Очистка сточных вод

Большое количество продуктов, используемых и получаемых в процессах микробиологического синтеза, обусловливает образование сточных вод, загрязненных всевозможными органическими и неорганическими соединениями. Сточные воды - это воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека (табл. 10.1).

Состав сточных вод микробиологической промышленности зависит от профиля предприятия, вида перерабатываемого сырья и климатических условий района размещения завода. Поэтому и концентрация веществ, входящих в состав стоков, колеблется в значительных пределах. Различия физико-химических показателей состава сточных вод возможно проиллюстрировать на примере гидролизно-дрожжевого производства и производства антибиотиков.

Из всего количества воды, забираемой из водоемов, промышленные предприятия и коммунальное хозяйство расходуют безвозвратно только 5-10%, остальное количество воды сбрасывается обратно в водоемы в загрязненном состоянии. Сбрасываемая вода в той или иной степени затрудняет правильное использование водных бассейнов для народного хозяйства, а в отдельных случаях полностью выводит их из строя.

В каждом водоеме, куда поступают промышленные стоки, будь то море, большая или малая река, озеро, пруд, существует жизнь. В водоемах живут рыбы, водоплавающие животные и птицы. В толще воды находится планктон, состоящий из взвешенных в воде мельчайших низших организмов (водоросли, инфузории, рачки, личинки, насекомые и др.), составляющие основную пищу для рыбы. На дне водоемов обитают донные организмы, составляющие так называемый бентос. Это водоросли, моллюски, цветковые растения и многие другие организмы, также необходимые для питания рыб.

Между составными частями гидросферы существует определенное для каждого водоема биологическое равновесие, которое резко нарушается при сбросе в водоемы неочищенных сточных вод. Сброс сточных вод в водоем прежде всего сказывается на содержании в воде растворенного кислорода. Это происходит за счет окисления нестойких органических веществ, содержащихся в сточных водах. Последствия сброса сточных вод могут проявиться и в увеличении интенсивности окраски, снижении pH воды водоема и оседании на дно взвешенных веществ. Все это угнетает развитие планктона и донных организмов (бентоса), являющихся кормовой базой для рыб. Снижение содержания в воде растворенного кислорода и уменьшение кормовой базы приводят к уменьшению запаса рыбы в водоеме, а иногда и к ее гибели. Продукты гнилостного распада отравляют воду, делая ее непригодной для питья. Поэтому установлены специальные Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. Этими правилами водоемы разделены на две категории. Первая из них объединяет водоемы или отдельные их участки, используемые для централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и обеспечения пищевой промышленности; ко второй относятся участки водоемов, предназначенные для купания, спорта и отдыха населения, а также расположенные в черте населенных пунктов.

Правила нормируют показатели загрязнения в водоеме после смешения сточных вод с водами водоема. К ним относятся: количество растворенного в воде кислорода после смешения, которое должно быть не менее 4 мг/г; биохимическая потребность в кислороде (ВПК); содержание взвешенных веществ в воде (оно не может увеличиваться после спуска сточных вод более чем на 0,25 и 0,75 мг/л для водоемов соответственно первой и второй категорий); минеральный осадок, который не может быть более 1000 мг/л, в том числе хлоридов 350 и сульфатов 500 мг/л. Вода не должна иметь запахов и привкусов и придавать их мясу рыбы, кислотность воды должна находиться в пределах 6,5-8,5 рН; на поверхности воды не должно находиться плавающих примесей (пленок, пятен минерального масла); не допускается содержание ядовитых веществ в концентрациях, оказывающих вредное влияние на людей и животных, и др. Во всех случаях категорически запрещается сбрасывать в водоемы радиоактивные сточные воды; они уничтожаются захоронением в специально отведенных местах.

Как мы уже отмечали, сбрасываемые в водоемы промышленные стоки нарушают биологическое равновесие водоема.

