Что такое аэробная очистка сточных вод?
Процесс аэробной очистки сточных вод регулируется аэробными организмами, которым необходим кислород для процесса разрушения. Резервуары аэробной очистки сточных вод постоянно снабжаются кислородом. Это достигается за счет циркуляции воздуха через резервуары. Для эффективного функционирования аэробных организмов в аэробных баках всегда должно быть достаточное количество кислорода. Таким образом, во время аэробной обработки поддерживается надлежащая аэрация.
Существует два основных типа аэробной очистки сточных вод: присоединенные системы культивирования или стационарные пленочные реакторы и подвесные системы культивирования.
Прикрепленная система культуры
В прикрепленной культуральной системе биомасса выращивается на твердых поверхностях или средах, а сточные воды проходят через микробные поверхности. Капельный фильтр и вращающийся биологический контактор – это две прикрепленные системы культивирования.
Подвесная система культуры
В подвесных системах культивирования биомасса смешивается со сточными водами. Система активного ила и окислительная канавка – две популярные подвесные системы культивирования.
Закажите бесплатный выезд специалиста для обследования объекта:
- ТОПАС в наличие на нашем складе в Воронеже — доставка в любое удобное для вас время
- Гарантия на ТОПАС 3 года — сервисный центр в Воронеже
- Компания Гидросистемы — официальный дилер ТОПАС с 2008 г.
Системы очистки сточных вод. Насосное оборудование для водоотведения:
394036, г. Воронеж, пр-т Ленинский, д. 126, 1 этаж, помещение 1.
+7 (473) 251-46-24 многоканальный
Системы очистки сточных вод. Насосное оборудование для водоотведения, 2009
Биологическая очистка – широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод. В его основе лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов — водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма)
Биологическая очистка является основным этапом очистки сточных вод. Предполагает очистку растворённой части загрязнений сточных вод (органические загрязнения — ХПК, БПК; биогенные вещества — азот и фосфор) специальным биоценозом (бактерий, простейших и многоклеточных организмов), который называется активным илом или биоплёнкой.
Могут использоваться как аэробные, так и анаэробные бактерии, в зависимости от наличия или отсутствия кислорода воздуха в иловой смеси (смеси активного ила и сточной воды). На этом основана реализация процессов аэробной очистки от органических веществ и нитрификации (окисления органических загрязнений и аммонийного азота в аэробных условиях) и денитрификации (окисления нитратов до газообразного азота в аноксидных условиях).
С технической точки зрения различают несколько вариантов биологической очистки. На данный момент основными являются варианты со свободно плавающим илом — активный ил (аэротенки), с прикреплёнными микроорганизмами на специальных носителях — биофильтры и метантенки (анаэробное брожение). Последние используются для получения из осадков природного газа (метана), так называемого биогаза.
Системы со свободно плавающим активным илом могут реализовываться в проточном режиме (аэротенк-отстойник) и в циклическом режиме (реакторы периодического действия).
Также в биологической очистке после аэротенков существует вторичные отстойники. Во вторичных отстойниках находятся илососы. Они предназначены для удаления активного ила со дна вторичных отстойников и возврат в аэротенк (возвратный ил). Лишний прирощенный ил выводится из системы (избыточный ил).
Биологическая очистка основана на способности активного ила к осаждению, поэтому всегда процесс биологической очистки включает два этапа: 1. контакт активного ила с загрязнённой водой определённое время (рассчитывается по различным методикам), 2. отстаивание (процесс гравитационного разделения активного ила и очищенной воды. Для ускорения процесса илоразделения самой современной является технология мембранного разделения с применением ультрафильтрационных мембран.
Ключевое различие – аэробная и анаэробная очистка сточных вод
Надлежащая очистка сточных вод – важное требование для предотвращения болезней, передаваемых через воду, и поддержания здоровой окружающей среды для организмов. Процесс очистки, в котором участвуют микробы или живые организмы, называется биологической очисткой сточных вод
Существует два типа биологической очистки сточных вод, а именно аэробная очистка сточных вод и анаэробная очистка сточных вод. Аэробная очистка сточных вод осуществляется аэробными микроорганизмами. Аэробным микроорганизмам необходим кислород; следовательно, кислород подается в резервуары для аэробной очистки сточных вод. Анаэробная очистка сточных вод осуществляется анаэробными микроорганизмами. Таким образом, анаэробный процесс очистки сточных вод происходит без подачи кислорода. Ключевое различие между аэробной и анаэробной очисткой сточных вод заключается в том, что при аэробной очистке сточных вод резервуары для очистки постоянно снабжаются кислородом, в то время как при анаэробной очистке сточных вод предотвращается попадание газообразного кислорода в систему.
