Принцип очистки сточных вод в аэротенках

Принцип работы

Стоки очищаются микроорганизмами, обитающими внутри активного ила. Его состав определяется текущим температурным режимом, насыщенностью стоков химическими веществами.

Загрязненная жидкость должна пройти окислительную процедуру в кислородосодержащей среде. Потому в конструкции используются аэраторы. Они функционируют по принципу постоянного взбалтывания, наполнения воды кислородом. Подобные устройства бывают различных видов:

• Механические. Постоянная подача воздуха обеспечивается дисковым прибором.
• Пневматические. Кислород подается под требуемым давлением.
• Пневмомеханические. Подобные устройства предоставляют смешанное воздухоснабжение.

Во время заполнения главной камеры аэротенка стоками происходит их соединение с активным илом. Под воздействием кислорода последний измельчается. Полное очищение жидкости протекает таким образом:

• Грязная вода заполняет начальный отстойник.
• Впоследствии ее прохождения, оседания массивных включений жидкость поступает в камеру, наполненную живыми организмами.
• Затем стоки проходят еще одну чистку в емкости с активным илом, высоким кислородным содержанием.
• Очищенная вода уходит из биосистемы.

Аэротенки обеспечивают качественный процесс очищения лишь при размеренной подаче загрязненной жидкости. Вместе с тем залповые сбросы последней, чрезмерное количество органики способны уменьшить эффективность очистки.

Усовершенствовать работу подобной конструкции возможно с помощью регенератора. В таком случае весь объем загрязненной воды может очищаться на протяжении 6-12 часов.

Залповые сбросы стоковой воды, чрезмерное количество органики способны уменьшить эффективность очистки жидкостиИсточник cs13.pikabu.ru

Что такое аэротенк, принцип работы

Внешне устройство представляет собой резервуар, через который проходят стоки. Одновременно происходит перемешивание их с биомассой – активным илом. Резервуар может иметь как однокамерную, так и многокамерную конструкцию, прямоугольное сечение, а также оснащение аэратором различных моделей. Это могут быть механические аэрационные устройства, а также пневматические.

Сточные воды в резервуаре постоянно перемешиваются с илом, при этом в емкость нагнетается кислород. Это обеспечивает аэрацию смеси, поддержание активного ила во взвешенном состоянии, а также жизнедеятельность микроорганизмов-минерализаторов. Именно они собирают на своей поверхности всю органику сточных вод, а затем окисляют ее.

Схема работы устройства максимально проста:

• сточные воды сначала поступают в один отсек – это первичный отстойник;
• после этого идет перекачка их в основной резервуар, где стоки начинают перемешиваться с активным илом;
• тут же на них начинают оказывать активное влияние микроорганизмы, расщепляя органические вещества;
• на следующем этапе стоки перетекают в следующий отстойник, а ил перемещается обратно в емкость аэротенка;
• во втором отстойнике сточные воды окончательно проходят процесс очистки, затем выводятся наружу.

Основные элементы устройства

Современные аэротенки могут иметь различные конструкции, хотя принцип работы в них одинаков. Различия могут быть в числе камер, так как при применении многокамерного аэротенка предусмотрено наличие специальных емкостей-отстойников для сбора ила. Такие модели являются более совершенными, в них осуществляется качественная очистка сточных вод.

Основными частями конструкции являются:

1. (нагнетает в емкость кислород, работает от электричества); (с помощью этого устройства осуществляется перекачка сточных вод по отсекам);
2. отстойники (первичный, вторичный);
3. аэрационная установка;
4. основной резервуар аэротенка.

Как уже понятно из перечисленного, эти устройства являются энергозависимыми.

Виды аэротенков

Существуют различные модели аэротенков, которые отличаются спецификой технологических схем очищения.

В качестве критериев могут быть выбраны:

• гидродинамический режим;
• режим ввода стоков;
• число ступеней очистки агрегата;
• объем нагрузки на активный ил;
• технология регенерирования ила.

