Oczyszczanie biologiczne-Polega na utlenianiu zawartych w ściekach zanieczyszczeń biologicznych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, zachodzi przy pomocy drobnoustrojów i bakterii i prowadzone jest w specjalnych zbiornikach np. komorach osadu czynnego, złożach biologicznych,  oczyszczalnie hydrobotaniczne, stawy biologiczne.

 Naturalne metody biologiczne:

1.nawadnianie- Metodę tą stosuje się tylko sezonowo a przeważająca ilość wody nie powraca do odbiornika lecz zostaje pobrana przez rośliny lub odparowuje . metodę tą stosuje się zazwyczaj dla małych osiedli lub zakładów i tylko w tych rejonach gdzie ilość odpadów w okresie wegetacji roślin jest odpowiednio niska.

2. pola irygacyjne- Pola irygacyjne działki gruntu uprawnego zawierające drenaż na wysokość ok. 1mzakłada się na gruntach piaszczystych, przepuszczalnych i suchych. ścieki oczyszczone na polach irygacyjnych powinny być wstępnie odtłuszczone i pozbawione zawiesin . zaleca się zakładanie ochronnych stref wokół pól irygacyjnych

3.Pola filtracyjne- Grunty wykorzystywane do oczyszczania ścieków bez rolniczego ich użytkowania. Pola te zakładane są tylko na gruntach piaszczystych o odpowiedniej przepuszczalności. Pola filtracyjne składają się z szeregu zdrenowanych poletek o wielkości do 0,4 ha otoczone groblami w których ułożone są rurociągi lub koryta na głębokości 1 m w odstępach 10m Poletka zalewa się warstwą ścieków 5-10cm. Częstotliwość zalewania uzależniona jest od stężenia ścieków. Proces przesiąkania powinien być zakończony w ciągu 4 godzin. Redukcja BZT przekracza 90% a zawartości bakterii zmniejsza się o przeszło 95%.

4.stawybiologiczne

Skład błony biologicznej:

- bakterie: takie jak w osadzie czynnym, więcej form nitkowatych (powodują, że błona będzie się lepiej trzymała )

- pierwotniaki – takie jak w osadzie

- grzyby: tu nie przeszkadzają, ułatwiają utrzymanie się na materiale wypełniającym

- glony: na powierzchni (Cyanophcea – Phormodium, Chlorophycea)

- pożądane są także inne organizmy wyższe: regulują ilość grzybów i błony biologicznej (nicienie, pajęczaki, larwy muchówek, wrotki).

Oczyszczalnie hydrobotaniczne Rosliny wykorzystywane w oczyszczalniach scieków powinny być dobrane ze względu na ich optymalne zastosowania w procesie oczyszczania scieków, jak i ich dalszej utylizacji, uwzględniając następujące cechy :1 - intensywność rozwoju i wzrost roslin w długich przedziałach czasowych

,2-wysoka produkcja dająca w efekcie wysoką biomase na jednostkę powierzchni, 3- szybkie tempo pobierania i akumulowania duzej ilości pierwiastków nawożących.4 - tworzenie korzystnego środowiska dla innych auto i heterotrofów ,5–łatowsc usuwania roślin z środowiska,6 Stwarzanie warunków pozwalających na wkomponowanie oczyszczalni w środowisko przyrodnicze

Najczęściej na oczyszczalniach hydrobotanicznych stosuje się następujące rośliny, takie jak : W oczyszczalniach z makrofitamia wynurzonymi Trzcina pospolita,Pałka szerokolistna ,Manna ,Kosaciec żółty W oczyszczalniach z makrolitami pływającymi(hiacynt wodny, rzęsa, paproc wodna) W oczyszczalniach z makrolitami zanurzonymi(rogatek, moczarki, wywłócznik.

1. Ogólnie oczyszczalnie dzielą się na :

Systemy z powierzchniowym przepływem scieków (PP): Przepływ w tego typu oczyszczalniach odbywa się nad powierzchnia gruntu głębokość obiektów wacha się od lilku cm do 3 metrów. Systemy te składaja się głównie z zbiorników i kanałów. Często w nich stosuje się przegrody hydrauliczne lub są one tworzone w postaci kanałów serpentynowych.

PP z wynurzonymi makrolitami: Stosuje się tu rośliny których pedy wyrastaja ponad powierzchnie wody a one są za korzenione w podłożu w skład takiej oczyszczalni wchodzą płytkie zbiorniki zawierające glebe lub inny materiał w celu umożliwienia zakorzenienia się makrolitom najczęściej głębokość wynosci od kilku cm do metra .

PPz pływającymi makrolitami : System ten składa się głównie z jednego lub większej ilości płytkich stawów o głębokości około 3 metrów, w których stosuje się hydrofity pływające , czas przebywania scieków w zbiorniku wynosci kilkadziesiąt dni .

