БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРУД

Сооружение для очистки или доочистки городских, производственных или поверхностных сточных вод посредством окисления органических, а также минеральных примесей кислородом атмосферного воздуха. Они могут быть с естественной и искусственной аэрацией. Очистные и доочистные биологические пруды проектируют из трех—пяти последовав ступеней (секций) и не менее чем из двух параллельных отделений с возможностью отключения каждого из них. Городские сточные воды после биологического пруда следует хлорировать. В некоторых случаях при цветении воды в биологическом пруду возникает необходимость хлорировать воду и перед ним. Каждая секция биологического пруда должна иметь геометрические размеры, обеспечивающие гидравлический режим, близкий к "идеальному" вытеснению содержащейся в нем воды поступающей сточной жидкостью. Для этого соотношение длины и ширины секции должно быть не менее 20:1. При меньшем соотношении для обеспечения режима, приближающегося к "идеальному" вытеснению, следует впускные и выпускные устройства располагать таким образом, чтобы создавалось движение сточной вод по всему живому сечению биологического пруда. При глубине биологического пруда до 2 м расстояние между впускным и выпускным устройствами не должно превышать 10—15 м. При этом отношение суммы площадей сечений труб или сопел к площади сечения распределительных труб не должно превышать 30%. Перед биологическим прудом должна предусматриваться грубая механическая очистка сточных вод с помощью решеток.
В биологическом пруду с естественной аэрацией должна поступать сточная вода с БПКП не более 200 мг/л. Пропускная способность этих биологических прудов обычно не превышает 500 м³/сут. При более высокой БПКП перед биологическим прудом рекомендуется предусматривать отстаивание сточной воды. Нагрузка на биологический пруд для доочистки сточных вод обычно не превышает 10 000 м³/сут при БПКп не более 25 мг/л. В биологическом пруду с естественной аэрацией следует очищать сточную воду с температурой не ниже 10°С.
Время пребывания воды в очистном и доочистном биологическом пруду назначают в зависимости от БПК сточной воды, коэффециента использования объема биологического пруда и константы скорости потребления кислорода. Для биологического пруда с соотношением длины к ширине 3:1—1:1 или биологического пруда в виде естественных местных водоемов (запруд, речек, озер и т.п.) с сильно изрезанными берегами коэффециента использования пруда обычно не превышает 0,35—0,4; для биологического пруда с соотношением длины к ширине 20:1 и более или биологического пруда в виде естественных водоемов удлиненной формы со спокойными берегами (балки, овраги) этот коэффециент может возрасти до 0,8—0,9.
Константу скорости потребления кислорода в биологическом пруду определяют экспериментально в зависимости от температуры сточной воды с учетом площади зеркала воды и глубины биологического пруда. Для городских сточных вод или близких к ним по составу производственных сточных вод константа скорости потребления кислорода составляет 0,1—0,4сут. Глубину очистного биологического пруда с естественной аэрацией принимают до 0,5 м — при БПКП более 100 мг/л и не более 1 м — при БПК5 до 100 мг/л. Глубину доочистного биологического пруда назначают около 2м — при БПКП 20—40 мг/л и около 3 м — при БПКП менее 20 мг/л. В биологическом пруду с естественной аэрацией остаточная БПКП, мг/л, может составлять: летом 2—3, при интенсивном цветении биологического пруда — 5, зимой — 1.
Биологические пруды с искусственной аэрацией в 5—6 раз более производительны, чем биологические пруды с естественной. В такие биологические пруды рекомендуется направлять сточные воды БПКП, равной 200—500 мг/л. При БПКП более 500 мг/л необходима предварительная очистка сточных вод. Сточные воды, направляемые на доочистные биологические пруды с искусственной аэрацией, имеют БПКП не более 50 мг/л. Предварительно они проходят традиционные биологическую или физико-химическую очистку. Искусственная аэрация может осуществляться механическими, пневматическими, струйными, плавающими или стационарными аэраторами. Глубина биологического пруда с искусственной аэрацией определяется возможностями аэраторов и местными условиями, например уровнем грунтовых вод. Учитывая, что механические аэраторы создают мощные циркуляционные потоки, способные размыть дно биологического пруда, глубину его следует принимать не менее 3—4 м. При слабых грунтах под механическим аэратором устраивают отмостку. Определяя время пребывания воды в очистном и доочистном биологическом пруду с искусственной аэрацией, константу скорости потребления кислорода принимают в несколько раз большей, чем для прудов с естественной аэрацией. Цветение воды в таких биологических прудах подавляется. Для очистных прудов остаточная БПКП может составлять, мг/л: летом — 3, зимой — 1; для доочистных — летом — 1, зимой — 0,5.
Глубина очистки воды в биологическом пруду от органических веществ и биогенных элементов (азота и фосфора) в вегетационный период повышается при использовании высшей водной растительности, которую высаживают либо в последней ступени биологического пруда, либо за ней. Площадь, занимаемую высшей водной растительностью, определяют из расчета нагрузки по воде 10 000 м/сут на 1 га, при плотности посадки 150—200 растений на 1 м. При размещении высшей водной растительности в последней секции доочистного биологического пруда его площадь увеличивают на величину площади, занимаемой растительностью. В этом случае 40% водной растительности рекомендуется размещать в головной части секции биологического пруда и 60% — в выходной. Водная растительность должна высаживаться сплошной стеной от одного берега биологического пруда до другого перпендикулярно направлению движения воды, полностью его перегораживая. Глубина секции биологического пруда в зоне размещения растительности должна быть 1—1,5 м. Не менее чем за 1 месяц до окончания вегетационного периода водную растительность в первый год посадки необходимо скосить на 1/4 площади, во второй год — на другой 1/4 площади посадки и т.д. На пятый год посадки растительность скашивается вновь на первой 1 /4 площади ее посадки. Скашивать следует полосами, перпендикулярными направлению движения воды. Скошенную растительность следует убирать за пределы пруда.