn azot gazyna aytu prosessynda qatysady. Bu su arysytylu mekhanizmy – denitrifikatsiya – su arysytylu shygarylymynyñ ortağa shygaryluydan bürın azotty tazartady, sonday etip qabyrga su körsetkishterinde eutrofikatsiyany boldyrady. Qazirgi zamannyñ su arysytylu zavodtary anoksik kameralary aerob basseynnerden bürın ornatady, bul aerob su arysytylu kystaryndan nitrifikatsiyalanğan shygarylymdy anoksik aylamyndaryna kirituge mümkindik beredi, onda denitrifikatsiya qylatysh bakteriyalary azotty tazartu tsiklyny aytady. Anoksik su arysytylu kystarynyñ aerob arysytylu menen biriktiriluı jalyпы su arysytylu zavodtarynda jalyпы azotty tazartu tiymeliligin körsetkishterin onsha arttyrady, jalyпы tazartu körsetkishteri 90% ten asyp ketedi.
Su arysytyluda anaerob shygyndy
Анаэробтық сіңіру — негізінен су ағыны емес, өңделген қалдық сулардың шаңына қолданылатын ерекше биологиялық процесс. Қалдық суларды өңдеу қондырғыларында анаэробтық сіңіру тұнбаған шаңдағы күрделі органикалық қосылыстарды метан мен көміртегі диоксиді газдарына тізбектелген метаболикалық жолдар арқылы айналдырады. Қалдық суларды өңдеу шаңы анаэробтық бактериялар арқылы гидролизге ұшырайды, одан кейін ацидогенез және соңында метаногенез жүреді, мұнда метан тудыратын археялар энергия қалпына келтіру үшін биогаз өндіреді. Қазіргі заманғы қалдық суларды өңдеу өсімдіктері биогазды анаэробтық сіңіруден алу арқылы өңдеу процестерін қамтамасыз ету үшін барынша көп пайдалануда, бұл орындалатын энергия шығындарын азайтады және жалпы процестің тұрақтылығын жақсартады.
Тұрақты пленкалық және бекітілген өсу биологиялық процестері
Қалдық суларды өңдеу ортасында биопленканың дамуы
Тұрақты пленкалық әдіспен сорғыланған суларды тазарту технологиялары суға батырылған ортада ұйымдасқан биопленкалық қауымдастықтарды дамытады, олар ағыс суларды тазарту аймағы арқылы өткен кезде өте тиімді микробтық экожүйелерді құрады. Сорғыланған суларды тазарту үшін биопленкалық жүйелер микробтар сұйықтық көлемінің ішінде емес, ортаның бетінде шоғырланғандықтан, тұрақты өсу жүйелеріне қарағанда көлемдік жүктеу жылдамдығы жоғары болады. Бұл сорғыланған суларды тазарту әдістері компактты аумақты талап ететін немесе кіріс сулардың сапасындағы өзгерістерге жылдам бейімделу қажет болатын жағдайларда өте тиімді. Биопленкалық сорғыланған суларды тазарту жүйелері қалыпты сорғыланған суларды тазарту құрылыстарын тұрақсыздандыруы мүмкін операциялық бұзылулар мен шоктық жүктемелерден кейін микробтық популяцияларды жылдам қалпына келтіруге қабілетті, яғни өте тұрақты.
Қозғалмалы табиғи биопленка реакторы технологиясын
Қозғалмалы төсек биопленкалық реакторлар жоғары деңгейлі тұрақты пленкалық әдіспен су ағызылатын құрылғылар болып табылады, олар аэрациялық резервуарлар ішінде жеңіл пластиктік орталарды ілгерілетеді және бекітілген және суға еріген өсу процестерінің артықшылықтарын біріктіреді. Су ағызылатын құрылғыларда қолданылған кезде қозғалмалы төсек биопленкалық реакторлар толық нитрификация мен жартылай денитрификация үшін әдетте екіден төрт сағатқа дейінгі минималды гидравликалық тұру уақытында жоғары тазарту қуатын қамтамасыз етеді. Қозғалмалы төсек биопленкалық реакторлар арқылы су ағызылатын құрылғылар органикалық заттардың ыдырауын, аммиактың тотығуын және азоттың жартылай алынуын біріктірілген ыдыстарда бір уақытта жүзеге асырады. Бұл су ағызылатын құрылғылар кеңістік шектеулері мен тазарту сапасы талаптары қатаң болған жағдайда бар құрылғыларды модернизациялауға немесе жаңа құрылғыларды салуға өте икемді мүмкіндік береді.