Так, по гидродинамическому режиму аэротенки могут быть смесителями (ввод и вывод стоков осуществляется одновременно), вытеснителями (наличие входа и выхода сточных вод), а также работать по технологиям рассредоточенного вливания воды и неравномерного рассредоточения стоков. Также существуют аэротенки высокой и низкой нагрузки, одно- и многоступенчатые и прочие.

От чего зависит эффективность аэротенка?

Одним из важнейших условий функционирования устройства является наличие активного ила. Это биомасса, которая включает в себя загрязняющие вещества сточных вод и различные микроорганизмы.Качество ила определяется при помощи специального илового индекса.

Качество и жизнеспособность этой биомассы зависит от:

1. кислотности среды;
2. объема поступающих токсических веществ;
3. температурного режима;
4. концентрации кислорода;
5. объема нормальной питательной среды.

Аэротенк будет эффективно работать, только если соблюдается соотношение между количеством ила в емкости и степенью загрязненности сточных вод, а также при постоянной аэрации.

Процесс жизнедеятельности микроорганизмов отличается быстрым размножением, поэтому при нормальных условиях количество активной биомассы не сокращается, а наоборот, увеличивается. Поэтому по сути аэротенк в ходе эксплуатации только наращивает свою мощность.

Как установить аэротенк

Приобретая устройство, следует изучить техпаспорт аэротенка. Любая модель имеет особенности эксплуатации.

Пошаговая инструкция по установке:

1.под конструкцию следует выкопать котлован, подходящий по размеру с учетом утеплителя.

2.на дно следует насыпать подушку из песка в двадцать сантиметров.

3.аэротенк спускают в яму.

4.подводят трубы для входа, выхода, кабели для электричества.

5.засыпают конструкцию землей, заполняют жидкостью.

Способы очистки стоков

Автономные очистные сооружения могут быть пассивными энергонезависимыми, или активными, работающими под действием биологических, химических иди физических процессов.

Существует несколько способов очистки канализационных стоков:

1. Механический— основан на фильтрации и отстаивании сточных вод. Для его применения используются различные фильтры, решетки, сита, уловители и отстойники. С помощью механической очистки можно избавиться от песка, грунта или мусора.Недостаток способа заключается в невозможности удаления органических примесей и химических соединений.
2. Биологический—работаетпод воздействиемаэробных микроорганизмов, способных питаться органическими отходами. Принцип биологической очистки используется в аэротенках, габионных сооружениях или биопрудах.
3. Химический— очистка производитсяпод влиянием реагентов, вступающих в реакцию с различными загрязнителями. Образующие в результате химические соединения оседают в виде нерастворимых осадков.
4. Физико-химический — заключается в удалении тонкодисперсных неорганических и органических веществ различными методами:электролиз, флотация, электрокоагуляция и пр.

При выборе метода очистки необходимо обращать внимание на следующие моменты:

• сезонность эксплуатации зданий и сооружений;
• количество постоянно проживающих жильцов;
• геологические особенности земельного участка;
• глубину залегания грунтовых вод.

Виды и принцип работы аэротенков

Поступающие в аэротенк сточные воды перемешиваются с активным илом с помощью пузырьков воздуха, подаваемого через аэрационную систему, состоящую из аэраторов разного типа. При этом происходит насыщение смеси кислородом, который необходим для жизнедеятельности популяции микроорганизмов, составляющих биомассу активного ила. Они поглощают до 85% растворённой органики. Биомасса в резервуаре увеличивается за счёт их питания и размножения. С помощью постоянного перемешивания создается равномерная концентрация кислорода по объёму резервуара. С его помощью бактерии превращают отходы в углекислый газ и воду.

На выходе из аэротенка вода, содержащая минимальное количество растворённой органики, вместе с осадком, который образуется в процессе жизнедеятельности микроорганизмов и бактерий, проходит через систему отстойников. Осадок из вторичных отстойников направляется в перегниватель, а затем восполняет количество активного ила. После конечного отстойника чистая вода сбрасывается в водоём.

