При попадании в аноксидную зону аэротенка, активный ил насыщается кислородом, что многократно ускоряет процесс расслоения загрязнений. Это явление также способствует увеличению жизнедеятельности микроорганизмов, которые обеспечивают очистку воды.
Что такое аэротенки для очистки сточных вод: принцип работы, опорожнение, преимущества и недостатки
Аэротенки для очистки сточных вод представляют собой устройства, предназначенные для обеспечения процесса аэрации в системах очистки сточных вод. Они стали незаменимой частью множества современных очистных сооружений и позволяют достичь высокой эффективности очистки. В этой статье мы подробно рассмотрим параметры аэротенков для очистки сточных вод.
Аэротенк, также известный как активный осаждатель, представляет собой технологию, применяемую для очистки сточных вод, которая широко используется на очистительных сооружениях для удаления органических веществ и азота. Эта технология базируется на процессе биологической очистки сточных вод в специальном реакторе, в котором обитают активные микроорганизмы, использующие кислород для расщепления органических веществ и утилизации азотистых соединений.
Аэротенки на очистных сооружениях перемещают воду через систему, которая сочетает процессы окисления кислородом и микробной биологической активности для очистки сточных вод. Независимо от размеров конкретного аэротенка, устройство обычно состоит из реактора и вентиляторов. Вентиляторы постоянно подают воздух (включая кислород и сточный воздух) в аэротенк в цельной или раздробленной форме.
В процессе работы системы аэротенка микробные бактерии, окисляющие биологические соединения, находятся в слое биомассы, образовавшейся на специальном носителе. В зоне окисления кислород из пузырьков поступает туда, где микробы расщепляют органические вещества, производя тем самым энергию, необходимую для их жизнедеятельности. Перед тем как сточные воды будут очищены в аэротенках, часто выполняется первичная очистка, которая необходима для удаления твердых отходов и песка, поскольку они могут содержаться в сточных водах и приводить к забиванию биореактора.
Очищенная сточная вода, лишенная органических веществ (так называемая очищенная вода), вытекает из верхней части аэротенка. Система аэрации при этом обеспечивает дальнейшую качественную очистку.
Аэротенки находят широкое применение на очистных сооружениях как в коммунальном, так и в промышленном секторах. С их помощью можно очищать как бытовые, так и промышленные сточные воды, которые образуются в процессе производственной деятельности.
Принцип работы аэротенка для очистки сточных вод
Аэротенки приобрели широкую популярность в области очистки сточных вод как в промышленности, так и в гражданском секторе благодаря своей высокой эффективности и экономичности. Данный принцип работы аэротенка основывается на применении микроорганизмов, способных быстро разлагать органические вещества, содержащиеся в сточных водах. Рассмотрим более подробно технологию работы этих систем очистки.
Процесс очистки сточных вод в аэротенке
Аэротенк представляет собой водоем, в котором поддерживается микроклимат для микроорганизмов. Эти микроорганизмы обеспечивают процесс биологической очистки, поглощая органические вещества из сточной воды.
Процесс начинается с того, что сточные воды поступают в аэротенк по трубопроводам. На дне аэротенка размещается специальная сетка, предназначенная для удержания твердых частиц. Для перемешивания сточных вод и активного ила используется насос. Микроорганизмы в аэротенке поддерживаются в активном состоянии благодаря механическому взбалтыванию сточной воды и покрывают все поверхности внутри аэротенка.
Когда аэротенк функционирует, концентрация кислорода в сточных водах увеличивается за счет подачи воздуха с помощью воздуходувки. Это создает оптимальные условия для размножения микроорганизмов, которые начинают разлагать органические вещества, находящиеся в сточной воде.
После того как микроорганизмы обработают сточные воды, они выводятся из аэротенка для защиты окружающей среды. Вода, покидающая систему, уже содержит минимальные количества вредных веществ, что позволяет избежать негативного воздействия на экосистему.
