Kievuz

Глубокое удаление азота и фосфора Сущность метода

Опыт эксплуатации сооружений биологической очистки сточных вод от соединений азота и фосфора

Глубокое удаление азота и фосфора Сущность метода

bbk 000000

УДК 628.35:661.5.63

Козлов М. Н., Харькина О. В., Пахомов А. Н., Стрельцов С. А., Хамидов М. Г., Ершов Б. А., Белов Н. А.

Аннотация

Внедрение технологий очистки сточных вод от соединений азота и фосфора является приоритетным направлением развития и реконструкции очистных сооружений МГУП «Мосводоканал».

Технология ацидофикации сырого осадка первичных отстойников позволяет повысить концентрацию легкоокисляемых органических соединений в сточной воде, которые необходимы для организации процесса глубокого биологического удаления фосфора. На Люберецких очистных сооружениях Москвы в 2009 г.

в промышленных масштабах была внедрена ацидофикация первичного осадка сточных вод, что позволило обеспечить высокое качество очищенной воды на сооружениях блока удаления биогенных элементов общей производительностью 500 тыс. м3/сут.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , биологическое удаление азота и фосфора , ацидофикация

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Внедрение технологий очистки сточных вод от соединений азота и фосфора является приоритетным направлением развития и реконструкции очистных сооружений МГУП «Мосводоканал». Блок удаления биогенных элементов на Люберецких очистных сооружениях производительностью 500 тыс.

 м3/сут, запроектированный на биологическую очистку сточных вод от соединений азота и фосфора, введен в эксплуатацию в 2006 г.

В состав сооружений блока входят четыре аэротенка объемом 63 500 м3 каждый и семь вторичных отстойников диаметром 54 м со средней поверхностной нагрузкой 1,3 м3/(м2·ч) [1].

На блок удаления биогенных элементов поступает сточная вода, уже прошедшая механическую очистку на других блоках Люберецких очистных сооружений. На рис. 1 представлена технологическая схема, реализованная на блоке удаления биогенных элементов, на рис. 2 – схема работы аэротенков.

Для достижения максимальной эффективности очистки воды в аэротенке в каждой технологической зоне сооружения поддерживаются оптимальные параметры проведения конкретного биохимического процесса.

В реальных ситуациях колебаний поступающей нагрузки глубоко анаэробные условия в первых коридорах аэротенков поддерживаются автоматическим регулированием расхода иловой смеси из «карусельной» зоны аэротенка с помощью датчика Eh.

Во втором и третьем коридорах аэротенков организовано круговое движение иловой смеси по принципу «карусели». При этом второй коридор (неаэрируемый) является денитрификатором (аноксидная зона), из которого иловая смесь поступает в третий коридор-нитрификатор (аэробная зона).

Возвратный активный ил подается в начало второго коридора (рис. 2). Четвертый коридор является аэробной зоной, где реализуются процессы нитрификации и окисления органических соединений, в том числе фосфатаккумулирующими организмами.

Для поддержания требуемого кислородного режима в условиях нестационарности поступающей нагрузки в третьем и четвертом коридорах аэротенка установлены кислородные датчики, сигналы от которых поступают на задвижки воздуховодов соответствующих коридоров аэротенков. Изменение давления в магистральных воздуховодах фиксируют датчики, передающие сигнал на контроллер, который производит регулирование производительности воздуходувок.

Технологический процесс на блоке удаления биогенных элементов полностью автоматизирован и управляется современной системой АСУТП [2]. Вся информация о работе сооружений блока передается на центральный диспетчерский пункт Люберецких очистных сооружений.

Система автоматики позволяет в режиме реального времени отслеживать и поддерживать основные технологические параметры работы блока.

В помощь технологам очистных сооружений имеется функция накопления и последующей статистической обработки массива данных, накопленных за период работы блока.

Проектные показатели качества очищенной воды на выходе из сооружений блока удаления биогенных элементов приведены в табл. 1. Они предусматривают выполнение как норм европейского стандарта, так и российских нормативов для сброса в водоемы культурно-бытового назначения.

В период пусконаладки блока удаления биогенных элементов была достигнута высокая эффективность и стабильность работы сооружений по удалению органических соединений, соединений азота и взвешенных веществ. В то же время по соединениям фосфора качество очистки воды было нестабильным (рис.