Технологическая схема с осветлителем – перегнивателем с естественной аэрацией — эффективнее задерживает загрязнения и выдерживает пиковые нагрузки, чем применение обычных вертикальных отстойников.

Принцип действия механических аэраторов заключается в захватывании воздуха с поверхности при перемешивании жидкости, пневматических – в подаче воздуха от компрессора. Комбинированные аэраторы позволяют с помощью механических устройств дробить воздушные потоки в воде.

Основные факторы, влияющие на систему очистки: температурный режим;

• непрерывность поступления исходной воды;
• степень насыщения кислородом;
• отравляющие вещества;
• уровень кислотности среды.

В зависимости от способа подачи сточных вод и активного ила, и отвода очищенной воды различают несколько видов аэротенков.

Аэротенки-смесители

Предназначены для очистки производственных стоков, имеющих высокую концентрацию загрязнения — до 1000 мг/л. Позволяют производить очистку при неравномерном поступлении стоков и изменении их состава, принцип работы аэротенков для очистки сточных вод заключается в подаче воды и ила через отверстия по всей длине ёмкости. Очищенная вода равномерно отводится. При этом достигается лучшее перемешивание ила с исходной водой, при котором ускоряется биохимическая очистка.

Аэротенки-вытеснители

Используются для очистки городских и хозяйственно-бытовых промышленных стоков. С одного конца аэротенка подается активный ил и загрязнённая вода, которые по мере своего продвижения перемешиваются под действием аэраторов и направляются к выходу из резервуара. Скорость реакции расщепления органической массы снижается по мере продвижения, так как количество органики уменьшается. На выходе очищенная вода поступает в отстойники, а иловая смесь выводятся через выходное отверстие для дальнейшего использования.

Главный недостаток в снижении качества очистки при резком изменении содержания органики и токсичных веществ. При равномерном поступлении стоков использование аэротенков вытеснителей предпочтительнее в силу небольших объёмов и простоты конструкции. Они подразделяются на секционированные и коридорные.

Первые применяются в аэротенках длиной свыше 60 м. Через равные промежутки коридоры разделены перегородками, чтобы предотвратить изменение направления перемещения исходной воды.

Коридорными называются аэротенки-вытеснители при соотношении ширины резервуара к его длине 1:50. Если ширина составит 6 м, то длина соответственно 300 м, при ширине 9 м, длина не менее 450 м. Для компактности делают двухкоридорные аэротенки, если резервуар занимает более половины объёма очистных сооружений. Применение трёхкоридорных конструкций позволяет работать без регенерации ила.

Аэротенк вытеснитель с регенератором

Для более интенсивного процесса окисления органики применяют аэротенки вытеснители со встроенными регенераторами, где дозировка активного ила увеличивается в два-три раза, что позволяет увеличить качество очистки.

Аэротенк в септике

Владельцы частных строений для эффективной очистки сточных вод делают активный септик. Он требует большого объёма, отличается простой конструкцией и высокой очисткой бытовых стоков – до 99%. Продуктивность аэробных микроорганизмов выше, чем анаэробных бактерий, присутствующих в выгребных ямах. Чтобы увеличить численность аэробов, к септику подключают систему аэрации и устанавливают компрессор.

два направления

1. Биологическое окисление в присутствии кислорода до безвредных продуктов углекислого газа и воды: Органическое вещество + О₂ (в присутствии ферментов) ⇒ СО₂ + Н₂О + Q Выделяющаяся при этом энергия используется клеткой для обеспечения своей жизнедеятельности (движение, дыхание, размножение и т. п.).
2. Синтез новой клетки (размножение): Органическое вещество + N + P + Q (в присутствии ферментов) ⇒ НОВАЯ КЛЕТКАИнтенсивность и глубина протекания процессов зависит от качественного состава активного ила, разнообразия форм и видов микроорганизмов, способности их адаптации (приспособления) к конкретному составу загрязняющих веществ сточной жидкости и условий проведения процесса.