Аэротенк для очистки сточных вод стал одним из наиболее эффективных и экономически выгодных методов очистки. Его функционирование основано на использовании микроорганизмов для биологической переработки сточных вод. Кроме того, аэротенг имеет множество других преимуществ, благодаря которым он становится оптимальным выбором для организаций и частных лиц, заинтересованных в безопасной и эффективной утилизации своих отходов.
Области применения аэротенков
Аэротенк представляет собой промышленное устройство, специально предназначенное для качественной биохимической очистки жидкостей. Чаще всего его используют для обработки сточных вод, сбрасываемых производственными предприятиями и со складов, реже — малыми отелями и ресторанами. Эффективная работа аэротенков возможна только при наличии постоянной аэрации. Таким образом, биологическая система очистки сточных вод напрямую зависит от постоянного подключения оборудования к источнику электроэнергии.
Современные аэротенки могут различаться конструкцией, однако принцип их действия остается неизменным. Главное отличие заключается в количестве камер: многокамерные аэротенки включают специальные отстойники для сбора активного ила, что обеспечивает более высокое качество очистки сточных вод.
Основные элементы конструкции аэротенка: аэрационный бассейн, вторичный отстойник для разделения иловой смеси, насосы для рециркуляции и удаления избыточного ила, системы аэрации иловой смеси, а в некоторых случаях – регенератор.
Ключевые компоненты конструкции:
- Воздушный компрессор, подающий кислород в резервуар и функционирующий от электрического питания;
- Эрлифт, предназначенный для перекачки сточных вод между секциями;
- Первичные и вторичные отстойники;
- Система аэрации;
- Основной резервуар аэротенка.
Виды аэротенков
Аэротенки-смесители
Этот тип оборудования используется для очистки промышленных сточных вод, имеющих значительное количество загрязнений (1 г/л и более). Кроме того, с помощью таких устройств можно очищать сточные воды, поступающие в неравномерном режиме с изменениями в их составе. Принцип действия данной конструкции заключается в подаче ила и загрязненной жидкости через специальные отверстия в системе. После процесса перемешивания начинается биологическая очистка, и чистая жидкость выводится из системы.
Аэротенки-вытеснители
Этот вид систем чаще всего применяется для работы с хозяйственными, городскими и бытовыми сточными водами. На вход в систему попадают грязные воды и активный ил, которые смешиваются под воздействием аэраторов, после чего очищенная жидкость выводится из емкости. Интенсивность процесса расщепления веществ понижается с уменьшением количества органических веществ. Очищенная вода скапливается в отстойниках, а иловая смесь выводится через специальные щели в конструкции, что позволяет использовать ее повторно.
Однако одним из главных недостатков этой системы является ухудшение качества очистки, когда меняется содержание органики и других токсичных веществ. В случае равномерного поступления сточной воды в систему, аэротенки-вытеснители показали свою максимальную эффективность. Эта биологическая система может быть как секционированной (с длиной аэротенка более 60 метров, разделенного на коридоры перегородками), так и коридорной (где длина резервуара в 50 раз превышает его ширину).
Устройство и принцип работы
Основной принцип работы аэротенка заключается в очистке сточных вод с помощью микроорганизмов, которые населяют активный ил. В состав активного ила входят бактерии, водоросли и простейшие микроорганизмы. Состав ила изменяется в зависимости от температуры окружающей среды и концентрации химических и токсичных элементов в сточных водах.
Загрязненная вода проходит через окислительные процессы в среде, насыщенной кислородом. Для этого в конструкции предусмотрены аэраторы, которые обеспечивают воздухом благодаря механическому взбалтыванию и обогащению жидкости кислородом. Существуют несколько типов аэраторов.
- Механические. В таких устройствах воздух подается с помощью дискового аэратора.
- Пневматические. В этом типе аэраторов кислород подается под давлением.
- Пневмомеханические. Эти устройства используют смешанный принцип подачи кислорода.
