Станция биологической очистки или ведро с пузырьками! Компрессорные установки или насосные септики?
Аэрация является одним из ключевых процессов в станциях полной биологической очистки сточных вод. Оптимальный уровень аэрации играет важную роль в достижении эффективной биологической очистки сточных вод. В данной статье представлен обзор существующих методов определения оптимального уровня аэрации и рекомендации для станций полной биологической отчистки.
Что такое биологическая очистка сточных вод и какие показатели у стока должны быть на выходе?
Принцип биологической очистки сточных вод основан на способности микроорганизмов расщеплять органические соединения до простых веществ – воды, углекислого газа. Органические примеси, содержащиеся в сточных водах, являются источником энергии и пищи для разнообразных микроорганизмов, которые в процессе своей жизнедеятельности перерабатывают составные органические соединения до простых аминокислот, белков и т. д.
При биологической очистке сточных вод существует ряд показателей, которые должны быть контролируемы и соответствовать определенным нормам на выходе. Вот некоторые из них:
1. Содержание загрязняющих веществ, выраженное в химическом потреблении кислорода (ХПК) или биохимическом потреблении кислорода (БПК). Нормы для хозяйственно-бытового стока, предписывают определенные значения, так для ХПК не более 500 мг/л, а для БПК5 не более 300мл/л, чтобы гарантировать достаточное удаление загрязняющих веществ.
2. Содержание азота и фосфора. Эти вещества также должны быть контролируемы, так как они являются важнейшими компонентами для нормального функционирования экосистемы. Так, правильное соотношение БПК, азота и фосфора (БПК: N: P) 100:5:1. Данное соотношение, позволяет правильно функционировать и развиваться микроорганике очистного сооружения.
3. Показатели pH – (6 – 9) оптимально 7,5 ед., температуры 17 – 28С0 оптимально 23С0 и количество растворенного кислорода. Нормы устанавливают определенные значения для этих параметров, чтобы создать оптимальные условия для микроорганизмов, обеспечивая их жизнедеятельность и рост.
Это лишь некоторые из показателей, которые могут контролироваться при биологической очистке сточных вод.
Одним из ключевых компонентов в технологии биологической очистки можно назвать активный ил.
Активный ил – это специфический биоценоз живых организмов, перерабатывающих загрязнения сточных вод. Биоценоз обладает определёнными характеристиками, которые рассчитываются исходя из требуемой эффективности очистки стоков с заданными параметрами входа и планируемыми параметрами очистки сточных вод. Это означает, что видовой состав микроорганизмов активного ила будет отличаться в зависимости от количества и вида загрязнений.
Активный ил – это хлопья коричнево-бурого цвета, состоящие в основном из бактериальных клеток, скрепленных биополимерным гелем, на поверхности которых и между ними, находятся разнообразные простейшие микроорганизмы.
Источником питания и энергии для жизнедеятельности организмов активного ила служат органические загрязняющие вещества, поступающие со сточной водой. Часть органических веществ идет на построение новых клеток микроорганизмов, другая часть используется в процессах жизнедеятельности. Микроорганизмы активного ила с помощью выделяемых ими ферментов окисляют, расщепляют эти загрязнения только в присутствии кислорода до простых неорганических соединений, в конечном счете, до воды и углекислого газа.
Для полной биологической очистки сточных вод требуется определенный уровень растворенного кислорода в воде. Этот уровень может варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как тип сточной воды, состав загрязнений, температура и другие условия.
Определение оптимального уровня аэрации можно выполнить с помощью различных методов, включая опытно-практический подход и математическое моделирование. Опытно-практический подход включает в себя мониторинг и анализ важных параметров, таких как диссолвированный кислород, потребление кислорода и концентрация биологических организмов. Математическое моделирование основано на разработке математических моделей, которые учитывают факторы, влияющие на эффективность аэрации.
