Что такое аэротенки для очистки сточных вод и как они работают?

Разновидности

По степени эффективности

1. Модели накопительного типа с одним фильтром. Осуществляется сбор стоков и консервация неприятных запахов. По причине низкой результативности такие устройства не пользуются популярностью среди пользователей.
2. Камерные изделия с несколькими фильтрами (ль одного до пяти). Эффективность составляет 9о-99%.
3. Гибридные станции, сочетающие достоинства накопительных и камерных конструкций.

По месту установки

1. Подземные – оборудование размещается под землёй.
2. Наземные – на поверхности устанавливается резервуар, а под землёй прокладываются трубы.

По зависимости от электроэнергии

1. Энергозависимые – с обязательным подключением оборудования к сетям электрического тока.
2. Энергонезависимые – без обязательного подключения к электросетям с самостоятельным перемещением стоков за счёт уклона.

Разновидности

Аэротенки бывают нескольких видов в зависимости от того, какие технологические схемы очистки в них предусмотрены. Так, выделяют следующие виды сооружений биологической очистки:

1. Вытеснители . Это сооружения, схема работы которых основана на подаче сточных вод с одной стороны и выходе очищенных стоков с противоположной стороны.
2. Смесители . В этих сооружениях подача сточных вод и выход очищенной жидкости выполняются одновременно.
3. Конструкции, в которых происходит рассредоточенное вливание воды . При этом схема предусматривает, что загрязнённая среда входит в сооружение с нескольких точек, собирается в одном резервуаре и после очистки выходит через одно отверстие.
4. Аэротенк с неравномерным рассредоточением жидкости . В таких конструкциях вход загрязнённой воды происходит с нескольких точек. Через определённое время после очищения жидкость также выводится в грунт по нескольким выходным патрубкам.

На фото ниже представлены основные виды аэротенков: на первой схеме изображены вытеснители, на второй – смесители, третья схема на фото показывает принцип работы сооружений с рассредоточением.

Виды и принцип работы аэротенков

Поступающие в аэротенк сточные воды перемешиваются с активным илом с помощью пузырьков воздуха, подаваемого через аэрационную систему, состоящую из аэраторов разного типа. При этом происходит насыщение смеси кислородом, который необходим для жизнедеятельности популяции микроорганизмов, составляющих биомассу активного ила. Они поглощают до 85% растворённой органики. Биомасса в резервуаре увеличивается за счёт их питания и размножения. С помощью постоянного перемешивания создается равномерная концентрация кислорода по объёму резервуара. С его помощью бактерии превращают отходы в углекислый газ и воду.

На выходе из аэротенка вода, содержащая минимальное количество растворённой органики, вместе с осадком, который образуется в процессе жизнедеятельности микроорганизмов и бактерий, проходит через систему отстойников. Осадок из вторичных отстойников направляется в перегниватель, а затем восполняет количество активного ила. После конечного отстойника чистая вода сбрасывается в водоём.

Технологическая схема с осветлителем – перегнивателем с естественной аэрацией — эффективнее задерживает загрязнения и выдерживает пиковые нагрузки, чем применение обычных вертикальных отстойников.

Принцип действия механических аэраторов заключается в захватывании воздуха с поверхности при перемешивании жидкости, пневматических – в подаче воздуха от компрессора. Комбинированные аэраторы позволяют с помощью механических устройств дробить воздушные потоки в воде.

Основные факторы, влияющие на систему очистки: температурный режим;

• непрерывность поступления исходной воды;
• степень насыщения кислородом;
• отравляющие вещества;
• уровень кислотности среды.

В зависимости от способа подачи сточных вод и активного ила, и отвода очищенной воды различают несколько видов аэротенков.

Аэротенки-смесители

Предназначены для очистки производственных стоков, имеющих высокую концентрацию загрязнения — до 1000 мг/л. Позволяют производить очистку при неравномерном поступлении стоков и изменении их состава, принцип работы аэротенков для очистки сточных вод заключается в подаче воды и ила через отверстия по всей длине ёмкости. Очищенная вода равномерно отводится. При этом достигается лучшее перемешивание ила с исходной водой, при котором ускоряется биохимическая очистка.