В процессе насыщения основной камеры аэротенка загрязненными водами происходит их смешивание с активным илом. Затем иловая масса разделяется на более мелкие составляющие, воздействуя на нее кислородом. Полная очистка жидкости осуществляется через несколько этапов:
- загрязненная жидкость попадает в первый отстойник;
- после оседания твердых частиц, вода переходит в камеру, насыщенную активным илом с микроорганизмами;
- затем жидкость проходит дополнительную очистку в резервуаре с активным илом, представленным хлопьями, перенасыщенными кислородом;
- очищенная сточная вода покидает систему.
Аэротенки могут поддерживать полный процесс очистки только при равномерной подаче сточной жидкости. Залповые сбросы воды и значительное количество органических веществ в системе могут снизить эффективность очистки. Улучшить работу всей системы можно только при помощи регенератора. Благодаря этому аэрационному оборудованию весь объем жидкости может очищаться в течение 6–12 часов, находясь на этапе повторного отстаивания.
После данного этапа жидкость может быть перенаправлена по системам для дальнейшей очистки или дезинфекции.
Двойная очистка применяется для обработки производственных сточных вод. Соответствующий процесс часто использует систему регенерации. Эта работа проходит в два этапа следующим образом:
- сточные воды поступают в первичный аэротенк;
- после этого жидкость отправляется в отстойник;
- затем жидкость направляется во вторичный аэротенк с возвратом активного ила;
- очищенная вода после второго аэротенка поступает в отстойник;
- чистая вода выходит из очистной системы, в это время происходит возврат активного ила во второй аэротенк.
Каждый аэротенк в системе двойной очистки заполняется живой биомассой, необходимой для соответствующей степени очистки.
Описание видов
Классификация очистительных аэротенков включает в себя несколько категорий. В них учитываются степень загруженности активным илом, режим движения сточной жидкости и конструкционные особенности системы. Системы очистки делятся по степени загруженности активным илом на следующие типы:
- Системы низкозагруженного типа с суточной нормой от 65 до 150 мг на грамм ила;
- Среднезагруженный тип – от 150 до 500 мг;
- Высокозагруженный тип – от 500 и более мг.
Такое разделение по типу загрузки необходимо для расчета объема резервуара и количества живой биомассы. Высокая нагрузка на активные иловые массы может привести к снижению производительности микроорганизмов. Низкая концентрация ила, в свою очередь, приводит к гибели микроорганизмов из-за недостатка питания. По конструкционным характеристикам аэротенк может быть следующих типов:
- Однокоридорный;
- Двухкоридорный;
- Трехкоридорный;
- Четырехкоридорный.
Уровень очистки зависит от количества коридоров. В настоящее время системы одного коридора не производятся. По режиму стокового движения аэротенки могут быть вытеснителями, смесителями, а также конструкциями равномерного и неравномерного распределения сточных вод. Аэротенки смесительного типа используются для очистки промышленных загрязнений. В их системе нагрузка на активный ил остается постоянной независимо от концентрации токсичных и ядовитых веществ в стоках.
Хозяйственно-бытовые стоки обрабатываются при помощи вытеснителей. Для вытеснителей характерно медленное течение воды между зонами первичной и вторичной очистки. Эта технология уменьшает смешивание очищенной воды с вновь поступающей. При увеличении нагрузки и необходимости подачи кислорода требуется интеграция регенератора в систему. Стабильное поступление сточных вод и их очистка могут проходить без использования регенератора.
Системы равномерного распределения являются промежуточным звеном между смесительными и вытеснительными аэротенками. Эти системы используются, когда сточные воды представляют собой смесь бытовых и промышленных отходов с низким содержанием токсичных веществ. Эти системам свойственна равномерная нагрузка на иловую массу, с подачей живой биомассы только на начальном этапе очистки.
