Биологические очистные сооружения | Агростройсервис

Биологические методы

Биологическая очистка протекает за счет функционирования микроорганизмов активного ила, которые осуществляют комплекс окислительно-восстановительных процессов, конечным результатом которых является разложение органических веществ до минеральных соединений.

Источник питания для биомассы — углеводы, белки, жиры, спирты и т.п.

В ходе биореакций стоки освобождаются от растворенных, мелкодисперсных и коллоидных групп загрязнений.

Для организации биологической обработки сточных вод необходимо контролировать следующие параметры:

• достаточность питательных веществ, поступающих со сточными сливами
• их соотношение с концентрацией микроорганизмов живой биомассы

В ходе биоочистки может наблюдаться как нехватка органических веществ, так и их переизбыток. В первом случае будет наблюдаться недостаток питательной среды для микроорганизмов, ведущий к потере рабочей дозы в биоконструкции. Во втором — недостаточность оптимального качества снятия примесей.

Для того, чтобы сбалансировать нагрузку на активный ил, специалистами в этой области проводится ряд мероприятий:

1. Наращивание на очистной станции прикрепленной биомассы. Для этого в аэротенках устанавливаются биозагрузки различных типов, где создаются условия для формирования биоценоза с развитым видовым составом.
2. Регулировка соотношения с помощью выведения излишков активного ила, образующихся в ходе прироста новых клеток из системы биообработки. Удаление избытков иловой смеси может осуществляться как эрлифтным оборудованием, так и с помощью насосов.
3. Насыщение иловой смеси оптимальным количеством кислорода сжатого воздуха. В биологические ОС сжатый воздух подается с помощью специально подобранных воздуходувок. Насыщение стока кислородом необходимо не только для самих процессов окисления, но также и для дыхания живых организмов, и хорошего смешения очищаемой жидкости с биоценозом.

В технологии биологической обработки эффективно зарекомендовала себя мелкопузырчатая аэрация с системой барботажа. Мелкие пузырьки обеспечивают насыщение бактериальной клетки растворенным кислородом, а крупные – эффективное его перемешивание с жидкостью.

КРИТЕРИИ УСПЕШНОГО ПРОТЕКАНИЯ БИОПРОЦЕССОВ

Поскольку биологические способы основаны на жизнедеятельности микробиальной массы, особое внимание необходимо уделить условиям среды, в которых протекает образование новых клеток: рН и температуре, присутствию токсичных веществ, наличию биогенных элементов.

Оптимальной температурой для успешного ведения процесса считается 12-30 ⁰С, рН 6,5-8,5. При нарушении этих диапазонов наблюдается снижение скорости осаждения хлопьев ила, вследствии чего происходит вынос биоценоза, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на качественной характеристике очищаемой жидкости и ведет к повышению влажности осадков, выгружаемых на мехобезвоживание.

Для эффективного изъятия загрязнений и усвоения их совокупностью микроорганизмов в сточных водах должны обязательно присутствовать такие элементы, как азот и фосфор, в концентрациях, адекватных количественной характеристике показателя, характеризующего биохимическую потребность в кислороде (БПК). При необеспеченности биоценоза данной подпиткой, снижается его осаждающая способность и биоактивность.

Чем больше разница между соотношением показателей химической и биохимической потребностях в кислороде, тем выше наличие в обрабатываемой жидкости примесей промышленного характера, что свидетельствует и о повышении токсичности воды. К токсикантам относят: тяжелые металлы, СПАВ, нефтепродукты.

Поэтому перед проведением биологической ступени очистки, при значительном содержании выше перечисленных веществ, желательно организовывать локальную предочистку в специальных аппаратах – нефтемаслоуловителях и горизонтальных или вертикальных отстойниках с обработкой реагентами, такими как, известковое молочко, либо сода.

Разновидность бактерий, ведущих процессы очистки, в зависимости от способов дыхания

В биоценозе можно выделить две основные группы бактерий — анаэробные и аэробные.

Аэробные формируются только в присутствии растворенного O₂, сам процесс характеризуется полным расщеплением легкоокисляемых органических комплексов до СО₂ и Н₂О.

Анаэробные функционируют в условиях минимального содержания растворенного кислорода, возможно присутствие химически связанных форм, таких как NO₃ и NO₂  и т.п.

При этом процессе происходит распад высокомолекулярных веществ до более простых, легкоусваиваемых на последующих ступенях формы. Промежуточными продуктами являются спирты, низкомолекулярные кислоты и т.д.

Кроме того, анаэробы являются более устойчивыми к воздействию больших нагрузок и токсикантов, чем аэробы.

При очистке стоков пищевой промышленности, где содержание органических веществ по показателям БПК5 и ХПК носят высококонцентрированный характер (свыше 1000 мг/дм3), применение одного аэробного процесса экономически и технологически нецелесообразно, так как это связано с:

•  Применением более мощного воздуходувного оборудования;
•  Необходимостью разбавления стоков до концентраций ЗВ, обеспечивающих стабильную работу ОС, что ведет к повышению объемов реакторов;
•  Образованием большого количества биомассы и дальнейшим ее направлением на более мощные установки для обезвоживания;
•  Трудностями по достижению требуемых нормативов очистки при сбросе в водоем рыбохозяйственного назначения.

Но и использование только лишь  анаэробной деструкции также имеет свои недостатки: не дает высокую интенсивность разложения органики и не обеспечивает очистку до жестких  нормативных требований законодательства.

Поэтому в данном случае эффективно применение двухступенчатой анаэробно-аэробной обработке стоков.

СООРУЖЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

Представляют собой комплекс емкостей, насосного, воздуходувного и прочего оборудования, предназначенный для очистки сточных вод путем создания специальных условий для развития микрофлоры активного ила.

Далее рассмотрим основные виды биологического емкостного оборудования.

Анаэробные реакторы

Для очистки концентрированных сточных вод в технологических схемах нередко применяются двухступенчатые анаэробные сооружения.

Анаэробные реакторы I ступени нашей компании представляют собой вертикальные цилиндрические емкости, выполненные из стеклопластика, и оснащенные погружными мешалками.

Анаэробные реакторы II ступени представляют собой вертикальные цилиндрические резервуары с коническим днищем, оборудованые технологической загрузкой, на которой непрерывно развивается иммобилизованная активная биомасса. Материал стеклопластик.

При прохождении сточных вод через технологическую загрузку, органическая часть растворенных, взвешенных и коллоидных веществ перерабатывается прикрепленными на ней микроорганизмами. Образующийся при этом осадок минерализуется и периодически выгружается насосами на механическое обезвоживание.

В блоки I ступени для поддержания оптимальной дозы ила, идет непрерывный его возврат с помощью центробежных насосов из блоков II ступени.

На первой ступени сточные воды мгновенно смешиваются с рециркулируемым активным илом из реакторов второй ступени, обеспечивающим их анаэробную обработку и перевод трудноокисляемых веществ в доступные для последующих ступеней формы.

В блоках анаэробного реактора I ступени создаются высокие концентрации анаэробного ила за счет постоянного его возврата во взвешенной форме. При этом иловая смесь тщательно перемешивается механическим путем, что обеспечивает равномерное распределение ила в водной массе и предотвращает осаждение его на дне и загнивание.

Аэротенки

Подразделяются на смесители и вытеснители. Первые отличаются равномерным распределением стоков по всему объему сооружения. В них осуществляется полное смешение сточных вод с иловой массой.  В вытеснителях же снижение содержания загрязнителей происходит постепенно при перемещении жидкости от места ввода до выпуска очищенной массы.

Также аэрационные емкости разделяются на аэротенки и биофильтры. В аэротенках механизм изъятия веществиз стоков  происходит в результате деятельности взвешенной в воде активной биомассы.

Биофильтр же оснащен специальным фильтрующим материалом, на котором образуется биологическая пленка – иммобилизованная форма. Она адсорбирует на своей поверхности примеси, которые под воздействием ферментов поглощаются живыми клетками.

Наши блоки биологической очистки работают в режиме биофильтра с затопленной технологической загрузкой и представляют собой цилиндрические емкости, по техническим особенностям разделенные на три зоны – центральную, отстаивания и периферии.

В центральной части установлена пластинчатая загрузка, на которой развивается прикрепленная аэробно-факультативная биомасса, обеспечивающая, совместно с возвратным активным илом, окисление органических загрязнений сточных вод.  В периферийных блоках происходит доокисление органических составляющих и переток в отстойные зоны. В них стоки вначале фильтруются через взвешенный слой биоценоза, а затем проходят тонкослойные модули, где происходит разделение очищаемых вод от биомассы ила.