 3). В ходе проведенных исследований были выявлены основные причины нестабильности процессов биологического удаления фосфора на блоке удаления биогенных элементов – низкое содержание и существенные колебания концентраций легкоокисляемых органических соединений в поступающих сточных водах.

Учитывая, что сточные воды Москвы (как и других городов России) характеризуются низким соотношением концентрации органических веществ и концентрации аммонийного азота и фосфора фосфатов по сравнению со сточными водами городов западной Европы и США, технологические решения, используемые на Западе, не всегда применимы к российским условиям [3]. При эксплуатации очистных сооружений без дополнительных капитальных затрат решить задачу повышения концентрации легкоокисляемых органических веществ в сточной воде, поступающей на биологическую очистку, можно несколькими способами. Подача в аэротенки сточных вод без отстаивания в первичных отстойниках позволяет решить указанную выше проблему, однако приводит как к увеличению энергозатрат на аэрацию, так и к снижению аэробного возраста активного ила, что провоцирует срыв процесса нитрификации.

Подача в анаэробную зону легкоокисляемых химических веществ (например метанола или уксусной кислоты) позволяет достичь требуемую эффективность очистки сточных вод от соединений фосфора, но реализация данного подхода приводит к значительному увеличению эксплуатационных затрат [4].

Использование технологии ацидофикации позволяет увеличить долю легкоокисляемых органических соединений в сточной воде, прошедшей первичное отстаивание, за счет продуктов ацидофикации сырого осадка – летучих жирных кислот.

В ходе внедрения технологии ацидофикации на Люберецких очистных сооружениях были изменены эксплуатационные режимы первичных отстойников. По классической схеме процессы осветления сточной воды и уплотнения сырого осадка в первичных отстойниках совмещены.

Для реализации технологии ацидофикации было предложено разделить эти функции: часть первичных отстойников выполняет функцию осветления сточной воды, другая часть переводится в режим уплотнения сырого осадка. В отстойниках-осветлителях осуществляется задержание взвешенных веществ.

Откачка осадка из отстойников-осветлителей производится в отстойники-уплотнители, в которых и происходит процесс ацидофикации. При этом подача сточной воды на отстойники-уплотнители не прекращается, но расход снижен в 3–5 раз.

Данные решения были внедрены на очистных сооружениях в сентябре 2009 г. Технологическая схема представлена на рис. 4.

Гидравлическая нагрузка на отстойники-уплотнители определялась экспериментально в зависимости от качества и температуры выходящей осветленной воды.

Проточный режим работы отстойников-уплотнителей обеспечивал необходимый температурный режим ацидофикации, что особенно важно в зимний период эксплуатации: нижняя граница оптимальной температуры сточных вод для удовлетворительной ацидофикации составляет 15 C, а при температуре ниже 9 C ее скорость резко снижается. Температура очищаемых сточных вод Люберецких очистных сооружений в зимний период не опускается ниже 17–18 C.

Сливная вода с отстойников-уплотнителей, содержащая легкоразлагаемую органику (продукты ацидофикации), совместно с осветленной водой направляется в аэротенки блока.

Проведенные респирометрический анализ и анализ концентрации летучих жирных кислот (методом газожидкостной хроматографии) показали, что в процессе ацидофикации содержание летучих жирных кислот увеличилось с 17–22 до 25–30 мг/л.

Определяление концентрации осуществлялось на газожидкостном хроматографе «Кристалл 2000М» (рис. 5) с помощью программы «Хроматэк Аналитик». По хроматограммам образцов осветленной сточной воды до и после проведения ацидофикации (рис.

 6) видно, что при внедрении данной технологии на Люберецких очистных сооружениях количество летучих жирных кислот в осветленной воде, поступающей на блок удаления биогенных элементов, увеличилось на 30%.

В лабораторных условиях было изучено влияние технологии ацидофикации первичного осадка на процесс биологического удаления фосфора.

Для этого были проведены тестовые исследования скоростей высвобождения и поглощения фосфора активным илом в анаэробных и аэробных условиях соответственно.

Эти скорости характеризуют уровень активности фосфатаккумулирующих микроорганизмов и их способность к глубокому биологическому удалению фосфора. Чем выше скорость высвобождения (поглощения) фосфора, тем интенсивнее протекает процесс его биологического удаления.