Системы неравномерного поступления сточной жидкости отличаются высокой эффективностью по сравнению со смесителями и вытеснителями. В таких системах сточные воды подаются в неравномерном режиме, что позволяет сохранять одинаковую концентрацию иловой массы при прохождении всех уровней очистки.
Аэротенк: Кислородный режим
Для стабильного существования бактериям, составляющим ил, не требуется высокая концентрация кислорода. Критической массой считается 0,2 мг/дм³, тогда как допустимая — 0,5 мг/дм³ растворенного кислорода. Однако, ил не переносит застойных условий. Даже при незначительных застойных ситуациях начинает происходить гниение и гибель ила от его собственных метаболитов. Поэтому допустимые нормы содержания растворенного кислорода (не менее 1,0 – 2,0 мг/дм³ в любом месте аэротенка) устанавливаются с учетом обеспечения интенсивного перемешивания иловой смеси, чтобы избежать застоя. Следует помнить, что при превышении максимальной необходимой концентрации кислорода уровень активности бактерий не возрастает, и на степень очистки это не оказывает никакого влияния. Таким образом, для каждой автономной очистительной системы необходимо устанавливать свою уникальную критическую концентрацию кислорода, причем показатели его поглощения зависят от характера и степени загрязненности сточных вод, поступающих в очистную систему.
(от греческого слова ἀήρ — воздух) — это естественный процесс проветривания, насыщение среды воздухом и кислородом (организованный естественный воздухообмен).
Аэрация — это процесс, при котором воздух находится в тесном контакте с водой (или другой жидкостью). Она может осуществляться как распылением воды (жидкости) в воздухе, так и пропусканием пузырьков воздуха через воду, то есть путем прямого контакта воды и воздуха/кислорода. Аэрация может использоваться для насыщения воды кислородом при окислении таких веществ, как железо, и помогает удалению растворённых газов, таких как углекислый газ или сероводород. Это является основополагающим в процессе очистки сточных вод на таких установках, как аэротенки, аэрофильтры и биофильтры.
Виды аэротенков
Существуют различные модели аэротенков, которые отличаются по технологическим схемам очищения.
В качестве критериев могут быть выбраны:
- гидродинамический режим;
- режим ввода сточных вод;
- число ступеней очистки устройства;
- объем нагрузки на активный ил;
- технологии регенерации ила.
Так, по гидродинамическому режиму аэротенки могут быть смесительными (ввод и вывод сточных вод производятся одновременно), вытеснителями (наличие входа и выхода сточных вод), а также работать по технологиям равномерного распределения воды и неравномерного распределения сточных вод. Также существуют аэротенки с высокой и низкой нагрузкой, одно- и многоступенчатые варианты и многие другие.
Одними из самых эффективных устройств являются агрегаты, оборудованные специализированными регенераторами. Их работа основана на принципе поэтапной биохимической очистки сточных вод, когда адсорбция различных органических компонент происходит быстрее, чем процесс их окисления. Исходя из этого, стадии адсорбции и минерализации идут в одном отсеке, а завершение стадии очистки и возврат ила в состояние начальной активности — в другом.
От чего зависит эффективность аэротенка?
Одним из ключевых факторов, определяющих функционирование устройства, является наличие активного ила. Это биомасса, которая включает загрязняющие вещества сточных вод и различные микроорганизмы. Качество активного ила можно определить с помощью специального илового индекса.
Качество и жизнеспособность этой биомассы зависят от:
- кислотности среды;
- объема поступающих токсических веществ;
- температурного режима;
- концентрации кислорода;
- объема питательной среды.
Эффективная работа аэротенка возможна только при соблюдении баланса между количеством ила в системе и степенью загрязненности сточных вод, а также при круглосуточной аэрации.
Процесс жизнедеятельности микроорганизмов отличается высоким темпом размножения, поэтому при нормальных условиях объем активной биомассы не уменьшится, а, наоборот, увеличится. Таким образом, аэротенк в ходе эксплуатации лишь накапливает свою мощность.