Биологические пруды

Представляют собой искусственно созданные водоемы, в которых аэрация сточных вод проводится естественным воздухом.

Они имеют существенный недостаток в области наращивания активного биоценоза в зимнее время. Это связано с тем, что  при снижении температуры ниже 6 ⁰С, все биологические процессы прекращаются.

Кроме того, биологические пруды требуют создания больших санитарно-защитных зон (до 200 м).

Поэтому в настоящее время, применение искусственно созданных водоемов не находит широкого распространения.

ВЫВОДЫ

Основными преимуществами биологической очистки, проявляющимися при использовании её в различных сферах промышленности — мясной, молочной, рыбной, кондитерской, спиртовой, целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей и т.д.,  являются:

1. Удаление широкого спектра загрязняющих веществ – азотных и фосфорных групп, нефтепродуктов, фенолов, СПАВ, соединений во взвешенной, растворенной, коллоидной формах.
2. Экологическая безопасность. Сложные вещества используются живой экосистемой как средство питания, при этом они перерабатываются  до простых безвредных продуктов, таких как вода, диоксид углерода и т.п.
3. Низкая себестоимость очистки. По сравнению с физико-химической очисткой применение реагентов сводится к минимуму.
4. Использование образующегося в процессе очистки активного ила в качестве удобрений и для рекультивации почв после его обеззараживания. Он содержит большое количество питательных элементов, необходимых для роста и развития растений.

acs-nnov.ru

Принцип работы канализационных очистных сооружений — КОС

НАЗНАЧЕНИЕ, ВИДЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ И МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

Человек в процессе своей жизнедеятельности, для различных своих нужд использует воду. При ее прямом использовании она загрязняется, изменяется ее состав и физические свойства. Для санитарного благополучия людей данные стоки отводятся с населенных пунктов. Для того, чтобы не загрязнять окружающую среду, они подвергаются обработке на специальных комплексах.

Интерактивная схема очистных сооружений

Наведите на изображение для просмотра описания

Очистные сооружения – это набор технологического оборудования, позволяющего очистить сточные воды до нормативных показателей с учетом местных требований, с последующим сбросом осветленных вод в водоем, или городскую канализацию. Возможен также их рецикл и повторное применение в технических нуждах различных предприятий.

Очистные сооружения бывают городские и локальные. В чем разница?

• На городские приходит смесь бытовых (хозяйственно-фекальных) от населения, производственных стоков от предприятий и ливневых после выпадения осадков, или таяния снега. 
• Локальные устанавливаются, например, на предприятиях для снятия основного количества загрязняющих веществ в промстоках перед сбросом их в городской коллектор, или перед возвращением обратно в технологический процесс.

Вода загрязняется в результате следующих факторов:

• От жителей населенных пунктов, персонала на различных предприятиях (бытовые, или хозяйственно-фекальные сточные воды).
• При использовании в технологических целях (производственные).
• Выпадения осадков или таяния снега (дождевые и талые).

Часто стоки бывают смешанного типа и включают в себя несколько разновидностей.

Например, от промышленного производства образуются стоки:

• Производственные от технологического процесса.
• Бытовые от персонала.
• Атмосферные от таяния снега и выпадения дождя на промплощадку.

Для правильного проектирования системы водоотведения и подбора оборудования необходимо верно подобрать метод очистки в зависимости от качественного состава стоков, который отличается многообразием. 

Различают загрязнения:

• минерального;
• органического;
• биологического;
• бактериального происхождения.

В воде они присутствуют в:

• нерастворенном;
• растворенном;
• коллоидном виде.

Наибольшую опасность с санитарной точки зрения представляют органические загрязнения, так как при гниении они выделяют вредные пахнущие газы: сероводород, аммиак, углекислый газ и микробы, вызывающие брюшной тиф, дизентерию и тд.

Различают следующие виды загрязнений в зависимости от характера стоков:

• Бытовые (хозяйственно-фекальные) сточные воды загрязнены веществами минерального, органического и бактериологического происхождения.
• Производственные по составу делятся на условно чистые и загрязненные. Условно чистые стоки образуются от охлаждения деталей и не загрязнены специфическими примесями. Загрязненные могут иметь в своем составе вредные ядовитые и радиоактивные вещества.
• Дождевые и талые загрязнены в основном минеральными примесями, однако стоки с промышленных площадок могут содержать органические и вредные вещества.

Рис.1 Система канализации городов

Для отвода от всех источников образования, для транспортировки и очистки сточных вод служит система канализации, которая бывает:

• Вывозная система канализации. Применяется в небольших населенных пунктах. Это вывоз ассенизаторскими машинами хозфекалий из выгребных ям на дальнейшую обработку.
• Сплавная, при которой сточные воды по подземным коллекторам раздельно либо совместно поступают на очистные сооружения.

Сплавная сеть в свою очередь подразделяется на:

• Общесплавную. Когда хозяйственно-бытовые, ливневые и производственные стоки поступают все вместе по одному коллектору на очистные комплексы.
• Раздельную. Когда на каждый вид стока имеется своя сеть.
• Полураздельную. Одновременно строят 2 сети: одна для производственных, другая для бытовых и дождевых стоков.
• Комбинированную. Применяется в больших городах. Включает в себя раздельную и полураздельную.

В зависимости от качественного состава и характера различают несколько методов очистки стоков:

• Механический (сита, решетки, отстойники).
• Биологический (аэротенки, биофильтры).
• Физико-химический (сорбционные фильтры, лампы УФ-дезинфекции, реагентная обработка).
• Смешанный (включающий несколько из выше перечисленных).

Например, на городских ОС применяется комбинированный метод, включающий механическую, биологическую  и физико — химическую очистки.

Рис.5 Схемы очистных сооружений канализации

 

КОС ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ КАНАЛИЗАЦИИ 

Под канализационными стоками понимается смесь бытовых и производственных, поступающих на городские очистные сооружения по раздельной канализационной системе. В чистом виде бытовые воды встречаются редко. В них чаще всего содержатся специфические загрязнения (нефтепродукты, соли и тд).

Строительство очистных сооружений канализации КОС можно разбить на этапы в зависимости от необходимой степени очистки:

• В результате механической очистки содержание взвешенных веществ снижается на 40-60%. БПК, который определяет степень загрязненности органикой, на 20-40% мг/л.
• Биологический метод (аэротенки, биофильтры и вторичные отстойники) позволяет снизить содержание взвешенных веществ и БПК до 15-20 мг/л.
• Физико-химический метод (фильтрация, уф-дезинфекция, реагентная обработка, озонирование и тд.) позволяет доочистить сточных вод до норм сброса в водоемы рыбохозяйственного значения.

Разберем принцип работы очистных сооружений канализации с биологической очисткой в аэротенках. За пример возьмем введенный в эксплуатацию объект в пос. Сосновское Нижегородской области.

Сточные воды от поселка под напором поступают в приемную камеру, оборудованную решеткой для сбора крупных отбросов, и далее проходят механическую очистку в песколовках. Предварительно очищенные от крупных отбросов и взвешенных веществ они поступают на биологическую очистку в аэротенки. Аэротенк представляет собой открытый резервуар, в котором находится смесь активного ила и осветленной воды.

Анаэробно — аэробные условия, создаваемые в аэротенках с использованием взвешенной и прикрепленной активной биомассы, обеспечивают деструкцию органических загрязнений и режим нитро-денитрификации.

Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов активного ила в аэротенк подается воздух. Смесь очищенной воды и активного ила из аэротенков направляется во вторичный отстойник, который в данной схеме совмещен с аэротенком (по периферии находится зона с тонкослойными модулями). Избыточный активный ил из вторичного отстойника направляется в илоуплотнитель, где объем осадка уменьшается примерно в 4-6 раз и далее на обезвоживание, или на иловые карты. Осветленные воды затем поступают на физико-химическую очистку в смеситель, где смешиваются с реагентами (коагулянтами и флокулянтами) для доочистки от фосфатов, и потом в блоки доочистки, где осветляются от скоагулированных частиц нерастворимых соединений фосфатов на тонкослойных модулях и фильтруются через зернистую загрузку.

Из блоков доочистки направляются на установку ультрафиолетовой дезинфекции и отводятся на выпуск.

Использование анаэробно — аэробной схемы позволяет одновременно с очисткой решать вопросы по минерализации образующихся в технологическом процессе осадков.

Образующийся осадок выгружается на установку механического обезвоживания, а затем складируется на площадке компостирования и периодически вывозится на полигон ТБО.

ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Бытовые сточные воды, как уже известно, в чистом виде встречаются редко и образуются в результате жизнедеятельности человека. Загрязнения, присущие для них — это фекальные отходы, остатки пищи, моющие средства, бытовой мусор, песок и тд., без примесей производственных загрязнений.

Хоз-фекальные стоки одинаковые по своему качественному составу и большую часть загрязнений составляет органика, легко поддающаяся биологическому расщеплению.

В настоящее время многие городские жители уезжают жить в загородные дома, и все большую популярность набирают индивидуальные очистные сооружения в виде различных септиков. Как пример чистых хоз-фекальных стоков можно рассмотреть канализацию от дома или загородной дачи. Здесь мы особое внимание уделим автономной системе очистки в виде одно, или несколькокамерного септика, который устанавливают при отсутствии возможности подключения к городскому коллектору.

Рис.6 Устройство септика с дренажной системой и без

Объем септика определяется по норме водопотребления на 1 жителя дома. Очищенные стоки инфильтруются в грунт.

Разберем принцип работы очистных сооружений бытовых сточных вод.

Хоз-фекальные воды по системе канализации попадают сначала в первый отсек септика – отстойник, где происходит механическое отстаивание тяжелых примесей. Далее поступают во вторую камеру септика, где проходят биологическую очистку анаэробными бактериями, благодаря которым сложно молекулярные органические соединения распадаются на более простые элементы для дальнейшего окисления. В септике обязательно предусмотрена вентиляция, так как процесс разложения сопровождается выделением тепла и газа. После биологической очистки поступают в фильтрующий колодец, где фильтруются через слой гравия и щебня и далее очищенные бытовые стоки впитываются в землю.

ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Вода, используемая в промышленности в различных технологических процессах, должна по 644 Постановлению РФ проходить очистку до необходимых параметров. Набор оборудования комплекса очистки меняется в зависимости от характера производства и наличия специфических присущих каждому производству загрязняющих веществ.

Рассмотрим несколько отраслей промышленности.

Очистные сооружения пищевой промышленности

Спиртовое производство

Рис.7 Очистные сооружения ОАО «Татспиртпром» Усадский спиртзавод Республика Татарстан 1500 м3/сут

Этапы очистки:

• механическая; 
• биологическая;
• глубокая;
• УФ-обеззараживание стоков и дальнейший выпуск в водоем, обезвоживание и утилизация осадков.

Производство пива, соков, квасов, различных напитков

Рис.8 Очистные сооружения ОАО «Вятич» г.Киров 900 м3/сут

Этапы очистки:

• механическая; 
• биологическая и дальнейший выпуск в горколлектор;
• сбор, обезвоживание и утилизация осадков.

Мясокомбинаты, мясоперерабатывающие предприятия

Этапы очистки:

• механическая очистка;
• биологическая очистка и дальнейший выпуск в горколлектор;
• сбор, обезвоживание и утилизация осадков.

Стекольная промышленность

Этапы очистки:

• механическая;
• физико – химическая; 
• биологическая и дальнейший выпуск в горколлектор;
• сбор, обезвоживание и утилизация осадков.

Так же по этой теме читайте статьи

ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ЛИВНЕВЫХ СТОКОВ

ЛОС – это комбинированная емкость, или несколько отдельных емкостей для очистки ливневых и талых стоков. Качественный состав ливневых стоков – это в основном нефтепродукты и взвешенные вещества от промышленных производств и селитебных территорий. Они, согласно законодательству, должны проходить очистку до НДС.

Устройство ливневых очистных сооружений с каждым годом модернизируется, в связи с увеличением количества автомобилей, торговых центров, промплощадок.

Стандартный набор оборудования очистных сооружений ливневых стоков – это цепочка из распределительного колодца, пескоотделителя, бензомаслоотделителя, сорбционного фильтра и колодца отбора проб.

Многие компании на данный период применяют комбинированную систему очистки сточных вод. Однокорпусные ЛОС – это емкость, разделенная внутри перегородками на секции пескоуловителя, нефтемаслоуловителя и сорбционного фильтра. При этом цепочка выглядит следующим образом: распредколодец, комбинированный песконефтемаслоуловитель и колодец отбора проб. Разница в занимаемой площади оборудования, в количестве емкостей и, соответственно, в цене. Отдельно стоящие модули выглядят громоздко и получаются дороже однокорпусных.

Принцип работы состоит в следующем:

После выпадения осадков или таяния снега, вода, содержащая взвеси, нефтепродукты и другие загрязнения с промплощадок, или селитебной (жилой) территории поступает к решеткам дождевых колодцев и далее по коллекторам собирается в усредняющем резервуаре, если представлены ЛОС накопительного типа, или сразу черед распределительный колодец подаются на очистные сооружения ливневой канализации.   

Распределительный колодец служит для того, чтобы самый первый грязный сток направлять на очистку, а уже по прошествии времени, когда на поверхности уже не будет загрязнений, условно — чистый сток по байпасной линии будет отводиться на сброс в канализацию или в водоем. Ливневые стоки проходят первый этап очистки в песколоуловителе, в котором происходит гравитационное осаждение нерастворимых веществ и частичное всплытие свободноплавающих нефтепродуктов. Затем через перегородку перетекают в нефтемаслоуловитель, в котором установлены тонкослойные модули, благодаря которым по наклонной поверхности взвешенные вещества оседают на дно, а большая часть нефтяных частиц поднимается наверх. Последним этапом очистки служит сорбционный фильтр с активированным углем. За счет сорбционного поглощения улавливается оставшаяся часть нефтяных частиц и мелких механических примесей.

Данная цепочка позволяет обеспечить высокую степень очистки и сбрасывать очищенную воду в водоем.

Например, по нефтепродуктам до 0,05 мг/л, а по взвешенным веществам до 3 мг/л. Эти показатели полностью соответствуют действующим нормативам, регламентирующим сброс очищенных вод в рыбохозяйственные водоемы.

КАЛАЛИЗАЦИОННЫЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ КОС ДЛЯ ПОСЕЛКА

В настоящее время вблизи мегаполисов строится большое количество автономных поселков, которые позволяют жить в комфортных условиях «на природе», не отрываясь от привычной городской жизни. Такие населенные пункты, как правило, имеют отдельную систему водоснабжения и канализации, так как нет возможности подключиться к центральной канализации.

Наиболее рациональным решением будет установка блочно-модульных очистных сооружений. Они представляют собой один, или несколько блок — контейнеров, внутри которых размещается технологическое оборудование.

Компактность и мобильность таких станций очистки позволяет избежать огромных затрат на монтаж и строительство.

Однако, несмотря на малые размеры, в модулях располагается все необходимое оборудование для полной биологической очистки и обеззараживания стоков с достижением показателей качества очищенных сточных вод, соответствующих требованиям СанПиН 2.1.5.980-00. Несомненным плюсом является полная заводская готовность блок-контейнеров, простота их установки и дальнейшей эксплуатации.

ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ГОРОДА

Крупный город – крупные канализационные очистные сооружения КОС. Логично, ведь расход сточных вод, поступающих на обработку, напрямую зависит от количества жителей: норма водоотведения равна норме водопотребления. А для большого объема жидкости нужны соответствующие емкости и резервуары. Этот факт формирует интерес к устройству и функционированию таких КОС.

При проектировании канализационных сетей населенного пункта учитывается нагрузка на трубопроводы, которые подбирают из расчета на пропуск требуемого количества стока. Чтобы не закапывать трубы очень большого диаметра, по которым загрязненная жидкость переправлялась бы на необъятные площади очистных сооружений, в больших городах строятся несколько ОС.

Таким образом, мегаполис делится на несколько «городов» (районов), а уже для каждого из них проектируется станция очистки.

Наглядным примером являются очистные сооружения в столице России, среди которых есть Люберецкие производительностью 3 млн. м³/сут – крупнейшие в Европе. Основной блок – старые модернизированные ОС, обеспечивающие половину мощности станции, два других блока – 1 млн. м³/сут и 500тыс. м³/сут.

Особенностями устройства таких станций очистки сточных вод являются увеличенные размеры сооружений по сравнению с ОС других городов: отстойники диаметром 54 метра, а каналы сопоставимы с небольшими реками.

С точки зрения технологии все стандартно: механическая очистка, отстаивание, биологическая очистка, вторичное отстаивание, обеззараживание. Подробнее о стадиях в биологических очистных комплексах и методах очистки Вы можете прочитать на нашем сайте.

