Нижегородская область, г. Дзержинск, ул. Гайдара, 75

БИОЗАГРУЗКА ДЛЯ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Биологическая очистка сточных вод. Понятие «активный ил»

Биологическая очистка основана на метаболизме, то есть на способности микроорганизмов активного ила окислять (поглощать) органические загрязнения, Биологический метод – воспроизводство природных явлений с помощью различных бактерий, которые используют органические загрязнения в качестве пищи, тем самым очищая воду.

Биозагрузка

Биологический метод экономически выгодный и часто единственно возможный.

Он эффективно протекает в искусственных условиях и легко контролируется. Степень очистки можно регулировать, например, меняя дозу ила в системе. Активный ил - это скопление мертвых и живых микроорганизмов, которые присутствуют везде: в почве, воде и воздухе. В основном бактерии, которые присутствуют в самих сточных водах или заводятся в систему искусственно. Это. Их научное описание предложил в 1683 году Антон Левенгук, открыв «третье царство» живой природы. Большая часть – одноклеточные. Они, также как и все живое, растут и нуждаются в питании и энергии, которую тратят на синтез биомассы, воспроизводство белков ДНК и другие процессы.

Питание и энергию они получают в результате метаболизма (обмена веществ). Это внутриклеточные последовательные превращения.

Клетка активного ила всей своей поверхностью способна поглощать питательные вещества, которые в воде должны быть в растворенном состоянии и явно меньше по размерам. Метаболизм состоит из деструкции субстрата (выделение энергии) и конструирования клеточного вещества (потребление энергии). Данные процессы протекают благодаря ферментам (от латинского «fermentum» - закваска) – внутриклеточным катализаторам. С помощью ферментов, которые представляют собой белки, химические реакции внутри клетки протекают быстрее.

Биологическая очистка сточных вод основана на постоянном введении субстрата (загрязнений) и выведении продуктов метаболизма в виде избыточного ила (осадка).

Синтез клетки

Большую роль в биологической деструкции загрязняющих веществ играют бактерии - хемотрофы.

Одноклеточные организмы

Данные бактерии преобразуют сложные органические соединения в более простые: углекислый газ и дополнительную биомассу.

Технологические процессы разделяются на аэробные, анаэробные и аноксидные. Они являются базовыми для очистки городских сточных вод и промышленнх с преобладанием биогенных органических загрязнений (пищевая отрасль). В последнее время популярность набрали многоступенчатые схемы с чередованием зон анаэробная - аэробная - аноксидная, способные одновременно очищать от органических загрязнений и от соединений азота.

Для очистки сточных вод используются различные формы бактериальных культур. Традиционно различают способы со свободной и прикрепленной (фиксированной) биомассой. Использование свободной формы предусматривает развитие бактериальных культур в виде хлопьев, рассредоточенных в жидкости. Для того, чтобы активный ил был во взвешенном состоянии, воду необходимо механически перемешивать.

Для фиксированного метода применяют специальное технологическое оборудование – носители, на которых образуется пленка из бактерий. Есть еще смешанные культуры, где бактерии фиксируются на достаточно легком носителе, чтобы существовать в биореакторе в виде хлопьев.

Фиксированные, смешанные и свободные культуры могут применяться для аэробной, анаэробой и аноксидной обработки.

Для интенсификации процесса применяют биозагрузку (Ббз), на которой развивается биомасса, поглощающая органические загрязнения из стоков.

Подробнее о блоках биозагрузки для очистных сооружений

Прикрепленная и плавающая активная биомасса

По вариантам контакта очищаемой воды и сообществ микроорганизмов различают комплексы со свободноплавающей и прикрепленной (иммобилизованной) микрофлорой. Уже давно эти два процесса совмещают в одном оборудовании. Очистка в биофильтрах, например, происходит путем фильтрации стоков через различные загрузки, на которых адсорбируются микроорганизмы из сточных вод. Образуется биопленка, которая в свою очередь адсорбирует питательные вещества (субстраты) из воды, проходящей через загрузку. Таким образом, с помощью биопленки, состоящей из бактерий, простеших и актиномицетов, осуществляется гидролиз сложных веществ загрязнений до более простых. Толщина пленки увеличивается в результате метаболизма.

Когда ее толщина становится 2-3 мм, то сверху – анаэробные бактерии, внутри анаэробные. Благодаря им протекают процессы окисления органики и начинается процесс восстановления соединений азота. Омертвевшие клетки отпадают с поверхности загрузки и выносятся из системы.

Загрузочные материалы поражают своим разнообразием и делятся на стационарные и плавающие. Отличие плавающей состоит в том, что с помощью нее создается «кипящий слой» благодаря интенсивной аэрации. Она находится во взвешенном состоянии и перемещается по реактору. Чаще всего представляет собой пластиковые трубки малого диаметра. Плюс – высокая удельная площадь. Минус – часто забиваются и выходят из строя, требуют замены.

