Гидробиология очистки сточных вод

Установка и обслуживание

При грамотном подходе к процессу с учётом необходимых требований монтаж станции биоочистки можно выполнить самостоятельно своими руками. В Интернете много пошаговых инструкций, в которых предусматривается проведение следующих этапов:

1. Выбор и согласование места установки и выкапывания котлована, соответствующего размерам конструкции. Определение места размещения утеплителя для защиты конструкции от повреждений и продления срока службы.
2. Установка бетонной плиты на дно котлована и монтаж на неё станции. Закрепление корпуса ремнями или хомутами. Размещение наверху конструкции системы очистки.
3. Подключение патрубков с выполнением отвода стоков.
4. Наполнение резервуара водой и засыпка пустого пространства грунтом.

Как установить СБО самостоятельно:

• своевременная откачка осадка и избыточного ила;
• регулярная замена фильтров и других расходных материалов;
• контроль работоспособности электрооборудования;
• чистка насосов и фильтров от налёта и грязи;
• промывка резервуара в случае длительной эксплуатации.

Удачной очистки. Берегите себя и своих близких!

Аэротенки

Аэротенки — самые современные эффективные устройства для переработки стоков способом биохимического разложения.

Представляют собойоднокамерные или многокамерные резервуары со вспомогательными элементами. Многокамерные аэротенки нуждаются в сложном обслуживании, но очищают канализационные стоки более качественно.

Проходя через аэрационную емкость, сточная вода смешивается с активным илом и кислородом, необходимым для жизнедеятельности бактерий, участвующих в биохимическом окислении стоков.

Пневматические или механические аэраторы насыщают илистые стоки активным кислородом, необходимым для жизнедеятельности бактерий.

Подающий под давлением кислород обеспечивает постоянное перемешивание ила, что препятствует его гниению, а так же участвует в биохимическом окислении сточных загрязнений.

Эффективность работы аэротенков во многом зависит от следующих факторов:

• уровня кислотности и наличия токсических веществ в иловой смеси;
• достаточной насыщаемости сточных вод растворяемым кислородом, в пределах 5мг/м3;
• количества рабочего ила;
• оптимального температурного режима.

Главное условие биохимического процесс в постоянном поступлении кислорода, под действием которого аэробные микроорганизмы полностью расщепляют органику на воду и углекислый газ.

Рис. 4. Устройство аэротенка.

Биохимическая очистка канализационных стоков в аэротенках происходит следующим образом:

1. Канализационные сливы из подводящих трубопроводов поступают в приемный аэротенк, где более тяжелые и крупные частицы загрязнителей оседают в первичный аэробный отстойник.
2. На дне отстойника осевший ил перемешивается с активными микроорганизмами.
3. С помощью компрессора через аэратор в емкость подается кислород. Датчики контроля в автоматическом режиме поддерживают необходимый уровень насыщения стоков.
4. Частично осветленная вода из аэротенкаперекачивается во вторичный отстойник с помощью эрлифта, где происходит ее окончательная очистка.
5. Жировые загрязнители с поверхности стоков выводится через удалитель биопленки.
6. Очищенная вода через выходной патрубок выводится из устройства.

Очищенные стоки могут применяться для технических нужд и полива растений. Биологически переработанные твердые отходы используются в качестве удобрения.

Особенности эксплуатация мембранных биореакторов

Чтобы восстановить первоначальный важный показатель уровня проницаемости мембран биореактора, производится обработка растворами различных реагентов. Чаще всего такая химическая промывка подразумевает использование окислителей.

В большинстве случаев независимо от конкретной модели оборудования, для этого процесса применяются следующие вещества:

Гипохлорит натрия

• Лимонная кислота с процентным содержанием от 0,2 до 0,3.
• Гипохлорит натрия, имеющий значения по концентрации в рамках от 0,2 до 1%.

В качестве дополнения к вышеуказанным реагентам, для достижения лучшего результата, могут быть использованы соляная кислота, едкий натр и прочие вещества из категории детергентов или же комплексообразователей.

Проводить процедуру очистки с использованием расширенного состава разумно не чаще 1 раза за 2–3 месяца. А при использовании гипохлорита процедуру можно повторять до 2 раз за 1 месяц.