Аэротенки-вытеснители

Используются для очистки городских и хозяйственно-бытовых промышленных стоков. С одного конца аэротенка подается активный ил и загрязнённая вода, которые по мере своего продвижения перемешиваются под действием аэраторов и направляются к выходу из резервуара. Скорость реакции расщепления органической массы снижается по мере продвижения, так как количество органики уменьшается. На выходе очищенная вода поступает в отстойники, а иловая смесь выводятся через выходное отверстие для дальнейшего использования.

Главный недостаток в снижении качества очистки при резком изменении содержания органики и токсичных веществ. При равномерном поступлении стоков использование аэротенков вытеснителей предпочтительнее в силу небольших объёмов и простоты конструкции. Они подразделяются на секционированные и коридорные.

Первые применяются в аэротенках длиной свыше 60 м. Через равные промежутки коридоры разделены перегородками, чтобы предотвратить изменение направления перемещения исходной воды.

Коридорными называются аэротенки-вытеснители при соотношении ширины резервуара к его длине 1:50. Если ширина составит 6 м, то длина соответственно 300 м, при ширине 9 м, длина не менее 450 м. Для компактности делают двухкоридорные аэротенки, если резервуар занимает более половины объёма очистных сооружений. Применение трёхкоридорных конструкций позволяет работать без регенерации ила.

Аэротенк вытеснитель с регенератором

Для более интенсивного процесса окисления органики применяют аэротенки вытеснители со встроенными регенераторами, где дозировка активного ила увеличивается в два-три раза, что позволяет увеличить качество очистки.

Аэротенк в септике

Владельцы частных строений для эффективной очистки сточных вод делают активный септик. Он требует большого объёма, отличается простой конструкцией и высокой очисткой бытовых стоков – до 99%. Продуктивность аэробных микроорганизмов выше, чем анаэробных бактерий, присутствующих в выгребных ямах. Чтобы увеличить численность аэробов, к септику подключают систему аэрации и устанавливают компрессор.

Очистные сооружения и специальные системы для очистки сточных вод

Самыми действенными и востребованными в процессе нейтрализации стоков являются такие установки и приспособления:

• УФС — установка фильтрующая самоочищающая.
• Пескоуловители.
• Жироуловители.
• Пруды-отстойники.
• Септики и мембранные сооружения.

Рассмотрим подробнее принцип действия каждого приспособления.

Фильтрующая установка

Приспособление, которое пропускает через свои фильтры сточную воду и тем самым очищает её. Фильтры должны самоочищаться, но на практике на промышленных предприятиях применяются вместо самоочищающихся фильтров стандартные решетки и сита, которые требуют очистки грабельным методом вручную или с использованием специальных устройств.

Работает такая установка по принципу отделения мусора и крупных примесей от жидкости. Причем решетки и фильтрующие сетки в такой установке могут иметь совершенно различное строение (дробильное, шнековое, ступенчатое, в виде пластин или стержней). Самая мелкая фракция решетки такого приспособления равна 2 см. Весь мусор, собранный на решетки или сетки, сразу же отправляется на переработку или утилизацию. Если же используются решетки с дробильной конструкцией, то примеси мусора нейтрализуются прямо в очищаемой воде.

Кроме сеток и решеток в механической очистке стоков могут принимать участие барабанные сита. Фракция ячеек у сита составляет до нескольких десятых миллиметра. Эти устройства имеют более мелкую фракцию по сравнению с решетками и предназначены для удаления из воды примесей в виде гравия, песка, мелких осколков стекла и пр. Барабан, вращаясь в воде, вбирает в свою полость все посторонние примеси.

Песколовки

Следующий этап в очистке вод механическим способом. После того как вода пройдет барабанные сита и решетки, стоки отправляются дальше к пескоуловителям. Здесь приспособления дополнительно отсеивают самые мелкие частички примесей в виде песка. В песколовках вода может двигаться как горизонтально, так и вертикально. Эффект очистки от этого не снижается. Пескоуловители работают благодаря силе гравитации, которая осаживает на дно все мелкие частички песка. При этом стоит знать, что чем выше скорость потока воды, тем слабее сила гравитации. А это значит, что для качественной работы песколовки скорость движения стоков нужно снижать.

