Серьезную угрозу для водных объектов представляют процессы эвтрофикации. Эврофикация — результат избыточного поступления в водный объект биогенных элементов. В настоящее время в РФ практически все действующие сооружения очистки сточных вод не обеспечивают требуемое содержание азота и фосфора в очищенной воде. Основополагающим моментом для решения данной проблемы служит правильна эксплуатация очистных сооружения, с соблюдением технологических параметров для удаления азота и фосфора.

Ключевые слова: эвтрофикация, эксплуатация, нитрификация, денитрификация.

Важным моментом надежной эксплуатации сооружений, работающих по технологии удаления биогенных элементов, является эффективный контроль количественных и качественных параметров поступающих сточных вод.

При анализе эксплуатационных параметров сточных вод, поступающих на биологическую очистку, необходимо отметить:

– Низкие нагрузки как по органическим соединениям, так и по соединениям азота и фосфора оказывают больше негативного воздействия на протекание биохимических процессов, чем повышенные нагрузки.

Важное значение для эффективности и глубины процессов окисления органических соединений и денитрификации играет количество легко- и среднеокисляемых органических соединений в поступающих сточных водах. Особенно это важно для реализации процесса денитрификации, в ходе которого окисляются преимущественно указанные фракции органических соединений.

– Важность количественного определения легко- и среднеокисляемых органических соединений в поступающих сточных водах ведет к безусловной необходимости в ходе эксплуатации очистных сооружений рассчитывать отношение БПК_пол к БПК₅.

При эксплуатации сооружений, реализующих технологии нитри-денитрификации, снижение нагрузки в выходные и праздничные дни, снижение органической нагрузки и нагрузки по биогенным элементам при одновременном увеличении гидравлической нагрузки и концентрации взвешенных веществ в периоды дождей и, особенно, во время снеготаяния (когда происходит еще и существенное снижение температуры) ведут к снижению эффективности процессов нитрификации и денитрификации.

Увеличение гидравлической нагрузки приводит к снижению времени пребывания сточных вод в сооружениях и, как следствие, к недостижению проектной эффективности биохимических процессов и повышению концентрации взвешенных веществ на выходе из вторичных отстойников.

Для реализации процесса нитрификации при эксплуатации сооружений необходимо обеспечение следующих условий:

– достаточного количества нитрифицирующих автотрофных микроорганизмов, которые способны синтезировать все необходимые для своего роста вещества из простых неорганических солей (этот результат достигается обеспечением проектного значения аэробного возраста активного ила);

– требуемого количества кислорода;

– необходимых значений щелочности и рН среды для реализации процесса нитрификации с заданной эффективностью;

– достаточного времени нахождения сточной воды в зоне нитрификации с учетом текущей температуры для проведения процесса;

– отсутствия токсичных для процесса нитрификации веществ.

Основной проблемой осуществления процесса денитрификации является создание аноксидных условий. Денитрификация осложнена предшествующим процессом — нитрификацией, т. к. условия по растворенному кислороду и органическим загрязнениям близки к противоположным.

Для реализации процесса денитрификации требуется:

– наличие денитрифицирующих (факультативных гетеротрофных) микроорганизмов;

– наличие органического субстрата (в необходимом для заданной эффективности процесса количестве).

Органические загрязнения будут отсутствовать, т. к. денитрификация осуществляется только после нитрификации.В этом случае часть органических соединений, поступающих в аноксидную зону со сточными водами, будет окисляться растворенным кислородом, поступавшим с рециклами. В первую очередь при этом будут окисляться легко окисляемые органические вещества. Данный нюанс необходимо учитывать при проектировании аэротенков с реализацией процессов нитри-денитрификации.

– создание аноксидных условий — наличие нитратов и отсутствие (минимизация) растворенного кислорода;

Растворенный кислород поступает в аноксидную зону как с «нитратным» рециклом, так и с рециклом возвратного активного ила. Для решения этой проблемы необходимы механические мешалки.

– оптимальное значение рН среды для ведения процесса денитрификации;

– достаточное время нахождения сточной воды в зоне денитрификации с учетом текущей температуры;

– отсутствие токсичных для процесса денитрификации веществ.

Несоответствие текущих качественных и количественных показателей сточной воды, поступающей на биологическую очистку, проектным ведет к снижению эффективности биохимических процессов, что не позволяет достичь качества очищенной воды, заложенного в проект.

В реальных условиях эксплуатации расходы возвратного активного ила и нитратного рецикла могут быть откорректированы с учетом текущего качества сточных вод, поступающих на биологическую очистку. В аноксидную зону сооружения с рециклом возвратного ила и нитратным рециклом должно поступать такое количество нитратов, которое требуется проденитрифицировать для обеспечения проектного качества очищенной воды по нитратам [4, с. 138–145].

Литература:

1. Гусев М. В. Микробиология: Учебник для студ. биол. специальностей вузов / М. В. Гусев, Л. А.Минеева. — 4-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 464 с.
2. Звягинцев Д. Г., Бабьева И. П., Зенова Г. М. Биология почв: Учебник. — 3-е изд., испр. и доп. — М.: Изд-во МГУ, 2005. — 445 с., илл. — (Классический университетский учебник).
3. Лысак, В. В. Л Микробиология: учеб. пособие / В. В. Лысак. — Минск: БГУ, 2007. — 426с.
4. Харькина, О. В. Эффективная эксплуатация и расчет сооружений биологической очистки сточных вод / О. В. Харькина. Волгоград: Панорама,2015. — 433, [7] с. — (Очистка сточных вод. Концепция 10 шагов).
5. Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Строительные технологии [Электронный ресурс]: сборник статей БИОХИМИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ НИТРИФИКАЦИИ Чистяков Н. Е. 238–244, Самара, 2018.