Для осуществления промывки напорного модуля, используется технология циркуляции раствора, подаваемого подключенным насосом из специальной емкости, в которую погружной вариант оборудования помещается целиком. Что в первом и во втором случае время для промывки составляет от 2 до 3 часов.

При сильных загрязнениях и неэффективности указанных выше методов, производится отбор мембран, и промывка происходит механическим путем за счет подачи струи воды, избавляющей поверхность от отложений.

Трудности в процессе эксплуатации биореактора

Есть несколько проблемных вопросов, связанных с применением на практике мембранного биореактора.

Схема очистки сточных вод

Довольно быстрое загрязнение основных очищающих элементов, а именно мембран и фильтров. Связанное с необходимостью осуществления контроля за процессом предочистки, и полноценным удалением таких элементов, как волосы, обрывки волокнистых материалов и т. п.

Повреждение пропускающих мембран в процессе эксплуатации или очистки.

Частые сбои в работе линии связи, расположенной в системе автоматизации, и выход из строя системы отвечающей за процесс обдувки.

Загрязнение решеток, сеток, требующее дополнительных временных и финансовых затрат для очистки.

Возможный отказ работы аэраторов и воздуходувок означающий дорогостоящий и длительный ремонт аппарата. Чем хуже условия аэрации, тем скорее происходит процесс снижения уровня проницаемости мембран и повышается скорость образования осадка. При этом такая проблема до определенного времени не оказывает существенного влияния на качество степени очистки.

Отказ системы отвечающей за рециркуляцию, автоматически останавливающий работу биореактора и т. п.

Следует помнить о том, чем больше производительность биореактора и соответственно этому количество очищаемых сточных вод в сутки, тем выше финансовые затраты на приобретение и последующее обслуживание.

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

Экологическая безопасность и возможность переработки

Эйхорния в любом своем виде – растущем, цветущем, отжившем – является полностью безопасной для человека, растительного и животного мира, что подтверждено рядом научных исследований в процессе оценки ее эксплуатации для очистки вод. Она не накапливает в себе вредные вещества в цельном виде, разбивая их на микроэлементы, не наносящие ущерба.

Эйхорния ошибочно считается растением с невероятным уровнем жизнеспособности, делающим невозможным ее полное уничтожение в случае необходимости, поскольку даже в тропических широтах, где она наиболее эффективна в распространении, она до сих пор не нанесла какого-либо существенного ущерба природе.

Кроме того, эйхорнию можно использовать в качестве природного экскаватора – за сезон это растение в процессе роста и размножения популяции проводит переработку иловых отложений на дне водоемов, за счет чего уровень углубления за это время может достигать полуметра.

При этом она обладает большим количеством вариаций утилизации ее как в растущем, так и в отжившем виде, от возможностей использования ее в качестве кормов и удобрений, пищевых добавок для рыбы, птицы, скота (биомасса является источником витаминов А, В, С, Е а также микроэлементов в виде азота и калия) до применения биомассы в качестве источника энергии для биогенераторов и компоста.

Использование растения с целью очистки вод для повышения уровня экологический безопасности водоема и прилегающих земель – современная технология, которая не требует никакого строительства и внушительных финансовых вложений.

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.

Установки биологической очистки

Существуют специальные установки биологической очистки сточных вод. Они являются более современным подходом, их эффективность выше. Хоть и размеры данного оборудования небольшие, но они достаточно сложные по своей конструкции. Их очень часто называют станциями, так как они представлены целым рядом сооружений для очистки. В самом начале находится фильтр-отстойник. Он занимается сбором загрязнений крупного размера. Потом располагается специальная камера, наполняет которую активный ил. Если есть кислород, то он проводит переработку, которая является более глубокой, нежели при использовании бактерий.

Именно на этом этапе проводится окисление практически всех видов загрязнений. Бактерии способны питаться минеральными веществами, такими как нефтепродукты, медь, железо, тяжелые металлы, а также и органическими веществами. Поэтому после поступления сточных вод в станции биологической очистки модно получить воду, очищенную от загрязнений примерно на 95%.

После переработки стоков на таких станциях получается очень мало отходов, то есть производительность достаточно высокая. При этом станции не требуют частого обслуживания.

Что это за методы биологического очищения?

Аэробные и анаэробные методы относятся к биологической очистке. Все они задействуют микроорганизмы, которые расщепляют органику на отдельные компоненты. В итоге бактерия получает строительный материал для роста и развития.

