Биологическая очистка воды: В чем заключается метод биологической очистки воды

что это такое, цели и задачи, сфера применения. Механизмы, методы и технология биологической очистки стоков. Плюсы и минусы различных видов очистки.

Человечество не может обходится без воды. Вода – это жизнь. Вода — это производство. Вода- это развитие нашей цивилизации. Ценность воды как ресурса подкрепляется также её способностью к возобновлению и восстановлению. Поэтому до момента возврата в природную среду следует провести мероприятия по очистке сточных вод.

• 1. Цели и задачи биологической очистки воды.
  • 1.1. Необходимость очистки сточных вод.
  • 1.2. Сфера применения биологической очистки сточных вод.

• 2. Механизм и технология процесса очистки отработанных стоков.
  • 2.1. Механизм очистки сточных вод.
  • 2.2. Технология биологической очистки стоков.

• 3. Какие сооружения и станции используют для очистки загрязнений сточных вод.
  • 3. 1. Разновидности методов биологической очистки.
  • 3.2. Технологическая схема процесса станции биологической очистки сточных вод.

• 4. Плюсы и минусы различных методов биологической очистки.
• 5. Заключение.

1. Цели и задачи биологической очистки воды.

• Очистка сточных вод – это последовательность шагов по удалению органических и неорганических загрязнений промышленных, хозяйственных, бытовых стоков.

В настоящее время очистка воды включает в себя нижеприведенные методы:

1.1. Необходимость очистки сточных вод.

Человечество с давних времён осознавало ценность воды и понимало необходимость её очистки. Прежде чем вернуть воду природе, человек древности отстаивал её в резервуарах. Расслаиваясь, верхний слой воды возвращался в природу, а осадок служил удобрением. Ещё много тысячелетий назад человечество заметило способность воды к самоочищению. Нам, людям современности, конечно, понятны химические процессы разложения на простейшие вещества и обеззараживание с помощью солнечного ультрафиолета.

Принцип биологических очистных сооружений придуман самой природой. Однако в настоящее время развитие человеческой цивилизации идёт такими прогрессирующими темпами, что у нас просто нет времени на ожидание очистки стоков естественным способом. Вторая проблема, стоящая перед современным человеком, это рост потребления водных ресурсов, а соответственно и рост количества стоков, рост объёмов воды, которые нужно вернуть природе. У нас нет таких площадей и территорий для того, чтобы стоки самоочищались в естественных условиях.

Время и пространство — это те факторы, которые человек ставит во главу углу, взяв за основу метод природной биологической очистки сточных вод, ускорив его способом принудительной (искусственной) аэрации.

1.2. Сфера применения биологической очистки сточных вод.

Загрязнение воды определяется отраслевыми особенностями производств и потребностями домохозяйств. Это предприятия ЖКХ, предприятия агропромышленного комплекса, заводы по переработке нефти и нефтепродуктов, целлюлозно-бумажная промышленность, производство и выделка кожи, спиртовая, пищевая промышленность, СТО, АЗС, предприятия общепита, туристическая отрасль и т.д. В каждой конкретной местности сток по своему химическому составу будет различным. Соответственно, следует использовать расчётные показатели качества воды на входе, чтобы принять решение о способе очистки стоков.

К сточным водам относят также атмосферные осадки.

Как видно, состав сточных вод всегда будет отличатся и зависеть от отрасли и региона, где были взяты пробы. В самом общем по составу все загрязнения сточных вод делятся на:

• 
  Органические

• 
  Неорганические

В составе стоков могут быть

• Хлоридные и азотные соединения;
• Органические соединения бензола, глюкозы, ацетона, этанола и т. д.;
• Калий;
• Фосфор;
• Кальций;
• Белки, жиры, углеводы.
• ПАВы, фосфаты, сульфаты и прочие соединения.

Органические загрязнения при распаде создают гнилостные осадки, выделяющие характерный запах канализации. Именно для удаления органики используют биологический метод очистки сточных вод

2. Механизм и технология процесса биологической очистки отработанных стоков.

2.1. Механизм биологической очистки сточных вод

Органика, которая содержится в сточных водах является прекрасной средой, источником энергии и пищи для разнообразных микроорганизмов, которые своей деятельностью разрушают составные органические соединения до простых аминокислот, белков и т.д. Таким образом, колонии микроорганизмов растут, самовозобновляются, а при избытке «пищи» размножаются сверх нормативов.

Отмершие колонии погружаются на дно резервуара и удаляются с наравне с избыточными.

• Принцип биологической очистки стоков основан на способности микроорганизмов расщеплять органические соединения до простых веществ – воды, метана, сероводорода, углекислого газа. Органика – это источник энергии для бактерий и простейших.