1. Обзор и основные отличия 2. Как осуществляется очистка сточных вод 3. Что такое аэробная очистка сточных вод 4. Что такое анаэробная очистка сточных вод 5. Сходства между аэробной и анаэробной очисткой сточных вод 6. Параллельное сравнение – аэробная и анаэробная очистка сточных вод в табличной форме 7. Резюме
В природе
Процессы биологического очищения протекают и в природе, однако здесь на этот процесс уходят года. Так, если загрязнённые сточные воды попадут на рельеф, то они впитаются в почву. При этом пройдёт процесс механической фильтрации, в ходе которого стоки избавятся от крупных и твёрдых частиц органического и неорганического происхождения.
Поскольку в почве постоянно живут бактерии, со временем они перерабатывают отфильтрованные органические соединения, осевшие в почве, то есть произойдёт процесс самоочищения земли.
При попадании сточных вод на глинистый грунт, который практически не пропускает воду, образуется так называемый биопруд. Сточные воды в нём будут постепенно осветляться под действием гравитации. После отстаивания на дне образуется осадок из органических частиц, которые будут разлагаться благодаря анаэробным бактериям, постоянно присутствующим в любых стоках.
Принцип работы бактерий
Сточные воды очищаются с помощью аэробных и анаэробных микроорганизмов. Различие состоит в использовании кислорода для очистки жидкости. Каждый метод предполагает применение особого механизма.
Аэробное очищение
Его производят с помощью биопленки или активного ила. Стоки попадают в отстойник или резервуар с бактериями, а затем в систему подается кислород, за счет чего органика окисляется. Параллельно происходит нитрификация соединений. Процесс повторяется несколько раз, прежде чем начнется отстаивание жидкости. Лишний ил уходит на переработку, а некоторая его часть возвращается обратно в систему. Чистая вода проходит дополнительное очищение или поступает в водоем.
Анаэробная очистка
Если в стоках много органики, твердых веществ и активного ила, их можно очистить с помощью метаногенеза, который происходит с участием анаэробных бактерий. При этом способе жидкость обрабатывается в резервуаре с микроорганизмами, в результате чего возникает метан и углекислый газ. Затем газы удаляются, а осадок проходит в центрифугу, в которой отделяется ил. После этого чистая вода возвращается в водоем, а ил высушивается, дезинфицируется и применяется для компостов.
Поля орошения
Поля орошения. Отличаются от полей фильтрации тем, что их можно использовать в сельском хозяйстве для некоторых видов растений (кукурузу на силос, корнеплоды). Как и на полях фильтрации, на них можно подавать только воду из очистных сооружений только после первичной очистки. Первично очищенная вода на таких полях несет не только функцию полива растений, но и благодаря наличию микроэлементов удобряет почву. В то же время, есть проблема по легальному статусу таких полей, аналогичная полям фильтрации. Кроме того, не на всякой территории возможна их организация.
Разновидностью полей орошения являются недавно разработанные и набирающие популярность за рубежом поля гидропоники, где в водоём со стоками высеваются специальные плавающие растения, которые наравне с микроорганизмами интенсивно испаряют воду и поглощают и перерабатывают загрязнения. Периодически излишки накопленной биомассы собираются и утилизируются. Данные поля дают большой удельный прирост массы и имеют большую скорость переработки, но, к сожалению, слабо приспособлены к работе в малосолнечном и прохладном российском климате.
Стоит отметить, что и поля орошения, и поля фильтрации слабо приспособлены для больших объёмов стоков. Так, согласно п.6.181 СНИП 2.04.03-85 (табл.47) наибольшая возможная нагрузка сточными водами грунтов не может превышать 250 куб.м/сут хозяйственно-бытового или близкого по составу стока на 1 гектар. Очевидно, что только для непосредственной организации полей на сток в 5000 куб.м/сут понадобится площадь в размере минимум 20 га! А ведь это сток небольшого районного центра, И территория полей должна быть ровной, учитывать ещё санитарную зону и другие вспомогательные территории, должна соответствовать по грунтам и уровням подземных вод.
Далее рассмотрим методы биохимической очистки, где природные процессы интенсифицируются для ускорения обработки и уменьшения объёма очистных сооружений.