В сточных водах в большом количестве имеются органические соединения, которые и становятся питательной средой для микроорганизмов.

Сфера применения таких методов – это очистные конструкции для различных предприятий:

• по изготовлению соков, пива, алкогольной продукции и других напитков;
• по переработке сыворотки;
• сельского хозяйства;
• молокозаводы;
• фармацевтические компании;
• мясокомбинаты;
• производители косметики;
• предприятия химической промышленности.

Для аэробной очистки требуется непрерывное поступление кислорода. Это главный фактор, обеспечивающий деятельность микроорганизмов.

Анаэробный метод используется для ликвидации ила и других твердых осадков. При этом происходит отделение нерастворимых элементов, которые разлагаются с помощью бактерий.

Внимание! На выбор способа очищения влияют многие факторы: состав сточных вод, специализация и расположение предприятия, климат в регионе. При анализе загрязненности используется термин ХПК – химическое потребление кислорода

Этот показатель отражает концентрацию органики в воде

При анализе загрязненности используется термин ХПК – химическое потребление кислорода. Этот показатель отражает концентрацию органики в воде.

Технология процесса

Разнообразные микроорганизмы – бактерии, вирусы, водоросли, грибы, простейшие и пр., питаются и получают энергию от органических соединений, содержащихся в сточных водах. Тем самым они расщепляют органику до простых элементов – метана, воды, углекислого газа, сероводорода.

В питательной среде колонии микроорганизмов разрастаются и самовозобновляются, а в случае избытка «еды» размножаются сверх нормы. При отмирании они опускаются на дно и вместе с избыточными удаляются из резервуара.

Таким образом, главным компонентом биологической очистки становится специфический биоценоз микроорганизмов, которые перерабатывают загрязнения.

Для повышения активности переработки требуется ряд условий:

• отсутствие/наличие кислорода;
• определённый уровень температуры;
• кислотно-щелочной баланс.

В СБО применяются бактерии:

• аэробные;
• анаэробные.

Основные их виды и характеристики представлены в таблице:

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.

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

3 Необходимое оборудование

Очищенная биологическим методом жидкость проходит последний этап обработки.

Биологические методы очистки сточных вод требуют использования оборудования, которое классифицируется на следующие группы.

Сооружения для естественной очистки стоков:

• Поля фильтрации (разделяются на поля наружной и подземной фильтрации);
• Фильтрующие колодцы (в основном применяются в бытовых условиях);
• Песчано-гравийные фильтры;
• Каналы циркуляционного окисления;
• Биологические водоемы с природной аэрацией.

Устройства для искусственной биологической очистки воды:

• Биофильтры, загружающиеся пеностеклом;
• Дисковые биофильтры;
• Биофильтраторы;
• Биореактор для очистки сточных вод;
• Биофильтры с затопленной ершовой загрузкой;
• Установки продленной аэрации – аэротенки (способ полного окисления);
• Установки для аэрации со стабилизацией лишнего количества активного ила.

Наиболее распространенным устройством, как в промышленной сфере, так и для очистки бытовых стоков, являются аэротенки. Такие биофильтры в основном выполняются в виде прямоугольных резервуаров с глубиной в 1-2 метра и оснащаются искусственными системами наполнения воды кислородом.

Это довольно компактные биофильтры, отличающиеся высокой эффективностью обработки воды, которые выполняют трехфазное окисление органических загрязнений.

В процессе первой фазы происходит непрерывное увеличение количества активного ила за счет присутствующей в стоках органики, во второй фазе – большая часть органических загрязнений «съедена» илом и темпы его прироста сократились.

Сооружения для очистки и описание процесса в них

Биологический способ удаления из воды органики используют на городских очистных сооружениях, в промышленности и сельском хозяйстве. В некоторых случаях организовать процесс можно в естественных условиях, в других необходим монтаж специальных систем.

Биологическая очистка применяется для удаления органических веществ из городских и промышленных сточных вод. 

Сооружения для очистки могут быть:

1. Естественными, когда для удаления примесей из сточных вод используют природные процессы. Они протекают как в воде, так и в почве. Загрязнения удерживаются, проходят стадию минерализации, затем трансформируются либо удаляются. Такие естественные экосистемы часто используют, чтобы провести доочистку стоков перед их сбросом в водоемы.