плавающая загрузка

Такая сильная аэрация не нужна для стационарной (неподвижной) загрузки. Этот вид - листы из различных синтетических материалов, например «Поливом», или носитель типа «Ерш» и т.п. Листы собираются в кассеты и крепятся стационарно в реакторы, имеют большую удельную площадь. Также к данному виду относятся блоки биологической загрузки в виде сетчатых пластин, скрепленных между собой. В отличие от других стационарных носителей блоки легко монтируются и демонтируются и не требуют специального крепления.

На поверхности блоков образуется слой биопленки, где происходит адсорбция и окисление загрязняющих веществ бактериями.

стационарная загрузка

Принцип работы биозагрузки в очистных сооружениях

Известно, что биологическую загрузку Ббз способно заселять большинство микроорганизмов в фазе роста. Их прикрепление осуществляется с помощью экзополимеров, синтезируемых бактериями. Закрепившись в наиболее удобных местах, они заселяются до образования пленки определенной толщины.

Кислород и питательные вещества, приносимые потоком очищаемой воды, проникают только в верхние клеточные скопления, к самым глубоким такого доступа нет. Таким образом, образуется структура с чередованием аэробного слоя, в который поступает кислород, и анаэробного, внутреннего, где его нет.

Эффективность биозагрузки обосновывается тем, что в биопленках фиксированные микроорганизмы демонстрируют в основном более высокую специфическую активность, чем в свободных культурах. Происходит более эффективное поглощение растворенных и дисперсных органических загрязнений и очищение стоков. Ускоряется процесс нитро-денитрификации. Они гораздо жизнеспособнее и не так чувствительны к токсичным загрязнениям.

Вода, проходя через блоки Ббз, отфильтровывается от растворенных и нерастворенных примесей органического и неорганического происхождения.

Органические вещества при попадании на биопленку окисляются и используются бактериями в качестве питания. За счет этого происходит рост и самовоспроизводство активной биомассы. Омертвевшие элементы биопленки вымываются вместе со стоками, тем самым предотвращая зарастание блоков.

Применение биозагрузки как носителя активной биомассы

Биозагрузка универсальна и применяется на разного вида очистных сооружениях, а именно в:

  1. аэротенках
  2. биофильтрах
  3. септиках

Использование Ббз в аэротенках

Биологическая очистка стоков от загрязнений, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях, происходит в специальных сооружениях – аэротенках и осуществляется сообществом различных микроорганизмов. Они с помощью выделения ферментов расщепляют органические вещества до простых неорганических, в конечном счете до Н2О и СО2. В аэрационных реакторах ил находится во взвешенном состоянии в виде отдельных хлопьев. Причем от концентрации этих хлопьев и зависит интенсивность биологического метода очистки. Если нагрузка на ил по загрязняющим веществам высока, то вероятность обеспечить нужную степень очистки и нужное качество воды на выходе мала: ила может не хватить для окисления органики. Малая нагрузка также нежелательна, так как ил будет самоокисляться и произойдет снижение рабочей дозы его в аэротенке.

Поэтому для поддержания оптимального соотношения между дозой и нагрузкой в биореакторах необходимо использовать технологическую загрузку, на которой происходит развитие прикрепленной микрофлоры.

Многие аэротенки, построенные в советское время, находятся в эксплуатации длительное время. Они морально и физически устарели и не соответствуют современным природоохранным требованиям, предъявляемым к очистке и обеззараживанию сточных вод, не обеспечивают и не могут обеспечить достижение нормативных показателей на выпуске с очистных комплексов в водоем рыбохозяйственного назначения.

На строительство новых очистных станций нужны большие капитальные затраты. Для того, чтобы улучшить ситуацию, возможно проведение реконструкции существующих сооружений.

Например, в коридорные аэротенки, которые раньше пользовались особой популярностью при строительстве очистных сооружений, можно установить полипропиленовую загрузку, которая представляет собой сетчатый блок размерами 500х500х500 мм. Внутри блоков будет развиваться активная биомасса, улучшаться процесс очистки. Они предотвращают вынос взвешенных частиц, поддерживают необходимую дозу активного ила и способны очищать загрязнения высокой концентрации.

Биозагрузка Ббз в аэротенках

Благодаря такой реконструкции увеличивается площадь активной поверхности и снижаются эксплуатационные расходы.

Коридорные аэротенки с Ббз

Использование Ббз в биофильтрах

Есть еще одна отрасль применения биозагрузки – биофильтры, в частности, в установках замкнутого водоснабжения для разведения рыб. Особое внимание нужно уделить экологическому состоянию вод. Для этого используют либо естественные водоемы, либо в последнее время оборудование замкнутого цикла, включающее систему водоочистки использованной воды с возвратом ее обратно в емкости для выращивания рыбы.

биофильтры с блоками биологической загрузки в УЗВ

Как и у всего живого, у рыбы образуются продукты жизнедеятельности, вода постепенно становится непригодной для разведения, мутной, заиливается, поэтому ее необходимо очищать.

