2) механические
3) биохимические (+)
4) физико-химические (коагуляция, нейтрализация, отстаивание)
Биохимическая очистка наиболее эффективна для снижения БПК, поскольку этот показатель отражает количество растворённого кислорода, необходимого микроорганизмам для окисления биодеградируемых органических веществ в воде. В аэротенках, биофильтрах и других биореакторах органические соединения используются микробным сообществом как источник энергии и углерода, превращаясь преимущественно в углекислый газ, воду и прирост активной биомассы. При анаэробных процессах дополнительно образуется биогаз, содержащий метан.
Механические методы удаляют главным образом крупные и взвешенные примеси, поэтому их влияние на растворённую органическую нагрузку и БПК ограничено. Коагуляция, отстаивание, нейтрализация, сорбция и ионный обмен способны извлекать отдельные фракции загрязнений, однако не обеспечивают столь полного биологического окисления широкого спектра легкоокисляемых органических соединений. Перед биологическим этапом промышленный сток обычно подвергают предварительной очистке и, при необходимости, обезвреживанию токсичных компонентов, поскольку нефтепродукты, тяжёлые металлы, кислоты, щёлочи и другие ингибиторы могут подавлять активность микроорганизмов.
| Метод очистки | Основной объект удаления | Механизм | Влияние на БПК | Особенности применения |
|---|---|---|---|---|
| Механическая очистка | Крупные примеси, песок, взвешенные вещества | Решётки, сита, песколовки, отстаивание | Ограниченное; снижается только доля БПК, связанная со взвесью | Обычно используется как предварительная стадия |
| Коагуляция и флокуляция | Дисперсные и коллоидные примеси, часть органики | Агрегация загрязнений в хлопья с последующим удалением | Умеренное, зависит от состава стока | Эффективность повышается при правильном подборе реагента и pH |
| Нейтрализация | Кислоты и щёлочи | Коррекция pH химическими реагентами | Прямого существенного снижения БПК обычно не обеспечивает | Подготавливает воду к биологической очистке и защищает микрофлору |
| Сорбция и ионный обмен | Растворённые органические соединения, ионы металлов, специфические токсиканты | Поглощение на сорбенте или обратимое связывание ионов | Может быть высоким для отдельных веществ, но не универсальным | Требует регенерации или замены загрузки; применяется при специфическом составе стока |
| Аэробная биологическая очистка | Растворённые и легкоразлагаемые органические вещества | Окисление органики активным илом или биоплёнкой при доступе кислорода | Наиболее выраженное снижение БПК | Необходимы достаточная аэрация, питательные элементы и отсутствие токсического ингибирования |
| Анаэробная биологическая очистка | Высококонцентрированные органические стоки | Многостадийное превращение органики в биогаз без подачи кислорода | Высокое при соответствующей биоразлагаемости загрязнений | Энергоэффективна для концентрированных стоков, но требует последующей доочистки |
| Комбинированная схема | Многокомпонентные промышленные загрязнения | Последовательное применение механических, физико-химических и биологических процессов | Наиболее стабильный суммарный результат | Позволяет удалить токсиканты до биореактора и обеспечить нормативный сброс |
Результативность биологической очистки контролируют по БПК5, химическому потреблению кислорода, концентрации взвешенных веществ и другим нормируемым показателям. Для оценки способности стока к биологическому разложению сопоставляют БПК и ХПК: чем выше доля БПК в ХПК, тем более пригоден сток для биологического окисления. При выраженной токсичности или низкой биоразлагаемости требуется сочетание биологических процессов с сорбцией, коагуляцией, окислением или другими методами доочистки. Таким образом, именно биохимические методы непосредственно воздействуют на основную составляющую БПК — биоразлагаемую органику.