Хорошую работу аэротенков определяют несколько факторов:

• Температура (в аэротенке она всегда выше 5°C). Это один из важнейших факторов, которые оказывают влияние на жизнеспособность и правильное развитие активного илового осадка, а также качество биоочистки — это ;
• Присутствие в нужных пределах питательных веществ;
• Наполнение растворяемого в иловой смеси кислорода;
• Значение pH и наличие токсинов.

А также, правильное функционирование аэротенков в изрядной степени зависит от условий технологической эксплуатации, где основной показатель имеют:

Особенности устройства, сфера применения

Внешний вид

Аэротенк представляет собой очистную систему, которую можно установить в частном доме, либо на промышленных объектах, когда нет возможности подвести канализацию в общей магистрали. По форме данное устройство похоже на круг, либо прямоугольник.

Загрязняющие вещества нейтрализуются при помощи микроорганизмов. Бактерии живут и размножаются в стоках, питаясь ими, образуя более крупные частицы. В результате они утекают из конструкции, удаляя из системы вредные элементы.

Внимание! Бактерии питаются органикой, поэтому если система простаивает, то бактерии в ней живут максимум три месяца. Аэротенки можно применять в различных областях. Основными сферами для установки считаются:

Основными сферами для установки считаются:

Аэротенки можно применять в различных областях. Основными сферами для установки считаются:

1.в частном доме.

2.в отелях небольшой площади.

3.в пансионатах.

4.в кафе на трассе.

5.на малых предприятиях.

6.на складах.

Конструкция считается энергозависимой. Аэротенки работают только от электричества. Прямоугольная модель устройства может очищать большой объем стоков.

Снаружи система может иметь различный вид в зависимости от количества стоков, их свойств, типа аэратора, особенности оборудования, которое входит в систему. Аэротенки относят к очистным сооружениям, работающих на живых организмах. Устройства очищают стоки почти до ста процентов. Воды можно использовать в хозяйстве.

Стоки на выходе можно сливать в почву, водоемы рыбхозяйства, дренажный колодец, ими можно орошать огород. На степень прозрачности жидкости на выходе из системы можно влиять самостоятельно, качество зависит и от внешних факторов.

Технические характеристики аэротенков

Устройства имеют свои положительные и отрицательные качества. К плюсам относят:

1.удаляет неприятный запах.

2.высокий уровень очистки стоков.

3.срок эксплуатации достигает 50-ти лет.

К минусам относят:

1.высокую цену за установку свыше 60-ти тысяч рублей.

2.зависимость от электропитания.

3.может функционировать, если регулярно поступают стоки.

Аэротенки могут применяться, как самостоятельное устройство для нейтрализации стоков. В некоторых случаях конструкцию устанавливают, как одно звено в ряде оборудования для очистки.

Септик или аэротенк

Аэротенки похожи на септики тем, что они расщепляют частицы в стоковых водах с помощью полезных микроорганизмов. Между устройствами существует ряд различий:

1.модели септиков бывают энергозависимыми и энергонезависимыми, а аэротенки могут работать только от электричества.

2.септики устанавливают в частных домах, аэротенки можно также применять на промышленных объектах.

3.на выходе из септика стоки очищаются максимум до 65-ти процентов, их аэротенка – практически до ста процентов.

4.воды в септике практически не движутся, в аэротенках из-за постоянного притока воздуха, стоки взбалтываются.

Принцип работы

Аэротенки работают за счет живых микроорганизмов, которые размножаются в активном иле. К этим микроорганизмам относят бактерии, водоросли, многоклеточных, простейших. Какие организмы преобладают в составе биоценоза, зависит от внешних условий обитания, типы загрязняющих веществ и их доля в стоках.