Органические вещества, содержащиеся в сточных водах, окисляются до диоксида углерода и воды, являющихся безвредными для водоема веществами. В этом проявляется так называемая способность самоочищения водоема. Для этого расходуется кислород водоема, причем его расходуемое количество для различных органических веществ различно. Количество кислорода, которое поглощают при окислении различные вещества, в определенный отрезок времени называется биохимической потребностью в кислороде - БПК - и выражается в миллиграммах кислорода на один грамм окисляемого вещества (мг 02/г), а в растворах - в мг O2 на литр раствора (мг 02/л). Различают БПК5 (пятидневный), БПК20 (двадцатидневный), БПКполн (полный), когда все вещество окисляется полностью. Чаще всего сточные воды представляют собой сложные системы, содержащие смеси различных веществ, и БПК их составляет от 200 до 3000 мг O2/л. По санитарным нормам БПКполн не должно превышать в водоемах первой категории 3 мг O2/л, а второй категории - 6 мг O2/л. Очевидно, что при сбросе таких неочищенных стоков количество имеющегося в водоеме кислорода значительно уменьшится либо он израсходуется полностью.

Следовательно, необходима очистка стоков до такой степени, чтобы при сбросе их в водоемы и смешении с водой водоема БПК оказался в пределах нормы, установленной санитарными правилами.

Очистка сточных вод - это разрушение или удаление из них определенных веществ. Обеззараживание сточных вод предусматривает удаление из них патогенных микроорганизмов. Степень очистки рассчитывают в зависимости от расхода воды в водоеме: очевидно, что чем меньше в реке секундный расход воды (дебит), тем большая степень очистки стока требуется, и наоборот. Установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ (их насчитывают более 400) в водоемах санитарно-бытового водоиспользования. Превышение их концентрации в стоках оказывает вредное действие на человека и животный мир. Зная содержание вредных веществ в стоках, можно рассчитать, до какой степени их следует очистить (или разбавить), чтобы при смешении с водой водоема предельно допустимые концентрации не были превышены.

Поступающие в водоем загрязнения в большинстве случаев способны к разрушению: их физико-химические свойства, структура, концентрация подвергаются изменениям во времени и в пространстве, и от постоянного протока вода приобретает прежние свойства. Этот процесс называется самоочищением. Процесс очень сложный и происходит вследствие уменьшения концентрации загрязняющих веществ в результате их разбавления, выпадения осадков; основным же фактором самоочищения является биохимический распад органических соединений под действием микроорганизмов. Самоочищение - важное явление, облегчающее поддержание нормального санитарного режима в водоеме. Но при этом получается, что водоем выполняет на некотором протяжении роль очистного сооружения, что затрудняет водопотребление и водопользование на этом участке. Характер и состав сточных вод, сбрасываемых предприятиями, весьма разнообразны, различны и методы очистки их от загрязнений.

Выбор схемы очистки зависит от многих факторов: количества различных видов сточных вод, их расходов, возможности и экономической целесообразности извлечения примесей из сточных вод, требований к качеству очищенной воды с целью использования ее в системах повторного и оборотного водоснабжения, качества свежей воды, мощности водоема, наличия районных или городских очистных сооружений.

Схема очистки сточных вод должна обеспечивать минимальный сброс сточных вод в водоем, максимальное использование очищенных сточных вод в технологических процессах и системах оборотного водоснабжения, более полное извлечение ценных примесей.

Для очистки применяют три основных типа очистных сооружений: локальные (цеховые), общие (заводские) и районные (городские).

Локальные очистные сооружения предназначены для обезвреживания сточных вод непосредственно после технологических установок и цехов. Локальная система очистки является продолжением технологического процесса производства. На локальных установках очищаются сточные воды, которые без очистки не могут быть направлены в системы повторного и оборотного водоснабжения или на общие заводские или районные (городские) очистные сооружения.

Применяются регенерационные методы очистки: отстаивание, флотация, экстракция, ректификация, адсорбция, ионный обмен, обратный осмос и др. В ряде случаев используют установки термического обезвреживания сточных вод - огневой метод.

