Активный ил для очистки сточных вод - что это, принцип работы, цена

Эффективность биоочистки стоков

Биоочистка сейчас самый популярный, недорогой и эффективный способ очищения стоков от органики. По сравнению с другими методами является химически безопасным. На результат будет влиять размер частиц ила, поэтому его необходимо постоянно менять, чтоб не снижалась концентрация гетеротрофных микроорганизмов.

К сожалению как самостоятельный метод не используется. Необходим целый комплекс очистки для достижения максимального очищения и удаления примесей.

Узнайте еще много нового:

Что относится к сооружениям механической и биологической очистки сточных вод?

Обработка осадков сточных вод: методы очистки и сушки

Очистка сточных вод предприятий: методы и оценка эффективности

Очистные сооружения для очистки сточных вод

Методы очистки сточных вод: механические, химические, биологические

Сброс сточных вод: залповый, на рельеф, в канализацию

4 метода очистки сточных вод от нефтепродуктов

Классификация и методы очистки сточных вод

Бытовые сточные воды: как образуются, состав, очистка

ХПК и БПК сточных вод: определение, чем отличаются и как снизить?

Производственные сточные воды: ПДК, состав и способы утилизации

Пути решения проблемы загрязнения воды

Состав бытовых сточных вод

В любом доме с водопроводом есть и канализация. Она обеспечивает нормальные процессы транспортировки стоков из квартир и домов к станциям очистки. В канализационных трубах течет обычная вода, но загрязненная. Примесей в ней всего лишь 1%, но именно он делает стоки непригодными для дальнейшего применения. Только после очистки воду можно будет повторно использовать для питья и в быту.

Точный состав сточных вод назвать нельзя, поскольку он зависит от места взятия специальной пробы, но даже в одном и том же месте количество и набор примесей могут различаться. Чаще всего в воде содержатся твердые частички, биологические примеси, неорганические включения. С неорганикой все просто – ее удаляет даже самый простой фильтр, но с органикой вам придется побороться. Если ничего не делать, данные вещества начинают распадаться и образовывают гниющий осадок (отсюда – неприятный характерный «запах канализации»). Причем гнить начинают не только разложившиеся органические вещества, но и вода.

Если в двух словах, то в состав стоков входят жиры, ПАВы, фосфаты, хлоридные и азотные соединения, нефтепродукты, сульфаты. Самостоятельно из воды они исчезнуть не могут – нужна комплексная очистка. Особенно остро проблема стоит в тех домах, в которых проведена автономная система водоотведения и водоснабжения, ведь на каждом участке есть и выгребная яма, и скважина на воду. Если стоки не очищать, они могут попасть в кран – и ситуация станет опасной для жизни.

Пускаем отходы в дело

Внешне отработанный активный ил напоминает насыщенный влагой обычный речной ил, не имеющий неприятного запаха и не привлекающий насекомых. Его практическое применение определяется химическим составом, в основном он используются в следующих качествах:

удобрение для садово-огородных культур;
дополнительный энергоноситель;
наполнитель для строительных изделий.

По структуре эта биомасса представляет собой комплекс легких для усвоения растениями компонентов. Особенно важными для растительного биосинтеза являются азотные и фосфатные соединения. В стабилизированном ценозе много простых соединений углерода. С одной стороны, этот элемент необходим растениям, а с другой – служит источником для поддержания горения. Поэтому с помощью отработанного ила можно отапливать помещения.

Прежде чем использовать стабилизированный ил в роли органического удобрения его высушивают путем нагревания или самопроизвольным, на воздухе. Полученный после такой обработки состав имеет вид пористых гранул. В них при поливе легко проникает вода, что способствует легкому смешиванию внесенного компонента с частицами почвы.

Необходимо учитывать исходный состав поступающих на биологическую очистку стоков, поскольку не все соединения подвергаются разрушению микроорганизмами. К примеру, соли тяжелых металлов (железа, цинка, свинца, ртути) не подвергаются разрушению. Поэтому они в неизменном виде поступают в почву, а затем и в растительное сырье, употребляемое человеком в пищу.

Если из исходного стока удалить токсичные элементы не удается, то отслуживший ил стоит использовать в качестве наполнителя при приготовлении цементно-песчаных растворов. Такой подход позволяет удешевить конструкцию и утилизировать отходы без вреда для окружающей среды и человека.