Жироуловитель

Этот тип очистного сооружения, как правило, устанавливается следующим за песколовкой. Жироуловитель имеет закрытую форму и предназначен для некоторого охлаждения стоков. В результате снижения температуры воды все растворимые жиры приобретают определенную форму и всплывают на поверхность воды. Далее стоки протекают в отстойники, а жиры удаляются из жироуловителей.

Отстойник

Такие неглубокие самодельные современные пруды предназначены для дальнейшего отстаивания воды. Здесь стоки могут отстаиваться до 3 часов. В результате отстаивания все примеси и взвешенные частички мусора, оставшиеся в воде, дополнительно удаляются.

После отстаивания воду осветляют с использованием специальных коагулянтов, которые превращаются в воде в хлопья, тем самым фильтруя стоки, дополнительно осветляя их.

Особенности устройства, сфера применения

Внешний вид

Аэротенк представляет собой очистную систему, которую можно установить в частном доме, либо на промышленных объектах, когда нет возможности подвести канализацию в общей магистрали. По форме данное устройство похоже на круг, либо прямоугольник.

Загрязняющие вещества нейтрализуются при помощи микроорганизмов. Бактерии живут и размножаются в стоках, питаясь ими, образуя более крупные частицы. В результате они утекают из конструкции, удаляя из системы вредные элементы.

Внимание! Бактерии питаются органикой, поэтому если система простаивает, то бактерии в ней живут максимум три месяца. Аэротенки можно применять в различных областях. Основными сферами для установки считаются:

Основными сферами для установки считаются:

Аэротенки можно применять в различных областях. Основными сферами для установки считаются:

1.в частном доме.

2.в отелях небольшой площади.

3.в пансионатах.

4.в кафе на трассе.

5.на малых предприятиях.

6.на складах.

Конструкция считается энергозависимой. Аэротенки работают только от электричества. Прямоугольная модель устройства может очищать большой объем стоков.

Снаружи система может иметь различный вид в зависимости от количества стоков, их свойств, типа аэратора, особенности оборудования, которое входит в систему. Аэротенки относят к очистным сооружениям, работающих на живых организмах. Устройства очищают стоки почти до ста процентов. Воды можно использовать в хозяйстве.

Стоки на выходе можно сливать в почву, водоемы рыбхозяйства, дренажный колодец, ими можно орошать огород. На степень прозрачности жидкости на выходе из системы можно влиять самостоятельно, качество зависит и от внешних факторов.

Технические характеристики аэротенков

Устройства имеют свои положительные и отрицательные качества. К плюсам относят:

1.удаляет неприятный запах.

2.высокий уровень очистки стоков.

3.срок эксплуатации достигает 50-ти лет.

К минусам относят:

1.высокую цену за установку свыше 60-ти тысяч рублей.

2.зависимость от электропитания.

3.может функционировать, если регулярно поступают стоки.

Аэротенки могут применяться, как самостоятельное устройство для нейтрализации стоков. В некоторых случаях конструкцию устанавливают, как одно звено в ряде оборудования для очистки.

Септик или аэротенк

Аэротенки похожи на септики тем, что они расщепляют частицы в стоковых водах с помощью полезных микроорганизмов. Между устройствами существует ряд различий:

1.модели септиков бывают энергозависимыми и энергонезависимыми, а аэротенки могут работать только от электричества.

2.септики устанавливают в частных домах, аэротенки можно также применять на промышленных объектах.

3.на выходе из септика стоки очищаются максимум до 65-ти процентов, их аэротенка – практически до ста процентов.

4.воды в септике практически не движутся, в аэротенках из-за постоянного притока воздуха, стоки взбалтываются.