Общие (заводские) очистные сооружения могут включать сооружения первичной (механической), вторичной (биологической) и третичной (доочистки) очистки сточных вод. На многих предприятиях имеются сооружения первичной и вторичной очистки. Установки доочистки необходимо применять для получения воды, которая может быть использована повторно в технологических процессах или в системах оборотного водоснабжения.

Районные (городские) очистные сооружения предназначены в основном для механической и биологической очистки бытовых сточных вод.

Производственные сточные воды, подлежащие совместному отведению и очистке с бытовыми сточными водами населенного пункта, не должны нарушать работу сетей и сооружений, т. е. не должны содержать: более 500 мг/л взвешенных и всплывающих веществ; веществ, способных засорять или отлагаться на стенках канализационных труб; веществ, оказывающих разрушающее действие на материал труб и элементы сооружений канализационной сети; горючих примесей и растворенных газообразных веществ, способных образовывать взрывоопасные смеси в канализационных сетях и сооружениях, и вредных веществ в концентрациях, препятствующих биологической очистке сточных вод или сбросу их в водоем.

Температура этих вод не должна превышать 40 °С. Очистка сточных вод на крупных районных (городских) очистных станциях экономически более целесообразна, чем на местных менее крупных.

Применяются пять основных видов очистки: механическая, физико-химическая, химическая, биологическая, термическая.

Механическая очистка

Используется для выделения из сточных вод нерастворенных грубодисперсных примесей методом процеживания, отстаивания, фильтрования. Для задержки крупных загрязнений вода процеживается через решетки. Частицы минерального происхождения, главным образом песок, выделяются осаждением в устройствах, называемых песколовками. Для освобождения сточных вод от очень мелких частиц применяются фильтры, чаще всего из слоя зернистого материала, например песчаные фильтры. Отстойники применяются как для предварительной очистки сточных вод перед биологической очисткой, так и как самостоятельные сооружения, если по санитарным условиям вполне достаточно выделить из сточных вод только механические примеси. В зависимости от назначения отстойники подразделяются на первичные и вторичные. Первичные отстойники устанавливаются до сооружений биологической обработки сточных вод, вторичные - после этих сооружений. По конструктивным признакам отстойники подразделяются на горизонтальные, вертикальные и радиальные.

Очистка механическими способами обычно применяется в качестве первой стадии в общей системе очистки сточных вод.

Физико-химическая очистка

Методы такой очистки весьма разнообразны и в большинстве случаев требуют применения различных реагентов. Многие из них основываются на изменении физического состояния загрязнений, которое облегчает их удаление из стоков: коагуляция, флотация, эвапорация. В последнее время широко используется ионный обмен. Методы физико-химической очистки требуют использования дорогостоящих реактивов, однако ввиду их эффективности, а иногда невозможности решить задачу очистки другим способом, их широко используют в промышленности, особенно для очистки многокомпонентных сточных вод с малой концентрацией загрязнителей.

Химическая очистка

Применяется когда выделение загрязнителей возможно только в результате химических реакций. При химической очистке протекают реакции конденсации, окисления, нейтрализации, в результате которых получаются нетоксичные или менее токсичные вещества, растворимые в воде соединения переходят в нерастворимые и легко отделяются, кислые и щелочные стоки нейтрализуются. Этот метод очистки требует большого расхода реагентов и, как правило, после химической очистки требуется очистка другими методами. Однако в ряде случаев применение химического метода очистки является необходимым.

Биологическая очистка

Получила широкое распространение для очистки сточных вод различных производств. Биологический способ очистки стоков является также основным для предприятий микробиологической промышленности. Этот метод основывается на способности микроорганизмов использовать в качестве питательного субстрата многие органические и неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах.

Широкое использование биологического метода обусловлено его достоинствами: возможностью удалять из сточных вод разнообразные органические соединения, в том числе токсичные; простотой аппаратурного оформления; относительно невысокими эксплуатационными расходами. К недостаткам метода следует отнести высокие капитальные затраты, необходимость строгого соблюдения технологического режима очистки, токсичное действие на микроорганизмы ряда органических и неорганических соединений; необходимость разбавления сточных вод при высоких концентрациях примесей.