2.1. Технология процесса биологической очистки стоков

Ключевым компонентом в технологии биоочистки является активный ил. Для многих этот агент вызывает множество вопросов: «Ил как в речке?», «Как его сделать активным?», «От чего зависит его активность и эффективность?»

• Активный ил- это специфический биоценоз живых организмов, перерабатывающих загрязнения сточных вод.

Биоценоз обладает определёнными характеристиками, которые рассчитываются исходя из потребностей очистки стоков с заданными параметрами входа и планируемыми параметрами выхода стока. Это значит, что состав активного ила будет отличатся в зависимости от характеристик загрязнений.

Какие организмы входят в состав активного ила? Это бактерии, дрожжи, грибы, простейшие, коловратки, кольчатые черви и прочие.

 Рис.2. Разнообразие микроорганизмов.

Для активного потребления бактериями загрязнений требуется несколько условий:

• 1. Наличие/отсутствие кислорода.
• 2. Определённая температура.
• 3. Кислотно-щелочной баланс.

В биологических очистных сооружениях используют аэробные и анаэробные бактерии.

Рис.3 Виды Аэробных и анаэробных бактерий, их классификация и назначение в процессе биологической очистки.

Аэробные бактерии	существуют только в среде, содержащей кислород. Они полностью расщепляют органику до СО2 и Н2О, наращивая собственную биомассу. Опишем формулой данный процесс: CxHyOz + O2 -> CO2 + h3O + биомасса бактерий, где CxHyOz – органическое вещество.
Анаэробные бактерии	живут без кислорода, из-за этого прирост их биомассы невелик. Анаэробный тип бактерий используется в бескислородном брожении органических соединений с образованием метана. Формула: CxHyOz -> Ch5 + CO2 + биомасса бактерий

3. Какие сооружения и станции используют для очистки загрязнений сточных вод.

3.1. Разновидности способов биологической очистки.

Все способы биологической очистки делятся на естественные и искусственные.

3.

2. Технологическая схема процесса станции биологической очистки сточных вод.

А теперь рассмотрим, как на практике работает очищение воды биологическим способом в очистных сооружениях.

Рис5. Технологическая схема процесса очистки стоков в очистном сооружении.

В очистных сооружениях биологического типа процессы расщепления органических веществ происходят в одном резервуаре, но в разных отсеках (зонах). Это значительно сокращает площадь, отводимую под станции биологической очистки.

В Первой аноксидной зоне удаляются азоты нитратов из возвратного активного ила, во второй — нитраты, образуемых в ходе процесса нитрификации в аэробной зоне для обеспечения требуемого качества очищенной воды по N-NO3.

На производительность процесса биологического удаления фосфора влияют: сколько времени сток нахождится в анаэробной зоне, сколько времени сток требуется для прохождения аноксидной и аэробной зон, какова масса легкоокисляемых органических соединений, возраст активного ила, концентрация нитратов в анаэробной зоне.

4. Плюсы и минусы всех методов биологической очистки

Таблица 1. Эффективность очистки в зависимости от способа

5.

Заключение

Биологическая очистка воды придумана самой природой. Однако развитие нашей цивилизации требует ускорения естественных процессов. В данном случае искусственное вмешательство человека в биологический механизм очистки идёт на пользу природе:

• Сокращается время очистки воды.
• В природу возвращаются продукты распада стоков –углекислый газ, вода, метан. Избыточный ил служит хорошим удобрением.
• Низкая стоимость, так как для процесса биологической очистки не нужны дополнительные реагенты или устройства. Экономия происходит также за счёт сокращения персонала.
• Биологическая очистка сточных вод создаёт естественный цикл природопользования.

Методы биологической очистки воды

Сегодня стало очевидным, что угроза существованию жизни таится не столько в атомной опасности, сколько в угрожающей экологической ситуации. Серьезные опасения вызывает недостаток питьевой воды, ее качественные изменения, несоответствие санитарно-гигиеническим требованиям, неблагоприятные последствия употребления недоброкачественной воды для здоровья населения.

Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения отличается от других областей химической технологии тем, что процессы водоочистки происходят в больших объемах при небольшой концентрации растворенных веществ. Большие объемы предполагают использование крупногабаритных установок, а небольшое количество извлекаемых примесей требует применения селективных методов обработки водного раствора. Соответственно цель водоподготовки — обеспечить физические и биохимические показатели воды, определённые в ГОСТ для питьевого водоснабжения или соответствующие заданному технологическому циклу на предприятии и удовлетворяющие эксплуатационным условиям для оборудования.