Основная особенность лишь в том, какой вид имеют сооружения для данных этапов обработки. Например, Москва, как известно, строилась не сразу, но большим источником для очистных сооружений она была всегда. Строились железобетонные сооружения, которые сегодня претерпели несколько реконструкций и модернизаций. Из-за снижения количества разбавляемой чистой воды часть ранее построенных сооружений законсервирована или используется в других целях. В этом также заключается особенность устройства ОС: старые каналы песколовок становятся промежуточным резервуаром, коридор аэротенка преобразуется и немного по-другому работает.

Главное, что существенно отличает ОС крупных городов от их меньших братьев, — это закрытые конструкции.

Иными словами, на всех построенных в 60-70-е годы сооружениях монтируется крыша. Это делается для того, чтобы устранить запах, который может распространяться до новостроек, которые, в свою очередь, возникли по причине географического расширения мегаполиса. И если раньше станция очистки сточных вод была значительно удалена от города, то сейчас располагается вблизи новых жилых комплексов.

По той же причине, на подобных ОС устанавливаются распрыскиватели, которые выпускают специальные вещества, нейтрализующие запахи стоков.

Любые очистные сооружения – это сложная взаимосвязь процессов. Конечно, со своей задачей они справятся на 100%, но осложнять их работу не нужно. Отходы – в мусорку, сантехника – по назначению.

Автор: ООО «НПО «Агростройсервис»
Дата публикации: 01.05.2018

Другие статьи

acs-nnov.ru

виды, устройство, принцип работы и схемы

Содержание статьи:

Современный человек для собственных нужд использует большое количество воды. В процессе ее применения жидкость подвергается серьезным загрязнениям, становится угрозой для окружающей среды и людей. Поэтому перед ее выведением в природные условия необходимо проводить тщательную обработку. Одним из этапов этого процесса является биологическая очистка.

Понятие биологической очистки

Биологические очистные сооружения удаляют из воды до 99% примесей

Это комплекс проводимых работ, которые направлены на удаление из воды загрязнений (в основном органических) с помощью бактерий. Канализационные стоки, исходящие из домов, наполнены органикой в виде жиров, сульфатов, тканей разного вида, углеводов и прочих.

Попадая в канализационную систему, стоки подвергаются процессу разъедания бактериями. Окончательным продуктом выступают углекислый газ и активный ил, который оседает на дно канализационного колодца. Его можно впоследствии использовать в качестве органической добавки в грунт, делая его богатым полезными для растений веществами. Ил скапливается на дне резервуаров несколько лет, поэтому, заполняя собой емкости, он уменьшает объем канализационного колодца. Поэтому от иловых отложений стенки сооружений нужно очищать.

Схема биологической очистки

Есть два варианта использования бактерий: самостоятельный процесс и с применением мероприятий, которые основаны на механических, физико-химических и дезинфицирующих операциях.

Первый вариант – это засыпка внутрь канализационных колодцев сухих бактерий, которые в воде оживают, начинают размножаться и поедать органику. Такие препараты продаются в виде таблеток, порошков и гранул.

Второй вариант – комплекс биологических очистных сооружений, в состав которого входят разные виды оборудования.

1. Механическая очистка предваряет процесс биологического воздействия. На этом этапе канализационные стоки подвергаются механическому разделению загрязненной воды на жидкость и примеси разной фракции. Для этого используются сетки, сита, фильтры, отстойники, песколовки и прочие приборы. Обычно их устанавливают последовательно. На этом этапе вода очищается до 40%.
2. Физико-химическая очистка применяется для удаления из воды растворенных примесей. На этом этапе используют такие технологии как флотация, электролиз, сорбция, нейтрализация и прочие. Во многих из них используют химические реагенты.
3. Дезинфекция канализационных стоков – завершающий этап. Чаще для этого используют ультрафиолетовое облучение, с помощью которого убивают вредоносные бактерии, вирусы и другие микроорганизмы. Раньше для этого использовали хлор, который сегодня в современных очистительных установках не применяется.

В канализационных системах частных домов дезинфекцию ультрафиолетом используют редко. Хотя современные септики дорогого класса в себе такие отсеки несут. Стандартные септические канализационные сети – это три варианта биологической очистки:

• аэротенки, в которых используется активный ил, богатый бактериями, пожирающими органику;
• биофильтры;
• анаэробное брожение, которое носит название метантенки.

Первые считаются наиболее эффективными. Принцип работы таких биологических очистных сооружений сточных вод основан на конструкции оборудования. Чисто конструктивно это несколько емкостей, объединенных в одно устройство. В одном происходит осаждение нерастворенных частиц – происходит осветление воды. Во втором стоки подвергаются воздействию активным илом. Здесь происходит биологическая очистка. В третий стоки вместе с илом подаются с помощью насоса, где происходит осаждение иловых масс. Они впоследствии самотеком попадают обратно во второй отсек.

В некоторых септиках есть четвертый отсек, где происходит очистка воды с помощью кислорода, потому что некоторый вид бактерий может жить только при его наличии. Такое оборудование снабжается компрессорами.

Биофильтры популярны среди дачников, потому что они рассчитаны на очистку небольшого количества канализационных стоков. По сути, это емкость, в которую загружают бактерии. Производители предлагают две разновидности биофильтров:

• капельные;
• двухступенчатые.

Первые от вторых отличаются лишь пониженной скоростью очистки. По качеству две технологии одинаковы.

Метантенки – это железобетонная емкость с плавающей крышкой, которая может приподниматься под давлением выделяющегося газа-метана. Последний – продукт жизнедеятельности бактерий. Канализационные стоки внутри емкости подогреваются с помощью водяных или паровых радиаторов. Внутри расположена мешалка, которая все время вращается, перемешивая содержимое метантенка.

Внутри емкости отсутствует кислород. Именно такие условия позволяют выделить из органического месива жирные кислоты, которые всплывают на поверхность водной массы. Здесь они и превращаются с помощью бактерий в метан, углекислый газ и ил. Последний осаждается на дно тенка. Газы по специальным трубам в крышке оборудования выводятся за его пределы.

Биологические пруды

Биологические пруды для очистки сточных вод

Эту разновидность биологической очистки канализационных стоков используют, если стоит необходимость объединить в одну систему целый поселок или несколько больших домов. Существует три вида схем:

• В пруд подводят небольшую речку, воду которой смешивают с канализационными стоками. Происходит осаждение тяжелых нерастворенных частиц. Время очистки – минимум 15 дней. Обычно в таких прудах разводят рыб, которые увеличивают степень биологической очистки.
• Несколько прудов, в которые стоки попадают неразбавленными. Резервуары располагаются последовательно. Вода перемещается из одного пруда в другой. Таким образом снижается степень загрязнения воды. В таких водоемах часто разводят карпов.
• Доочистные водоемы. Это завершающий этап многоступенчатой очистки, не связанной с прудами и другими резервуарами такого типа.

В частном домостроении сложные технологические процессы практически не используются. Самый сложный из них – септик, работающий по принципу аэротенка. Это компактные устройства, энергозависимые, которые монтируются рядом с фундаментом дома. Есть простые модификации без использования электричества. В них биологические процессы очистки происходят с помощью бактерий, которые засыпаются прямо в септик. Первые в разы дороже вторых, но у них степень очистки очень высокая – до 99%.

Воду из таких очистных сооружений можно использовать для полива сада и огорода. Если установить дополнительные фильтрующие элементы, осветленную жидкость можно употреблять для бытовых нужд.

strojdvor.ru

Биологические очистные сооружения — Биоксика

Аэротенк продленной аэрации

Гидравлический отстойник

Биореакторная доочистка

Нитри/Денитрификация

Биологическая очистка сточных вод в аэротенках с продленной аэрацией

Важнейшей составляющей в технологической цепочке сооружений очистки сточных вод являются аэротенки, применяемые в очистных сооружениях относительно небольшой мощности — до 7 000-10 000 м3/сут. стоков.

В установках БИОКСИКА ООО «Технобридж-М» используются аэротенки  с продлённой аэрацией, представляющие собой проточный резервуар. В зависимости от конструкции  глубина аэротенков может достигать 8 и более метров. Внутри аэротенка живут на хлопьях ила колонии аэробных микроорганизмов (активный ил), которые перерабатывают органику сточных вод. Для создания благоприятных условий роста микроорганизмов в аэротенк с помощью различных агрегатов механическим, пневматическим или эжекторным способом нагнетается воздух (в установках БИОКСИКА ООО «Технобридж-М» воздух в аэротенк подается, как правило, пневматическим способом). В результате эффективность биологической очистки в аэротенках в несколько раз выше, чем в естественных условиях. При непрерывной аэрации  в аэротенках происходит, кроме окисления, процесс минерализации грубодиспергированных веществ и микроорганизмов ила.