Установка

Работы по установке ведутся в следующем порядке:

Выкапывается котлован по размерам станции. При необходимости с запасом для утепления конструкции.
На дно выкладывается бетонная плита. Поверх плиты ставиться станция биологической очистки. Корпус закрепляется ремнями.
Патрубки соединяются с сетями канализации и отвода стоков. Производится электромонтаж.
В установку заполняется вода. Засыпается грунтом.

Монтаж системы может зависеть от типа установки или модели, природных факторов, места расположения и т.д.

Важно! Если входная труба, подводящая стоки в систему, будет установлена выше точки промерзания грунта, то станция может выйти из строя

Механическая очистка стоков в канализациях локального типа

В данном случае под механической очисткой подразумевают удаление из стоков нерастворенных взвешенных примесей. Недостатком механической очистки является невозможность удалить из сточных вод растворенные органические соединения. Именно поэтому механические приспособления для очистки канализационных вод (например, песколовки, сита, отстойники, решетки и т.д.) используются в качестве подготовительного этапа к очистке стоков биологическими методами. Учитывая «медлительность» физических процессов связанных с гравитационным оседанием взвешенных веществ, применяют совместные методы очистки, так называемую физико-химическую очистку. Группа химических методов основана на применении всевозможных осаждающих реагентов, которые преобразовывают растворенные в воде органические примеси в твердое состояние. Затем эти вещества оседают. К недостаткам данных методов очистки следует отнести высокую стоимость реактивов, и необходимость особенно внимательно следить за дозировкой. Для очистки хозяйственно-бытовых стоков химическая очистка применяется крайне редко. В основном ее используют для обработки производственных сточных вод или при необходимости обеспечить максимально возможное качество очистки. В настоящее время (2017г.) на Российском рынке локальных очистных сооружений, метод осаждения взвешенных веществ с помощью реагентов использует только концерн UPONOR, например в станции WehoPuts10. При всех достоинствах механических и химических методов очистки, они не решают главный вопрос – вопрос утилизации отходов, поэтому существует еще и биологический метод очистки канализационных стоков.

Формула изобретения

Способ биологической очистки сточных вод активным илом, включающий нахождение иловой суспензии в аноксидной, аэробной и анаэробной зонах объема очищаемой воды в аэротенке, последующем прохождении иловой суспензии во вторичный отстойник, где она разделяется на очищенную воду и сгущенный активный ил, отличающийся тем, что анаэробная зона аэротенка совмещена с процессом ферментации осадка – получения летучих жирных кислот, в которой часть хлопьев активного ила опускается на дно, уплотняется до концентрации порядка 40 г/л в течение нескольких суток и после процесса ферментации осадка выносится течением жидкости из анаэробной зоны.

Способы очистки сточных вод

Существует два основных метода очищения бытовых и промышленных стоков – естественный и искусственный. Незначительные объемы жидкости могут очищаться в природных условиях, но в настоящее время большое количество загрязненных вод требует дополнительной обработки. Обычно применяется целый комплекс искусственных способов, а естественное очищение используется в качестве дополнения. Распространенные методы очистки стоков:

Механический. На этом этапе применяются фильтры и отстаивание воды. Для этого используют специальные решетки, сита и уловители. После первичного очищения жидкость направляется в отстойник, где через некоторое время неорганические вещества выпадают в осадок. Во всех современных системах вода проходит такую стадию очистки, но ее недостаточно для полного удаления всех загрязнений. Химические и биологические компоненты не могут быть устранены таким способом.
Химический. Он подразумевает применение специальных реагентов, которые реагируют с веществами в составе воды и приводят к выпадению нерастворимого осадка. В результате удается практически полностью избавиться от твердых частичек, а содержание органики снижается незначительным образом.
Физико-химический. Это комбинация двух предыдущих методов, которая позволяет воздействовать на все типы загрязнений. Чаще всего применяют коагуляцию, экстракцию и электролиз.
Биологический. Для этого метода нужны микроорганизмы, которые естественным образом очищают воду от органических примесей в процессе своей жизнедеятельности.