Биологическая очистка сточных вод может производиться в аэробных и анаэробных условиях. Аэробные методы, получившие наибольшее распространение, основываются на использовании аэробных микроорганизмов, для жизнедеятельности которых необходимо присутствие в воде свободного кислорода. При анаэробной очистке, т. е. без доступа кислорода воздуха, органические вещества разрушаются анаэробными микроорганизмами. Анаэробный метод (сбраживание) редко применяется для очистки производственных сточных вод, а используется в основном для сбраживания осадков и в ряде случаев для денитрификации сточных вод.

В процессе биологической очистки сточных вод часть окисляемых микроорганизмами веществ используется в процессах биосинтеза (образование биомассы - активного ила или биопленки), а другая часть превращается в безвредные продукты окисления: Н2O, СO2, NO2 и др.

Принцип действия современных аппаратов и сооружений биологической очистки сточных вод основывается на методах непрерывного культивирования микроорганизмов.

Процесс изъятия и потребления микроорганизмами органических примесей сточных вод состоит в основном из трех стадий: массопередачи органического вещества и кислорода из жидкости к поверхности клетки; диффузии вещества и кислорода через полупроницаемую мембрану клетки и метаболизма диффундированных продуктов, который сопровождается приростом биомассы, а также выделением энергии, диоксида углерода и т. д. Основная роль в процессе очистки принадлежит процессам превращения вещества внутри клетки. Интенсивность и эффективность биологической очистки сточных вод определяются скоростью размножения бактерий. Когда в очищаемых сточных водах остается мало органических веществ, то наступает вторая фаза биологической очистки - нитрификация. В этой фазе азотсодержащие вещества вначале окисляются до нитритов, а затем до нитратов. Таким образом, биологическая очистка состоит из двух фаз: минерализации, или окисления углеродсодержащих веществ, и нитрификации. Появление в очищенных сточных водах нитритов и нитратов свидетельствует о глубокой степени очистки.

Большинство биогенных элементов: углерод, водород, кислород, серу и микроэлементы микроорганизмы извлекают из разрушаемых органических веществ. Недостающие для построения биомассы элементы, чаще всего азот, фосфор, калий, приходится добавлять в очищаемые стоки в виде солей или вводить вместе с бытовыми сточными водами. В процессах биологической очистки кроме бактерий участвуют одноклеточные организмы - водные грибы, простейшие организмы (амебы, жгутиковые и ресничные инфузории), микроскопические животные (коловратки, круглые черви - нематоды, водные клещи) и некоторые другие.

Микроорганизмы, которые участвуют в процессе биологической очистки, формируются в виде активного ила или биопленки. Активный ил имеет вид буро-желтых мелких хлопьев размером 3-150 мкм, взвешенных в воде и представляющих собой колонии живых микроорганизмов, в том числе бактерий, образующих слизистые капсулы - зооглеи. Биопленка - это слизистые обрастания (толщиной 1-3 мм) живыми микроорганизмами фильтрующего материала очистных сооружений.

Биологическую очистку проводят на биофильтрах или в аэротенках.

Биофильтры представляют собой прямоугольные или круглые сооружения со сплошными стенками и двойным дном: верхним в виде колосниковой решетки и нижним сплошным. Дренажное дно состоит из железобетонных плит с площадью отверстий не менее 5-8% площади поверхности фильтра. Схема биофильтра представлена на рис. 10.1.

Фильтрующим материалом могут служить щебень, галька горных пород, керамзит, шлак. Нижний поддерживающий слой во всех типах биофильтров должен применяться с размерами 60-100 мм. Водораспределительное устройство обеспечивает равномерное с небольшими интервалами орошение фильтрующей массы. При контакте сточной воды с биопленкой, образующейся на поверхности фильтрующего материала, происходит сорбция органических загрязнений поверхностью микробных клеток. Во время паузы между орошениями сорбированные загрязнения окисляются и сорбционная активность биопленки восстанавливается. Прошедшая через толщу биофильтра вода вытекает через отверстия в дренажном дне и поступает на днище, с которого стекает в отводные лотки. Для поддержания окислительного процесса в фильтр снизу подается воздух: в небольших фильтрах путем естественной вентиляции, в более совершенных - вентиляторами.

