Об’єкти господарювання (підприємства, готелі, школи, садки, офісні будівлі іт.д.), в яких утворюються стічні води в процесі діяльності, повинні мати локальні системи очищення стічних вод, щоб забезпечити дотримання заходів безпеки та правил їх скидання. Найбільш відповідна система очищення стічних вод допоможе об’єкту уникнути шкоди навколишньому середовищу, здоров’ю людей та процесу або продуктам об’єкта (особливо якщо стічні води використовуються повторно). Це також допоможе об’єкту уникнути великих штрафів, якщо стічні води неправильно скидаються в державні очисні споруди або в навколишнє середовище.
Зазвичай біологічні системи очищення стічних вод використовуються як вторинний метод очищення стічних вод після того, як початкові більші забруднювачі були відстояні та/або відфільтровані. Біологічні системи очищення стічних вод можуть бути ефективними та економічними технологіями для розщеплення та видалення органічних забруднень із сильно органічних відходів, таких як ті, що утворюються. у харчовій, хімічній, нафтогазовій та комунальній промисловості.
Але що таке біологічна система очищення стічних вод і як вона працює?
Оскільки ця тема може бути надзвичайно багатогранною та складною, у цій статті будуть розбиті основи як загальний вступ до деяких найбільш поширених методів біологічного очищення стічних вод, які використовуються сьогодні в промисловості.
Що таке біологічна система очищення стічних вод?
У спрощеній відповіді на це питання біологічна система очищення стічних вод — це технологія, яка в основному використовує бактерії, деякі найпростіші та, можливо, інші спеціальні мікроби для очищення води. Коли ці мікроорганізми розщеплюють органічні забруднювачі що є для них їжею. У подальшому вони злипаються, що створює ефект флокуляції, який дозволяє органічній речовині осідати з розчину. Це процес утворення активного мул, який і очищає стічні води, далі його зневоднюють і утилізують як тверді відходи.
Зазвичай біологічне очищення стічних вод поділяється на три основні категорії:
• аеробний, коли мікроорганізмам потрібен кисень для розщеплення органічної речовини до вуглекислого газу та мікробної біомаси;
• анаеробний, коли мікроорганізмам не потрібен кисень для розщеплення органічної речовини, часто утворюючи метан, вуглекислий газ та надлишок біомаси;
• безкисневий, коли мікроорганізми використовують інші молекули, крім кисню, для росту, наприклад для видалення сульфату, нітрату, нітриту, селенату та селеніту
Органічні забруднювачі, які розкладають ці мікроорганізми, часто вимірюються в біологічній потребі в кисні, або БПК, що відноситься до кількості розчиненого кисню, необхідного аеробним організмам для розщеплення органічної речовини на менші молекули. Високі рівні БПК вказують на підвищену концентрацію біологічно матеріалу в стічних водах, які необхідно розкласти і можуть бути викликані введенням забруднюючих речовин, таких як промислові скиди, побутові фекальні відходи або стікання добрив.
Коли рівень забруднюючих речовин у стоках підвищений, кисень, необхідний іншим водним організмам для життя, використовується на очищення забруднень, а це призводить до цвітіння водоростей, загибелі риби та шкідливих змін у водній екосистемі, куди скидаються стічні води. Через це багато об’єктів повинні обробляти свої відходи, можливо, біологічно, перед скиданням, але саме рівень органічних та неорганічних забруднювачів по відношенню до їх вимог до скидання буде диктувати, які конкретні операції будуть потрібні системі біологічної очистки стічних вод на об’єкті і як вони повинні функціонувати.
Коротше кажучи, біологічні системи очищення стічних вод оптимізують природний процес мікробного розкладання забруднення промислових стічних вод, щоб їх разом з іншими небажаними домішками можна було видалити.
Як працює система біологічного очищення стічних вод?
