Блог системах очистки сточных вод, водоподготовке и применяемых для очистки воды химических реагентах

Для более тщательной очистки сточных вод от жировых компонентов применяется реагентная флотация. При этом в качестве коагулянтов используются, как правило, сульфат и хлорид железа, или сульфат, а также хлорид и оксихлорид алюминия. В случае, если необходимо избежать добавления химических реагентов в извлекаемую из стоков пищевой промышленности жировую фазу, используемую для возврата в производство или вторичную переработку, и вместе с тем обеспечить эффективную очистку, применяется методика двуступенчатой флотации.

В предыдущих статьях мы останавливались на видах флотации, на основе которых спроектированы флотационные установки напорного, эжекторного и гравитационного типа, выпускаемые компанией Nijhuis Water Technology. Здесь мы более подробно рассмотрим механизмы флотационного удаления жировых загрязнений сточных вод.

Добавка кислот и щелочей сдвигает pH коллоидного раствора в нужные пределы, оптимальные для образования прочных и устойчивых хлопьев коагулянта. Для нарушения равновесного состояния коллоидного раствора, в результате чего его частицы собираются и удаляются вместе с хлопьевидными образованиями, используются неорганические коагулянты на основе солей и железа и алюминия, а так же флокулянты на основе полиакриламида.

В предыдущих наших публикациях рассматривалось, что из себя представляет флотационные установки, выпускаемые компанией Nijhuis Water Technology, а теперь стоит более внимательно остановиться на самом механизме извлечения и дальнейшей утилизации улавливаемого флотаторами осадка.

Как уже указывалось ранее, для непрерывной очистки поступающих потоков сточной воды могут использоваться два реактора SBR. Перед подачей в биореакторы, сточные воды проходят в био-селектор, где идет смешивание сточной воды и потока рециркурляционного ила.

В прошлой статье мы рассмотрели принцип работы реактора последовательного замеса. В этой статье подробнее коснемся этапов его действия.
На первом этапе происходит заполнение реактора последовательного замеса, которое может проходить по одной из трех схем...

В предыдущих статьях мы уже останавливались на конструкциях аэротенков, используемых для аэробной биологической очистки. В это раз нам хотелось более подробно остановиться на конструкции и принципах работы реакторов последовательного замеса. Это так называемые реакторы SBR, аббревиатура названия которых составлена из словосочетания sequencing batch reactor (от латинского sequentum — последовательность, и англ. batch - замес).

В предыдущих публикациях нами подробно рассматривалось аппаратное оборудование для проведения аэробной биологической очистки, представленное аэротенками и биореакторами различных конструкций. В этой статье мы подробно остановимся на технологических устройствах, предназначенных для проведения анаэробной биологической очистки.

Расчет дозы коагулянта ведется в соответствии с данными анализа сточных вод, качественной и количесвенной их харакеристик, хотя ориентировочные количества реагента могут быть рассчитаны и на основе показателей мутности стоков, подвергаемых очистке. При одновременной их цветности, требуемое количество коагулянта в мг/л определяется по эмпирической формуле и составляет корень четвертой степени от значения по шкале цветности.

Выбор того, или иного способа зависит от количественного состава сточных вод, определяемых их мутностью и цветностью. Стоки, содержащие загрязняющие вещества в концентрации более, чем 1500 мг/л, относятся к высокомутным, те, в которых они находятся в пределах от 250 до 1500 мг/л считаются мутными, от 50 до 250 мг/л – средней мутности, а до 50 мг/л определяются как маломутные. Оцениваются они с помощью визуальных, или более точных фотометрических методов анализа.

Ранее в публикациях нами были рассмотрены виды наиболее часто применяющихся коагулирующих реагентов и способы их воздействия на частицы осаждаемых коллоидных растворов. В этой статье мы более подробно остановимся на факторах, влияющих на определение оптимальной дозы коагулянта.