Какие методы устранения загрязнений существуют

Природная вода — сложная дисперсная система, содержащая огромное количество растворенных и взвешенных примесей различного фазового состава, минеральной и органической природы. Применить универсальный способ удалить такое множество веществ невозможно. В процессах водоподготовки задействован целый комплекс методов, биологических технологий очистки воды, каждый из которых ориентирован на устранение определенной группы веществ.

В зависимости от направленности воздействия и применяемых инструментов существует четыре основных вида методов очистки воды:

1. Физические способы подготовки воды.
2. Удаление растворенных загрязнителей с помощью реагентов — химические способы.
3. Комбинированное воздействие на загрязняющие субстанции физико-химическими процессами.
4. Биологическая очистка воды.

Физические способы водоочистки востребованы в основном на подготовительном этапе водоподготовки. Это фильтрация, процеживание, отстаивание. Они направлены на устранение крупных включений из объемов воды, которые могут нарушить работу оборудования и быстро вывести из строя селективные фильтрующие материалы при дальнейшей обработке и селективной очистке воды.

Химические методы основаны на способности соединений вступать в химические реакции между собой. Вводя специальные реагенты для запуска определенных взаимодействий, можно перевести токсичные загрязнения в неопасные соединения, связать их в труднорастворимые комплексы или нерастворимые осадки, которые легко удалить фильтрацией или другим методом отделения.

Физико-химические процессы сочетают в себе комбинированное воздействие на подаваемую для очистки воду физическими явлениями и химическими реагентами. Такие методы основаны на свойствах удаляемых примесей, активизировать которые помогают специально вводимые вещества, инициирующие химические и физические процессы. С помощью физико-химической очистки убирают как минеральные загрязнители, так и органику, ионы металлов, растворенные газы.

Биологические способы очистки — это сравнительно молодые, но перспективные методы удаления из воды нежелательных элементов и соединений с участием живой микрофлоры, специальных бактерий, грибов. Суть — в выборочном поглощении живыми организмами загрязнителей из воды как питательного материала для своей жизнедеятельности.

Что входит в состав биологических методов очистки воды

Биологическая очистка воды чаще всего применяется в замкнутой системе водоснабжения путем адсорбции и окисления загрязняющих веществ в заранее подготовленном пласте активного ила. Шламовая его составляющая находится у донной части оборудования, а часть — в плавающей зафиксированной насадке. Способность микроорганизмов выборочно употреблять для питания те или иные органические и минеральные соединения из очищаемой воды, позволяет подобрать виды живых бактерий для биологической очистки воды определенного химического состава. Нитробактерии Nitrosomonas окисляют азотистые соединения в процессе жизнедеятельности, серобактерии нейтрализуют сероводород.

Микроорганизмы, участвующие в биологической очистке воды, содержатся в виде колоний в серо-бурой кашицеобразной субстанции с запахом земли — активном иле. Он легко отстаивается и оседает на дно, что позволяет быстро отделить чистую воду от отработавшего ила. Все микроорганизмы для биологической очистки воды делятся на два класса в зависимости от условий, в которых они проявляют свою активность. Аэробной микрофлоре необходим кислород для жизнедеятельности и запуска процессов окисления. Напротив, питание и активное потребление питательных веществ анаэробными бактериями происходит только в бескислородном пространстве. В зависимости от выбранного типа микроорганизмов корректируются эксплуатационные условия устройств для биологической очистки воды.

Процесс биоочистки воды проходит в особых сооружениях:

• биопрудах и на полях фильтрации;
• биологических фильтрах;
• аэротенках и метатенках.

Специфические микроорганизмы, продуцируя в активном иле, работают в качестве биоценоза минерализующей микрофлоры, способной адсорбировать органические и минеральные соединения на поверхности и окислять их. Во всех сооружениях кроме метатенков процессы окисления проходят с участием кислорода.

Биологические пруды как метод очистки

Биологические пруды — искусственно созданные или естественного происхождения водоемы со свободной аэрацией, на дне которых в активном иле живут микроорганизмы. На процессы биологической очистки воды благоприятно действуют растения прудов, особенно ряска, камыш, плавающий рдест, тростник, рогоз и роголистник.

Поля фильтрации организовывают на суглинистых, глинистых, торфяных, песчаных участках почв. Через почву, как фильтрующий материал пропускают воду. Микроорганизмы, живущие в почве, параллельно очищают воду от растворенных и взвешенных примесей. Это самые простые способы осуществления аэробной биологической очистки воды, не эффективные при высоких концентрациях примесей и большом потоке воды, но зато абсолютно не затратные и не нуждающиеся в постоянном контроле человеком.