Залежно від хімічного складу стічних вод система біологічної очистки стічних вод може складатися з кількох різних процесів і численних типів мікроорганізмів в системі. Процеси очистки в очисній станції також будуть змінюватися в залежності від середовища, необхідного для підтримання оптимальних темпів зростання біомаси для конкретних мікробних популяцій. Наприклад, часто потрібно контролювати та регулювати аерацію, щоб підтримувати постійний рівень розчиненого кисню, щоб бактерії системи розмножувалися з відповідною швидкістю.
На додаток до розчиненого кисню, біологічні системи часто повинні бути збалансовані щодо потоку, pH, температури та поживних речовин. Збалансування комбінації системних факторів – це те, де процес біологічного очищення може стати дуже складним. Нижче наведено приклади деяких поширених типів систем біологічного очищення стічних вод, включаючи короткий опис того, як вони функціонують у режимі очищення промислових стічних вод, щоб дати вам уявлення про типи технологій та систем, які це може принести користь вашому промисловому об’єкту.
Аеробні технології очищення стічних вод
Система очистки активним мулом вперше була розроблена на початку 1900-х років в Англії і стала звичайним процесом біологічної очистки, яка широко використовується в муніципальних сферах, але також може використовуватися в інших промислових сферах. Стічні води після первинної очистки надходять в аеротенк, де вони аеруються в присутності завислих (вільно плаваючих) аеробних мікроорганізмів. Органічний матеріал розщеплюється та споживається, утворюючи біологічні тверді речовини, які флокулюють у великі згустки, або пластівці. Зважені шматки потрапляють у відстійник і видаляються зі стічних вод шляхом відстоювання. Переробка відстояних частин активного мулу в аеротенку контролює рівень завислих речовин, тоді як надлишок активного мулу видаляється як надлишковий.
Біореактори з фіксованим шаром носія активного мулу розроблені як промислові системи очищення з примусовим нагнітанням повітрям у 1970-х і 80-х роках. Ці системи складаються з багатокамерних резервуарів, в яких камери щільно заповнені пористою керамікою, пористою піною та/або пластмасовим носіями; стічні води проходять через іммобілізований шар середовища. З усіх систем біологічної очистки з фіксованим шаром можуть утримувати найбільше мікробів, що поглинають забруднювачі, у найменшому об’ємі, що робить їх економічними та енергоефективними технологіями, ідеальними для очищення стічних вод від середнього до середнього високого рівня БПК до дуже низького рівня стоків. . Носій розроблено так, щоб мати достатньо високу площу поверхні, щоб стимулювати утворення міцної біоплівки з тривалим терміном служби твердих речовин, що призводить до низького утворення осаду та найменших витрат на утилізацію мулу. Добре сконструйований стаціонарний шар дозволить стічним водам протікати через систему без каналів або закупорки. Камери можуть бути аеробними і все ще мати безкисневі зони для досягнення аеробного видалення вуглецю та повної безкисневої денітрифікації одночасно. Ці системи можуть полегшити більш складні біологічні процеси (наприклад, нітрифікацію, денітрифікацію, деселенацію, відновлення сульфіду). Унікальні популяції бактерій колонізують в біоплівці в окремих камерах резервуарів, які контрольовано налаштовують.
Біореактори з рухомим шаром винайдені наприкінці 1980-х років у Норвегії, вже застосовувалися в більш ніж 800 програмах у більш ніж 50 країнах, причому приблизно половина очищає побутові стічні води, а половина — промислові стічні води. Біореактори з рухомим шаром зазвичай складаються з аеротенків, наповнених невеликими рухомими носіями з поліетиленової біоплівки, які утримуються в біореакторі ситами для утримання середовища. Сьогодні пластикові носії для біоплівки надходять від багатьох постачальників різних розмірів і форм, зазвичай представляють собою циліндри або кубики діаметром від 2,5 до 4 см і призначені для підвішування з іммобілізованою біоплівкою по всьому біореактору шляхом аерації або механічного змішування.
Через підвішені рухомі носії біоплівки вдається очищати стічні води з високим вмістом БПК на меншій площі без закупорювання. Далі йде вторинний відстійник; надлишок осаду осідає, а шлам видаляється аерліфтом, або осілі тверді речовини пресуються і утилізуються як тверді відходи.
