Біологічна водойма

Біологі́чна водо́йма (біологічний ставок водоймище, водозбір) — природний або штучно створений водний об'єкт, призначений для біологічної очистки (доочистки) стічних вод, заснованої на процесах самоочищення водойм[1]. Від природних водойм, де всі біологічні процеси протікають стихійно, біологічні водойми відрізняються тим, що всі процеси в них регулюються і направляються людиною в потрібну її сторону[2].

Яружно-балкова біологічна водойма (смт. Іскра)
Наливна біологічна водойма (м. Желєзногорськ)

Поняття про водойми біологічного очищення

Біологічні водойми мають невелику глибину - 0,5 ... 3 м; площа окремо взятого ставка - 0,01 ... 50 га. Наявність значної поверхні зіткнення води з повітрям забезпечує прогрів всій товщі води і її перемішування. Цим формуються сприятливі умови для розвитку водних організмів, що асимілюють біогенні елементи і збагачують воду киснем, необхідним при окисленні органічних речовин.

Найбільш ефективно окислювальні процеси в біоставках йдуть в теплу пору. При температурі води нижче 6°С інтенсивність очищення різко сповільнюються, а при подальшому зниженні температури майже повністю припиняється. Тому, в зимовий період, після утворення крижаного покриву, коли у воду не проникає кисень, відбувається лише виморожування стічної води у водоймі [3]. У той же час в проточних неаерованих біоставках з вищою водною рослинністю можлива цілорічна очищення стічних вод від цілого ряду забруднень, зокрема від СПАР і нафтопродуктів[4] [5] [6] [7].

Будучи кінцевою ланкою в процесах очищення стоків, біологічні водойми остаточно формують якість води, що скидається у водні об'єкти - річки, озера, водосховища. Найчастіше біоставки використовуються як самостійне спорудження для очищення стічних вод [8].
На відміну від споруд штучної біологічної очистки, біологічні ставки, крім очищення від мінеральних речовин і зважених часток, забезпечують високий рівень бактеріального самоочищення. Зокрема, число кишкових паличок в біоставках знижується на 95,9 - 99,9% від початкового змісту, а яйця гельмінтів у воді, що пройшла через біологічні ставки, практично відсутні. Біоставки часто включають в системи водоочистки автономних споживачів з невеликою витратою води. Це дозволяє поєднувати власне водоочистку та вирощування аквакультури, а також частково окупити витрати на спорудження й експлуатацію біопрудах, здешевлюючи водоочистку в цілому. [9] [10].

Біологічні ставки не позбавлені недоліків, найважливішими серед них є сезонність роботи та низька окислювальна здатність, а також потреба у значних територіях [11]. У той же час, окрім своїх прямих функцій - очищення стоків, біологічні ставки можуть бути джерелом води для зрошення, служити розведення водоплавної птиці і риби [12].

Класифікація водойм біологічного очищення

Біологічні ставки можуть бути природного і штучного походження. До перших належать природні водойми та ветланди (болотисті ділянки з уповільненим струмом води на шляху до більших водойм), до других — водойми, спеціально створені людиною.

За характером розміщення біологічні ставки належать до трьох типів [13]:

  • яружно-балкові ставки - розташовуються в перегороджених греблею улоговинах; мають форму подовженого трикутника з основою біля греблі;
  • наливні ставки - розташовуються в природних поглибленнях; озеровідной форми, довжина і ширина приблизно однакові;
  • копані ставки - розташування довільне; конфігурація і розміри залежить від форми і параметрів викопаного котловану.

Виходячи з концентрації стоків, що скидаються до водойми виділяють [3]:

  • біологічні ставки з розведенням (рибовивідні) - стоки, після попереднього освітлення у відстійниках, змішують з чистою річковою водою, і направляють в одноступеневі проточні ставки розміром 0,5-7 га. Тривалість перебування води в них 8-12 днів;
  • біологічні ставки без розведення (багатоступеневі або серійні) - стоки, після попереднього відстоювання, направляють у ставок без розведення чистою водою. Ставки без розведення влаштовують в 4-5 ступенів (площа окремих ставків кожного ступеня 2-2,5 га), які вода проходить послідовно. Ступінь чистоти води з кожною наступною ступеню поступово підвищується. Тривалість перебування води - до 30 днів.;
  • біологічні ставки для доочищення стічних вод - мають 2-3 (надходження до них очищених стічних вод) або 4-5 ступенів (надходження до них відстояних стічних вод). Застосовують при необхідності підвищеної якості очищення стічних вод та їх доочищення після штучних очисних споруд.