Биологическая очистка на фильтрах

Биофильтр работает с использованием принципов физической фильтрации. Водный раствор пропускается через слой загрузки, предварительно покрытый биопленкой из аэробной микрофлоры. Чтобы живые организмы активно расщепляли загрязнения, воду в биофильтрах аэрируют принудительно. Однако возможна и естественная циркуляция воздуха.

Аэротенки и метатенки

Аэротенки отличаются более сложным устройством, чем биофильтры. Здесь биологическая очистка воды осуществляется при обязательной принудительной аэрации. Перед поступлением в аэротенк водный раствор перемешивают с активным илом, а затем пропускают через взвесь воздушный поток. Воздух насыщает воду кислородом, активизирует процессы окисления и разложения загрязнителей, способствует постоянному перемешиванию раствора. Если вместо воздуха аэрацию проводить кислородом, эффективность биологической очистки воды возрастает в разы, а такие установки носят название окситенки.

Бескислородная биологическая очистка сточных вод анаэробными микроорганизмами чаще всего проходит в метантенках. Главной особенностью процесса является отсутствие необходимости осуществлять аэрацию. А в качестве побочного продукта в результате химических процессов окисления и питания анаэробных организмов образуется биогаз. В резервуар метатенка подается концентрированный осадок из отстойников. Там он подвергается брожению. Для ускорения процесса используют повышение температуры до 35°С при мезофильном брожении, и до 55°С при термофильном. Процесс бескислородной очистки вод достаточно сложный, проходит в несколько этапов и заканчивается получением чистой воды и метана — дружественного для экологии топлива.

После механической и биологической очистки воды на выходе формируются разные осадки органических соединений. Это крупные частицы, оседающие на фильтрах, осадок из первичных отстойников, активный ил или биологическая пленка, образующиеся в устройствах аэробной биологической очистки воды. После измельчения такие отходы отправляются в специальный проток перед первичными отстойниками, улавливаются ими и перемещаются в сырой осадок. Суммарное количество осадков находится в пределах 1% объема обрабатываемой воды, из них 50 — 75% составляет активный ил.

Есть методики, использующие активированный уголь для увеличения эффективности биологической очистки вод. Его добавляют в воду на входе в аэротенки в количестве 150 — 250 мг/л или в адсорбер с принудительной аэрацией. Этот способ достаточно перспективен, так как повышает качество очистки воды и позволяет уменьшить габариты очистных установок на 20 — 30%.

Комплексный подход

В современных системах водоподготовки методы очистки используются комплексно, дополняют друг друга для повышения эффективности. Нет ни одного универсального способа избавить воду от всех загрязнений путем проведения одной технологической операции. Мы видим сложные фильтрующие системы в квартирах и домах, состоящие из предварительной фильтрации, установок ионного обмена и обратного осмоса, аэрационных колонок и УФ-стерилизаторов. На предприятиях, где водооборот значительно больше, применяют мощное оборудование, задействующее физические, химические, электрические свойства примесей, биологическую очистку воды в аэробных и анаэробных условиях. Важно правильно подобрать очистительные сооружения под состав загрязнений и реализовать их бесперебойную работу в заданных условиях.

Что такое биологическая очистка сточных вод?

12 февраля 2020 г. | FLUENCE NEWS TEAM

Биологическая очистка сточных вод, в которой для разрушения органических отходов используются микроорганизмы, имеет долгую историю и варьируется от простых выгребных ям до обычных заводов по производству активного ила и вплоть до технологически продвинутых решений, таких как MABR.

Биологическая очистка сточных вод использует действие бактерий и других микроорганизмов для очистки воды

Биологическая очистка сточных вод — это процесс, который кажется простым на первый взгляд, поскольку в нем используются естественные процессы, способствующие разложению органических веществ, но на самом деле это сложный, до конца не изученный процесс на стыке биологии и биохимии.

Биологическая обработка основана на использовании бактерий, нематод или других мелких организмов для расщепления органических отходов с использованием нормальных клеточных процессов. Сточные воды обычно содержат большое количество органических веществ, таких как мусор, отходы и частично переваренные продукты. Он также может содержать патогенные организмы, тяжелые металлы и токсины.

Целью биологической очистки сточных вод является создание системы, в которой легко собираются результаты разложения для надлежащей утилизации. Биологическая очистка используется во всем мире, потому что она эффективнее и экономичнее, чем многие механические или химические процессы.

Биологическая очистка обычно делится на аэробные и анаэробные процессы. «Аэробный» относится к процессу, в котором присутствует кислород, а «анаэробный» описывает биологический процесс, в котором кислород отсутствует. Ученые смогли контролировать и усовершенствовать как аэробные, так и анаэробные биологические процессы для достижения оптимального удаления органических веществ из сточных вод.