Важно поддерживать в аэротенках постоянную концентрацию активного ила. Для поддержания его оптимальной концентрации часть избыточного ила подается из вторичного отстойника на рециркуляцию в аэротенк.

С повышением дозы активного ила в зоне аэрации происходит пропорциональный рост окислительной мощности аэротенков, но при этом  нельзя допускать, чтобы его концентрация превысила определенного значения, при котором активный ил будет выноситься из вторичного отстойника и загрязнять стоки на конечном этапе очистки.

Для увеличения эффективности биологической очистки сточных вод  в аэротенках на установках БИОКСИКА ООО «Технобридж-М» используют пластмассовую загрузку, на которой образуется биопленка, являющаяся дополнительным источником микроорганизмов, перерабатывающих органику сточных вод.

Аэротенк на установке очистки хозяйственно-бытовых сточных вод БИОКСИКА ООО «Технобридж-М»

Вторичные отстойники с гидравлической возможностью сбора плавающих загрязнений

Для удаления из сточных вод средне- и мелкодисперсных примесей применяют различного вида отстойники. Они подразделяются на периодического (контактного) и непрерывного (проточные) действия. В зависимости от направления движения сточных вод в сооружении бывают горизонтальные, вертикальные и радиальные отстойники. Вертикальные отстойники используют на очистных сооружениях с относительно небольшой пропускной способностью.

По назначению в технологической схеме очистных сооружений отстойники делятся на первичные и вторичные.

Первичные отстойники располагаются в голове очистных сооружений. С их помощью осуществляется первичная очистка сточных вод.

Вторичные отстойники служат для илооотделения и осветления сточных вод, прошедших предварительную биологическую и физико-химическую очистку.

На очистных сооружениях ООО «Технобридж-М» БИОКСИКА используются, как правило, вертикальные вторичные  отстойники непрерывного действия. Сточная вода поступает сюда из аэротенков самотеком по лотку. Нижняя часть у отстойников имеет пирамидальную или конусообразную форму для того, чтобы оседающий ил сползал в основание емкости отстойника.

Вторичные отстойники являются неотъемлемой частью технологической цепочки в биологической очистке сточных вод, так как часть аккумулированного во вторичном отстойнике активного ила подается с помощью эрлифтов на рециркуляцию в аэротенк для создания необходимой его концентрации. Другая часть избыточного ила эрлифтами сбрасывается в илонакопитель. Конструкцией вторичных отстойников очистных сооружений ООО «Технобридж-М» БИОКСИКА предусмотрен автоматический сбор плавающих загрязнений в специальный лоток с помощью потока воды, создаваемого эрлифтами.

Вторичный отстойник на очистных сооружениях ООО «Технобридж-М» БИОКСИКА

Вторичный отстойник на действующих очистных сооружениях ООО «Технобридж-М» БИОКСИКА

Доочистка сточных вод в биореакторах с использованием прикрепленной микрофлоры

Для доочистки сточных вод используют биореакторы (биофильтры) с различного вида загрузкой. Хорошо себя зарекомендовали биофильтры с прикрепленной микрофлорой. Их отличают простота, удобство, короткое время процесса очистки.

В традиционных биофильтрах в качестве фильтрующего материала используют щебень, гравий, керамзит. Однако преимущества перед другими материалами как в эксплуатационном, так и в конструктивном отношении имеет пластиковая загрузка. Пластиковые загрузки бывают жесткие (кольца, обрезки труб и т.д.), жестко-блочные (из плоских и гофрированных листов), а также мягкие (из пластмассовых пленок). Такая загрузка отличается большой механической прочностью, долговечностью, имеет развитую сорбционную поверхность и относительно малый коэффициент сцепления биопленки с поверхностью загрузки, удерживает в единице объема по сравнению с другими видами загрузочного материала большое количество биопленки.

Пластмассовая загрузка исключает заиливание биофильтров, значительно увеличивает объем поступающего воздуха, что способствует повышению окислительной мощности фильтра.

Однако биофильтры обладают и рядом недостатков. Например, неравномерное поступление сточных вод от малых объектов крайне отрицательно влияет на работу биофильтров, в них происходит подсыхание биопленки и наблюдается неравномерность температурного режима, создаются условия для заиливания загрузки. Чтобы избежать этих явлений, в часы минимального притока сточных вод приходится проводить рециркуляцию очищенных сточных вод, что ведет к дополнительным энергозатратам.

Биореактор ООО «Технобридж-М»

Биореактор, поставляемый ООО «Технобридж-М», представляет собой емкость, загруженную пластиковой загрузкой и гравийной крошкой 2-10 мм.

Гравийная крошка используется для фильтрации оставшихся после грубой механической и биологической очистки взвешенных веществ. 

Процессы нитрификации и денитрификации в очистных сооружениях

Одними из процессов, протекающих в ходе биологической очистки сточных вод, являются процессы нитрификации и денитрификации, в ходе которых происходит очищение стоков от соединений азота и биологически окисляемых органических соединений.

При благоприятных условиях (наличие кислорода, температура выше 4° С и др.) под действием аэробных нитрифицирующих бактерий на первой стадии процесса нитрификации происходит окисление азота аммонийных солей, в результате чего  образуются соли азотистой кислоты, или нитриты. На второй стадии в ходе дальнейшего окисления образуются соли азотной кислоты, или нитраты.

Удаление из воды окисленных форм азота — нитритов и нитратов, образующихся в  результате нитрификации, происходит в ходе процесса денитрификации. Процесс биологической денитрификации осуществляется в анаэробных условиях в присутствии органических веществ, необходимых для жизнедеятельности бактерий. Сущность его состоит в том, что бактерии-денитрификаторы в процессе своей жизнедеятельности для окисления органического вещества используют связанный кислород нитратов и нитритов, восстанавливая их до молекулярного азота, который впоследствии выделяется в атмосферу в форме газа.

Для процессов нитрификации и денитрификации могут быть использованы традиционные сооружения биологической очистки: аэротенки и биофильтры.

bioxica.ru

БИОЗАГРУЗКА ДЛЯ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ | Агростройсервис

Данные бактерии преобразуют сложные органические соединения в более простые: углекислый газ и дополнительную биомассу.

Технологические процессы разделяются на аэробные, анаэробные и аноксидные. Они являются базовыми для очистки городских сточных вод и промышленных, с преобладанием биогенных органических загрязнений (пищевая отрасль).

В последнее время, популярность набрали многоступенчатые схемы с чередованием зон анаэробная — аэробная — аноксидная, способные одновременно очищать от органических загрязнений и от соединений азота.

Для очистки сточных вод используются различные формы бактериальных культур.

Традиционно, различают способы со свободной и прикрепленной (фиксированной) биомассой.

Использование свободной формы предусматривает развитие бактериальных культур в виде хлопьев, рассредоточенных в жидкости. Для того, чтобы активный ил был во взвешенном состоянии, воду необходимо механически перемешивать.

Для фиксированного метода применяют специальное технологическое оборудование – носители, на которых образуется пленка из бактерий. Есть еще смешанные культуры, где бактерии фиксируются на достаточно легком носителе, чтобы существовать в биореакторе в виде хлопьев.

Фиксированные, смешанные и свободные культуры могут применяться для аэробной, анаэробой и аноксидной обработки.

Для интенсификации процесса применяют биозагрузку (Ббз), на которой развивается биомасса, поглощающая органические загрязнения из стоков.

Подробнее о блоках биозагрузки для очистных сооружений

ПРИКРЕПЛЕННАЯ И ПЛАВАЮЩАЯ АКТИВНАЯ БИОМАССА

По вариантам контакта очищаемой воды и сообществ микроорганизмов различают комплексы со свободноплавающей и прикрепленной (иммобилизованной) микрофлорой. Уже давно эти два процесса совмещают в одном оборудовании. Очистка в биофильтрах, например, происходит путем фильтрации стоков через различные загрузки, на которых адсорбируются микроорганизмы из сточных вод. Образуется биопленка, которая в свою очередь адсорбирует питательные вещества (субстраты) из воды, проходящие через загрузку.

Таким образом, с помощью биопленки, состоящей из бактерий, простейших и актиномицетов, осуществляется гидролиз сложных веществ загрязнений до более простых.

Толщина пленки увеличивается в результате метаболизма.

Когда ее толщина становится 2-3 мм, то сверху – аэробные бактерии, внутри анаэробные. Благодаря им протекают процессы окисления органики и начинается процесс восстановления соединений азота. Омертвевшие клетки отпадают с поверхности загрузки и выносятся из системы.