Внимание! При визуальном осмотре частицами активного ила являются элементы, имеющие размер два-три миллиметра. Окисляются частицы нечистот за счет кислорода, который содержится в стоках. Аэротенки включают в состав деталей аэраторы, обогащающие воды кислородом, помогающие взбалтывать жидкость

Аэротенки включают в состав деталей аэраторы, обогащающие воды кислородом, помогающие взбалтывать жидкость

Окисляются частицы нечистот за счет кислорода, который содержится в стоках. Аэротенки включают в состав деталей аэраторы, обогащающие воды кислородом, помогающие взбалтывать жидкость.

Типы механизмов аэраторов

Аэраторы могут отличаться типом механизма, с помощью которого он действует. Различают такие типы устройств:

1.механический аэратор обеспечивает поступление воздуха путем функционирования устройства в виде мешалки.

2.пневматический аэратор подает кислород под давлением.

3.пневмомеханический аэратор сочетает в себе два вида, указанных выше.

Органика из стоковых вод поглощается активным илом. Для этого нужен кислород, за счет которого загрязнители разлагаются. Существуют схемы очистки стоков живыми организмами: одноступенчатая, двухступенчатая. При схеме с одной ступенью очистки ил возобновляется, а жидкость осветляется в одной емкости.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества установки:

• высокое качество очищения стоков с большой скоростью;
• компактность в сочетании с простотой конструкции;
• полная загрузка оборудования;
• не нужно утеплять объект, так как окислительно-восстановительные реакции идут с выделением большого количества тепла;
• нет неприятного запаха.

Минусы:

• высокая стоимость;
• затраты электроэнергии на систему аэрации;
• необходимость в эксплуатационном персонале для обслуживания.

Для нормального функционирования аэротенков необходима непрерывная подача сточных вод с растворёнными органическими веществами для питания микроорганизмов. С остановкой системы при отсутствии кислорода начинаются процессы гниения, аэробные микроорганизмы погибают.

При снижении подачи воздуха, возможно образование залежей. Минимальная концентрация кислорода для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов должна быть выше 0,2 мг/куб.дм, для эффективной биохимической очистки – 0,5 мг/куб.дм.

Система аэрации подбирается ещё на стадии проектирования. Расчёт объёма аэротенков определяется на калькуляторе из произведения максимального расхода в час пиковой загрузки на время пребывания стоков в резервуаре. На скорость и качество очищения влияет величина пузырьков воздуха, подаваемого из компрессора. Чем меньше их размер, тем качественнее проходит процесс окисления. Происходит активный прирост биомассы, микроорганизмы лучше переносят воздействие отравляющих веществ. С другой стороны мелкопузырчатая фракция не позволяет в достаточной степени обеспечить перемешивание активного ила, что приводит к появлению залежей в «мёртвых зонах».

Отличие от септика

У аэротенков и септиков есть только одна общая черта: разложение загрязняющих веществ в них осуществляется микроорганизмами.

Различия заключаются в следующем: Резервуары сложны:

Септик	Аэротенк
есть энергозависимые и энергонезависимые модели	работает только от сети
используется в быту	применяется как для осветления хозяйственно-бытовых, так и производственных стоков
стоки осветляются на 55-65%	загрязняющие вещества удаляются на 98%
вода находится в слабопроточном состоянии	происходит постоянное обогащение воздухом и взбалтывание стоков

Короче говоря, септики проще, медленнее в эксплуатации и требуют постоянного обслуживания. С другой стороны, они менее дорогостоящие.