Z makrolitami zakorzenionymi o pływających liściach

PP z zanurzonymi makrolitami

2. system z podpowierzchniowym przepływem scieków (PD)-Z podziemnym przepływem: (roślinki rosną sobie na podłożu, korzenie w, reszta nad powierzchnią ziemi, dołem wypływają ścieki oczyszczone);

-PD z pionowym przepływem

Charakterystyka lemna minor :

- bylina składająca się z kilkimilimetrowych płaskich okrągłych członów z których wystaja długie korzonki

- rozmnaża się wegetatywnie w temp 5-30 C, optymalna temperatura to 20-25( podwaja swoja mase)

- zimuje w postaci pączków opadłych na dno lub w marznie ta w lód

- występuje w wodach żyznych przy odczynie 2,5-10,4

- Duzy zakres na pierwiastki

- roslina ekspansywna, przyrost biomasy 7kg/m2

Zalety oczyszczalni typu lemna: 1 Niski koszt budowy eksploatacji. Jest energooszczędna. 2Oczyszczalnia nie stwarza zagrożenia zapachowego, bakteriologicznego i hałasem. Może być z łatwością wkomponowana w teren tworząc element krajobrazu.

3 Z uwagi na wymagany Duzy obszar mogą być lokalizowane na nie użytkach rolnych

.4 Ilości osadów które powstaja w procesach oczyszczania sa niewielkie, przyrost osadu na dnie stawu wynosi około 3 cm rocznie

.5 Dno stawu zabezpieczone folią uniemożliwiająca zanieczyszczenie wód podziemnych

.6 Z uwagi na długi czas oczyszczalnia na odpływie ścieków nie stwierdza się obecności coli, grupy salmonelli i shigella

Ścieki – woda ,która w wyniku użycia uległa zmianom fizycznym , chemicznym czy biologicznym i powodu tych zmian, nie może być użyta do tego samego celu.Są to wody zużyte, odprowadzane po wykorzystaniu w gospodarstwach domowych czy w procesie technologicznym lub wytworzone w procesie technologicznym łącznie z wodami deszczowymi w wypadku kanalizacji ogólnospławnej oraz wodami infiltracyjnymi.

Do ścieków zaliczamy:

a) wody zużyte ,w szczególno ścina cele bytowe lub gospodarcze

b) ciekłe odchody zwierzęce z wyjątkiem gnojówki i gnojowicy przeznaczonych do rolniczego wykorzystania

c) wody roztopowe lub opadowe, ujęte w otwarte lub zamknięte systemy kanalizacyjne

d) wody odciekowe ze składowisk odpadów i miejsc ich magazynowania, wykorzystane solanki, wody termiczne i termalne

e) wody pochodzące z odwodnienia zakładów górniczych

f) wody wykorzystane, odprowadzane z obiektu chowów lub z hodowli ryb łososiowatych

g) wody wykorzystane, odprowadzane z obiektu chowów lub z hodowli innych ryb niż łososiowate albo innych organizmów wodnych

Podstawowe parametry charakteryzujące ścieki

1. Fizyczne i fizykochemiczne:

- barwa, mętność, zapach, odczyn pH, temperatura, przewodność elektryczna, adsorpcja promieniowania UV

-aniony: chlorki, fosforany, azotany, siarczany

- kationy: żelazo, magnez, wapń, rtęć, kadm , amonowy

2. Parametry sumaryczne metali i ich przemian:

- substancje nierozpuszczalne opadające

- substancje nierozpuszczalne nie opadające

- substancje nierozpuszczalne, nie podlegające sedymentacji

BZT₅- biochemiczne pięciodniowe zapotrzebowanie na tlen – ilość tlenu jaką wymagają do utlenienia związków organicznych mikroorganizmy aerobowe w temp. 20⁰C.ChZT- chemiczne zapotrzebowanie na tlen – ilość tlenu pobranego z utleniacza( dichromianów) na utlenienie związków organicznych i niektórych nieorganicznych do najwyższego w danych warunkach stopnia utlenienia.

Do pierwotniaków najczęściej występujących w osadach czynnych należą:

-Orzęski, Korzenionóżki, Wiciowce (11000 komórek/ml)

Między liczebnością wiciowców i orzęsków w osadzie czynnym istnieje odwrotna proporcjonalność. Podczas, gdy duża liczba wiciowców z rodzaju Bodo, Hexamitus, Trepomonas, wskazuje na przeciążenie osadu czynnego związkami organicznymi i złą pracą osadu, orzęski – zwłaszcza Vorticella i Aspidisia ostata wskazują, że osad pracuje prawidłowo.