Принцип работы

Аэротенки работают за счет живых микроорганизмов, которые размножаются в активном иле. К этим микроорганизмам относят бактерии, водоросли, многоклеточных, простейших. Какие организмы преобладают в составе биоценоза, зависит от внешних условий обитания, типы загрязняющих веществ и их доля в стоках.

Внимание! При визуальном осмотре частицами активного ила являются элементы, имеющие размер два-три миллиметра. Окисляются частицы нечистот за счет кислорода, который содержится в стоках. Аэротенки включают в состав деталей аэраторы, обогащающие воды кислородом, помогающие взбалтывать жидкость

Аэротенки включают в состав деталей аэраторы, обогащающие воды кислородом, помогающие взбалтывать жидкость

Окисляются частицы нечистот за счет кислорода, который содержится в стоках. Аэротенки включают в состав деталей аэраторы, обогащающие воды кислородом, помогающие взбалтывать жидкость.

Типы механизмов аэраторов

Аэраторы могут отличаться типом механизма, с помощью которого он действует. Различают такие типы устройств:

1.механический аэратор обеспечивает поступление воздуха путем функционирования устройства в виде мешалки.

2.пневматический аэратор подает кислород под давлением.

3.пневмомеханический аэратор сочетает в себе два вида, указанных выше.

Органика из стоковых вод поглощается активным илом. Для этого нужен кислород, за счет которого загрязнители разлагаются. Существуют схемы очистки стоков живыми организмами: одноступенчатая, двухступенчатая. При схеме с одной ступенью очистки ил возобновляется, а жидкость осветляется в одной емкости.

Ключевые химические реакции аэротенков

Бытовые сточные воды по элементному составу весьма разнообразны, одни группы веществ полностью удаляются аэробными методами, другие лишь частично нейтрализуются либо выводятся в осадок анаэробными методами. Первые – это органические вещества, расщепляется до углекислого газа и воды, в качестве примера других можно привести минеральные соли: сульфаты и хлориды. Так, сульфаты в бескислородной среде переводятся в осаждающиеся сульфиды (чаще в соединении с ионами железа).

Относительно органических веществ главным процессом, происходящем в аэротенке, становится нитрификация – двухстадийная реакция перевода катионов аммония в нитрат-анионы, протекающая в аэробной среде. Источником NH₄+ -ионов выступают белки растительного и животного происхождения, составляющие львиную долю всех загрязнителей в стоке. Основная роль здесь принадлежит бактериям рода Nitrosomonas и ряду других, осуществляющих окисление аммония до нитритов, а также бактериям рода Nitrobacter и другим, осуществляющим трансформацию нитритов в нитраты. На практике успеху реакций нитрификации способствует большой возраст ила (не менее 4–5 суток), а также малая или удовлетворительная нагрузка по азоту. Препятствиями является чрезмерно высокая концентрация биогенов, нехватка растворенного кислорода, наличие в стоках токсинов. В целом нитрификация нужна для того, чтобы высвободить из образовавшихся нитратов азот, что и осуществляется в ходе анаэробной реакции денитрификации.

Принцип деятельности

Основные принципы работы аэротенка отличаются от септика и выглядят следующим образом:

1. Загрязнённые сточные воды поступают в центральную часть конструкции. Это первичный отстойник, который очень напоминает отстойник, используемый в двухкамерном септике.
2. После частичного очищения сточных вод они перекачиваются эрлифтом в аэротенк. Здесь они перемешиваются с активным илом, который уже присутствует в этой камере. Активный ил – это особое вещество, состоящее из остатков растений, колоний бактерий, которые участвуют в переработке органических составляющих стоков. Как правило, в активном иле обитают аэробные микроорганизмы, которые в процессе жизни нуждаются в кислороде. Доступ кислорода обеспечивается благодаря принудительной аэрации.

1. После пребывания в аэротенке стоки попадают во вторичный отстойник. При этом микроорганизмы и активный ил, осевшие на дно возвращаются в аэротенк. Время пребывания ила во вторичном отстойнике ограничено, поскольку для обратного перекачивания используется специальный насос.
2. Во вторичном отстойнике вода находится достаточное время для того, чтобы пройти завершающую стадию очищения.