Оптимальный уровень растворенного кислорода для биологической очистки можно определить путем мониторинга и анализа важных параметров, таких как потребление кислорода и концентрация биологических организмов. Для полной биологической очистки хозяйственно-бытового стока рекомендуется поддерживать уровень насыщения кислородом в камере аэротенка, не менее 4 мг/л (миллиграмм на литр).
Для насыщения сточной воды таким количеством кислорода необходимо компрессорное оборудование, специальные аэраторы или аэрационные системы. Эти системы поставляют под давлением воздух в сточную воду, чтобы обеспечить достаточное необходимое количество растворенного кислорода для полной биологической очистки хозяйственно-бытового стока.
А теперь разберёмся с насосными септиками.
Эжекторная (струйная) аэрация – это процесс, при котором воздух из атмосферы, по отдельной трубке, вовлекается через камеру смешения в жидкость, при постоянной работе насоса. Принцип очень похож на действие бытового краскопульта. Однако, несмотря на некоторые преимущества, а по сути, это только сокращение расходов при производстве оборудования, дешевизна, этот метод имеет и свои минусы и недостатки, которые следует учитывать при выборе системы очистки сточных вод.
1. Одним из основных недостатков эжекторной аэрации является, то, что эта технология не может обеспечить достаточное насыщение кислородом жидкости, что не создает условия достаточные для полной очистки хозяйственно-бытовых сточных вод от всех загрязнений. Эжекторные системы, хорошо справляются с поддержанием ила во взвешенном состоянии, однако при этом аэрация характеризуется как средне, либо крупнопузырчатая. Как известно, мелкопузырчатая аэрация обеспечивает максимально эффективное растворение кислорода в жидкости, что создается системами с пневматическим оборудованием и аэрационными мембранами (только в станциях очистки с компрессорным оборудованием). Эжекторная система, использует более низкие рабочие давления воздуха, которого недостаточно для создания мелкопузырчатой аэрации и достижения необходимого содержания растворенного кислорода в воде.
2. Еще одним недостатком эжекторной аэрации является необходимость регулярного обслуживания и чистки оборудования, в случае высокого содержанию твердых частиц и отходов в сточных водах зона смешения и диффузор, могут засоряться и требовать регулярной чистки. Это может быть долгим и трудоемким процессом, учитывая, что насос постоянно находится в жидкости в нижней части установки.
3. Также стоит отметить, что эжекторная аэрация может быть неэффективной во время зимних месяцев или в условиях низкой температуры, когда по причине низкой температуры атмосферного воздуха, температура рабочей жидкости может сильно понизится, что приведет к торможению процессов биологической очистки и сбою в работе системы. В компрессорных же станциях, окружающий воздух в процессе нагнетания в аэрационную систему нагревается от работающего компрессора, что способствует поддержанию комфортной температуры для процессов биологической очистки.
Кроме перечисленных выше минусов, следует также упомянуть о некоторых других недостатках эжекторной (струйной) аэрации.
Один из недостатков заключается в возможности возникновения неприятных запахов. Так как воздух, который вводится в септик, не создает достаточные условия для эффективной очистки стоков, то при повышенной нагрузке на септик могут возникнуть неприятные запахи, особенно если эжектор не функционирует должным образом. Это может создавать дискомфорт для окружающих и потребовать принятия дополнительных мер по удалению запахов.
Как мы пояснили выше, процесс струйной аэрации чувствителен к колебаниям нагрузки на септическую систему. Если нагрузка на систему временно увеличивается, например, изменяется число пользователей или возрастает гидронагрузка, это может привести к изменению скорости реагирования системы и в конечном итоге, к снижению эффективности процесса очистки.
В заключение, при принятии решения о приобретении той или иной установки очистки сточных вод следует рассмотреть все факторы, обслуживание, возможность переработки всех типов загрязнений, запахи, применимость для различных типов почв и грунтовых условий, а также чувствительность к колебаниям нагрузки на систему. Это поможет выбрать наиболее подходящую систему для оптимальной очистки сточных вод и соответствующую конкретным требованиям и условиям эксплуатации.