Биологическая очистка сточных вод часто используется в качестве процесса вторичной очистки для удаления материала, оставшегося после первичной обработки с помощью процессов, включающих флотацию растворенным воздухом (DAF). В процессе первичной очистки воды из сточных вод удаляются отложения и вещества, такие как масло.

Аэробная очистка сточных вод

Процессы аэробной очистки сточных вод включают простые септические или аэробные резервуары и окислительные канавы; поверхностная и распылительная аэрация; активный ил; окислительные каналы, капельные фильтры; процедуры в прудах и лагунах; и аэробное пищеварение. К процессам биологической очистки также относятся искусственные водно-болотные угодья и различные виды фильтрации. Системы диффузной аэрации могут использоваться для максимального переноса кислорода и минимизации запахов при очистке сточных вод. Аэрация обеспечивает кислородом полезные бактерии и другие организмы, поскольку они разлагают органические вещества в сточных водах.

Проверенным временем примером метода аэробной биологической очистки является процесс с активным илом, который широко используется для вторичной очистки как бытовых, так и промышленных сточных вод. Он хорошо подходит для очистки потоков отходов с высоким содержанием органических или биоразлагаемых веществ и часто используется для очистки городских сточных вод; сточные воды, образующиеся на целлюлозно-бумажных комбинатах или предприятиях пищевой промышленности, таких как мясопереработка; и потоки промышленных отходов, содержащие молекулы углерода.

Лечение MABR

В последние годы технологические достижения изменили биологические процессы. Одним из примеров является мембранный аэрируемый биопленочный реактор (MABR), который усовершенствует этот процесс, чтобы использовать на 90% меньше энергии для аэрации, что обычно является наиболее энергоемким этапом традиционной биологической очистки. При обработке Fluence MABR воздух при атмосферном давлении осторожно вдувается в спирально намотанную мембрану в резервуаре, при этом воздух находится на одной стороне мембраны, а смешанный раствор — на другой в одном резервуаре. Нитрификация-денитрификация достигается за счет биопленки, образующейся на мембране. В результате получаются сточные воды, пригодные для орошения или сброса в окружающую среду.

На большинстве устаревших заводов по всему миру используется обработка активным илом или другие более старые процессы аэробной очистки. Такие установки требуют много времени и средств для замены или не имеют необходимого пространства для расширения. Чтобы удовлетворить эту потребность, Fluence создала модули SUBRE MABR. SUBRE погружает массивы мембран MABR в существующие резервуары очистных сооружений для повышения энергоэффективности, производительности и качества сточных вод — и все это на существующей площади завода.

Компания Fluence также упаковала комплексные установки очистки сточных вод Aspiral™ MABR в стандартные транспортные контейнеры, что обеспечивает эффективную транспортировку и быстрый ввод в эксплуатацию практически в любом регионе. Устройства plug-and-play можно использовать в тандеме для увеличения производительности, они разработаны для минимального обслуживания и удаленного мониторинга.

Всего за несколько лет MABR превратилась в зрелую технологию, при этом в Китае реализуются обширные проекты в соответствии со строгими стандартами страны по выбросам класса 1A. В Соединенных Штатах Fluence MABR доказал свое соответствие стандартам очистки сточных вод California Title 22 во время годовой демонстрации в Стэнфордском университете.

Анаэробная обработка

В противоположность этому, при анаэробной очистке используются бактерии, способствующие разложению органических материалов в бескислородной среде. В лагунах и септических резервуарах могут использоваться анаэробные процессы, но наиболее известной анаэробной очисткой является анаэробное сбраживание, которое используется для очистки сточных вод от производства продуктов питания и напитков, а также городских сточных вод, химических сточных вод и сельскохозяйственных отходов.

Анаэробное сбраживание обеспечивает одну из самых надежных областей восстановления ресурсов: восстановление энергии. В этой форме рекуперации энергии, также известной как преобразование отходов в энергию, анаэробное сбраживание используется для производства биогаза, состоящего в основном из метана. Операторы могут использовать его для выработки энергии, чтобы помочь топливным операциям на пути к нулевому потреблению энергии или даже превратить потоки отходов в потоки доходов.

Дальнейшая очистка

Тип биологической очистки, выбранный для очистки сточных вод, будь то аэробный или анаэробный, зависит от широкого круга факторов, включая соблюдение нормативов качества сбросов в окружающую среду.

Биологическая очистка часто дополняется дополнительными стадиями очистки, включая хлорирование и УФ-обработку, а также рядом вариантов фильтрации, включая угольную фильтрацию, обратный осмос и ультрафильтрацию.