В прошлой статье мы рассмотрели виды бактерий в анаэробнойм активном иле. Далее мы рассмотрим процессы, протекающие между этими двумя видами. Между обеими группами бактерий анаэробного ила в процессе их жизнедеятельности устанавливается определенное равновесие, определяющие численность того, или иного вида.

Анаэробный процесс биологической очистки сточных вод заметно отличается от рассмотренного ранее аэробного биологического окисления органических загрязнений и использует активный ил абсолютно другого состава, так как основное отличие от протекания реакций аэробного окисления состоит в том, что разложение органических веществ под действием анаэробных бактерий не требует наличия кислорода, растворенного в воде.

Мембранные аэротенки представляют собой еще один тип современного аппаратного обеспечения аэробной биологической очистки. Чаще всего они используются в качестве второй ступени непрерывного процесса, являясь в определенных условиях более эффективными устройствами, чем отстойники-осветлители и установки флотационного осаждения. Это, фактически, аппарат, в котором используется сочетание аэробной биологической очистки сточных вод и мембранной фильтрации.

В продолжение темы о биореакторе с подвижным носителем, рассмотрим систему аэрации и сопутствующие товары для данной установки.

Процессы аэробного биологического окисления, как указывалось ранее, могут быть технологически реализованы двумя путями – непрерывной, или же последовательной подачей сточных вод в резервуары специальной конструкции - аэротенки, где и протекают все стадии разложения загрязняющей органики.

Аэротенки периодического действия иначе называются реакторами последовательного замеса. Их основное отличие в последовательности операций, выполняемых в одной емкости, в течение заданных периодов времени, необходимых для завершения каждой из стадий очистки. Глубокое окисление органики, а затем и отстаивание активного ила с последующей декантацией очищенных стоков и удалением избытков образующейся биомассы проводятся в течение необходимого временного промежутка. Зоны аэрации и отстаивания здесь конструктивно соединены между собой, что дает возможность перемещения биомассы с полным смешением осветляемых стоков с активным илом при участии установленных механических аэраторов.

Системы непрерывного типа, или коридорные аэротенки, являются классическими и достаточно широко используемыми. Представляют они из себя последовательную систему коридоров, в которую очищаемые стоки поступают с определенной расчетной скоростью, проходя через зоны аэробной биологической очистки по принципу вытеснения. В аэротенках коридорного типа взаимодействие стоков с биомассой активного ила начинается с реакций, требующих потребления больших количеств растворенного кислорода, и заканчивается процессами, практически его не использующими. Такое конструкционное разделение от двух до четырех коридоров предназначено для возможности выделения одного или нескольких из них под регенерацию активного ила.

Как указывалось ранее, аэробная биологическая очистка сточных вод проводится при непосредственном участии активного ила, являющегося сообществом множества бактерий и микроорганизмов, принимающих свое определенное участие в каждой из стадий процесса разложения различной по составу сложной органики, являющейся загрязнителем сточных вод. Естественно, что система аэробной биологической очистки требует соответствующего аппаратного обеспечения и проводится в соответствии с определенными технологическими процессами, каждый их которых имеет свои особенности, преимущества и недостатки, что мы и рассмотрим более подробно ниже.

В качестве примера этих таких биореакторов можно рассмотреть конструкцию и принципы работы выпускаемых компанией Nijhuis Water Technology систем Аэкобэг – анаэробной переработки навоза и Минотаурус- системы анаэробного сбраживания навоза. Процесс анаэробного сбраживания в этом случае является одностадийным и работа кислотообразующих и метагенных организмов проходит в одном объеме.

Основной частью установки по получения биотоплива является реактор. Во-первых, главным условием является прочность и герметичность его резервуара, а также устойчивость к коррозионному воздействию и теплоизоляция. Во-вторых, следует обеспечить его надежными устройствами для введения сырья и отвода биогаза и твердых продуктов переработки. Кроме того, необходимо обеспечить возможность ревизии и технического обслуживания внутреннего пространства биореактора. Форма реактора может быть яйцеобразной, при которой обеспечиваются лучшие условия для проведения анаэробного сбраживания.