Поскольку в процессе жизнедеятельности бактерий они постоянно размножаются, их количество за некоторое время не сокращается, а только увеличивается. Это способствует тому, что эффективность очистки в ходе эксплуатации аэротенка только увеличивается.

Сооружения биологической очистки могут быть выполнены в виде одной ёмкости, которая разделена внутри на отдельные отсеки, или в виде многокамерной конструкции из отдельных блоков. Обычно при использовании многокамерной конструкции оборудуют вторичные отстойники для сбора ила с последующим выводом очищенной воды в дренажные канавы или в накопительные резервуары, откуда жидкость будет использоваться для полива огорода. При этом объём воды, попадающей во вторичный отстойник, не должен быть больше 8-10 литров в секунду.

Аэротенки, которые состоят из трёх сооружений в виде первичного отстойника, аэротенка и вторичного отстойника, обеспечивают более качественную очистку воды. Однако такие конструкции нуждаются в сложном уходе.

Для работы аэротенка нужны следующие ресурсы:

• Электричество с напряжением 220 В. В зависимости от модификации может потребляться от 80 Вт. Для эффективной работы сооружения не должно быть перебоев в подаче электроэнергии.
• Аэробные микроорганизмы.

Установка и запуск системы очистки

Для монтажа системы сточных вод рекомендуется приглашать специалистов сторонних организаций или фирмы-производителя, так как проект имеет конструктивные особенности.

Начинается установка с рытья котлована под аэротенк. Для создания подушки на дно насыпается слой песка высотой до 20 см. После этого устанавливают резервуар. Одновременно происходит заполнение ёмкости водой и засыпка резервуара, причём уровень воды должен быть на 15 см выше уровня земли для предотвращения деформации резервуара под давлением насыпного грунта.

На следующем этапе прокладываются коммуникации, устанавливается компрессор и подключается к системе аэрации. Всё сооружение засыпается землёй. После проверки работы всех систем и контрольного пуска аэротенк вводится в эксплуатацию.

Установка

Обычно установку аэротенка производят специалисты той фирмы, где вы приобретали оборудование. Поскольку требования к монтажу могут незначительно отличаться у разных моделей, перед установкой изделия необходимо внимательно прочитать инструкцию, где даются подробные указания по монтажу.

Установка заводского изделия обычно выполняется в несколько этапов:

1. Роется котлован, исходя из габаритов изделия. Обычно его размеры равны 180х180х260 см.
2. На дне ямы делается песчаная подушка высотой 15 см.
3. Опускаем конструкцию в котлован.
4. Перед тем, как выполнять обратную засыпку, в аэротенк заливается вода. При этом заливку воды делают постепенно по мере засыпания. Уровень воды всё время должен быть выше уровня засыпки на 15-20см. Это нужно для того, чтобы давление грунта не повредило стенки конструкции. Засыпку делаем до уровня расположения патрубков для крепления коммуникаций.
5. Подключаем к аэротенку коммуникации.
6. Выполняем установку компрессора.
7. Подключаем электричество.
8. Завершаем обратную засыпку и трамбуем грунт.

Из чего состоят бытовые сточные воды

В современных домах обязательно присутствуют водопроводная и канализационная системы. Первую люди применяют для питья и хозяйственных нужд, а с помощью последней – удаляют загрязненную жидкость. И хотя уровень примесей в сточных водах не превышает 1%, повторно использовать их нельзя, пока они не пройдут очистку.

Состав сточных вод значительно различается в зависимости от места и времени взятия образца. Обычно в жидкости содержатся как твердые, так и растворимые элементы. Неорганические вещества могут быть устранены простым фильтром, но органика требует более сложного подхода. Если не применять меры, возникает опасность разложения биологических соединений, что приводит к образованию гнилостного запаха и порче воды.

Стоки могут содержать в себе остатки жиров, моющих средств, фосфаты и соединения хлоридов, азот, сульфатные и нефтехимические продукты. Эти вещества никуда не исчезают сами по себе, поэтому для их удаления применяется биологическая очистка сточных вод.