Исследователи продолжают искать способы оптимизации традиционной биологической очистки сточных вод. В одном примере финские исследователи добавили сульфат железа в сточные воды перед биологической очисткой, чтобы уменьшить содержание фосфора в трудно поддающихся очистке сточных водах целлюлозных заводов. Другие исследователи использовали ультрафиолетовый свет для удаления сложных веществ, таких как химические остатки и фармацевтические соединения. А новаторская модель аэрации MABR экономит так много энергии, что делает возможным лечение в отдаленных районах на альтернативных источниках энергии.

Таким образом, хотя биологическая очистка имеет долгую историю, она продолжает развиваться, делая ее более эффективной, действенной и доступной. Свяжитесь с Fluence, чтобы получить информацию о наших продуктах MABR или воспользоваться нашим 30-летним опытом в области решений по переработке отходов в энергию.

Что такое система биологической очистки сточных вод и как она работает?

Для промышленного предприятия, производящего
отходы как часть своего процесса, некоторый тип системы очистки сточных вод
обычно необходимо для обеспечения соблюдения мер предосторожности и правил сброса
встретились. Наиболее подходящая система очистки сточных вод поможет
объект не причинять вреда
окружающая среда, здоровье человека и производственный процесс или продукция (особенно
если сточные воды используются повторно). Это также поможет предприятию обуздать большие штрафы , если сточные воды очищаются.
неправильно сбрасывается в POTW (государственные очистные сооружения) или в
окружающую среду (обычно в соответствии с NPDES или Национальным планом по ликвидации выбросов загрязнителей).
Система, разрешение).

Обычно используется в качестве метода вторичной очистки сточных вод после
первоначальные более крупные загрязняющие вещества были осаждены и/или отфильтрованы,
системы биологической очистки сточных вод могут быть эффективными и экономичными технологиями
для разрушения и удаления органических загрязнителей из сильно загрязненных органикой
отходы, такие как продукты питания и напитки, химические
обрабатывающей, нефтегазовой и коммунальной промышленности.

Но “ что такое
система биологической очистки сточных вод и как она работает ?»

Так как эта тема может быть чрезвычайно многогранной и
сложной, в этой статье будут рассмотрены основы как общее введение в
некоторые из наиболее распространенных биологических
методы очистки сточных вод, используемые сегодня в промышленности.

Что такое биологические сточные воды
система лечения?

В упрощенном ответе верхнего уровня на этот вопрос
система биологической очистки сточных вод это
технология, в которой в основном используются бактерии, некоторые простейшие и, возможно, другие специальные
микробов в чистую воду . Когда эти микроорганизмы разрушают органические
загрязняющие вещества для пищевых продуктов, они слипаются, что создает эффект флокуляции, позволяющий
органическое вещество выпадает из раствора. Это производит
более простой в обращении шлам, который затем обезвоживается и утилизируется как твердый
напрасно тратить.

Обычно делятся на три основные категории: биологические
очистка сточных вод может быть:

1. аэробный,
   когда микроорганизмам требуется кислород для
   разлагают органические вещества на углекислый газ и микробную биомассу
2. анаэробные,
   , когда микроорганизмам не требуется
   кислород для расщепления органических веществ, часто с образованием метана, двуокиси углерода,
   и избыточная биомасса
3. бескислородная, когда
   микроорганизмы используют другие молекулы, кроме кислорода , для роста, например, для удаления
   сульфата, нитрата, нитрита, селената и селенита

Органические загрязнители, которые разлагают эти микроорганизмы,
часто измеряется биологической потребностью в кислороде или БПК, которая относится к количеству
растворенного кислорода, необходимого аэробным организмам для расщепления органических веществ
на более мелкие молекулы. Высокие уровни БПК указывают на повышенную концентрацию
биоразлагаемого материала, присутствующего в сточных водах, и может быть вызвано
занос загрязняющих веществ, таких как промышленные выбросы, бытовые фекалии
отходы или сток удобрений.

Когда уровни загрязняющих веществ повышены, БПК может истощаться
кислород, необходимый другим водным организмам для жизни, что приводит к цветению водорослей,
гибель рыбы и вредные изменения водной экосистемы  , где
сточные воды сбрасываются. В связи с этим требуется множество средств для
обрабатывать свои отходы, возможно, биологически, до сброса, но это уровень
органических и неорганических загрязняющих веществ по отношению к их сбросу
требования, которые будут определять, какие конкретные операции
потребуются системы биологической очистки сточных вод и их последовательность и
эксплуатировался.

Короче говоря, системы биологической очистки промышленных сточных вод оптимизируют естественный процесс микробного разложения для разрушения загрязнителей промышленных сточных вод, чтобы их можно было удалить вместе с другими нежелательными материалами . Они также часто заменяют (а иногда используются вместе) физические и химические методы лечения, которые могут быть одними из более дорогих альтернатив лечения.

