Очистка сточных вод        01 октября 2017        325         Комментарии к записи Принципы биологической очистки сточных вод отключены

Принципы биологической очистки сточных вод

Биологическая очистка сточных вод является важной и неотъемлемой частью любой системы канализации, которая обрабатывает отходы из муниципалитета или промышленности, имеющих растворимые органические примеси. Очевидно экономическое преимущество, как с точки зрения капитальных эксплуатационных расходов, биологической обработки по сравнению с другими видами процессов очистки, таких как химическое, термическое окисление.

Очистка сточных вод с использованием аэробного активированного ила используется на практике уже более века. Повышение давления канализационных систем и строгие нормы сброса привели к осуществлению разнообразных современных методов биологической обработки в последние годы.

Обзор аэробных технологий биологической обработки

Прежде чем перейти к обсуждению различных аэробных биологических процессов, важно кратко обсудить термины.

Аэробные процессы очистки происходят в присутствии воздуха и используются микроорганизмы (аэробы), которые получают молекулярный/свободный кислород для усвоения органических примесей, т.е. конвертируют их в двуокись углерода, воду и биомассу.

Анаэробные процессы очистки происходят в отсутствие воздуха и присутствии микроорганизмов (анаэробы), которые не требуют кислорода для усвоения органических примесей. Конечные продукты органической ассимиляции анаэробной очистки — это метан, углекислый газ и биомасса.

Существует множество процессов аэробной биологической очистки и технологии в литературе и на практике. Рассмотрим наиболее часто используемые методы:

  • Обычный процесс активированного ила
  • Циклическая активированная система очистки
  • Мембранный биореактор
  • Интегрированная активированная очистка с фиксированной пленкой

Обзор аэробных технологий биологической очистки сточных вод

Обычный процесс активированного ила

Это распространенный и самый старый процесс биочистки, используемый для обработки городских и промышленных сточных вод. Как правило, сточные жидкости после первичной очистки, то есть удаления суспендированных примесей, подвергаются биологической очистке на основе активного ила, включающей резервуар аэрации с последующим вторичным осветлителем.

Аэрирующий бак снабжен рассеянным тонким пузырьком аэрации в нижней части для переноса необходимого кислорода в биологической массе. Газированный смешанный раствор от аэрационного бака переливается под действием силы тяжести на вторичный осветлитель для отделения биомассы, обработанной водой системы фильтрации ниже по потоку для более тонкого удаления частиц. Отделенная биомасса возвращается в резервуар аэрации с помощью активированного возврата шлама. Избыточная биомасса (полученная во время процесса биодеградации) направляется на очистку ила и обезвоживание.

Обычный процесс активированного ила

Циклическая активированная система очистки

Циклическая активированная система предлагает один из самых популярных серийных реакторов периодического действия, используемых для очистки городских сточных вод и из различных отраслей промышленности, включая нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы.

Эта технология предлагает несколько операционных и рабочих преимущественных характеристик перед обычным биологическим процессом активного ила. Циклический процесс очистки выполняет все функции традиционной установки активного ила с использованием единого резервуара с переменным отсеком в альтернативном режиме, тем самым избавляясь от необходимости в окончательных осветлителях и высокой откачивающей насосной способности для подачи сточной жидкости.

Система циклического активированного ила очистки включает в себя высокий уровень сложности процесса в конфигурации, которая экономит затраты и пространство, а также предлагает методологию, которая имеет операционную простоту, гибкость и надежность.

Существенными особенностями биологической технологии очистки являются исходные условия реакции плавного потока и реактор с полной смесью сточной жидкости. Раковина реактора разделена стенками перегородки на три секции:

  • зона 1: селектор
  • зона 2: вторичная аэрация
  • зона 3: основная аэрация

Биомасса осадка периодически перерабатывается от зоны 3 до зоны 1, чтобы удалить легко разлагаемый растворимый субстрат и благоприятствует росту хлопьеобразующих микроорганизмов.

Циклическая активированная система очистки использует простую повторяющуюся последовательность времени, которая включает в себя:

  • Заполнение — аэрация (для биологических реакций)
  • Отстаивание (для разделения твердых веществ и жидкостей)
  • Выход (для удаления обработанных сточных вод)

Преимущества технологии очистки — максимизирует работоспособность: простота, надежность и гибкость.

Важные причины выбора через обычную аэрацию активного ила включают:

  • Работает при непрерывной пониженной нагрузке через простую регулировку цикла.
  • Очистка с селективностью с подачей, операцией So/Xo (контроль отношения предельного субстрата к микроорганизму), и интенсивностью аэрации для предотвращения нитчатого осадка, что обеспечивает удаление всех доступных субстратов.
  • Одновременная (коаксиальная) нитрификация и денитрификация путем изменения интенсивности аэрации.
  • Повышает ударную нагрузку, вызванную органической и гидравлической нагрузкой изменчивости подачи сточной жидкости.
  • Система легко настраивается для краткосрочных, суточных и долгосрочных сезонных колебаний.

Циклическая активированная система очистки сточных вод

Интегрированный активированный метод очистки с фиксированной пленкой

Существует несколько промышленных установок, в которых два этапа биологической очистки, включающие каменные или пластиковые фильтра (также известный как биотор с уплотненным слоем), а затем активированный аэрирующий резервуар и вторичный осветлитель.

Другая модификация вышеуказанной конфигурации, которая была внедрена в новых промышленных системах очистки сточных вод представляет собой биологический реактор с псевдоожиженным слоем (известный как движущийся слой биореактора) вместо биотоплива с последующим активированным процессом очистки.

Общие преимущества конфигурации:

  • Фиксированная пленка обеспечивает дополнительную площадь поверхности для роста биомассы на ней и разрушение органических примесей, которые устойчивы к биодеградации или могут даже быть токсичными в некоторой степени.
  • Общая эффективность двухступенчатой ​​системы биологической очистки лучше, чем процесс активного ила.
  • Процессы фиксированной пленки более эффективны при нитрификации сточных вод, чем циркулярный процесс активного ила.
  • из-за меньшего количества отходов, устройства очистки для обезвоживания меньше по сравнению с другими технологиями.
  • может включаться в существующую систему очистки для удовлетворения требований к дополнительной мощности и/или более строгих правил сброса без необходимости установки дополнительных бетонных баков.
  • Капитальные и эксплуатационные расходы ниже.

Интегрированный активированный метод очистки с фиксированной пленкой

Мембранный биореактор

Это новейшая технология для биологической деградации растворимых органических примесей. Мембранный биореактор широко используется для очистки бытовых сточных вод, но для применения в области обработки промышленных отходов, его использование было несколько ограниченным.

В технологии очистки мембранного реактора вещества разделяются с помощью полимерной мембраны на основе микрофильтрации или ультрафильтрационной установки.

Преимущества:

  • Мембранная фильтрация создает положительный барьер для суспендированных биологических твердых веществ.
  • размер аэрационного бака мембранной технологии очистки может составлять от одной трети до одной четвертой величины аэрирующего резервуара в системе активного ила. Более компактный резервуар необходим для размещения мембранных кассет в случае погружной конструкции, и мембранных модулей, в случае безповерхностной внешней системы.
  • требует только 40-60% пространства для процесса очистки, что значительно сокращает бетонную работу и общую площадь установки.
  • Благодаря мембранной фильтрации качество очищенных вод превосходит все другие способы очистки сточных вод, поэтому обработанный сток может быть повторно использован.