Загрузочные материалы поражают своим разнообразием и делятся на стационарные и плавающие. Отличие плавающей в том, что с помощью нее создается «кипящий слой» благодаря интенсивной аэрации. Она находится во взвешенном состоянии и перемещается по реактору. Чаще всего представляет собой пластиковые трубки малого диаметра. Плюс – высокая удельная площадь. Минус – часто забиваются и выходят из строя, требуют замены.

Такая сильная аэрация не нужна для стационарной (неподвижной) загрузки. Этот вид — листы из различных синтетических материалов, например «Поливом», или носитель типа «Ерш» и т.п. Листы собираются в кассеты и крепятся стационарно в реакторы, имеют большую удельную площадь. Также к данному виду относятся блоки биологической загрузки в виде сетчатых пластин, скрепленных между собой. В отличие от других стационарных носителей, блоки легко монтируются и демонтируются и не требуют специального крепления.

На поверхности блоков образуется слой биопленки, где происходит адсорбция и окисление загрязняющих веществ бактериями.

Известно, что биологическую загрузку Ббз способно заселять большинство микроорганизмов в фазе роста. Их прикрепление осуществляется с помощью экзополимеров, синтезируемых бактериями. Закрепившись в наиболее удобных местах, они заселяются до образования пленки определенной толщины.

Кислород и питательные вещества, приносимые потоком очищаемой воды, проникают только в верхние клеточные скопления, к самым глубоким такого доступа нет. Таким образом, образуется структура с чередованием аэробного слоя, в который поступает кислород, и анаэробного, внутреннего, где его нет.

Эффективность биозагрузки обосновывается тем, что в биопленках фиксированные микроорганизмы демонстрируют в основном более высокую специфическую активность, чем в свободных культурах. Происходит более эффективное поглощение растворенных и дисперсных органических загрязнений и очищение стоков. Ускоряется процесс нитро-денитрификации. Они гораздо жизнеспособнее и не так чувствительны к токсичным загрязнениям.

Вода, проходя через блоки Ббз, отфильтровывается от растворенных и нерастворенных примесей органического и неорганического происхождения.

Органические вещества при попадании на биопленку окисляются и используются бактериями в качестве питания. За счет этого происходит рост и самовоспроизводство активной биомассы. Омертвевшие элементы биопленки вымываются вместе со стоками, тем самым предотвращая зарастание блоков.

ПРИМЕНЕНИЕ БИОЗАГРУЗКИ КАК НОСИТЕЛЯ АКТИВНОЙ БИОМАССЫ

Биозагрузка универсальна и применяется на разного вида очистных сооружениях, а именно в:

1. аэротенках;
2. биофильтрах;
3. септиках.

Использование Ббз в аэротенках

Биологическая очистка стоков от загрязнений, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях, происходит в специальных сооружениях – аэротенках и осуществляется сообществом различных микроорганизмов. Они с помощью выделения ферментов расщепляют органические вещества до простых неорганических, в конечном счете до Н2О и СО2.

В аэрационных реакторах ил находится во взвешенном состоянии в виде отдельных хлопьев. Причем от концентрации этих хлопьев и зависит интенсивность биологического метода очистки.

Если нагрузка на ил по загрязняющим веществам высока, то вероятность обеспечить нужную степень очистки и нужное качество воды на выходе мала: ила может не хватить для окисления органики. Малая нагрузка также нежелательна, так как ил будет самоокисляться и произойдет снижение рабочей дозы его в аэротенке.

Для поддержания оптимального соотношения между дозой и нагрузкой в биореакторах необходимо использовать технологическую загрузку, на которой происходит развитие прикрепленной микрофлоры.

Многие аэротенки, построенные в советское время, находятся в эксплуатации длительное время. Они устарели и не соответствуют современным природоохранным требованиям, предъявляемым к очистке и обеззараживанию сточных вод, не обеспечивают  достижение нормативных показателей на выпуске с очистных комплексов в водоем рыбохозяйственного назначения.

На строительство новых очистных станций нужны большие капитальные затраты.

Для того, чтобы улучшить ситуацию, возможно проведение реконструкции существующих сооружений. Например, в коридорные аэротенки, которые раньше пользовались особой популярностью при строительстве очистных сооружений, можно установить полипропиленовую загрузку, которая представляет собой сетчатый блок размерами 500х500х500 мм.

Внутри блоков будет развиваться активная биомасса, улучшаться процесс очистки. Она предотвращает вынос взвешенных частиц, поддерживает необходимую дозу активного ила и способна очищать загрязнения высокой концентрации.

Благодаря такой реконструкции увеличивается площадь активной поверхности и снижаются эксплуатационные расходы.

Использование Ббз в биофильтрах

Есть еще одна отрасль применения биозагрузки – биофильтры, в частности, в установках замкнутого водоснабжения для разведения рыб. Особое внимание нужно уделить экологическому состоянию вод. Для этого используют либо естественные водоемы, либо, в последнее время, оборудование замкнутого цикла, включающее систему водоочистки использованной воды с возвратом ее обратно в емкости для выращивания рыбы.

Как и у всего живого, у рыбы образуются продукты жизнедеятельности, вода постепенно становится непригодной для разведения, мутной, заиливается, поэтому ее необходимо очищать.

Разведение в замкнутых установках позволяет контролировать весь процесс и исключать влияние климатических условий. В составе УЗВ есть очистные сооружения, в частности, биофильтр со статической загрузкой. Размещённая в биофильтре загрузка эффективно удаляет аммиак и нитриты, позволяет сохранить здоровую водную среду для размножения и роста рыбы.

Установки замкнутого водоснабжения для разведения рыбы можно изготовить самостоятельно: сделать бассейны, в которых выращивается рыба и самодельный биофильтр для очистки воды. В качестве фильтра можно применить существующую емкость, подвести к ней аэрационную систему, установить биозагрузку Ббз 5.5.5. Установка готова к работе.

Биозагрузка устанавливается в емкость таким образом, чтобы между ней, стенками и дном оставались промежутки для прохождения воды и исключения образования осадка на дне сооружения. На ней наращивается биомасса, тем самым происходит поддержание необходимой дозы активного ила в системе для окисления органики.

Многочисленные исследования показали, что для того, чтобы эффективно удерживать биомассу, нет необходимости весь биофильтр заполнять загрузкой. Для этого достаточно заполнить верхнюю его часть на 25-40% от рабочей его высоты. При этом экономиться загрузка, увеличивается степень очистки.

Использование Ббз в септиках

Все больше городских жителей уезжают жить в загородные дома, где используется своя система канализации – септики. Все большие обороты набирает биологическая загрузка в качестве носителя биомассы в септиках различной формы.

Биоблок делится на сетки, размерами каждая 500 х 500 х 40 мм (Д х В х Ш).

Для септиков можно набрать любое их количество и устанавливать даже в радиальные емкости.

Как известно, в септиках тоже осуществляется биологическая очистка стоков и в них активный ил чаще всего находится во взвешенном состоянии.

Для того, чтобы интенсифицировать процесс и использовать также прикрепленную биомассу в септиках устанавливается сетчатый носитель.

ЦЕНА И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БИОЗАГРУЗКИ

Сейчас уже разработаны и продолжают разрабатываться различные носители активного ила.

Традиционные — это доменный кокс, гранитный щебень. Они имеют слабый индекс пустот (около 50%), происходит их быстрое заиливание.

Сегодня все чаще применяются полипропиленовые загрузки, отличающиеся значительной удельной поверхностью (от 80 до 220 м2/м3), повышенной пористостью (часто больше 90%), малым весом.

Они обладают достаточной механической прочностью и износостойкостью, самоочищаются за счет того, что омертвевший слой сам отторгается и выводится из системы.

Блоки биологической загрузки Ббз производят из экологически чистого полимерного материала, который обладает высокой прочностью и не подвержен коррозии.

Они прочные: предлагаем к просмотру видео.

 

acs-nnov.ru

Сооружения для очистки сточных вод: механической и биологической

Всем городам и селам необходимы эффективные сооружения для очистки сточных вод. Их работа влияет на качество жидкости, попадающей в среду, и на последствия для всего живого.

Если стоки не обезвреживать, вымрут звери и растения, отравится земля. Опасные бактерии будут проникать в человеческий организм, вызывая болезни.

Этапы очистки сточных вод

Обеспечение людей чистой, безопасной водой – важная задача государства. Это напрямую влияет на здоровье. Поэтому обязательна дезинвазия на очистных сооружениях – меры по уничтожению паразитов, вызывающих болезни. Порядок процедуры регулирует СанПиН.

Для очищения стоков в селах используются сооружения малой производительности. Они обрабатывают до 1000 м3/сут.