Как биологические сточные воды
система лечения работает?

В зависимости от химического состава сточных вод в
отношение к стокам
требования, система биологической очистки сточных вод может состоять из
несколько разных процессов и многочисленные
виды микроорганизмов . Они также потребуют специальных операционных процедур.
который будет варьироваться в зависимости от среды, необходимой для поддержания темпов роста биомассы.
оптимален для конкретных микробных популяций. Например, это часто
необходимо контролировать и регулировать аэрацию для поддержания постоянного содержания растворенного кислорода
уровне, чтобы поддерживать размножение бактерий в системе с соответствующей скоростью для удовлетворения
требования к разряду.

В дополнение к растворенному кислороду биологическим системам часто требуется
быть сбалансированным по потоку, нагрузке, pH, температуре и питательным веществам. Балансировка комбинации
системных факторов, где процесс биологической очистки может стать очень
сложный. Ниже приведены примеры некоторых распространенных видов биологических сточных вод.
системы обработки , , включая краткое описание того, как они функционируют внутри
режим очистки промышленных сточных вод, чтобы дать вам представление о типах
технологии и системы, которые могут принести пользу вашему промышленному объекту.

Аэробика
технологии очистки сточных вод

Активный ил был первым
разработан в начале 1900-х годов в Англии и стал общепринятым
процесс биологической очистки широко используется в муниципальных целях, но также может
использоваться в других промышленных целях. Сточные воды первичного
стадии обработки поступают в аэротенк, где аэрируется в присутствии взвешенных
(свободно плавающие) аэробные микроорганизмы. Органический материал разрушается
и потребляются, образуя биологические твердые вещества, которые флоккулируют в более крупные комки, или
хлопья Взвешенные хлопья поступают в отстойник и удаляются из
сточные воды путем отстаивания. Рециркуляция осевших твердых частиц в аэротенк
контролирует уровень взвешенных твердых частиц, в то время как избыточные твердые частицы выбрасываются в виде шлама. Активировано
системы обработки осадка обычно требуют больше места и производят
большое количество шлама с соответствующими затратами на утилизацию, но капитальные и
затраты на техническое обслуживание относительно низкие по сравнению с другими вариантами.

Биореакторы с неподвижным слоем или FBBR ,
разработанные как промышленные системы очистки с принудительной подачей воздуха в 1970-х и 80-х годах, состоят
многокамерных резервуаров, в которых камеры плотно упакованы пористым
керамический, пористый пенопласт и/или пластиковый носитель; сточные воды проходят через
иммобилизованный слой среды. Из всех систем биологической очистки FBBR могут удерживать
самые загрязняющие микробы в наименьшем объеме, что делает FBBR компактными
и энергоэффективных технологий, идеально подходящих для очистки сточных вод от средних до
от средне-высокого уровня БПК в исходном материале до очень низкого уровня сточных вод. СМИ
спроектирован так, чтобы иметь достаточно большую площадь поверхности, чтобы стимулировать прочную биопленку
образование с длительным сроком службы твердых частиц, что приводит к низкому образованию шлама и
минимальные затраты на утилизацию шлама. Грамотно спроектированный неподвижный слой позволит отводить сточные воды.
протекать через систему без образования каналов или закупорки. Камеры могут быть аэробными
и все еще иметь бескислородные зоны для достижения аэробного удаления углерода и полного бескислородного
денитрификация одновременно. Более совершенные биологические процессы могут быть
облегчаются этими системами (например, нитрификация, денитрификация,
деселенирование, сульфидредукция и анаммокс), обладая уникальными бактериальными
популяции колонизируют биопленочные среды в отдельных камерах резервуара, что может быть уникальным
настроен на очистку определенных компонентов сточных вод вашего объекта.

Подвижная кровать
биореакторы, или MBBR , изобретенные в конце 1980-х годов в Норвегии, уже
применялась в более чем 800 приложениях в более чем 50 странах, с
примерно половина очищает бытовые сточные воды и половина очищает промышленные сточные воды.
MBBR обычно состоят из аэротенков, заполненных небольшим движущимся полиэтиленом.
носители биопленки удерживаются внутри сосуда ситами, удерживающими среду. Сегодня
пластиковые носители биопленки поставляются многими поставщиками разных размеров и форм, как правило,
цилиндры или кубы диаметром от половины до одного дюйма и предназначены для подвешивания
с их иммобилизованной биопленкой по всему биореактору путем аэрации или
механическое перемешивание.