Біореактори з рухомим шаром часто використовуються для видалення основної частини навантаження БПК перед іншими процесами біологічної очистки або використовуються в ситуаціях, коли якість стоків менш важлива; вони не використовуються для полірування БПК до низьких рівнів стоків. Вони використовуються для очищення стічних вод, що утворюються на підприємствах харчування та напоїв, м’ясопереробних та пакувальних заводах, на нафтохімічних та нафтопереробних заводах.
Мембранні біореактори увійшли в звичайне використання в 1990-х роках, коли мембранні модулі були занурені безпосередньо в аеротенк і введено очищення повітря, щоб уберегти мембрани від забруднення. Мембранні біореактори – це передові технології біологічного очищення стічних вод, які поєднують звичайний активний мул, що розростається, з мембранною фільтрацією, а не відстоюванням, щоб відокремити та переробити завислі тверді речовини. Як наслідок, мембранні біореактори працюють із набагато більшою кількістю змішаних завислих твердих речовин і більш тривалим часом перебування твердих речовин, створюючи значно менший залишковий слід із набагато більш високою якістю стоків порівняно зі звичайним активним мулом.
Мембранні біореактори в основному націлені на БПК і загальні завислі тверді речовини. Конструкція системи залежить від природи стічних вод і цілей очищення, але типовий мембранний біореактор може складатися з аеробних (або анаеробних) резервуарів для очищення, системи аерації, змішувачів, мембранного бака, ультрафільтраційної мембрани з порожнистого волокна або плоского листа. Завдяки численним частинам і процесам очищення, мембранні біореактори відомі високою вартістю, високими експлуатаційними та високими витратами на технічне обслуговування.
Біологічні крапельні фільтри використовуються для видалення органічних забруднень як з повітря, так і зі стічних вод. Вони працюють, пропускаючи повітря або воду через середовище, призначене для збору біоплівки на її поверхні. Біоплівка може складатися як з аеробних, так і з анаеробних бактерій, які розщеплюють органічні забруднення у воді або повітрі. Деякі засоби, що використовуються для цих систем, включають гравій, пісок, піну та керамічні матеріали. Найпопулярнішим застосуванням цієї технології є очищення міських стічних вод і очищення повітря для видалення H2S на міських каналізаційних установках, але їх можна використовувати в багатьох ситуаціях, коли важливий контроль запаху.
Технології анаеробного очищення стічних вод
Анаеробні мулові прошарки з висхідним потоком використовують для розщеплення органічних речовин без використання кисню, у результаті чого утворюється: горючий біогаз, що містить метан, очищені стоки та анаеробний мул. У анаеробних системах загальна ідея полягає в тому, що стічні води закачуються в основу системи, де органічні речовини в стічних водах протікають через мул перед входом у верхній сепаратор газ-рідина-тверді речовини, де колектори збирають біогаз, дозволяючи зваженим твердим речовинам осісти і повернутися в нижню реакційну зону, в той час як очищені стоки виливаються з верхньої частини системи. Біогаз (метан і вуглекислий газ) або спалюється, або використовується для виробництва пари або електроенергії для використання в інших процесах на об’єкті.
В процесі анаеробного очищення утворюється менше осаду, ніж в аеробних біосистемах, і тому його потрібно очищати та спорожняти менше, ніж інші системи біологічного очищення, але вони вимагають кваліфікованих операторів для підтримки оптимальних гідравлічних та анаеробних умов для належної роботи. Розширені гранульовані шари мулу є подібним процесом, але використовують більш сильну висхідну силу, щоб стимулювати контакт стічних вод з мулом.
Якщо у Вас залишилися питання? У розділі «Контакти» напишіть на нашу електронну пошту, зателефонуйте за номером телефону або залиште заявку на зворотній дзвінок.
Менеджери компанії «ЗІКО» зв'яжуться з вами і нададуть вичерпну консультацію і допоможуть вибрати найбільш ефективне обладнання.