Текст

И 11 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1007 А 9) С 02 Е 3/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И 8 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Производственное управление пусконаладочных работ «Вектор» (72) Б,Т.10 рьев(56) Авторское свидетельство СССР Ф 929598, кл. С 02 Р 3/02, 1980. (54)(57) 1. АЭРОТЕНК-ВЫТЕСНИТЕЛЬ, содержащий прямоугольный резервуар, разделенный вертикальными поперечными не доходящими до дна перегородками на сообщающиеся камеры, аэраторы с фильтрующими элементами, узлыФ ввода и вывода обрабатываемых сточных вод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения эффективности аэрации, снижения энергозатрат и обеспечения одновременной аэрации воды в соседних камерах с регенерацией фильтрукнФнх элементов, он снабжен расположенными между вертикальными перегородками погруженными в воду отбойными щитами, .а фильтрующне элементы опоясывают аэраторы, соединены с дном резервуара и нижними кромками перегородок.2. Аэротенк-вытеснитель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что фильтрующие элементы выполнены с зер-. нистой загрузкой, ограниченной плоскими поддерживающими фильтрующими поверхностями, и имеют дополнительные ограничительные перегородки, расположенные по обе стороны поперечных вертикальных перегородок и соединенные с дном резервуара.3. Аэротенк-вытеснитель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что фильтрующие элементы выполнены с зернистой загрузкой, ограниченной коль- . цевыми поддерживающими. фильтрующими поверхностями, соединенными с дном резервуара.Заказ 251 7 Тираж 864 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, РаушскПодписноеета СССРрытийя наб., д., 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Изобретение относится к биологической очистке сточных вод.Цель изобретения — повышение эффективности аэрации, снижение энергозатрат и обеспечение одновременной 5 аэрации воды в соседних камерах с регенерацией фильтрующих элементов.На фиг. показан аэротенк-вытесни- тель, продольный разрез; на фиг.2 » система аэрации с плоским фильтрующим элементом и с зернистой загрузкой; на фиг.3 — то же, с фильтрующим элементом в форме кольца.Аэротенк-вытеснитель состоит иэ прямоугольного резервуара 1, имеюще го дно 2 и стенки 3, узел 4 ввода сточных вод и узел 5 вывода обработанных сточных вод, В резервуаре установлены вертикальные поперечные не доходящие до дна резервуара перего родки 6, разделяющие его на сообщающиеся камеры 7, имеющие пневматические аэраторы 8, объединенные пневмолинией 9. Аэраторы опоясаны фильтрующими элементами, состоящими из поддерживающих фильтрующих поверхностей 1 О, дополнительных ограничительных перегородок 11 и зернистой загрузки 12, Перегородки 11 соединены с дном резервуара и расположены по обе сто роны поперечных перегородок 6. Фильтрующие поверхности 10 могут быть выполнены из сетки (фиг,1), пороэласта (фиг.З) и быть плоскими и параллельными дну резервуара (фиг,1) илн в форме кольца (фиг,З). Фильтрующие поверхности 10 фильтрующих элементов соединены с нижними кромками перегородок 6 и с дном резервуара вертикальными (фиг.1) или наклонными40 (фиг.2) перегородками 11. В варианте устройства фильтрующего кольца изаа . 07 2пороэласта (фиг.З) фильтрующая по»верхность 1 О соединена как с дном,так и с поперечной недоходящей додна перегородкой 6. Соотношение площади фильтрующей поверхности до вер»тккальной перегородки к площадифильтрующей поверхности за вертикальной перегородкой находится в пределах 1:1 — 4:1, В промежуточных камерах 7 в верхней части горизонта воды установлены отбойные щиты 3. Впервой и последней камерах отбойныещиты не устанавливаются. Аэротенк-вытеснитель работает следующим образом,Сточная вода поступает в узел 4 в первую камеру 7 аэротенка, где сме» шивается с активным илом и воздухом. Иловая смесь проходит дважды сверху вниз и снизу вверх через фильтрующую поверхность 10 под вертикальной перегородкой 6 и поступает в следующую камеру 7 и т.д. Аэраторы 8 обеспечивают подачу воздуха в сообщающиеся камеры 7 и одновременно осуществляют регенерацию фильтрующей поверхности. Установленные в промежуточных камерах 7 отбойные щиты 13 обеспечивают дополнительную циркуляцию жидкости в аэротенке. Из последней камеры 7 очищенная вода через узел 5 поступает по назначению.Предлагаемое изобретение обеспечивает эффективность использования и снижения монтажных работ и энергозатрат за счет применения пневмоаэраторов для подачи воздуха в соседние сообщающиеся камеры и одновременно для регенерации фильтрующей поверхности, благодаря чему принимается их минимальный объем.

Смотреть