Искусственные, когда для очистки воды от загрязнений используются созданные человеком сооружения. Внутрь помещаются аэробные либо анаэробные бактерии, и создается благоприятная среда для их работы по переработке загрязнений.

Поля фильтрации

Полями фильтрации называют земельные участки, которые предназначены для полной биоочистки сточных вод, прошедших предварительное осветление. Этот метод основан на способности почвы к самоочищению. Максимальной интенсивности процессы окисления органических загрязнений достигают в верхних почвенных слоях (не глубже 0,3 м), где создается благоприятный кислородный режим.

Поля фильтрации устраивают на песчаных или супесчаных грунтах.

Анаэробные метантенки

Такие очистные сооружения обеспечивают анаэробную стабилизацию осадков сточных вод. Помимо очищения жидкости, метантенки дают возможность получать метансодержащий газ. В дальнейшем он может использоваться для отопления помещений или как топливо для газобаллонной техники. Крупные очистные станции оборудуются газгольдерами, которые позволяют накапливать метансодержащий газ.

Метантенки — это сооружения для анаэробной стабилизации осадков сточных вод.

Аэротенк

В этих сооружениях очистка загрязненных вод выполняется при помощи активного ила. Конструкция аэротенка состоит из 2 секций, в нем предусмотрена система аэрации (принудительной подачи кислорода). В активном иле содержится большое количество аэробных бактерий, которые в благоприятных для их жизнедеятельности условиях расщепляют органические примеси, содержащиеся в стоках.

Биологические фильтры

Использование биологических фильтров — практика, распространенная среди владельцев загородной недвижимости. Эти устройства компактны и легко устанавливаются на придомовой территории. Внутрь резервуара биофильтра помещаются микроорганизмы, которые очищают жидкость из канализации аналогично бактериям, живущим в аэротенках. Фильтры для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод бывают двухступенчатыми либо капельной фильтрации. Первые имеют высокую производительность, вторые гарантируют максимально высокую степень очистки.

Биологический фильтр — сооружение, в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал.

Очистительные лагуны

Данная технология очистки стоков предполагает наличие открытого искусственного водоема. В нем будет протекать процесс самоочистки воды. В качестве такого водоема может использоваться даже пруд, глубина которого составляет менее 1 м. Большая площадь поверхности дает возможность воде хорошо прогреться, что ускоряет расщепление органики в естественной среде.

Использование таких биологических очистных сооружений эффективно в теплое время года. Когда температура воды опускается до +6°С, деятельность микроорганизмов приостанавливаются. В зимних условиях эти бактерии не работают.

Эффективность этого метода очистки стоков объясняется совокупностью факторов:

• действием солнечной радиации;
• благоприятными температурными условиями;
• природной микрофлорой водной экосистемы;
• постоянной аэрацией.

Что представляют собой сточные воды

Для понимания, какую угрозу могут представлять для здоровья и экологии сточные воды, необходимо дать четкое определение понятию. Стоками именуются все виды воды, прошедшие полный или неполный цикл бытового, промышленного использования.

Сточные воды и их краткая характеристика

Виды загрязнений

Среди основных видов загрязнений выделяют следующие варианты:

• Фекалии людей и домашних животных.
• Прочие массы, имеющие биологическое происхождение.
• Различные химические вещества, в том числе и щелочные.

К категории сточной жидкости отнесены также отходы, попадающие в ливневую канализацию в результате выпадения осадков любого типа (дождь, растаявший снег). Поскольку они содержат в себе большое количество реактивов и прочих химических включений, используемых городскими коммунальными службами. А также примеси попадающие из осевших выхлопных газов, от машин и т. п.

Эффективность очистки сточных вод достигается за счет использования правильного метода, соответствующего типу конкретного загрязнения.

Исходя из видов загрязнений, выделяют 3 основных типа сточных вод.

Сточные воды, содержащие в себе большое количество примесей, имеющих неорганическое происхождение, именуют минеральными. Чаще всего такая вода вступала в контакт с частицами грунта, солями и другими вещества неорганических групп.

Если есть примеси органического происхождения, сточные воды попадают в одноименную категорию. В такой воде присутствует большое количество продуктов, результата жизнедеятельности растительного и животного мира в целом.

Существуют и биологические сточные воды. Примеси в такой воде связаны с другими элементами, они питаются и размножаются во влажной среде.