Біологічне очищення стічних вод

Біологі́чне очи́щення стічни́х вод — метод очищення побутових і промислових стічних вод від розчинених і завислих у них органічних речовин. Полягає в мінералізації цих речовин (перетворенні їх на мінеральні сполуки — солі азотної кислоти та діоксид вуглецю CO₂) мікроорганізмами в процесі їхньої життєдіяльності.

Характеристика

Біологічне очищення стічних вод — ефективний, економічний, екологічний процес вилучення органічних забруднень за допомогою біоценозів мікроорганізмів активного мулу, біологічної плівки, анаеробного (див. Анаероби) мулу тощо.

Біологічні процеси відбуваються у воді на всіх етапах очищення: розпочинаються в момент утворення стічних вод, тривають під час їх збирання і транспортування до очисних споруд. Біологічне очищення стічних вод є вторинною стадією процесу очищення стічних вод після первинного механічного очищення перед третинним етапом їхнього фізико-хімічного доочищення. Цей метод може бути використано як самостійний або в поєднанні з іншими методами.

Вибір методу очищення або групи методів, поєднаних у технологію, є складним завданням у випадку, коли стічні води мають різноманітний фізико-хімічний і механічний склад забруднень. Підбір методу потребує врахування наявності у стічних водах речовин, які сприяють, перешкоджають або унеможливлюють його застосування.

Умови використання

До сприятливих чинників використання методу біологічного очищення стічних вод відносять наступні:

наявність у стоках органічних речовин і біогенних елементів;
наявність неорганічних сполук Нітрогену, йонів важких металів, радіонуклідів.

Серед несприятливих чинників для застосування біологічного очищення стічних вод виділяють такі як:

наявність токсичних для мікроорганізмів біоценозу речовин;
низька температура стічних вод;
сильно кисле (див. Водневий показник) або сильно лужне середовище.

Різновиди або стадії

Виділяють анаеробне і аеробне біологічне очищення стічних вод, які можуть також бути стадіями в складніших кількаступеневих біотехнологіях (анаеробно-аеробне очищення), що підвищує ефективність очищення.

Анаеробне біологічне очищення. Цей етап провадять у спеціальних спорудах — метатенках або інших типах біореакторів; раніше застосовували в септиках, двоярусних відстійниках, освітлювачах-перегнивачах тощо). Технології очищення засновані на використанні анаеробних мікроорганізмів. У безкисневих умовах відбуваються процеси розкладання органічних речовин, відновлення сульфатів, денітрифікація тощо. Завдяки застосуванню на першій стадії біологічного очищення анаеробного процесу видаляють 85–95 % забруднень за меншого приросту біомаси, економії електроенергії та виробничих площ для розташування споруд. Підходить для очищення стічних вод різного ступеня забруднення (як високо-, так і слабкозабруднених). До недоліків анаеробного процесу належить довготривалість очищення в метатенках (4–10 діб), потреба підігріву стічних вод і підтримання температурного режиму, перемішування.
Аеробне біологічне очищення. Здійснюється за участі аеробів, в умовах, близьких до природних: у біоставках, на полях зрошення і полях фільтрації; за інтенсифікованої діяльності мікроорганізмів — в аеротенках і біофільтрах. Підходить для глибокого очищення води.

Проблеми застосування

Для очищення стоків промислових підприємств із високою концентрацією органічних речовин не застосовують традиційні біотехнології (з аеротенками чи біофільтрами) через низку причин. Серед них зокрема енергозатратність і неефективність. Так, використання багатоступеневих технологій, таких як технологія з двоступеневими аеротенками, характеризується значними витратами електроенергії на аерацію (понад 36 годин, в одноступеневих схемах — понад 130 годин), рециркуляцію активного мулу, обробку та утилізацію значних об’ємів осадів. Очищена в такий спосіб вода не задовольняє вимог скиду у природні водойми, наприклад за сполуками Нітрогену й Фосфору.

Значення

У результаті застосування біологічного очищення стічних вод різко зменшується чисельність бактерій, кількість біохімічно окиснюваних органічних речовин. Рідина стає прозорою і не загниває унаслідок глибокого очищення за допомогою ефективних сучасних біотехнологій, що поєднують анаеробно-аеробні процеси.

Література

Henze M., Loosdrecht M. Van, Ekama G. et al. Biological Wastewater Treatment: Principles, Modelling and Design. London : IWA publishing, 2008. 511 p.
Горова А. І., Лисицька С. М., Павличенко А. В. та ін. Біотехнології в екології. Дніпропетровськ : Національний гірничий університет, 2012. 184 с.
Саблій Л. А. Фізико-хімічне та біологічне очищення висококонцентрованих стічних вод. Рівне : Національний університет водного господарства та природокористування, 2013. 291 c.
Sathya R., Arasu M., Al-Dhabi N. et al. Towards Sustainable Wastewater Treatment by Biological Methods–A Challenges and Advantages of Recent Technologies // Urban Climate. 2023. Vol. 47. P. 101378.
Ощипок І. М. Очищення стічних вод м’ясопереробних підприємств від забруднюючих навколишнє середовище чинників // Вісник Львівського торговельно-економічного університету. Технічні науки. 2024. № 39. С. 13–21.

Автор ВУЕ

Редакція ВУЕ

Покликання на цю статтю: Біологічне очищення стічних вод // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Біологічне очищення стічних вод (дата звернення: 11.10.2026).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 22.01.2025