Схема очистного сооружения и устройство итп (тепловых пунктов) зданий
Анаэробная очистка представляет собой не целостную схему, а только отдельную ступень в сложной системе очистки стоков от различных загрязнений. Схема переработки воды выглядит в очистном сооружении следующим образом:
- Стоки с содержанием органики и неорганики, крупных частиц (камни, песок), синтетических включений попадают в первую камеру (ее называют отстойником). В отстойнике происходит механическая очистка сточных вод под воздействием силы земного притяжения. Основные тяжелые составляющие оседают на дно емкости.
- После предварительной очистки стоки уже попадают во вторую камеру, где насыщаются кислородом. Крупные органические включения здесь же дробятся на мелкие частицы. В некоторых установках в данных камерах находятся елочки и щетки из стали, которые задерживают не разлагаемые компоненты вроде полиэтилена, синтетических волокон, других материалов, практически не поддающихся разложению.
- Насыщенные кислородов сточные воды перетекают в емкость биореактора, где разлагается органика.
- Финишная гравитационная очистка производится в последней камере. На дне данного отсека находится известковая засыпка, связывающая химически активные элементы.
На выходе из очистной станции может дополнительно устанавливаться отдельное фильтрующее устройство. Оно гарантирует максимальную степень очистки – до 99%. Станции биологической очистки после запуска работают полностью автономно.
Все преобразовательные процессы тесно взаимосвязаны и протекают в емкости анаэробного биореактора в установленном порядке. Любое технологическое нарушение приводит к сбою всех процессов. Поэтому проектирование очистных сооружений должно быть максимально точным – как и их настройка на соответствующую сточную воду.
В зависимости от преобладающего класса органических веществ (имеются в виду сточные водные массы), изменяется и состав биогаза, а также процентное содержание метана в нем. Углеводы разлагаются легко, но долю метана они дают меньшую. При разложении масел и жиров образуется большое количество биогаза со значительным содержанием метана. Процессы разложения протекают медленно. Жирные кислоты – в данном случае побочные продукты разложения масел и жиров – часто становятся дополнительным препятствием для нормального течения процесса разложения.
Самыми современными и совершенными сооружениями, используемыми для сбраживания осадков, являются метатенки. Благодаря их применению, сроки сбраживания заметно сокращаются – ведь искусственный подогрев значительно уменьшает объем сооружений. Сегодня метатенки повсеместно применяются в зарубежной и отечественной практике. Визуально они представляют собой резервуары – железобетонные, цилиндрической формы, с коническим днищем, герметичным перекрытием. Вверху резервуара предусмотрен колпак для сбора и отвода газовых масс. Метатенки оборудуются пропеллерной мешалкой, устанавливаемой в цилиндрической трубе и работающей от электродвигателя, теплообменником, имеющим вид системы труб, патрубками.
Для выгрузки отферментированных масс используется особое устройство – аппарат с вертикальной трубой, сливным патрубком, запорным устройством. Внутрь метатенка осуществляется подача смеси из свежего (сырого) осадка, который находится в первичныз отстойниках, а также активный ил (он попадает после аэротенка во вторичный отстойник). Следующий этап рабочего процесса – сбраживание. Оно бывает термофильным и мезофильным (осуществляется при температуре 50-55 и 30-35 градусов Цельсия). При термофильном сбраживании процессы распада протекают намного быстрее, но уже сброженный осадок воду отдает хуже. Смесь газов, которые выделяются при сбраживании, состоит из метана и углекислого газа в соотношении 7 к 3.
Аэробные и анаэробные методы очистки сточных вод: преимущества
Основные преимущества методик биологической очистки стоков:
- Доступная цена – стоимость очистки кубометра стоков с применением химического и механического метода получается выше, чем с применением биологического.
- Простота использования, надежность – сразу после запуска в работу станции биоочистки начинают работать полностью автономно. Закупать расходные материалы не требуется.
- Экологичность – прошедшие очистку сточные воды можно смело сливать в грунт, не опасаясь за состояние окружающей среды. После работы станции не остается никаких реагентов, которые нужно утилизировать соответствующим образом. Оседающий на дно камеры ил – отличное удобрение.
Степень очистки составляет 99%, то есть очищенную биологическим способом воду теоретически можно пить, но практически этого лучше не делать. Так как колонии бактерий имеют способность к самовоспроизведению, заменять их достаточно один раз в пять лет.