Rola pierwotniaków w osadzie czynnym

-Uczestniczą one w procesie bioflukulacji

-Są wskaźnikami jakości pracy osadu czynnego, jego natlenienia i obciążenia związkami organicznymi,

-Niektóre gatunki, zwłaszcza holozoiczne aktywnie uczestniczą w usuwaniu zanieczyszczeń ze ścieków

-Odżywiają się komórkami bakteryjnymi odmładzając i uaktywniając populację tych drobnoustrojów,

-Klarują odpływ ścieków przez pożeranie wolno pływających bakterii.

W osadzie czynnym mogą pojawiać się też masowo wrotki i nicienie . Wrotki są wskaźnikami dobrze pracującego osadu , lecz ich nadmierny rozwój ,podobnie jak nicieni może stać się przyczyną niekorzystnego ubytku biomasy osadu czynnego, który zwierzęta te pożerają w dużych ilościach.

Grzyby – są stosunkowo rzadko spotykane w osadzie czynnym. Rozwijają się w warunkach niedostatecznego natlenienia, niskiego pH i nadmiaru węglowodorów Geotrichum sp., Pullularia pullulans, Phoma sp., Sporotrichum sp.

Przypisuję się im podobnie jak bakteriom nitkowatym – wywoływanie zjawiska pęcznienia osadu.

Promieniowce (Actinomycetales), tworzą rozgałęzione nitki, a ich obecność w osadzie (szczególnie gatunków z rodzaju Nocardia i Rhodococcus)jest wiązana ze zjawiskiem nadmiernego pienienia się lub powstawania kożuchów na powierzchni komór napowietrzania osadników wtórnych.

Czynniki fizyczno-chemiczne wpływające na organizmy osadu czynnego :

1. Temperatura 2. Odczyn pH 3. Dwutlenek węgla 4. Potencjał redukcyjno-oksydacyjno 5. Aeracja

6. Mieszanie 7. Substancje pokarmowe 8. Substancje szkodliwe i toksyczne(kationy,aniony,utleniacze,

metale ciężkie,substancje organiczne)

Biotyczne i abiotyczne uwarunkowaniu pęcznienia osadu czynnego .

1. Wzrost dyspersyjny-bardzo duża liczebność bakterii wolnych i znaczna mętność odpływających ścieków.

2. Pęcznienie beznitkowe-nadmierna produkcja egzopolisacharydów :skutek mało kłaczków

3. Kłaczki pin point- rozrywanie struktur kłaczków osadu na małe fragmenty- mało bakterii nitkowatych

4. Wypływający osad-rezultat nadmiernej denitryfikacji spowodowanej atoksycznymi warunkami w osadniku; cząstki osadu są wynoszone przez azot; skutek –zmętnienie odpływających ścieków i wzrost BZT; wzrost stopnia recyrkulacji osadu nadmiernego.

Spienienie- problem tworzenia się piany jest przyczyna proliferacji Nocardia i MIcrothrix.

-nierozkładalne źródło węgla,

-słabo rozkładalny detergent,

- gwałtowna denitryfikacja.

Pęcznienie nitkowate:

- dominacja bakterii nitkowatych,

- węglowodany: glukoza, maltoza, laktoza nie galaktoza

- niski poziom tlenu rozpuszczonego,

- niedobór azotu, fosforu, żelaza i pierwiastków śladowych.

Zapobieganie pęcznieniu osadu:

-stosowanie utleniaczy,

- stosowanie flokulantów: syntetyczne polimery organiczne, wapno, sole żelaza

- biopreparaty: bakterie, Actinomycetes , Trithihmostoma sp.

Złoża biologiczne dzieli się na:

- złoża z wypełnieniem stałym

W zależności od czasu kontaktu ścieków z wypełnieniem stałym złoża rozróżniamy następujące typy:

Zalewane – wprowadzanie jednorazowo na wypełnienie dużej ilości ścieków i pozostawienie ścieków na złożu na 2 godziny po tym czasie ścieki odprowadza się i wprowadza następną objętość ścieków.

Zraszane- ścieki przepływają przez złoże w sposób grawitacyjny i ciągły. Równocześnie do złoża dopływa tlen.

Obrotowe- w tym złożu występuje dodatkowo bęben obrotowy lub tarcza z błoną biologiczną, co zapewnia dodatkowy dopływ tlenu . Bęben lub tarcza powoduje także obsuwanie się nadmiaru błony biologicznej do osadnika.

-złoża z wypełnieniem ruchomym : złoża tarczowe i złoża zawieszone.

Parametry wpływające na efekt oczyszczania ścieków na złożach:

- odpowiednie obciążenie ładunkiem zanieczyszczeń (ChZT, BZT₅)

- obciążenie hydrauliczne (zbyt szybki przepływ ścieków może powodować odrywanie się błony biologicznej)

- temperatura- stężenie i rodzaj ścieków

-natlenienie złoża- budowa złoża.