В биофильтре происходят непрерывный прирост и отмирание биопленки. Омертвевшая биопленка смывается протекающей сточной водой и выносится из биофильтра. Очищенная вода поступает во вторичные отстойники, где осаждаются вынесенные частицы биопленки, после чего вода может быть спущена в водоем. Эффект очистки нормально работающих биофильтров достаточно высок и может достигать по БПК5 90%.

Вследствие того что биохимические процессы происходят с выделением тепла, биофильтры сами себя обогревают, а крупные установки, защищенные от потери тепла, работают при небольших морозах, однако при температуре внутри фильтра менее 6°С деятельность микроорганизмов прекращается. Биофильтры имеют много недостатков и управлять процессом очистки в них можно, только меняя подачу воды. Несовершенство описанных биофильтров привело к созданию более совершенных типов биофильтров: например, высоконагруженные с повышенной скоростью подачи очищаемой воды и большим воздухообменом, башенные фильтры с большой пропускной способностью, фильтры с рециркуляцией очищаемой воды, двухступенчатые и др.

Аэротенк типовой конструкции представляет железобетонный герметичный сосуд, имеющий прямоугольное сечение. Аэротенк разделяется продольными перегородками на несколько коридоров (3-4). Сточные воды на аэротенках очищаются теми же микроорганизмами, что и на биофильтрах. Очистка состоит в обработке стоков в энергично аэрируемом резервуаре, где они контактируют с илом. Схема аэротенка представлена на рис. 10.2.

Биохимическое окисление органических веществ в аэротенках также происходит в две основные стадии: на первой - адсорбция загрязняющих веществ микроорганизмами, на второй - микроорганизмы завершают их окисление и восстанавливают свою способность к окислению; обе стадии начинаются одновременно, но вторая заканчивается позднее первой. Поэтому первый коридор аэротенка используется как регенератор, в него поступает только ил, возвращаемый из отстойников. Здесь он продувается воздухом и восстанавливает свою активность. Очищаемые сточные воды поступают в начало второго коридора и, смешиваясь с активным илом, проходят по стальным коридорам аэротенка. Для предупреждения оседания взвешенных веществ коридоры продуваются воздухом. Подача воздуха осуществляется либо через пористые плиты, либо через пористые керамические трубы. Воздухораспределительные устройства размещаются не по центру, а около одной из стен коридора. Благодаря этому в аэротенке образуются циркуляционные потоки в поперечном направлении. В результате этого сточные воды не только двигаются вдоль коридора, но и закручиваются по спирали. Тем самым увеличивается интенсивность перемешивания, а следовательно, улучшаются условия очистки.

При процессах, протекающих в аэротенках, количество ила вследствие его прироста увеличивается. Если ил из системы не отбирается, то его концентрация будет постепенно возрастать. Однако в иле будут накапливаться старые ослабевшие клетки микроорганизмов и активность ила будет снижаться, ил будет «стареть», поэтому возвращают не весь ил, часть его выводится из системы. Обычно концентрация активного ила поддерживается в пределах 2-4 г/л. Оптимальное значение pH при биохимической очистке обычно 6,5-8,5. Необходимое количество биогенных элементов зависит от БПК стоков. Так, при БПКполн 500 мг 02/л соединений фосфата должно быть не менее 3, а усвояемого азота - не менее 15 мг/л. Концентрация минеральных солей в смеси сточных вод, поступающих в аэротенки, должна быть не более 10 г/л, а количество взвешенных веществ - не более 150 мг/л. Наилучшие результаты достигаются при БПК сточных вод на входе около 200 мг 02/л. Тогда при интенсивности подачи воздуха 5 м3/(м2-ч) БПКполн очищенной воды можно снизить до 15 мг 02/л.