Схема очистного сооружения и устройство итп (тепловых пунктов) зданий
Анаэробная очистка представляет собой не целостную схему, а только отдельную ступень в сложной системе очистки стоков от различных загрязнений. Схема переработки воды выглядит в очистном сооружении следующим образом:
- Стоки с содержанием органики и неорганики, крупных частиц (камни, песок), синтетических включений попадают в первую камеру (ее называют отстойником). В отстойнике происходит механическая очистка сточных вод под воздействием силы земного притяжения. Основные тяжелые составляющие оседают на дно емкости.
- После предварительной очистки стоки уже попадают во вторую камеру, где насыщаются кислородом. Крупные органические включения здесь же дробятся на мелкие частицы. В некоторых установках в данных камерах находятся елочки и щетки из стали, которые задерживают не разлагаемые компоненты вроде полиэтилена, синтетических волокон, других материалов, практически не поддающихся разложению.
- Насыщенные кислородов сточные воды перетекают в емкость биореактора, где разлагается органика.
- Финишная гравитационная очистка производится в последней камере. На дне данного отсека находится известковая засыпка, связывающая химически активные элементы.
На выходе из очистной станции может дополнительно устанавливаться отдельное фильтрующее устройство. Оно гарантирует максимальную степень очистки – до 99%. Станции биологической очистки после запуска работают полностью автономно.
Все преобразовательные процессы тесно взаимосвязаны и протекают в емкости анаэробного биореактора в установленном порядке. Любое технологическое нарушение приводит к сбою всех процессов. Поэтому проектирование очистных сооружений должно быть максимально точным – как и их настройка на соответствующую сточную воду.
В зависимости от преобладающего класса органических веществ (имеются в виду сточные водные массы), изменяется и состав биогаза, а также процентное содержание метана в нем. Углеводы разлагаются легко, но долю метана они дают меньшую. При разложении масел и жиров образуется большое количество биогаза со значительным содержанием метана. Процессы разложения протекают медленно. Жирные кислоты – в данном случае побочные продукты разложения масел и жиров – часто становятся дополнительным препятствием для нормального течения процесса разложения.
Самыми современными и совершенными сооружениями, используемыми для сбраживания осадков, являются метатенки. Благодаря их применению, сроки сбраживания заметно сокращаются – ведь искусственный подогрев значительно уменьшает объем сооружений. Сегодня метатенки повсеместно применяются в зарубежной и отечественной практике. Визуально они представляют собой резервуары – железобетонные, цилиндрической формы, с коническим днищем, герметичным перекрытием. Вверху резервуара предусмотрен колпак для сбора и отвода газовых масс. Метатенки оборудуются пропеллерной мешалкой, устанавливаемой в цилиндрической трубе и работающей от электродвигателя, теплообменником, имеющим вид системы труб, патрубками.
Для выгрузки отферментированных масс используется особое устройство – аппарат с вертикальной трубой, сливным патрубком, запорным устройством. Внутрь метатенка осуществляется подача смеси из свежего (сырого) осадка, который находится в первичныз отстойниках, а также активный ил (он попадает после аэротенка во вторичный отстойник). Следующий этап рабочего процесса – сбраживание. Оно бывает термофильным и мезофильным (осуществляется при температуре 50-55 и 30-35 градусов Цельсия). При термофильном сбраживании процессы распада протекают намного быстрее, но уже сброженный осадок воду отдает хуже. Смесь газов, которые выделяются при сбраживании, состоит из метана и углекислого газа в соотношении 7 к 3.
Как осуществляется очистка сточных вод?
Процесс очистки сточных вод состоит из нескольких основных этапов, таких как предварительная очистка, первичная очистка, вторичная или биологическая очистка, третичная очистка и анаэробное сбраживание. Биологическая очистка сточных вод является ключевым этапом процесса очистки сточных вод, и она осуществляется такими организмами, как микроорганизмы, нематоды, мелкие организмы и т. Д. Органические вещества, присутствующие в сточных водах, разрушаются этими организмами. Биологическая очистка происходит после первичной очистки для дальнейшего удаления органических веществ из сточных вод. Как упоминалось выше, существует два типа биологической очистки: аэробная очистка сточных вод и анаэробная очистка сточных вод.
Септик из бетонных колец
Этот вид локального очистного сооружения, работая по анаэробному принципу, несмотря на свою простоту и дешевизнутребует вдумчивого подхода. Вот какие особенности могут быть у этого вида септиков.