На крупные поселения ориентированы городские сооружения. Причем бытовые стоки очищать особенно трудно из-за разнородности загрязнителей – попадаются куски бумаги, вата, целлофан, тряпки. Они подвергаются целому комплексу мероприятий, который начинается с механической обработки.

Механический этап очистки сточных вод

Согласно установленному порядку и правилам приема сточных вод, вначале все содержимое канализации направляется в резервуар на главной насосной станции. Он компенсирует возрастающие нагрузки в час пик. Насос поступательно нагнетает жидкость, которая проходит весь цикл обработки. Затем стоки переходят в цех мехочистки. Там устраняется 75% нерастворимых частиц.

Сооружения для механической очистки сточных вод:

1. Решетки и сита.
   Задерживают отходы размером более 16 мм – тряпки, бутылки, пищу, пластик, целлофан. Все это затем подвергается переработке.
2. Песколовки.
   Кроме песка, они задерживают мелкие камни, шлак, осколки. Песок под силой тяжести опускается на дно, откачивается, промывается и утилизируется.
3. Жироловки.
   Устройства подобного рода функционируют по аналогии с песколовками. Здесь с помощью скребка удаляют масла, другие примеси с водной поверхности.
4. Отстойники.
   Это объемные резервуары, где под силой тяжести жидкость освобождается от взвесей.
5. Мембраны, фильтры, септики.

Механический этап необходим, поскольку улучшает результаты последующей биоочистки.

Биологические очистные сооружения сточных вод

Биологическая очистка городских канализационных стоков заключатся в использовании бактерий и простейших, которые поедают органику.

Этапы биоочистки:

1. Аэротенк.
   Здесь механически обработанная жидкость заселяется микроорганизмами – активным илом.
2. Цех очищения воздуха, где удаляется воздух с дурным запахом.
3. Вторичные отстойники.
   Здесь отстаивается и удаляется ил. Микроорганизмы опускаются на дно, скребком доставляются к приямку. Всплывающий ил убирают поверхностным скребковым механизмом.
4. Метантенк.
   Осадок сбраживается под воздействием водорослей, кислорода, бактерий. Образующийся метан понадобится для технологических процессов, ил отвозится на площадки для просушивания.

Доочистка сточных вод

Очищенная жидкость освобождена от 90-95% загрязнений. Удалить остальное – задача доочистки.

Биореакторы глубокой доочистки

Здесь окисляется оставшаяся органика, микроорганизмы, аммонийный азот. Засыпные диски создают среду для развития автотрофов. Они преобразуют неорганические соединения в органику. Аэрация ускоряет работу биореактора.

Фильтры доочистки сточных вод

Это песчаные фильтры, к которым поступает вода снизу-вверх. Песок автоматически обновляется. Поскольку фильтры ставят ниже других систем, можно не использовать насосы и не тратить электроэнергию. Промывают их небольшим количеством воды.

Обеззараживание воды ультрафиолетом

Дезинфекция – избавление от микроорганизмов, что делает воду безопасной для водоема, куда ее сбросят. Применяются разные методы:

• УФ-облучение;
• переменный ток;
• хлорирование;
• гамма-облучение.

Эффективно УФО. Метод уничтожает 99% микроорганизмов, разрушая их мембраны.

Очистка от фосфатов

Фосфаты содержатся в моющих средствах. Оказываясь в воде, они провоцируют эвтрофикацию, то есть фактически образуется болото. Для удаления фосфатов используют коагулянты. Их дозировано добавляют перед биоочисткой.

Вспомогательные помещения очистных сооружений

Комплекс сооружений для очистки также включает:

• цех аэрации;
• помещение для утилизации избытка активного ила;
• очищение воздуха;
• лабораторию;
• административно-бытовые помещения;
• электрическую подстанцию.

Цех аэрации

Аэрация заключается в обогащении воды пузырьками кислорода. Метод применяется в разных процессах очистки. Воздух подается воздуходувками, а кислородный датчик контролирует объем подачи.

Утилизация избыточного активного ила микроорганизмов

Избыточный ил возникает при биоочистке из-за размножения микроорганизмов в аэротенках. Он подвергается обезвоживанию и утилизации:

1. Разбавляется реагентами, чтобы замедлить жизнедеятельность микроорганизмов и сгустить их.
2. Уплотняется и обезвоживается.
3. Отжимается на центрифуге для удаления остаточной влаги.
4. Окончательно просушивается поточными осушителями. Остаточная влажность высушенного осадка – 20-30%.
5. Пакуется в герметичные контейнеры.
6. Утилизируется.

Очистка воздуха

Поскольку сооружения дурно пахнут, при их расположении вблизи поселений требуется очищение воздуха. Оно включает 2 этапа:

1. Загрязненный воздух поступает в биореакторы и контактирует с микрофлорой. Она адаптирована для утилизации органики, вызывающей неприятный запах.
2. Воздух обеззараживается ультрафиолетом, чтобы микроорганизмы не попали в атмосферу.

Лаборатория на очистных сооружениях

Очищенная вода регулярно проверяется в лаборатории. Там выявляют вредные примеси. Когда концентрация превышает норматив, проводится исследование. Выявленную проблему устраняют.

Административно бытовой комплекс

Для полноценной работы очистного оборудования требуются десятки специалистов и обустройство:

• мастерских по ремонту оборудования;
• лаборатории;
• диспетчерской;
• кабинетов бухгалтерии, инженеров, отдела кадров;
• кабинета директора.

Электроподстанция

Если работа остановится надолго при отсутствии света, это будет чревата поломками оборудования. Поэтому электроснабжение должно соответствовать 1 категории надежности. На подстанции предусмотрен ввод силового кабеля от городской сети. При аварии возможно питание от дизельного генератора.

Виды очистных сооружений

Для обезвреживания поверхностных вод перед их сбросом в городскую сеть предназначены отстойники и фильтры. Для сточных используются септики, аэро- и метантенки, биопруды, поля орошения и фильтрации.

Сооружения делятся на разновидности по назначению. У них разнятся объемы очищаемых сточных вод и этапы процесса.

Очистные сооружения канализации

Под канализационными понимают комбинацию бытовых и производственных стоков, поступающих на очистные сооружения города по раздельной канализационной системе. Сточные бытовые воды в чистом виде – редкость, чаще они содержат соли, нефтепродукты.

Применяются следующих виды очистных сооружений канализации:

• локальные аппараты;
• индивидуальные автономные конструкции;
• блочные системы и модули.

Строительство идет в несколько этапов, исходя из требуемой степени очистки:

1. Механическая обработка снижает содержание взвесей на 40-60%, БПК, определяющего степень загрязненности органикой, – на 20-40 мг/л.
2. Биоочистка – до 15-20 мг/л.
3. Физико-химические методы доочищают сточные воды до норм сброса в водоемы.

Очистные сооружения бытовых сточных вод

Бытовые очистные сооружения предназначены для жилых домов, малых предприятий, турбаз вдали от центральной канализации. В них обрабатываются стоки, содержащие фекалии, остатки пищи, песок, моющие средства – органику, которая поддается биорасщеплению.

Для бытовых стоков используется биосистема очистки, основанная на аэробном процессе в биореакторе. Для поддержания эффективной работы требуется обслуживание очистных сооружений бытовых сточных вод. Оно включает:

• удаление задержанных нерастворимых включений;
• расчет количества ила;
• проверка содержания кислорода;
• контроль работы по химическим показателям;
• проверка исправности элементов.

Очистные сооружения промышленных сточных вод

Жидкость, используемая предприятиями в технологических процессах, должна очищаться до необходимых параметров. Оборудование зависит от характера производства, специфики загрязняющих веществ.

К примеру, ступени очистки для спиртового производства:

• механическая;
• биологическая;
• глубокая;
• УФО плюс выпуск в водоем;
• обезвоживание и утилизация влаги.

Мясопереработка и производство напитков, включая пиво, соки, квас:

• механический метод;
• биоочистка плюс выпуск в коллектор;
• сбор, обезвоживание, утилизация.

Стекольная промышленность:

• механическая очистка;
• физико-химическая;
• биологическая плюс выпуск в горколлектор;
• сбор, обезвоживание, утилизация.

Очистные сооружения ливневых стоков

Дождевая влага чистая, но насыщается вредными веществами с асфальта, травы, крыш. Поэтому требуются очистные сооружения ливневых стоков. Они обеспечивают механическую обработку из следующих этапов:

1. Отстойник.
   Сила тяжести опускает на дно крупные частички.
2. Тонкослойный модуль.
   Маслянистая пленка с водной поверхности собирается на гидрофобных пластинах.
3. Сорбционный волокнистый фильтр.
   Захватывает пропущенное тонкослойным.
4. Коалесцентный модуль.
   Здесь отделяются частички нефтепродуктов от 0,2 мм, оказывающихся наверху.
5. Угольный фильтр доочистки.
   Полностью удаляет нефтепродукты.