Станция для биологического очищенияИсточник kvadrat.ru

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ

Нужно отметить, что биологические пруды, хоть и по сути являются искусственным сооружением, но привычнее относить их к естественной очистке, поскольку процессы идентичны тем, что проходят в водоёмах.

Итак, биологические пруды. Представляют собой искусственно созданные водоемы, в которых аэрация сточных вод проводится естественным воздухом. Принцип очистки СВ основан на способности водоёма к самоочщению. Биопруды 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.

Аналогично классифицируются и поля фильтрации. С одной стороны, условия естественные, с другой – искусственно созданные. Поля фильтрации обустраиваются на территории с грунтами, обладающими фильтрующими свойствами, а главное, исключается возможность попадания загрязнённого дренажа в подземные источники питьевого водоснабжения. Обустраивается оросительная сеть, через которую сточные воды попадают и разливаются на подготовленные участки земли, называемые картами, а также предусматривается осушительная сеть – дренаж, с помощью которого отводится отфильтрованная вода.

Удаление азота и фосфора биологическим путём

Одними из основных загрязнителей сточных вод являются азот и фосфор, поэтому необходимо создать условия для одновременного их удаления биологическим путем. Для этого необходимо обеспечить чередование аноксидных и оксидных условий в зонах ЛОС, с возрастом активного ила более 25 суток. Необходимо предусматривать 2-х стадийную нитрификацию и денитрификацию, ввиду сложности этих процессов и резко меняющихся концентраций аммонийного азота, нитритов и нитратов, а также лёгкоокисляемой органики в поступающих на очистку сточных водах. Если установка имеет несколько зон очистки с многоконтурной возвратной рециркуляцией активного ила, то: во-первых, хорошо проходит нитрификация, а во-вторых – нитриты с нитратами рано или поздно встретятся с лёгкоокисляемой органикой в условиях дефицита кислорода для прохождения денитрификации. Изъятие фосфора происходит благодаря удалению избыточного активного ила, в котором он накапливается PP-бактериями. В обычном активном иле содержится 1,5-2 % фосфора, а в иле, периодически подвергающимся кислородным и бескислородным условиям, PP-бактериями фосфор накапливается в больших количествах (6-8 %). Избыточный активный ил должен удаляться автоматически из аэробной зоны, так как фосфор, накопленный PP-бактериями в аэробной зоне, попадая в бескислородные условия, переходит в растворенное состояние.

Автоматизация процессов биологической очистки на ЛОС

Под понятием надёжности ЛОС подразумевается стабильность протекающих биологических процессов очистки, которые являются необходимым условием стабильности работы ОС, обеспечивающей требуемые высокие показатели очищенных сточных вод. В противном случае, неочищенные сточные воды, при залповом сбросе, протекут через установку, повредив дренажную систему. Это будет цена “простой и надёжной” очистной установки.

Визуальное определение нарушения биологического процесса (помутнение очищенных сточных вод, вспухание ила и т.п.) требует 2-3-недельной работы на его восстановление. Без автоматизации обслуживающий персонал только будет констатировать нарушение работы системы, и в ручном режиме пытаться исправить положение, а при автоматическом управлении ЛОС система стабильно удерживает все параметры биологического процесса в необходимых пределах.

ЛОС должны быть сконструированы по следующим принципам, и, следовательно, по этим критериям должны быть оценены:

Обладать достоинствами континуальной и дисконтинуальной систем очистки, но не иметь их недостатков.
Задерживать и размельчать поступающие со сточными водами грубые нечистоты.
Наличие системы самоочистки сетки задержания грубых нечистот в приемной камере.
Обеспечивать приём залпового сброса сточных вод без выноса ила из установки с очищенными сточными водами.
Система биологической очистки ЛОС должна быть многоступенчатая, с многоконтурной возвратной рециркуляцией активного ила.
В технологии должна быть заложена минимально двухиловая система.
Гидравлическая система ЛОС должна обеспечивать выравнивание залповых поступлений сточных вод и многоконтурную возвратную рециркуляцию с интенсивностью, пропорциональной количеству поступающих сточных вод.
Обеспечивать удаление азота биологическим путём, создавая условия для прохождения двухступенчатого процесса нитрификации-денитрификации.
Автоматически удалять избыточный активный ил.
Автоматически поддерживать необходимую концентрацию активного ила в системе с возможностью ее корректировки.
Иметь автоматизированную систему аэробной стабилизации избыточного активного ила.
Автоматически переключаться в экономичные режимы работы при изменении количества поступающих на очистку сточных вод с целью экономии электроэнергии, ресурса работы электрооборудования и выравнивания биологического процесса при длительном отсутствии поступления сточных вод. Переключаться в форсажные режимы при поступлении сточных вод в количестве, превышающем расчётное.
Применять датчики уровня высокой степени надёжности с системой самоочистки.
Вывод на монитор контроллера основных параметров работы установки с возможностью их корректировки в реакторах (желательно через модемную связь): времени аэрации, перемешивания, отстаивания, откачки очищенных сточных вод.
Иметь сигнализацию нарушения работы установки в начальной фазе для принятия мер до того, как возникнет аварийная ситуация.
Возможность ремонта или замены любого узла, без остановки работы очистного сооружения.

