Активный ил

Аэротенк с активным илом

Активный ил — биоценоз зоогенных скоплений (колоний) бактерий и простейших организмов, которые участвуют в очистке сточных вод. Применяется в биологической очистке сточных вод. Данный метод был изобретён в Великобритании в 1913 году. Биологическая очистка сточных вод осуществляется с целью удаления из них органических веществ, в том числе соединений азота и фосфора.

Принцип

Метод биологической очистки основан на способности некоторых видов микроорганизмов в определённых условиях использовать загрязняющие вещества в качестве своего питания. Множество микроорганизмов, составляющих активный ил биологического очистного сооружения, находясь в сточной жидкости, поглощает загрязняющие вещества внутрь клетки, где они под воздействием ферментов подвергаются биохимическим превращениям. При этом органические и некоторые виды неорганических загрязняющих веществ используются бактериальной клеткой в двух направлениях:

1. Биологическое окисление в присутствии кислорода до безвредных продуктов углекислого газа и воды:
   Органическое вещество + О₂ (в присутствии ферментов) ⇒ СО₂ + Н₂О + Q Выделяющаяся при этом энергия используется клеткой для обеспечения своей жизнедеятельности (движение, дыхание, размножение и т. п.).
2. Синтез новой клетки (размножение):
   Органическое вещество + N + P + Q (в присутствии ферментов) ⇒ НОВАЯ КЛЕТКА
   
   Интенсивность и глубина протекания процессов зависит от качественного состава активного ила, разнообразия форм и видов микроорганизмов, способности их адаптации (приспособления) к конкретному составу загрязняющих веществ сточной жидкости и условий проведения процесса.

Условия проведения процесса

• наличие в сточной жидкости и оптимальное соотношение органического углерода, биогенных элементов (азота и фосфора) и микроэлементов (серы, марганец, железо, кобальт и др.);
• соблюдение предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ;
• отсутствие в сточной жидкости токсичных для микроорганизмов веществ;
• достаточное количество кислорода и интенсивность аэрации;
• оптимальный температурный режим;
• нагрузка на ил по количеству загрязняющих веществ;
• время контакта ила и сточной жидкости;
• конструктивные особенности сооружений и биологической схемы очистки;
• и т. д.

Контроль состояния активного ила

Микроорганизмы являются эффективным индикатором для определения качества ила. Для осуществления биоиндикаторного контроля проводят гидробиологический анализ водно-иловой смеси методом микроскопирования. Определяются структурные особенности биоценоза активного ила, организмы которого обладают способностью реагировать (качественным изменением и количественным распределением отдельных групп) на состав и свойства очищаемых сточных вод, а также на условия жизнеобеспечения. Численное преобладание того или иного компонента биоценоза служит индикатором стабильности и эффективности технологического процесса очистки сточных вод. Данный метод позволяет определить отклонения микроорганизмов и изменение видового состава биоценоза от нормального состояния, причем по степени таких отклонений не только определять состояние, но и прогнозировать сроки перспективы изменения нормального протекания технологического процесса биологической очистки сточных вод.

Этапы очистки

Биологическая очистка осуществляется в несколько стадий:

• анаэробная стадия;
• аноксидная стадия(денитрификация).
• аэробная стадия;
• отстаивание в промежуточном отстойнике;
• глубокая биологическая доочистка с применением иммобилизованных на носителе микроорганизмов;
• разделение водно-иловой смеси в окончательном отстойнике;
• обезвоживание илового осадка;
• сушка илового осадка.

Первая стадия обработки происходит в анаэробной зоне, куда также направляется рециркуляционная водно-иловая смесь из осадочной части промежуточного и окончательного отстойников.

Перед тем как сточная вода поступает в блок биологической очистки (ББО), из неё удаляются крупные взвешенные частицы. Для этого применяются решётки и песколовки. Пропускная способность решёток определяется размером их отверстий. Осаждение части прошедших через решётку частиц происходит в песколовке под воздействием центробежных сил кругового движения воды.

В большинстве случаев после прохождения участка механического обезвоживания осадок с влажностью 80-85% подвергается дальнейшей переработке: компостированию, обеззараживанию, термической обработке. Наиболее привлекательным направлением дальнейшей переработки является высокотемпературная термическая сушка осадка. Прежде всего это связано с значительным уменьшением объёма осадка и одновременным обеззараживанием. В западноевропейских странах внедрено огромное количество различных технологий сушки: барабанные сушилки, вальцовые, ленточные, скребковые, дисковые, лопастные и т. д. Наиболее распространёнными являются сушилки, основанные на контактном методе сушки. В данных сушилках процесс теплопередачи происходит через металлический барьер без подачи дополнительного воздуха или промывочного газа, что в свою очередь предотвращает возможность взрыва и самовозгорания. После сушки осадок применяется в качестве удобрения, строительного материала или же альтернативного топлива.

Состав активного ила

Виды простейших микроорганизмов активного ила

Биоценоз активного ила

Часто встречающиеся виды микроорганизмов в составе активного ила:

• амёбы
  • Арцеллы
  • Амёба дисковидная
  • Амёба террикола
  • Обыкновенная амёба
  • Euglypha
• Солнечники
• Инфузории
  • Сосущие инфузории
  • Инфузория-туфелька
  • Сувойки
  • Aspidisca
  • Carchesium
  • Cyclidium
  • Euplotes
  • Opercularia
  • Oxytricha
  • Stylonychia
• Жгутиконосцы
  • политома
  • Bodo
• Коловратки
  • Cathypna
  • Monostyla
  • Notommata
  • Philodina
• Кольчатые черви
  • Aeolosoma
• Нитчатые бактерии
• Хлопья активного ила
• Зооглея «оленьи рога»

См. также

• Очистка сточных вод
• Фиторемедиация
• Кек (геология)

Литература

• «Современные методы очистки сточных вод и обработки осадка» М.:МГП «Мосводоканал»
• Жмур Н. С. «Биологические системы очистки»
• Хенце М., Армоэс П., Ля-Кур-Янсен Й., Арван Э. «Очистка сточных вод»