Биоочистка

Биологическое очищение стоков обеспечивает почти на 100% чистую воду.

Возможны разные варианты биостанции:

• биопруды;
• поля фильтрации;
• аэро-, метантенки;
• фильтрующие колодцы;
• биореакторы;
• песчаные фильтры.

Только биоочистка не используется как самостоятельный метод. Предварительно необходимо избавиться от неорганических примесей механическим способом, обеззаразить воду.

Сооружения накопительного типа

Такие сооружения рассчитаны на прием основной части осадков любой интенсивности. Главный элемент – аккумулирующий резервуар, где накапливаются поверхностные стоки. То, что превышает норму, сбрасывается через разделительную камеру. Накопленные сточные воды посредством насоса направляются на очистку.

Сооружения проточного типа

Этим способом отводят стоки с небольших площадей – гаражей, АЗС, парковок ТРЦ, дренажей магистралей. Воды поступают в секцию распределения: загрязненные направляются к фильтрам, условно чистые – к месту выброса по обводной линии (байпасу).

При пиковых нагрузках возможны поломки оборудования, тогда лучше использовать конструкции с накопительными резервуарами.

Габионные очистные конструкции

Основное место использования габионных сооружений – строительство дорог. В них очищаются дождевые, талые, моечных стоки с автодорог.

Конструктивные элементы:

• водоподводящие и водоотводящие лотки;
• отстойник;
• дамбы с зернистой загрузкой;
• биоплато;
• фильтрующие камеры с сорбентом.

Сточные поверхностные воды самотеком попадают в отстойники, где осаждаются взвеси. Осветленная жидкость фильтруется, поступает на биоплато – искусственный водоем с макрофитами. Затем происходит доочистка в камерах с сорбентом.

bezotxodov.ru

Биологическая очистка сточных вод в естественных условиях

Очистка сточных вод в естественных условиях

Несмотря на то, что согласно названию этих способов водоочистки они осуществляются в естественных условиях, всё же для их использования необходимо соорудить некоторые приспособления и конструкции. Рассмотрим основные из них: поля орошения, наземные и подземные фильтрационные поля, биологические пруды.

Они гораздо менее затратны, чем другие виды очистных сооружений.

Поля фильтрации устраивают на землях с фильтрующим грунтом, которые не используются для выращивания сельскохозяйственных культур. Вода подаётся на специально подготовленные грунты по оросительной сети, а собирается надземным, или подземным дренажом.

Для того, чтобы очистка на полях фильтрации была эффективной, на них подают уже осветленную в первичных отстойниках воду. Если устраивается подземное поле фильтрации, то сверху допустимо разведение огородов и садов.

Биологические пруды тоже создаются искусственно. В них протекает медленная водоочистка за счёт естественных процессов самоочищения.

В таких прудах довольно высокий уровень бактерицидной очистки и дегельминтизации по-сравнению с другими очистными сооружениями.

Поля орошения используются одновременно и для очистки сточных вод, и для выращивания сельскохозяйственных культур.

Согласно исследованиям большинство патогенных бактерий очень быстро погибают, оказываясь в почве, и не обнаруживаются в овощах.

Биологическая очистка сточных вод в искусственных условиях

Биологическая очистка сточных вод осуществляется микроорганизмами, которые в ходе своей жизнедеятельности перерабатывают загрязняющие вещества. Биоценоз таких микроорганизмов называется «активным илом»

В искусственных условиях в сооружениях биологической очистки «активный ил» может находиться в воде во взвешенном состоянии (в аэротенках), или на инертном материале специальных загрузках (в биофильтрах).

При проектировании аэротенков рассчитывают их объём, количество воздуха на аэрацию иловой смеси, время контакта ила со сточными водами. Эти параметры зависят от количества загрязнений, их окисляемости и требуемой производительности аэротенка. На процесс биологической очистки также влияет температура, рН, количество растворенного в иловой смеси кислорода.

После аэротенков сточные воды поступают во вторичные отстойники для отстаивания ила, а биологически очищенные воды идут на дальнейшую очистку. Ил, накапливаемый на дне отстойников либо возвращается в аэротенк для обеспечения необходимой дозы, либо избыточный ил выгружается на обезвоживание.

Технологический режим работы аэротенка должен быть таким, чтобы качество очистки было удовлетворительным и ил легко оседал в отстойниках. Это регулируется соотношением концентрации загрязняющих веществ и дозой ила.

Если доза ила недостаточная, то очистка не обеспечивает требуемое качество, а если доза слишком большая, то не происходит эффективного осаждения ила в отстойнике.

Для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов активного ила необходимо проводить его аэрацию. Используют нормативные значения 1-2 мг/дм3 воздуха в любой точке аэротенка, так как кроме аэрации необходимо интенсивное перемешивание ила, чтобы не образовывались залежи, в которых микроорганизмы погибают от собственных метаболитов.

В аэротенке протекают процессы превращения органических веществ, соединений азота и фосфора. Соединения азота перерабатываются активным илом в ходе сложных многостадийных процессов нитрификации-денитрификации.

Нитрификация проходит в присутствии кислорода воздуха и для её удовлетворительного протекания необходимо предварительное окисление органических веществ, содержащихся в сточных водах. Чем полнее окислены органические вещества, тем интенсивнее процесс нитрификации в аэротенке. Денитрификация протекает в тех зонах, где отсутствует воздух. Все конструкции различных очистных сооружений биологической очистки (аэротенки, реакторы-нитрификаторы, реакторы анаэробной очистки, биореакторы) тем или иным способом обеспечивают наиболее эффективное протекание этих реакций. Для глубокого удаления фосфора сочетают биологическую и физико-химическую очистку, добавляя реагентную обработку сточных вод.

Биофильтры представляют собой емкость, заполненную инертным загрузочным материалом, на котором развиваются микроорганизмы активного ила. Сточная вода проходит слои наполнителя биофильтра сверху вниз. Верхние слои загрузки снабжены кислородом, в них протекают реакции нитрификации. В тех слоях, где образуются анаэробные условия, протекает денитрификация.

Биофильтры представляют собой емкость, заполненную инертным загрузочным материалом, на котором развиваются микроорганизмы активного ила. Сточная вода проходит слои наполнителя биофильтра сверху вниз. Верхние слои загрузки снабжены кислородом, в них протекают реакции нитрификации. В тех слоях, где образуются анаэробные условия, протекает денитрификация. Избыточная, или отмершая биопленка смывается сточными водами и осаждается во вторичных отстойниках.

Для надёжной работы биофильтра необходимо равномерное распределение сточных вод по поверхности загрузки. Для этого используют оросительные распределительные устройства. В биофильтрах высотой более 2 м необходимо производить искусственную вентиляцию.

Биологические очистные сооружения ООО «НПО «Агростройсервис»

В компании ООО «НПО Агростройсервис» производят очистные сооружения биологической очистки разнообразной конструкции, учитывая собственный и мировой опыт эксплуатации сооружений.

Блоки-контейнеры биологической очистки «Биоток» представляют собой резервуары с выделенными в нём зонами нитрификации-денитрификации, вторичного отстаивания и доочистки. Устройство блоков-контейнеров таково, что обеспечивается наиболее полная очистка сточных вод от загрязняющих органических веществ, снижаются показатели азота и фосфора до нормативных показателей.

Блок анаэробного реактора I ступени — это цилиндрический резервуар, где сточные воды смешиваются с рециркулируемым активным илом для протекания денитрификации. В зависимости от концентрации загрязнений в сточных водах, могут применяться блоки анаэробного реактора II ступени. Они отличаются по конструкции от первых наличием конусного днища и технологической загрузки. Вторая ступень снабжена также системой эрлифтов.

В блоках биологической очистки происходит преимущественно реакция нитрификации. Для создания благоприятных для этого условий в них подаётся сжатый воздух. В качестве материала, на котором развиваются микроорганизмы активного ила, использована загрузка «Поливом».

По принципу работы и процессам протекающим в блоках биореакторов, производимых компанией «НПО «Агростройсервис», они представляют собой симбиоз аэротенка и биофильтра.

Комбинируя оборудование биологической очистки, составляются технологические схемы для решения задач различного уровня сложности по очистке сточных вод и достижения нормативных показателей качества очищенных стоков.

Автор: ООО «НПО «Агростройсервис»
Дата публикации: 19.10.2015

acs-nnov.ru