Как показывает опыт эксплуатации аэротенков, наличие более 1000 мг/л органических веществ в сточной воде перед аэротенком недопустимо. Сточные воды находятся в аэротенках обычно 8-12 ч. Однако при большом содержании в воде медленно окисляющихся соединений контакт активного ила с водой возрастает до 18-20 ч, что существенно увеличивает стоимость очистки. Процесс очистки сточных вод в аэротенках весьма сложный и им необходимо повседневно управлять, т. е. изменять концентрацию активного ила регулированием отбора излишней биомассы, режимом аэрации, поддержанием оптимальной концентрации загрязняющих веществ в очищаемых сточных водах, подачей в стоки недостающих для развития микроорганизмов биогенных веществ и многими другими путями.

Все время идет усовершенствование аэробной очистки стоков. В настоящее время, например, разработана и начинает применяться очистка сточных вод в окситенках с использованием вместо воздуха чистого кислорода и активного ила высоких концентраций. Концентрацию кислорода в воде окситенков доводят до 10-12 мг/л (вместо 2-4 мг/л в аэротенках), а дозу активного ила до 15 г/л (в аэротенках - 2-4 г/л); при этом окислительная мощность окситенков оказывается выше, чем у аэротенков, в 5-6 раз.

Аэротенки технологически связаны с вторичными отстойниками. Они служат для отделения активного ила от очищенной в аэротенке сточной воды. Они используются также как контактные резервуары, перед которыми в сточную воду подается хлорный раствор. В настоящее время обеззараживаются сточные промышленно-бытовые воды как после механической, так и после биологической очистки. Дезинфицируются воды жидким хлором. Доза активного хлора после механической очистки должна быть не менее 30 мг/л, после неполной биологической - 15 мг/л, после полной искусственной биологической очистки - 10 мг/л. Продолжительность контакта хлора с жидкостью должна быть не менее 30 мин. Сточная жидкость хлорируется в специальных контактных резервуарах, подобных горизонтальным или вертикальным отстойникам.

Биологические, или очистные, пруды используются как самостоятельные биологические очистные устройства или в качестве конечного пункта очистки сточных вод, предварительно обработанных на, биофильтрах или аэротенках.

Если пруды являются самостоятельными очистными сооружениями, сточные воды после отстойников разбавляются до поступления в пруды трех- или пятикратными объемами технической или хозяйственно-питьевой воды. Для отстоенных сточных вод без разбавления нагрузка на пруды составляет до 250 м3/га в сутки, для биологически очищенных вод - до 500 м3/га в сутки. Средняя глубина в биологических прудах должна быть не менее 0,5 м и не более 1 м. Срок «созревания» прудов для средней полосы СССР не менее одного месяца.

Термическая очистка

Заключается в полном окислении сточных вод при высокой температуре (при сгорании) загрязняющих веществ с получением нетоксичных продуктов сгорания и твердого остатка. Этот метод эффективен для обезвреживания производственных сточных вод, содержащих токсичные органические и минеральные вещества. Возможны различные варианты применения термического способа, начиная от полного уничтожения стоков с небольшим количеством твердого остатка и до значительного уменьшения (упаривания) их, после чего концентрированные растворы можно либо захоронять в отвалах, либо использовать для получения ценных продуктов. Эта очистка исключает загрязнение стоками водоемов. При термической очистке приходится испарять огромные количества воды, поэтому при больших объемах сточных вод и при малых концентрациях загрязнителей этот способ экономически нецелесообразен.

Механобиологическая очистка

На многих предприятиях используется механобиологическая очистка сточных вод, схема которой представлена ниже.

При механобиологической очистке получается три вида осадков: отбираемых из песколовок, первичных и вторичных отстойников. В настоящее время применяется подсушивание осадков очистных сооружений на иловых площадках. Подсушивание осадка на иловых площадках состоит из двух последовательных этапов: первый этап - удаление гравитационной иловой воды путем отстаивания и фильтрации через естественное или искусственное основание (дренаж) карт иловых площадок; второй этап - естественное подсыхание осадка после обезвоживания, происходящее главным образом за счет испарения и небольшой фильтрации. Осадки, поступающие на иловые площадки, имеют влажность от 90 до 97%. Их подсушивают в среднем до влажности 75%, вследствие чего объем осадков уменьшается в три-восемь раз.

