Какие элементы называют биогенными? Как нормируется содержание биогенных элементов во входном и выходном потоках?

Элементы, необходимые для синтеза клеточного вещества активного ила, а следовательно, для эффективного процесса биологической очистки сточной жидкости, называются биогенными. В построении клетки участвуют 5 элементов - углерод, кислород, водород, азот и фосфор. В самых незначительных количествах необходимы и другие элементы. Их называют микроэлементами. Это - кальций, калий, магний, железо, цинк, медь, марганец и др.

Содержание всех указанных макро - и микроэлементов в природных водах, из которых затем образуются сточные, обычно достаточно для обеспечения синтеза биологически активного ила. Недостает иногда двух биогенных элементов - азота и фосфора. Дефицит этих элементов нередко имеет место при очистке промышленных сточных вод методами биологической очистки. Поэтому необходимо проверять достаточность элементов питания активного ила с помощью соотношения БПК_ПОЛН: N:P (азот аммонийных солей или белковый и фосфор в виде растворенных фосфатов). Согласно проектным нормативам СНиП 2.04.03.-85 содержание биогенных элементов не должно быть менее 5 мг/л азота и 1 мг/л фосфора на каждые 100 мг/л БПК_ПОЛН.

В городских сточных водах биогенных веществ содержится намного больше, чем необходимо по нормам, вследствие чего целесообразна совместная биологическая очистка бытовых и промышленных сточных вод.

Если же осуществляется локальная очистка производственных сточных вод, то потребное количество биогенных веществ в каждом конкретном случае устанавливать экспериментально.

Продолжительный недостаток азота и фосфора при очистке сточных вод приводит к торможению окислительных процессов и вызывает образование ила, который плохо оседает.

В таких случаях следует добавлять биогенные вещества искусственно в виде азотных и фосфорных удобрений, если не имеется в достаточном количестве на промышленном предприятии хозяйственно-бытовых сточных вод, являющихся наиболее дешевым источником биогенных элементов.

Расчетную концентрацию биогенных элементов в хозяйственно-бытовых сточных водах определяют, исходя из физиологической нормы биогенных элементов для одного жителя в г/сут и удельного водоотведения на одного жителя.

Количество азота аммонийных солей на одного жителя составляет 8 г/сут, фосфатов P₂O₅ - 3,3 г/сут (в т.ч. от моющих веществ - 1,6г/сут).

В зависимости от удельного водопотребления, концентрация азота аммонийного в городском стоке находится в пределах от 15 до 50 мг/л, фосфатов от 7 до 20 мг/л.

При поступлении в водоем с биологически очищенной сточной водой биогенных веществ наблюдается явление эвтрофикации - интенсивный рост биологической растительности. Происходящее в дальнейшем отмирание этой растительности приводит к ухудшению органических свойств воды и нарушению жизнедеятельности водной фауны. Возникает вторичное загрязнение водоема.

Поэтому количество биогенных веществ в воде, отводимой в водоем, должно быть нормировано.

Согласно современным воззрениям, главенствующая роль в развитии эвтрофикации принадлежит фосфору, поэтому его необходимо удалять в первую очередь.

Вопрос удаления соединений азота связан не только с процессом эвтрофикации, они оказывают неблагоприятное воздействие на развитие рыб. В питьевой воде повышенное содержание нитратов (более 45 мг/л) приводит к заболеванию крови.

В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами» для соединений азота установлены следующие предельно-допустимые концентрации (ПДК):

- для водных объектов рыбохозяйственного назначения:

       аммоний солевой - 0,5 мг/л (0,39 мг/л N);

       нитрат-ион            - 40 мг/л (9,1 мг/л N);

       нитрит-ион            - 0,08 мг/л (0,02 мг/л N);

       аммиак                             - 0,05 мг/л.

- для водных объектов хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования:

       азот аммонийных солей - 2 мг/л;

       нитрат-ион                       - 45 мг/л (10 мг/л N).