error
EN
|
RU
Методы очистки сточных вод. Локальные очистные сооружения для промышленных предприятий. (Часть 2)
04.08.2014

Этап 3 – Биологическая очистка.

После Удаления взвешенных и коллоидных частиц, в стоках остаются растворенные органические вещества, которые удаляются лишь при помощи биологической очистки. Если говорить о методике определения ХПК, то стоить отметить что проба перед определением предварительно фильтруется на фильтре типа Ватманн черная лента, что в свою задерживает нерастворенную часть на фильтре и определение ХПК подвергаются только растворенные загрязнения.

На данный момент особо распространены два вида биологической очистки сточных вод:

  • Анаэробная очистка
  • Аэробная очистка

Отличаются два способа условиями и типом бактерий применяемыми для очистки. Особенностью анаэробного процесса является то, что реакция окисления органики протекает в безкислородной среде, а кислород необходимый для окисления берется из самих органических загрязнений. В результате очистки ХПК условно разлагается на Метан, углекислый газ и небольшое количество Анаэробного ила. Данные бактерии довольно устойчивы и при длительном отсутствии загрязнений в стоках впадают в сон. Эффективность удаления ХПК в таких системах составляет до 90%. При определнных условиях в реакторе может образовываться в флоккулированном и гранулированном виде. Гранулированный ил считается более производительным на 1 м3 реактора.

ХПК  95% (CH4 + CO2 )+ 5% анаэробный активный ил

Аэробная очистка протекает только в условиях стоков насыщенных кислородом. Впринципе жизнедеятельность данных бактерий зависит от наличия в стоках ХПК и кислорода. Также стоит отметить высокий прирост избыточного ила в данном процессе. Эффективность удаления ХПК достигает 95%.

ХПК +О2 → 65% CO2 + 35% аэробный активный ил

Тем не менее применение обоих способов очистки необходимо и оправдано в зависимости от поставленной ЛОС задаче.

Как правило ПДК на сброс в городскую канализацию отображают приемлемые концентрации для нормальной работы аэробных очистных сооружений, для комфортной работы аэротенков, входящая концентрация по ХПК желательно не должна превышать 1000 мг/л(500 мг/л ПДК на сброс в РФ). В то время как Анаэробные системы очистки, наоборот эффективно начинают работать с концентрации 1500 мг/л и выше.

Если концентрации по ХПК стоков превышают 6000 мг/л, то целесообразно применение последовательно двух этапов очистки, Анаэробного и аэробного.

Существует 4 основных типа анаэробных реакторов:

UASB( Up-flow Anaerobic Sludge Blanket)
Реактор со взвешенным слоем ила
Удельная нагрузка на реакторы данного типа составляет 5-8 кг ХПК на 1 м3 рабочего объема реактора в сутки. Перерабатываемые концентрации ХПК - от 1000 до 50000 мг/сутки. Применяется как флокулированный так и гранулированный ил. Для отделения образовавшегося биогаза, в реакторе устраиваются специальные углообразные ламели, перекрывающие всю площадь поверхности воды в реакторе, и способствующие накоплению газа под ними.


EGSB (Extended Granular Sludge Blanket)
Модернизированный вариант UASB реактора.
Удельная нагрузка на EGSB реакторы – 15- 25кг ХПК на 1 м3 рабочего объема реактора в сутки. Концентрации ХПК в очищаемом стоке – от 1000 до 50000 мг/л. Основой процесса очистки является гранулированный анаэробный ил. Реактор исполнен полностью герметичной конструкцией, полностью предотвращая возможные утечки биогаза. Выделившийся биогаз, отделяется при помощи трехфазных сепараторов и транспортируется в газовую линию. Оснащен Рециркуляционной колонной для создания условий образования гранулированного ила.

IC
Удельная нагрузка на реакторы типа IC – от 15- 45 кг ХПК на 1 м3 рабочего объема реактора в сутки, что является самым высоким показателем среди анаэробных реакторов. Реакторы данного типа широко применяются в сфере пищевой, бумажной и химической промышленности. Высота IC реакторов 20-30 м, что обусловлено размещением сепараторов на 2х уровнях. Также реакторы данного типа позволяют очищать стоки с высокой концентрацией кальция. Образовавшийся в результате очистки кальций скапливается на коническом дне реактора, и удаляется при помощи насосов.