Жиі қойылатын сұрақтар
Су ағызылатын құрылғыларда операторлар қандай биологиялық параметрлерді бақылауы керек?
Су арындату жүйелерін бақылайтын операторлар аэрация аймақтарындағы еріген оттегі концентрациясын, микробиологиялық массаны көрсететін аралас сұйықтықтағы ілінгіш қатты заттар концентрациясын, биомассаның жасын реттейтін шамалы шаңның ұсталу уақытын және қоректендіру жылдамдығын анықтайтын тамақ-микроорганизм қатынасын бақылауы керек. Бұл су арындату бақылау параметрлері микробиологиялық қауымдастық құрамы мен метаболикалық белсенділігіне тікелей әсер етеді, сондықтан соңғы шығыс суының сапасын анықтайды. Сонымен қатар, су арындату шығысындағы тотығу-тотықсыздану потенциалын, рН-ті және летучі ілінгіш қатты заттарды бақылау процестің тұрақтылығы мен арындату тиімділігі туралы нақты уақыттағы ақпарат береді.
Қоршаған орта жағдайлары су арындатудағы биологиялық белсенділікке қалай әсер етеді?
Temperatura sewazh suyekti tazartu biologiyalıq aktivtigine mańyzyly әser etedi, sebebi mikrobiyal fermenttik jүıe 15–35 °C aralygyndaǵy daraza temperaturada eń tiimdir isleydi. Sewazh suyekti tazartu tiimdimiligi qys aylarynda suyekti temperaturasy 10 °C tөmen tүskende kөp miqdarda azayadi, sebebi mikrobiyal metabolizm kөpten kөp bavaldanady. pH deńgейi de sewazh suyekti tazartu tiimdimiliginе әser etedi: kөpterengen geterotrof bakteriyalary men nitrifikatsiya jasaytugyn organizmder 6,5–8,5 aralygyndaǵy neytral ya da shegidin alkalik shartlarda eń tiimdir isleydi. Sewazh suyekti tazartu obyektlerin basqarushy operatorlar mezymetlik өzgerisler boyynsha proses tiimdimiligin tuwaq tutu үshin temperaturany basqaru men pH deńgейin teksestu strategiyalaryn qoldanuı kerek.
Biologiyalıq sewazh suyekti tazartu protsessleri zhańa payda bolyp atqan zatlar men dәrilerdi joq ete ala ma?
Дәстүрлі биологиялық өңдеу әдістері көптеген дәрілік заттар мен жеке гигиена құралдарын жоюда шектеулі тиімділік көрсетеді, себебі бұл жаңа типтегі ластанғыштар стандартты аэробты биожойылуға төзімді. Алайда, ұзақ уақыт сақтау режимін қолданатын өңдеу қондырғылары, әсіресе аэробты және анаэробты аймақтарды қосатын қондырғылар, кейбір дәрілік топтардың жоғарылаған жойылу деңгейін қамтамасыз етеді. Мембраналық биореакторлар мен биологиялық өңдеуден кейінгі құмды сүзу сияқты жетілдірілген өңдеу технологиялары жаңа типтегі ластанғыштардың қосымша тазартылуын қамтамасыз етеді. Келешекте өңдеу технологияларының дамуы биологиялық өңдеуді толықтыру мақсатында дәрілік заттар мен төзімді ластанғыштардың толық жойылуы үшін арнайы ферменттік өңдеу мен жетілдірілген тотығу процестеріне басымдық беруге бағытталады.