Все статьи

Методы очистки бытовых и промышленных стоков

Сточные воды могут самоочищаться в природных условиях, но только если их объем небольшой. Поскольку промышленная отрасль сегодня развита высоко, объемы стоков на выходе образуются значительные. И чтобы получить чистую воду, человек должен решить вопрос с нечистотами – то есть их очисткой. Всего существует несколько методов очищения стоков – это механический, химический, физико-химический и биологический. Рассмотрим подробнее особенности каждого из них.

Механическая очистка предполагает применение таких методик как фильтрация и отстаивание. Основные инструменты – решетки, сита, фильтры, ловушки и уловители. Когда вода проходит первичную очистку, она попадает в отстойник – емкость, предназначенную для отстаивания стоков с образование осадка. Механическая очистка используется в большинстве современных систем, но редко как самостоятельный способ. А все дело в том, что она не подходит для удаления химических компонентов и органических примесей.

Химическая очистка проводится с применением реагентов – особых химических веществ, которые вступают в реакцию с примесями, содержащимися в воде, и образовывают нерастворимый осадок. В результате содержание растворимых взвесей снижается на 25%, а нерастворимых на 95%.

Физико-химическая очистка предполагает применение таких методик как окисление, коагуляция, экстракция и так далее. Данные процессы позволяют удалять из воды неорганические включения и разрушать плохо окисляемые органические примеси. Самой популярной физико-химической методикой очистки является электролиз.

Биологическая очистка – процесс, основанный на применении специфических микроорганизмов и принципов их жизнедеятельности. Бактерии направленно воздействуют на специфические органические загрязнители, и происходит очистка воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биологической очистке сточных вод.

Известен способ биологической очистки сточных вод (1), который включает механическую очистку сточных вод в первичном отстойнике, после которой сточные воды подают в биоактиватор с микрофлорой, в котором поддерживают наличие зон с разнородной по содержанию кислорода средой путем регулируемого ввода кислорода, и далее смесь сточных вод с активным илом поступает во вторичный отстойник для разделения на очищенную сточную воду и активный ил, который постоянно возвращают в начало биоактиватора. Сырой осадок после первичного отстойника рециркулируют на вход первичного отстойника для создания условий осуществления процесса гидролиза и гетероацетогенного процесса непосредственно в первичном отстойнике. Во вторичном отстойнике создают зоны с разнородной по содержанию кислорода средой путем регулирования скорости рециркуляции активного ила из вторичного отстойника на вход биоактиватора. Зоны с разнородной по содержанию кислорода средой в биоактиваторе распределены в горизонтальном направлении. Однако при данном способе фосфатаккумулирующие бактерии не имеют возможности продолжительное время находиться в анаэробных условиях, что не позволяет достаточно эффективно вести процесс автоселекции фосфатаккумулирующих бактерий и проводить эффективно в анаэробной зоне аэротенка процесс ферментации осадка.

Задачей изобретения является глубокое удаление из сточных вод органических веществ и биогенных элементов – фосфора и азота.