Лабораторный эксперимент проводился в два этапа. На первом этапе моделировалась анаэробная зона аэротенка.

В анаэробных условиях при поступлении сточной воды фосфатаккумулирующие микроорганизмы, содержащиеся в активном иле, поглощают легкоокисляемое органическое вещество, конвертируют и запасают его в виде полимерных насыщенных оксикислот. Процесс накопления обеспечивается энергией, выделяющейся при разложении полифосфатов.

В результате образуется ортофосфат, выбрасываемый из клеток фосфатаккумулирующих микроорганизмов в окружающую среду, что приводит к повышенному содержанию фосфора в пробе иловой смеси по сравнению с его исходной концентрацией в осветленной воде.

На втором этапе эксперимента моделировалась аэробная зона аэротенка. В аэробных условиях происходит рост биомассы, сопровождающийся потреблением фосфата и запасом его в виде полифосфатов. Параллельно происходит синтез гликогена и затрачивается энергия окисления полимерных насыщенных оксикислот. На этом этапе происходит снижение концентрации фосфора в иловой смеси.

Изменение концентрации фосфора фосфатов при работе лабораторной установки на сточной воде без применения технологии ацидофикации и на сточной воде, обогащенной летучими жирными кислотами, с проведением ацидофикации сырого осадка представлено на рис. 7. Как видно из графика, применение технологии ацидофикации существенно повышает интенсивность процессов высвобождения и поглощения фосфора.

Для оценки эффективности применения технологии ацидофикации сырого осадка в реальных условиях эксплуатации проведен отбор проб на определение фосфора фосфатов в иловой смеси по длине аэротенков блока удаления биогенных элементов.

Характерные профили изменения концентрации фосфора фосфатов по длине аэротенка до и после внедрения технологии ацидофикации приведены на рис. 8.

Как видно из графика, при недостатке летучих жирных кислот в осветленной воде поглощение фосфора активным илом протекало с низкой скоростью, что не обеспечивало проектных показателей качества очистки воды.

При внедрении ацидофикации уже в «карусельной» зоне аэротенков (точки – «середина аноксидной зоны» и «середина аэробной зоны») происходит интенсивное поглощение фосфора, что позволило достичь качества очищенной воды по Р–РО4 0,1–0,4 мг/л.

Результаты промышленной эксплуатации сооружений блока удаления биогенных элементов показали, что внедрение технологии ацидофикации и поддержание технологического режима работы аэротенков (табл.

 2) позволяют достичь качества очистки по фосфору фосфатов в очищенной воде ниже 0,4 мг/л. Как видно из данных табл. 3, средняя концентрация Р–РО4 в очищенной воде с сентября 2009 г. по май 2010 г.

составила 0,2 мг/л, что значительно ниже проектных показателей.

Качество очищенной воды по фосфору фосфатов до и после внедрения технологии ацидофикации представлено на рис. 9. До применения ацидофикации сырого осадка средняя концентрация Р–РО4 в очищенной воде составляла 1,1 мг/л, а внедрение ацидофикации на Люберецких очистных сооружениях позволило ее снизить до 0,4 мг/л.

Эффективность очистки сточной воды по фосфору с января 2009 г. по май 2010 г. приведена в табл. 4. После внедрения ацидофикации она возросла с 40–55% до 93–98%.

Выводы

При реализации технологии биологического удаления биогенных элементов из сточных вод одной из проблем достижения стабильного качества очищенных вод по фосфору фосфатов является низкая концентрация легкоокисляемых органических соединений в обрабатываемых водах.

Применение технологии ацидофикации сырого осадка позволило повысить стабильность работы аэротенков, запроектированных под технологию биологического удаления азота и фосфора, за счет увеличения количества легкоокисляемых органических соединений на 30%.

Внедрение ацидофикации сырого осадка первичных отстойников блока удаления биогенных элементов на Люберецких очистных сооружениях позволило достичь следующих показателей качества очищенной воды, мг/л: N–NH4 – 0,7; N–NO2 – 0,03; N–NO3 – 7,7; P–PO4 – 0,2.