Иловые площадки представляют собой участки земли, окруженные со всех сторон земляными валиками и разделенные на прямоугольные части - карты. Иловые площадки устраивают на естественном или искусственном основании с дренажем. Подсохший ил после двух-трех напусков на площадки убирают.

Если основную массу очищаемых стоков составляют хозяйственно-бытовые стоки, то образуется осадок, имеющий неприятный запах, плохо отдающий воду при подсушивании и представляющий опасность по санитарным нормам. Он содержит большое количество яиц гельминтов и различные патогенные микроорганизмы.

Обработка осадков направлена на доведение их до состояния, при котором исключается загрязнение окружающей среды. Эти осадки подвергаются обработке в специальных сооружениях (метантенках), где происходит микробиологическое разложение органического вещества в анаэробных условиях.

Метантенки представляют собой железобетонные герметически закрытые резервуары с коническим днищем (рис. 10.3). Интенсификация распада органической части осадка достигается искусственным подогревом и перемешиванием. Метантенки эксплуатируются в условиях мезофильного (30-35 °С) и термофильного (50-55 °С) сбраживания осадка. Термофильное сбраживание отличается большей интенсивностью распада органического вещества и заканчивается примерно в 2 раза скорее, чем мезофильное. Среди анаэробов термофилов имеются аммонифицирующие бактерии, денитрифицирующие и десульфирующие, сбраживающие углеводы, разлагающие клетчатку и жирные кислоты, т. е. все те физиологические группы микробов, которые в условиях мезофильного брожения участвуют в разложении осадка. Степень распада органических веществ в метантенках составляет в среднем 40%. Предел сбраживания зависит только от химического состава осадка. Термофильное сбраживание осадка приводит к более глубокому распаду, а также к уничтожению гельминтов, что имеет большое санитарное значение. Однако термофильное сбраживание имеет и недостатки. Здесь увеличенный расход тепла по сравнению с мезофильным режимом работы. Кроме этого, сброженный в термофильных условиях осадок хуже обезвоживается.

При сбраживании выделяется смесь газов, состоящая из 60-65% метана, 16-34% диоксида углерода, 0-3% азота, 0-3% водорода и следов сероводорода. Образующийся газ поступает на сжигание для получения пара, используемого для поддержания нужной температуры в метантенке. В результате сбраживания количество осадков уменьшается примерно вдвое, так как вследствие разложения часть органического вещества минерализуется и переходит в растворенное и газообразное состояние, а несбродивший осадок приобретает однородную зернистую структуру, лучше отдает при сушке воду, теряет гнилостный запах. Сброженный осадок широко используется как удобрение. Кроме того, подсушенный на иловых площадках и сформованный в виде брикетов сброженный осадок может служить топливом.

В настоящее время широкое распространение получает доочистка сточных вод с последующим использованием их в производственном водоснабжении. Доочистка вод перед повторным использованием их бывает вызвана повышенным содержанием солей, биологически неокисляемых органических веществ, канцерогенных веществ и др. Методы доочистки выбираются в зависимости от характера остаточного загрязнения.

Повторное использование доочищенных сточных вод резко сокращает (в 20-25 раз) потребление свежей воды из источников и сброс сточных вод в канализацию.

Наиболее радикальным решением проблемы предотвращения загрязнения водоемов сточными водами считается создание безотходных технологических процессов. Безотходная технология развивается несколькими путями:

1. Создание различных типов бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе существующих, внедряемых и перспективных способов очистки сточных вод.

2. Разработка и внедрение систем переработки отходов производства и потребления, рассматриваемых как вторичные материальные ресурсы.

3. Создание и внедрение принципиально новых процессов получения традиционных видов продукции, позволяющих исключить или сократить технологические стадии, дающие основное количество отходов.

4. Создание территориально-промышленных комплексов (ТПК) с замкнутой структурой потоков сырья и отходов.