Из-за подвешенных движущихся носителей биопленки MBBR позволяют
сточные воды с высоким БПК должны очищаться на меньшей площади без засорения. MBBR
Обычно за ними следует вторичный отстойник, но шлам не перерабатывается в
процесс; избыточный ил оседает, а шлам удаляется с помощью вакуумной машины или оседает
твердые вещества прессуются на фильтре и утилизируются как твердые отходы.

MBBR часто используются для устранения основной нагрузки по БПК вверх по течению.
других процессов биологической очистки или используется в ситуациях, когда сточные воды
качество менее важно; они не используются для очистки БПК до низких стоков
уровни. Они используются для очистки сточных вод, образующихся в пищевой промышленности и производстве напитков.
предприятия, мясоперерабатывающие и упаковочные заводы, нефтехимические предприятия, и
нефтеперерабатывающие заводы.

Мембранные биореакторы,
или MBR , стали широко использоваться в 1990-х годах, когда мембранные модули были
погружали непосредственно в аэротенк, а для поддержания
мембраны от загрязнения. МБР – это передовая биологическая очистка сточных вод.
технологии, которые сочетают в себе традиционный взвешенный активный ил с
мембранная фильтрация, а не осаждение, для разделения и повторного использования
взвешенные вещества. В результате МБР работают с гораздо более высоким смешанным щелоком.
взвешенных твердых частиц (MLSS) и более длительное время пребывания твердых частиц (SRT), производя
значительно меньшая занимаемая площадь при более высоком качестве сточных вод по сравнению с
обычный активный ил.

MBR в первую очередь нацелены на БПК и общее содержание взвешенных твердых частиц (TSS). MBR
конструкция системы варьируется в зависимости от характера сточных вод и
целей лечения, но типичный MBR может состоять из аэробных (или анаэробных)
очистные баки, система аэрации, смесители, мембранный бак, безразборная мойка
система, а также ультрафильтрационная мембрана из полого волокна или плоского листа. Как
В результате множества деталей и процессов очистки МБР известны своей высокой
капитальные, высокие эксплуатационные и высокие затраты на техническое обслуживание.

Биологические капельные фильтры
используются для удаления органических загрязнений как из воздуха, так и из сточных вод. Они
работают, пропуская воздух или воду через среду, предназначенную для сбора биопленки на
его поверхности. Биопленка может состоять как из аэробных, так и из анаэробных
бактерии, расщепляющие органические загрязнения в воде или воздухе. Некоторые из
среда, используемая для этих систем, включает гравий, песок, пену и керамические материалы.
Наиболее популярное применение этой технологии – городские сточные воды.
очистка и очистка воздуха от сероводорода на муниципальных канализационных станциях, но они
может использоваться во многих ситуациях, когда важно контролировать запах.

Анаэробный
Технологии очистки сточных вод

Анаэробные с восходящим потоком
шламовые покровы, или UASB, используют анаэробные
бактерий, чтобы, как упоминалось во вступлении к этой статье, разлагать органические вещества без использования кислорода, что приводит к горючим
метансодержащий биогаз, очищенные стоки и анаэробный ил. С системами UASB,
общая идея заключается в том, что сточные воды закачиваются в основание системы,
где органические вещества в сточных водах проходят через слой ила перед
поступающих в верхний газожидкостный сепаратор (ГЖТ), где собирающие колпаки улавливают
биогаза, позволяя взвешенным твердым частицам осесть и вернуться в
нижней реакционной зоны, в то время как очищенные стоки переливаются через верхнюю часть
система. Биогаз (метан и углекислый газ) либо сжигают, либо используют для
генерировать пар или электричество для использования в других процессах на объекте.

Процесс UASB создает меньше ила, чем аэробные биосистемы
и поэтому нуждается в очистке и опорожнении меньше, чем в других биологических
системы очистки, но они требуют квалифицированных операторов для поддержания оптимального
гидравлические и анаэробные условия для правильной работы UASB. Расширенный
Слои гранулированного ила или EGSB представляют собой аналогичный процесс, но в EGSB используется более сильный
направленное вверх усилие, способствующее большему контакту сточных вод с илом.

Анаэробные варочные котлы
также используйте анаэробные бактерии для разрушения
перерабатывать органические отходы без доступа кислорода и производить биогаз, в основном для сточных вод
обработка, и есть множество доступных анаэробных варочных котлов. Каждый из них
выполнять один и тот же процесс немного разными способами. Примеры включают покрытые
лагуны, неподвижная пленка, взвешенные и погруженные среды, а также смесительный бак непрерывного действия
реакторы.

Может ли SAMCO помочь?

SAMCO имеет более чем 40-летний опыт проектирования и производства систем очистки сточных вод на заказ, поэтому, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам со своими вопросами.