Типы систем аэробной очистки сточных вод и их преимущества

TL; DR: Nearly 80% of the world’s wastewater is still discharged untreated. Aerobic wastewater treatment uses oxygen-dependent microbes to break down organic pollutants, nitrogen and phosphorus during the secondary treatment stage, with blowers or compressors supplying air. The three main systems are conventional activated sludge, membrane bioreactors (MBR) and moving bed bioreactors (MBBR). Compared with anaerobic treatment, aerobic systems give less odour, convert ammonia to nitrate and cut methane emissions.

В 2024 году спрос на эффективную и устойчивую очистку сточных вод достиг беспрецедентного уровня, что обусловлено ростом промышленных выбросов, проблемами городских сточных вод и ужесточением экологических норм.

Согласно докладу Организации Объединенных Наций о водных ресурсах , почти 80% мировых сточных вод сбрасываются без очистки , что приводит к серьезному загрязнению воды.

В условиях, когда правительства и промышленные предприятия уделяют особое внимание децентрализованным решениям в области очистки сточных вод, биологические методы очистки, особенно аэробная очистка сточных вод , приобретают все большее значение благодаря своей эффективности в разложении загрязняющих веществ, одновременно сокращая образование осадка и выбросы парниковых газов.

Обычно на очистных сооружениях сточных вод осуществляются три основных процесса: первичный, вторичный и третичный, из которых фаза биологической очистки относится к вторичному этапу.

Фаза биологической очистки в основном бывает двух типов: аэробная очистка и анаэробная очистка.

Аэробная очистка сточных вод использует кислород для разложения органических загрязнителей и других загрязняющих веществ, таких как азот и фосфор.

Механическое устройство аэрации, такое как воздуходувка или компрессор, создает пузырьки воздуха, которые выполняют две основные функции: аэрация и перемешивание.

Аэрация насыщает стоки кислородом, который используется аэробными микробами, ускоряющими разложение стоков.

Количество растворенного кислорода, необходимое аэробным организмам для расщепления органического вещества на более мелкие молекулы, известно как биологическая потребность в кислороде (БПК).

Его часто используют для количественной оценки разложения органических загрязнителей этими микробами.

Попадание загрязняющих веществ, таких как промышленные сбросы, бытовые фекальные отходы или стоки удобрений, может привести к высоким уровням БПК, что указывает на повышенную концентрацию биоразлагаемых материалов в сточных водах.

Поскольку этим организмам необходим кислород, аэробным системам нужен способ обеспечить им биомассу.

Это можно сделать путем включения прудов-очистителей сточных вод, которые обеспечивают большую площадь поверхности для подачи воздуха в сточные воды, или путем внедрения механических аэрационных устройств.

Поняв назначение очистных сооружений, давайте проанализируем функционирование системы очистки.

Как работают системы аэробной очистки сточных вод?

Система биологической очистки сточных вод может состоять из нескольких процедур и широкого спектра микроорганизмов в зависимости от химического состава сточных вод и потребностей в очищенных сточных водах.

Кроме того, им потребуются специальные операционные системы, которые будут меняться в зависимости от условий окружающей среды, необходимых для поддержания темпов роста биомассы, идеальных для определенных популяций микроорганизмов.

Например, часто бывает необходимо контролировать и изменять аэрацию, чтобы поддерживать постоянный уровень растворенного кислорода и поддерживать размножение бактерий в системе в нужном темпе для соблюдения стандартов сброса.

Помимо растворенного кислорода, биологические системы часто должны быть сбалансированы по расходу, нагрузке, pH, температуре и питательным веществам.

Теперь, когда мы понимаем, как они работают, давайте узнаем о типах систем аэробной очистки сточных вод.

Типы систем аэробной очистки сточных вод

Обычный активированный ил

Wastewaters from the primary treatment phase enter an aeration tank, where activated sludge processes происходит.

После аэрации органический материал расщепляется и поглощается взвешенными (свободно плавающими) аэробными микроорганизмами, в результате чего образуются биологические твердые частицы, которые флоккулируют в более крупные комки или хлопья.