Главный инженер Дмитрий Задруцкий:
– Хотя подобный вид очистного сооружения на участке часто сооружают самостоятельно, следует учесть ряд особенностей данного вида септика:
Очищение в этом виде септика происходит путем перелива стоков из камеры в камеру
И поэтому устанавливают 3-х камерные септики из бетонных колец
Необходимо обратить внимание на диаметр колец. От этого зависит объем септика
Чем больше количество проживающих людей, тем больше нужен объем септика и количество камер. Если на участке высокий уровень грунтовых вод, то для того чтобы избежать просачивания загрязненных вод в почву требуется лучшая герметизация септика. Для лучшего очищения стоков, можно использовать специальные бактерии, а для доочистки стока, рекомендуется устроить поле фильтрации.
К недостаткам подобного вида септика можно отнести:
- Сложность монтажа и большой объём земляных работ;
- В отличие от пластиковых септиков не обеспечивается полная герметичность стыков колец;
- Необходимость использования для установки септика спецтехники и подъёмного крана.
Методы биологической очистки сточных вод и ее польза. Станции и сооружения биологической очистки сточных вод
К методам биологической очистки сточных вод относят аэротенки, биологические фильтры и так называемые биопруды. Каждый способ имеет свои особенности, о которых мы расскажем вам далее.
Аэротенки
Данная биологическая методика очистка предполагает взаимодействие очищенных предварительно механическим способом стоков и активного ила. Взаимодействие происходит в специальных емкостях – они состоят минимум их двух секций и оборудуются системами аэрации. Активный ил содержит большое количество аэробных микроорганизмов, которые в соответствующих условиях выводят из стоков различные загрязнители. Ил – это сложная система биоценоза, в которой бактерии при условии регулярного поступления кислорода начинают поглощать органические примеси. Биологическое очищение происходит постоянно при одном главном условии – в воду должен поступать воздух. Когда переработка органики завершается, уровень потребления кислорода (БПК) падает, и вода подается в следующие секции.
В других секциях в работу включаются бактерии-нитрификаторы, которые перерабатывают такой элемент как азот аммонийных солей с образование нитритов. Данные процессы осуществляет одна часть микроорганизмов, другая же поедает нитриты с образованием нитратов. По завершении данного процесса очищаемые стоки подаются во вторичный отстойник. Тут активный ил выпадает в осадок, а очищенная вода направляется в водоемы.
Биофильтры
Биофильтр – популярная среди владельцев загородных домов биологическая станция очистки. Она представляет собой компактное устройство, в состав которого входит резервуар с загрузочным материалом. В виде активной пленки в биофильтре находятся микроорганизмы, которые осуществляют те же процессы, что и в первом случае.
Виды установок:
- двухступенчатые;
- капельной фильтрации.
Производительность устройств с капельным типом фильтрации низкая, но именно они гарантируют максимальную степень очистки стоков. Второй тип более производительный, но качество очистки будет примерно таким же, как и в первом случае. Оба фильтра состоят из так называемого «тела», распределителя, дренажной и воздухораспределительной систем. Принцип работы биофильтров аналогичен принципу работы аэротенков.
Биологические пруды
Для проведения очистки стоков данным способом должен быть открытый искусственный водоем, в котором будут протекать процессы самоочистки. Данный способ является самым эффективным, подходят даже неглубокие пруды глубиной до одного метра. Значительная площадь поверхности позволяет воде хорошо прогреваться, что также оказывает необходимое воздействие на процессы жизнедеятельности принимающих участие в очистке микроорганизмов. Максимально эффективным данный способ является в теплое время года – при температуре около 6 градусов и ниже процессы окисления приостанавливаются. Зимой очистка не происходит вообще.
Виды прудов:
- рыбоводческие (с разбавлением);
- многоступенчатые (без разбавления);
- пруды доочистки.
В первом случае стоки смешиваются с речной водой, после чего направляются в пруды. Во втором вода направляется в водоем без разбавления сразу после отстаивания. Первый способ требует около двух недель времени, а второй месяц. Преимущество многоступенчатых систем – сравнительно невысокая цена.
В чем преимущества биологического метода очистки сточных вод?
Биологическое очищение стоков гарантирует получение практически на 100% чистой воды. Однако учтите – как самостоятельный метод биостанция не используется. Получить кристально чистую воду можно только в том случае, если сначала удалить неорганические примеси другими способами, а потом убрать органику биологическим методом.