Розрізняють ставки з природною і штучною аерацією, яка прискорює процеси очищення води. Глибина ставків з природною поверхневою аерацією, як правило, не перевищує 1,5 м. Штучна аерація за допомогою механічних аераторів або шляхом продувки повітря через товщу води, дозволяє збільшити глибину ставка до 3 м [11].

За наявністю відводу очищених вод на рельєф або у водні об'єкти розрізняють безстічні та стічні біологічні водойми. За способом експлуатації біоставках поділяються на водойми-накопичувачі, контактні, проточні та фільтраційно-випарні [11]. За навантаженням стоків на площу поверхні біологічні ставки підрозділяють на низькозавантажуванні (БПК5 до 50 кг/га на добу.), з нормальним завантаженням (БПК5 від 50 до 150 кг/га на добу.) та високозавантажуванні (БПК5 понад 180 кг/га на добу.).

Примітки
  1. Карелин, Я. А. Очистка сточных вод в биологических прудах / Я. А. Карелин, В. Н. Журов, Д. Д. Жуков. — М.: Стройиздат, 1986. — 74 с.
  2. Остроумов, С. А. Самоочищение воды в природе: Механизм естественной очистки водных экосистем, факторы и процессы, влияющие на самоочищение / С. А. Остроумов // Экология и жизнь. — 2005. — № 7. — С. 42-47.
  3. Яковлев, С. В. Канализация / С. В. Яковлев, Я. А Карелин, А. И. Жуков, С. К. Колобанов. — 5-е изд., перер. и доп. — М.: Стройиздат, 1975. — 632 с.
  4. Савинов А. Б. К вопросу круглогодичной доочистки сточных вод от нефтепродуктов и СПАВ в проточных биопрудах с высшей водной растительностью / А. Б. Савинов // Наземные и водные экосистемы: Сборник научных трудов. — Горький: Горьк. ун-т, 1982. — С.123 —129.
  5. Ozimek T. Wykorzystanie makrofitów w niekonwencjonalnych oczyszczalniach ścieków [Tekst] / T. Ozimek, G. Renman // Wiadomości Ekologiczne. — 1995. — T. 41. — N 4. — S. 239-254.
  6. Kowalik, P. Oczyszczalnie hydrofitowe w Polsce / P. Kowalik, H. Obarska-Pempkowiak // Materiał z IX Ogólnopolske konf. nauk.-techn. problemy gospodarki wodno-ściekowej w regionach rolniczo-przemysowych, Rajgród, czerwiec, 1997 r. — Rajgród, 1997. — S. 32-44.
  7. Крот, Ю. Г. Использование высших водных растений в биотехнологиях очистки поверхностных и сточных вод / Ю. Г. Крот // Гидробиологический журнал. — 2006. — Т.42. — №1. — С. 47–57.
  8. Мочалов, И. П. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных мест / И. П. Мочалов, И. Д. Родзиллер, Е. Д. Жук. — Л.: Стройиздат, 1991. — 160 с.
  9. Ненашева, М. Н. Научная концепция создания очистных сооружений «нового типа» для очистки сточных вод в малых населенных пунктах / М. Н. Ненашева, Л. Ф. Добрынина, Т. Ф. Шарипова // Весник ОГУ. — 2002. — № 3. — С. 21-24.
  10. Коцарь, Е. М. Инженерные сооружения типа «биоплато» как блок доочистки и водоотведения с неканализованных территорий [Текст] / Е. М. Коцарь // Тез. докладов II междун. конф. «AQUATERRA». — СПб: СПбГУ, 1999. – С. 72-73.
  11. Гудков, А. Г. Биологическая очистка городских сточных вод / А. Г. Гудков. — Вологда: ВоГТУ, 2002. — 127 с.
  12. Калашник В. И. Использование рыбоводных прудов для доочистки сточных вод после станции аэрации / В. И. Калашник, И. С, Кириленко // Биологическое самоочищение и формирование качества воды: Мат. II Всесоюзного симп. по санитар. гидробиологии – М.: Наука, 1975. — С.153-156.
  13. Широков В. М. Пруды Беларуси / В. М. Широков, И. И. Кирвель. — Минск: Ураджай, 1987. — 119 с.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.