После поступления в отстойник или осветлитель сточные воды отделяются от взвешенных хлопьев путем осаждения.

Образовавшаяся биомасса контролируется путем рециркуляции активного ила в аэротенке, в то время как излишки твердых частиц выбрасываются в виде ила.

Системы очистки с использованием активного ила часто требуют больших площадей и производят огромное количество ила, утилизация которого влечет за собой расходы.

Тем не менее, их капитальные затраты и затраты на техническое обслуживание относительно невелики по сравнению с альтернативными решениями.

Мембранный биореактор (МБР)

МБР — это передовые технологии биологической очистки сточных вод, которые сочетают в себе традиционный ил с активным ростом взвешенных частиц и мембранную фильтрацию вместо осаждения для отделения и переработки взвешенных твердых частиц.

Типичный МБР может состоять из аэробных (или анаэробных в анаэробной системе) очистных резервуаров, системы аэрации, смесителей, мембранного резервуара, системы очистки на месте и ультрафильтрационной мембраны из полых волокон или плоских листов.

Из-за большого количества деталей и процессов очистки они известны высокими капитальными, эксплуатационными и расходными затратами на техническое обслуживание.

Биореакторы с подвижным слоем (MBBR)

Биофильтры с мембранным фильтром (MBBR) обычно состоят из аэрационных резервуаров, заполненных мелкими подвижными полиэтиленовыми биопленками, которые удерживаются внутри сосуда с помощью сит для удержания фильтрующего материала.

Благодаря использованию подвешенных подвижных носителей биопленки, биореакторы с биологической регенерацией позволяют очищать сточные воды с высоким БПК на меньшей площади без засоров.

После МБРР обычно используются вторичные отстойники, но шлам не возвращается в процесс.

Избыточный ил оседает, собирается в пульпу и вывозится как твердые отходы, или пульпа удаляется вакуумным ассенизатором.

Поняв три процесса, задействованных в аэробных системах очистки сточных вод, знаете ли вы преимущества установки этой системы на вашем очистном сооружении?

Преимущества систем аэробной очистки сточных вод

Аэробная обработка требует подачи кислорода для поддержания аэробных микроорганизмов.

По сравнению с анаэробной обработкой аэрация имеет такие преимущества, как уменьшение запаха, нитрификация аммиака в нитрат (что потенциально снижает выбросы аммиака), наличие легкодоступной для сельскохозяйственных культур формы азота, но при этом большая подверженность вымыванию и снижение выбросов парниковых газов, в основном метана.

Это надежный, простой и эффективный процесс, который помогает улучшить качество сточных вод, делая их пригодными для использования.

Полученный шлам не имеет запаха и может быть повторно использован в качестве органических удобрений в сельскохозяйственной промышленности.

Однако иногда эти системы могут давать сбои, если микробы не в состоянии очистить сточные воды.

Для решения подобных проблем мы провели многолетние исследования и разработали решения, которые могут улучшить общую работу очистных сооружений без внесения существенных изменений в существующую систему.

микробный штамм helps reduce high COD/BOD levels, reduce sludge volumes, reduce high TSS levels and improve the plant’s efficiency.

Благодаря этой технологии было очищено более 10 миллиардов литров сточных вод по всему миру.

We continue to help industries like chemical,  dairy, pharma, dye, textile, and others treat their effluent с правильной технологией.

Хотите узнать больше об аэробных и анаэробных технологиях и их значении в отрасли очистки сточных вод?

Свяжитесь с нашими экспертами по телефону +91 86920 61199 сегодня.

Часто задаваемые вопросы (FAQ):

What is aerobic treatment?

Aerobic treatment is a biological wastewater treatment process that uses oxygen-dependent microbes to break down organic pollutants, nitrogen and phosphorus. Air blowers or compressors supply oxygen and keep the effluent mixed. It forms part of the secondary treatment stage, produces less odour than anaerobic treatment and leaves sludge that can be reused as fertiliser.