Разведение в замкнутых установках позволяет контролировать весь процесс и исключать влияние климатических условий. В составе УЗВ есть очистные сооружения, в частности, биофильтр со статической загрузкой. Размещённая в биофильтре загрузка эффективно удаляет аммиак и нитриты, позволяет сохранить здоровую водную среду для размножения и роста рыбы.

Установки замкнутого водоснабжения для разведения рыбы можно изготовить самостоятельно: сделать бассейны, в которых выращивается рыба и самодельный биофильтр для очистки воды. В качестве фильтра можно применить существующую емкость, подвести к ней аэрационную систему, установить биозагрузку Ббз 5.5.5. Установка готова к работе.

Биозагрузка устанавливается в емкость таким образом, что между ней, стенками и дном оставались промежутки для прохождения воды и исключения образования осадка на дне сооружения. На ней наращивается биомасса, тем самым происходит поддержание необходимой дозы активного ила в системе для окисления органики.

Многочисленные исследования показали, что для того, чтобы эффективно удерживать биомассу, нет необходимости весь биофильтр заполнять загрузкой. Для этого достаточно заполнить верхнюю его часть на 25-40% от рабочей его высоты. При этом экономиться загрузка, увеличивается степень очистки.

биофильтры с загрузкой Ббз

Использование Ббз в септиках

Все больше городских жителей уезжают жить в загородные дома, где используется своя система канализации – септики. Все большие обороты набирает биологическая загрузка в качестве носителя биомассы в септиках различной формы.

Биоблок делится на сетки, размерами каждая 500 х 500 х 40 мм (Д х В х Ш).

Для септиков можно набрать любое их количество и устанавливать даже в радиальные емкости.

Как известно, в септиках тоже осуществляется биологическая очистка стоков, и в них активный ил чаще всего находится во взвешенном состоянии. Для того, чтобы интенсифицировать процесс и использовать также прикрепленную биомассу в септиках устанавливается сетчатый носитель.

загрузка в септиках

Цена и эффективность применения биозагрузки

Сейчас уже разработаны и продолжают разрабатываться различные носители активного ила.

Традиционные - это доменный кокс, гранитный щебень. Они имеют слабый индекс пустот (около 50%), происходит их быстрое заиливание. Сегодня все чаще применяются полипропиленовые загрузки, отличающиеся значительной удельной поверхностью (от 80 до 220 м2/м3), повышенной пористостью (часто больше 90%), малым весом. Они обладают достаточной механической прочностью и износостойкостью, самоочищаются за счет того, что омертвевший слой сам отторгается и выводится из системы.

Блоки биологической загрузки Ббз производят из экологически чистого полимерного материала, который обладает высокой прочностью и не подвержен коррозии.

Они прочные:


Биозагрузка легко устанавливается, удобно поднимается при необходимом ремонте емкости, просто моется, долго не изнашивается. При ее применении уменьшается риск вспухания ила, который вызывают нитчатые бактерии. Данный вид бактерий надежно закрепляется на биозагруке и не попадает в систему.

Устанавливая блоки биозагрузки, можно сократить объем сооружений, тем самым рационально использовать существующие площади.

биозагрузка в биореакторах

Биологическая загрузка хорошо зарекомендовала себя в условиях постоянно меняющегося сурового климата РФ. Благодаря ей легко поддерживать оптимальные параметры в системе. К тому же Вас приятно порадует ее цена по сравнению с другими носителями.

Очистные сооружения, в которых установлена биозагрузка Ббз 5.5.5, имеют следующие преимущества:

  • благодаря увеличению дозы ила в системе, позволяют сократить объем реакторов и занимаемые площади установок;
  • полностью экологически безопасны, позволяют разместить установки очистки в черте города без каких-либо экологически неблагоприятных последствий;
  • повышают степень очистки и появляется возможность повторного использования воды на технические нужды городов, поселков;
  • экономическая доступность блоков биологической загрузки сокращает стоимость очистных сооружений;
  • упрощен монтаж очистных установок, так как загрузка состоит из легких блоков весом 2,5 кг размерами 500х500х500 мм, которые не требуют специального крепления. Достаточно установить их вручную плотно друг к другу на поддон с шагом не более 300 мм;
  • уменьшены эксплуатационные затраты при ее использовании по сравнению с другими видами загрузки. Цеолитовые загрузки, например, требуют частой промывки (около 2 раз в день), поэтому дополнительно необходима установка промывки с насосами, лотки для отвода загрязненной воды, очистка данной воды. Сорбционные материалы требуют промывки с реагентами. К тому же эти виды загрузок необходимо периодически заменять;
  • срок службы – 25 лет.
Автор: ООО "НПО "Агростройсервис"
Дата публикации: 14.02.2017
Оставьте заявку на оборудование
Заказать обратный звонок

Введите свои контактные данные и наши менеджеры вам перезвонят!
Мы работаем в будни с 8.00 до 17.00.

Заказать оборудование

Введите свои контактные данные и наши менеджеры вам перезвонят!
Мы работаем в будни с 8.00 до 17.00.


Отправить сообщение

Укажите свои контактные данные и предмет запроса, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время.