Поставленная задача решается способом биологической очистки сточных вод активным илом, включающим нахождение иловой суспензии в аноксидной, аэробной и анаэробной зонах объема очищаемой воды в аэротенке, последующем прохождении иловой суспензии во вторичный отстойник, где она разделяется на очищенную воду и сгущенный активный ил, отличающимся тем, что анаэробная зона аэротенка совмещена с процессом ферментации осадка (получения летучих жирных кислот), в которой часть хлопьев активного ила опускается на дно, уплотняется до концентрации порядка 40 г/л в течение нескольких суток и после процесса ферментации осадка выносится течением жидкости из анаэробной зоны.

В результате отсутствия в этой совмещенной зоне принудительного перемешивания активного ила данную зону можно назвать зоной “дозревания”.

Содержание кислорода в уплотненном осадке падает до величин 0,2-0,1 мг/л, нитратов до величин менее 1 мг/л. При этом фосфораккумулирующие бактерии используют накопленные в клетке полифосфаты и содержание фосфора в культуральной жидкости увеличивается в десятки и сотни раз (с десятых долей мг/л до 50-150 мг/л).

Одновременно происходит гидролиз и ферментация органических веществ активного ила (осадка) на летучие жирные кислоты и их содержание в культуральной жидкости увеличивается с 0,3-0,7 до 4-6 мг.экв/л (в пересчете на уксусную кислоту).

При нахождении ила (осадка) на дне зоны “дозревания” несколько суток, выделяющийся в процессе сбраживания газ поднимает уплотненный ил на поверхность и он выносится течением жидкости из зоны “дозревания”.

Данный процесс – оседание части поступающего ила на дно и всплытие сброженного происходит непрерывно. Для предотвращения метанового сбраживания возможна кратковременная подача воздуха в зону “дозревания” через аэраторы, установленные на дне зоны.

Преимуществами способа является: значительно более длительное (в десятки раз) пребывание ила, содержащего фосфатаккумулирующие бактерии, в анаэробной зоне “дозревания” по сравнению с временем пребывания жидкости, что позволяет при сравнительно небольших объемах анаэробной зоны достигать длительного нахождения фосфатаккумулирующих бактерий в анаэробных условиях, возможность проводить глубокий гидролиз и ферментацию осадка непосредственно в анаэробной зоне – зоне нахождения фосфатаккумулирующих бактерий, при этом преимущественно снабжая именно данную группу бактерий жирными кислотами.

При этом отсутствуют расходы на насосы и электроэнергию для организации анаэробной циркуляции иловой суспензии.

Применение способа обеспечило возможность за счет частичного оседания хлопьев ила в анаэробной зоне “дозревания” поддерживать в аэротенке более широкий спектр состава и возраста ила, что позволяет лучше совмещать процессы нитро-денитрификация и дефосфотации, а также возможность своевременно прекращать переход процесса брожения в режим метанового сбраживания путем подачи воздуха в зону “дозревания” через аэраторы, установленные на дне зоны.

Использованная литература

1. Патент РФ № 2296110, 2005 г.

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.

Сооружения биологической очистки сточных вод

В естественных условиях, малые объемы воды очищаются самостоятельно. Из-за увеличения работы заводов стоков слишком много. Справиться с данной проблемой помогают станции биоочистки.

Существует четыре типа обработки стоков:

Механический.
Перед тем как вода попадет в резервуар, она отстаивается и фильтруется с помощью решеток, сита, септики, фильтров, уловителей, ловушек. После механической обработки идут другие методы очищения. Не удаляет углеводы, гумусовые вещества, химические компоненты, фенолы, азотосодержащие соединения.
Биологический.
Используют специальные бактерии, которые в процессе жизни устраняют органику.
Химический.
Химические вещества, реагенты, вступают в реакцию с примесями находящимися в воде. В результате реакции образуется нерастворимый осадок, который оседает на дно.
Физико-химический.
Используется метод сгущения, сорбции, окисления, экстракции, электролиз, флотация. На данном этапе удаляются органические примеси и неорганические включения.

Метантенки

Основная задача – переработать в отстойнике и очистном сооружении взвеси и осадки.

Метантенк – это водорезервуар, предназначенный для анаэробного фотолиза органических и жидких отходов с образованием углеводорода. Резервуар прямоугольной или цилиндрической формы, стены выполнены из железобетона и погружены в землю. Внутри встроен паровой или водяной теплообменник и смешивающие лопасти. Дно уклонено к центру. Крыша отсека плавающая или закрытая.