Мы уже рассмотрели все условия, которые необходимо соблюдать при получении биогаза при анаэробном сбраживании, а теперь остановимся подробнее на установках по переработке биологических отходов, вырабатывающих это биотопливо. Развитие животноводческих комплексов и пищеперерабатывающих производств привело к возникновению необходимости такой переработки навоза и стоков пищевых производств, которая осуществлялась бы более экологично, и с наименьшими затратами. Поэтому и были разработаны методики и аппаратное обеспечение анаэробного сбраживания органики, направленное на получение биогаза.

Температурные режимы, при которых проходит метановое брожение, делятся на три типа. Психофильный температурный режим проходит в диапазоне от 20 до 25оС, мефильный – от 25 до 40оС, и термофильный – при температурах выше 40оС. Психофильный режим не требует дополнительного подогрева и проходит без дополнительного контроля за температурой, и используется в соответствующих климатических зонах, с показателями среднегодовой температуры, составляющими не менее 18-20оС.

Как одно из условий для создания благоприятной среды является питание. Для любых бактерий важно наличие достаточного количества биогенных элементов, но в связи со спецификой процесса образования метана, состоящего из углерода и водорода, еще один качественный показатель состояния среды, обеспечивающий стабильное протекание анаэробного сбраживания с выделением биогаза определяется количественным соотношением углерода и азота. Оно должно соответствовать диапазону значений Mуглерода/Mазота от10 до 16. Это связано с тем, что при увеличении концентрации углерода в биологическом сырье, связанном с повышенным содержанием углеводов относительно белковой массы, снижается количество аммонийного азота, что ведет к увеличению концентраций водорода и углекислого газа, и уменьшению доли метана.

В прошлой статье мы рассмотрели, в каких условиях существуют анаэробные бактерии. В этой статье мы рассмотрим какие условия должны быть созданы для их жизнедеятельности. Как влияет кислотность, какой баланс между кислотообразующими и метагеными бактерями.

В предыдущей публикации мы подробно рассмотрели виды сырья для производства биогаза и требования, предъявляемые к нему. На этот раз мы подробно рассмотрим совокупность условий, необходимых для продуктивного течения процесса анаэробного сбраживания, проводимого в целях получения биогаза, а так же особенности этого процесса.

Вполне естественно, что в результате анаэробной биопереработки вместе с получением биогаза образуется также и шламовая субстанция, представляющая собой субстрат, обогащенный соединениями азота, который может служить при определенных условиях его получения, в качестве сырья для биогумуса, используемого при искусственном выращивании грибов, а так же , по сути, этот субстрат является высококачественным удобрением для выращивания растительных культур.

Важной характеристикой сырья, используемого для получения биогаза, является коэффициент, определяемый соотношением количества общего углерода к общему азоту в используемых отходах. При сдвиге этого соотношения в сторону углерода, будет наблюдаться недостаток азота, являющегося биогенным элементом, а значит и затормозится процесс метанового брожения. Если же значительное преимущество будет на стороне азота, то при естественном брожении сырья в нем может образоваться большое количество аммиака, губительного для биоценоза анаэробных бактерий.

Если заглянуть в историю, то использование биогаза, являющегося продуктом разложения, известно уже давно. Еще в древности многие народы, живущие в болотистой местности, знали о горючих свойствах болотного газа, и многие известные ученые проводили опыты по получению и использованию биогаза. Как сопутствующее энергетическое сырье он образовывался при переработке сточной воды метатенками, а широкое распространение установки, нацеленные именно на получение биогаза как альтернативного источника энергоресурсов, получили только в последнем десятилетии прошлого века.

Ранее мы уже останавливались на анаэробной биологической очистке с подробным рассмотрением проходящих при этом процессов. Разложение органических загрязнений под действием биоценоза анаэробных бактерий, происходящее без доступа воздуха, отличается от аэробной биологической очистки рядом особенностей, основной из которых является выделение смеси газов, образующихся на двух последних стадиях анаэробного процесса.