CSTR
Удельная нагрузка на реакторы CSTR составляет 2-3 кг ХПК на 1 м3 рабочего объема реактора в сутки. Работает только с флоккулированным илом. Без внутренних сепараторов. Данная технология позволяет исключить из процесса очистки флотацию, так как реактор рассчитан на очистку стока с высокой концентрацией взвешенных веществ. Недостатком CSRT является необходимость установки внешнего илоотделителя-отстойника и большой объем резервуара. Однако при всем этом, его огромным преимуществом является минимизация количества осадка, разложение жиров и улучшение его влагоотдающих свойств, что в свою очередь решает задачу обезвоживания жирных осадков.

Применение аэробной очистки позволяет окончательно снизить концентрацию растворенного загрязнения, довести показатели до норм сброса в рыбохозяйственный водоем. На аэробной стадии очистки помимо удаления органических загрязнений также происходит удаление из стоков азота и азотосодержащих соединений путем процесса нитри-денитрификации. В аэрационном резервуаре под действием аэробных микроорганизмов происходит процесс нитрификации – окисление азота аммонийных солей, в результате чего образуются сначала нитриты, а при дальнейшем окислении – нитраты. Далее стоки перекачиваются в аноксидный резервуар, где происходит процесс денитрификации путем восстановления нитритов и нитратов до свободного азота, который выделяется в атмосферу.

Существует 4 основных типа аэробных реакторов:

- классический аэротенк
Дно резервуара оборудуется системой аэрации через которую в аэротенк подается воздух, резервуар заполяется аэробным илом, в фэротенк непрерывно подается воздух и стоки содержащие ХПК. Количество воздуха напрямую зависит от Количества ХПК и является расчетным значением.

В аэротенке обязательным этапом является этап отделения ила, и его возврат в аэротенк. Осаждение ила в классической системе проиcходит во вторичном отстойнике, где переливом уходит чистая вода, а осевший ил отводится с нижней части отстойника. Часть ила возвращается на вход в аэротенк, а избыточный ил отводится на обезвоживание.

- SBR (Sequencing batch reactors)
Аэробный реактор переменного действия.

Нитрификация, денитрификация, аэрация и отстаивание производятся в одном резервуаре поочередно. В случае применения данной технологии необходимо устройство не менее двух резервуаров, рассчитанных на поочередную работу. Однако при этом пропадает необходимость во вторичном отстойнике, что позволяет сэкономить на площади и избежать открытого зеркала воды на вторичном отстойнике.

- MBBR (Moving Bed Bio Reactor)
Аэробный реактор с движущимся слоем.

В емкость аэротенка дополнительно помещается полимерная загрузка. При прохождении стоков через реактор на элементах загрузки формируется очищающая биопленка. За счет аэрации слой загрузки находиться в постоянном движении, во взвешенном состоянии и прикреплен к носителю, таким образом необходимое количество ила находится в закрепленном состоянии и пропадает необходимост в организации рецикла и возврата ила. При применении данной технологии возможно исключение вторичных отстойников.


- MBR (Мембранный аэробный реактор.)
Данный тип реактора состоит из трёх секций, каждая из секций занимает приблизительно третью часть общего объема аэротенка. Устройство зон нитрификации и денитрификации идентично устройству данных зон в классическом аэротенке. Зона реактора, в которой расположена мембрана, также аэрируется. Фильтрующий материал мембран выполнен из специального материала, плотность которого позволяет отфильтровать все примеси, вирусы и бактерии находящиеся в стоке. Применение данной технологии позволяет исключить вторичные отстойники, а также оборудование необходимое для доочистки и обеззараживания стока. Качество очистки, после мембран соответствует все допустимым показателям для сброса в реку. Является идеальным примением для ЛОС промышленных предприятий желающих сбрасывать стоки в открытый водоем. Из недостатков имеет сравнительно высокие эксплуатационные затраты.

Этап 4 – Доочистка стока

Так как вторичные отстойники не всегда позволяют достичь норм сброса в реку, для дополнительной очистки от взвеси применяются фильтры тонкой очистки. Чаще всего в качестве фильтров применяются самопромывные песчаные фильтры. Очищенная вода свободно проходит сквозь слой кварцевого песка при этом взвешенные частицы задерживаются и отмываются вместе с песком.
Песчаные фильтры бывают само-промывные и с системой обратной промывки. В обоих случаях устройства фильтра допускается как в бетонном резервуаре, так и в корпусе из нержавеющей стали. В случае ЛОС промышленных предприятий предпочтительно применять в корпусе из нержавеющей стали, максимальной заводской готовности.