Особое внимание этому вопросу следует уделять в загородных домах, которые не подключены к централизованному водопроводу. На их участках обычно располагают скважину и выгребную яму

При неблагоприятном стечении обстоятельств неочищенные стоки могут попасть в кран, что приведет к риску отравления всех проживающих

При неблагоприятном стечении обстоятельств неочищенные стоки могут попасть в кран, что приведет к риску отравления всех проживающих.

Очищение сточных водИсточник vagner-ural.ru

Порядок процессов в аэротенке

Время нахождения загрязненной воды в аэротенке составляет примерно 6–8 часов. Продолжительность этой стадии может быть увеличена вплоть до десяти и более часов, что целесообразно при высоких концентрациях посторонних веществ. Биологическое окисление направлено на разрушение органики, причем по последовательности извлечения процесс начинается с более мелких частиц и переходит на более крупные. Средняя величина гранул загрязнителей представлена в таблице.

Таблица. Гранулометрический состав частиц органики в составе неочищенного стока

Показатель	Виды частиц
Растворимые	Коллоидные	Грубые суспензии
Истинно-взвешенные	Оседающие
Размер в мкм	менее 0,001	0,001–1,0	1,0–100,0	100,0 и более

На начальном этапе происходит смешивание стока с хлопьями активного ила – округлыми складчатыми формациями диаметром 53–212 мкм, образованными бактериальными клетками, скрепленными между собой полисахаридным гелем. При этом органические и минеральные вещества адсорбируются большой поверхностью иловой колонии, после чего сразу стартует процесс окисления биполимеров. В его течении, длящемся порядка двух часов, расходуется практически весь растворенный в жидкости кислород, а эффективность распада органики доходит до 60% от исходной массы.

Следующая стадия – расщепление сложноокисляемых органических веществ при помощи бактериальных ферментов, выделенных ими во внешнюю среду (экзоферментов). Процесс является менее зависимым от условий аэрации и протекает в течение примерно трех часов. В ходе него в системе разрушается до 75% всей поступившей органики.

Схема. Высвобождение молекулярного азота при биологической очистки сточных вод

Заключительная фаза работы аэротенка – эндогенное (внутриклеточное) ферментативное окисление ранее адсорбированной бактериями сложно разрушаемой органики. Эффективность процесса определяется исходной нагрузкой по концентрации загрязнителей, количеством кислорода, а также возрастом иловых флокул – среднее время пребывания хлопьев в системе «аэротенк – вторичный отстойник». В результате успешного прохождения третьей стадии степень очистки стока достигает заявленных значений, а внутри системы запускаются процессы выработки полисахаридного геля, скрепляющего бактериальные клетки между собой, то есть начинают образовываться новые хлопья активного ила.

Особенности и отличия от септика

Как вы уже поняли, аэротенк-отстойник – это сооружение биологической очистки, которое нуждается в непрерывной подаче воздуха. Благодаря этому окисление органических составляющих сточных вод проходит быстрее и качественней. При использовании такой схемы очищения образуется очищенная вода, которую можно использовать для полива огорода, а также для различных технических целей. Кроме этого, активный ил с успехом используется для удобрения полей и огородов. Сбор очищенных сточных вод происходит во втором отстойнике.

Не стоит путать обычный септик, укомплектованный биофильтром, и аэротенк. Основные отличия между ними состоят в следующем:

• Для закачивания воздуха в аэротенк нужен компрессор, который работает от электричества. Поэтому этот вид сооружений можно назвать энергозависимыми.
• В биофильтр сточные воды попадают небольшими порциями, а аэротенк наполняется стоками на весь объём.
• Схема очищения загрязнённых вод в биофильтре очень напоминает принципы биологической очистки в почве. Однако в септике сточные воды очищаются быстрее и на меньших площадях. В аэротенке используется такая же схема очистки, однако скорость протекания всех процессов намного выше. Такая высокая скорость биологической очистки достигается благодаря использованию аэратора и насыщению кислородом.