4. Аеробні процеси очищення стічних вод
Аеробний метод очищення стоків протікає у природних або штучних умовах при широкому доступі повітря. При біоочищенні проходить біохімічна деградація органічних та мінеральних компонентів стоків за допомогою біоситем.
4.1. Грунтові методи біоочищення
Очищення в природних умовх проводиться шляхом фільтрування стічних вод через шари грунту на полях зрошування або полях фільтрації, спорудах типу біоплато та в біологічних або очисних ставках. Ці грунтові методи передбачають просочування стічної води через шар грунту 1,5-2 м з шаром активного мулу близько 10 см.
4.1.1. Поля зрошування та поля фільтрації
Поля зрошування після фільтрації використовують для вирощування овочів. На полях зрошування за рахунок інтенсивних мікробіологічних процесів відбувається мінералізація органічних речовин та активна нітрифікація (у 100 раз більше, ніж на звичайному грунті). Фільтруючий шар грунту затримує до 99% мікроорганізмів, що знаходяться в стоках.
Поля фільтрації є найбільш простими очисними спорудами, що використовуються людиною вже більш п'яти сторіч, і після фільтрації використовуються тільки для очистки стоків в період сільськогосподарського використання полів зрошування. Поля фільтрації виглядають спланованими площадками (карти) з ухилом до 0,02, обваловані дамбами, площею від декількох квадратних метрів до 1,5—2 га. Поля фільтрації влаштовуються звичайно на проникних ґрунтах — пісках, супісках, легких суглинках. Поряд з біологічним очищенням стоків, у якому беруть участь угруповання мікроорганізмів як водних фаз, що формуються на поверхні площ, так і ґрунтових фаз, що розвиваються в товщі проникних ґрунтів, відбувається додаткова механічна і частково фізико-хімічна очистка водного стоку у процесі фільтрації води через породи. Перевагами полів фільтрації є простота пристрою й експлуатації. До їхніх недоліків варто віднести необхідність заняття великих площ, можливість забруднень підземних вод і атмосферного повітря газоподібними продуктами розкладання господарсько-побутових стічних вод, що відчувається на відстані до 200 м від полів фільтрації.
Різновидом полів фільтрації є поля підземної фільтрації, у яких на глибині 0,5 - 1,8 м укладаються дренажні труби. По них очищена вода видаляється з полів фільтрації і використовується для зрошення сільськогосподарських угідь.
4.1.2.Біоінженерні споруди типу біоплато
Біоінженерні споруди типу біоплато є прогресивним розвитком методів природного біологічного очищення. Для очистки і доочистки СВ населених пунктів можуть бути використані конструкції типу інфільтраційних і поверхневих біоплато.
Інфільтраційне біоплато — інженерне спорудження, розміщене, як правило, у котловані глибиною до 2 м, на дні якого влаштовується протифільтраційний екран з поліетиленової плівки. Поверх екрана укладається горизонтальний дренаж і шар щебеню, піску, чи керамзиту іншого фільтруючого матеріалу. Поверхня спорудження засаджується очеретом і іншими місцевими видами вищої водяної рослинності з розрахунку не менш 10—12 стебел на 1 м2. За технологією біоплато в очищенні води беруть участь колонії водяних (на поверхні блоку) і ґрунтових (у фільтруючому шарі) мікроорганізмів, вища водяна рослинність і сам фільтруючий шар.
Поверхневе біоплато також розміщається в котловані і має протифільтраційний екран. Роль дренажу виконує кам'яний накид, замість фільтруючого шару укладається ґрунт котловану, поверхня якого засаджується вищою водяною рослинністю. Вища водяна рослинність, крім очисної функції, забезпечує підвищену транспірацію (випар) рідини, що очищається, у літній період приблизно на 10-15%. Транспіраційні властивості вищої водяної рослинності можуть бути використані також для прискорення підсушування мулових площадок, підвищення пропускної здатності й ефективності очищення полів фільтрації.
Очисні споруди за технологією біоплато складаються, як правило, з декількох блоків, розташовуваних каскадом, причому блок поверхневого біоплато є кінцевим. До складу споруд біоплато, в якості кінцевого, може бути включена болотиста ділянка (природне поверхневе біоплато) з наявністю достатніх заростей вищої водяної рослинності. Початковим блоком споруджень є відстійник, де відбувається видалення великих включень і завислих речовин.
За технологією біоплато забезпечується очищення господарсько-побутових стічних вод по БПК до 5-10 мг/л, по завислих речовинах- до 8-12 мг/л, причому наявність завислих речовин в основному пов'язано з виносом їх з фільтруючого шару. Значно (на 40—70%) знижується вміст сполук азоту і фосфору. Спорудженні біоплато, вдало розташовані по рельєфі місцевості, не вимагають застосування електроенергії, хімікатів і забезпечують надійну роботу як у літній, так і в зимовий період. Для очищення виробничих стічних вод за технологією біоплато потрібно робити їхню передочистку відповідно до особливостей їхнього складу та властивостей. Очищення виробничих стічних вод організовується з метою використання їх у системах оборотного, послідовного чи замкнутого водопостачання, забезпечення умов прийому до міської системи водовідведення чи скидання у водні об'єкти.