Список цитируемой литературы

  1. Храменков С. В., Данилович Д. А., Козлов М. Н. и др. Повышение качества очищенных сточных вод на Курьяновских и
  2. Люберецких очистных сооружениях // Водоснаб­жение и сан. техника. 2006. № 11, ч. 1.
  3. Данилович Д. А., Козлов М. Н., Мойжес О. В. и др. Крупномасштабные сооружения биологической очистки сточных вод с удалением биогенных элементов // Водоснабжение и сан. техника. 2008. № 10.
  4. Загорский В. А., Данилович Д. А., Козлов М. Н. и др. Анализ промышленного применения технологий удаления фосфора из городских сточных вод элементов // Водоснабжение и сан. техника. 2004. № 5.
  5. Дедков Ю. М., Кельина С. Ю. Методы до­очистки сточных вод от фосфатов // Водоснабжение и сан. техника. 2003. № 11.

Источник: http://www.vstmag.ru/ru/archives-all/2010/2010-10/718-opyt-ekspluatacii-sooruzhenij

Очистка сточных вод от азота и фосфора | Агростройсервис

Глубокое удаление азота и фосфора Сущность метода

Многократный выпуск в водоемы  рыбохозяйственного назначения загрязненных вод, содержащих такие элементы, как азот и фосфор, в количествах, превышающих установленные нормативные  сбросы (пдк), ведет к систематическому  накоплению их.

Начинают с  большой скоростью размножаться определенного вида бактерии, которые  приводят природные бассейны к «цветению». В результате разрастания сине-зеленых водорослей, ограничивается прохождение солнечных лучей вглубь пруда.

Это, в свою очередь, вызывает отсутствие выделения кислорода в надонных растениях, который используется для дыхания рыб.  Особенно эвтрофикации способствуют: повышенная температура окружающей среды  и присутствие застойных зон.

 

Для предотвращения зарастания акваторий, следует свести к минимуму содержание N и Р при сбросе их в водоем.

Для этого крайне важно подобрать оптимальную для каждого конкретного случая ТС очистной установки. Оборудование для снижения выше перечисленных элементов подбирается с учетом типа и расхода стоков, а также присутствия в них загрязняющих составляющих. Наибольшее влияние на «цветения» озера оказывает Р-РО4. Методы выделения фосфорного элемента из сточных сливов рассмотрим далее.

Методы выделения фосфорного элемента из сточных сливов

Поступление Р-РО4 в водные объекты с загрязненными хозяйственно-бытовыми и производственными сливами связано:

— с использованием в настоящее время больших количеств разнообразных моющих средств, которые, как правило, изготавливаются на фосфорной основе; — с фекалиями людей и животных; — с работой промышленных производств, таких, например, как мясокомбинаты.

Фосфор попадает в природные акватории как в однородной смеси с водой, так и в нерастворенной формах, в виде органических и неорганических составляющих. Р-РО4 в труднорастворимом содержании в биореакциях в аэрационных блоках не участвует.

Взвешенные частицы его удаляются из очищаемых сбросов с помощью механических способов, например, отстаиванием. Результативность составляет 8-10%.

Осаждение также можно сочетать с обработкой сливов реагентами, а, именно, сернокислым алюминием или железосодержащим препаратом.

При этом эффект удаления от Р- элементов повышается до 60-70%. В диапазоне рН- среды от 4,5 до 8,0 предпочтительней использование АL-коагулянтов. Спектр работы Fe-содержащих веществ находится в более широких пределах 4-6, 8,5- 10,5. Если не соблюдать выше перечисленные рекомендации, в очищенной СВ будет наблюдаться увеличенное остаточное присутствие металлов.

Принцип химической обработки Р состоит в образовании нерастворимых фосфатно-реагентных комплексов, выпадающих в осадок, а также благодаря сорбции нерастворимых соед-ий Р хлопьями гидроокисей.

При вводе в очищаемые сбросы AL2(SO4)3 или Fe2(SO4)3 щелочность понижается, т.к., согласно химреакции, при этом выделяется кислота, которая нейтрализуется щелочностью самой жидкости, в результате чего рН падает.

Поэтому, зачастую, стоит применять коррекцию кислотности, путем введения небольших величин щелочных препаратов, например, кальцинированной соды.

Доза коагулянта зависит от места, куда он дозируется и от требований, предъявляемых к его концентрации в очищенных массах.

Введение алюмо- или железосодержащего коагулянта возможно в различные точки ТС:- перед первичным отстаиванием 150 мг/л, — непосредственно в аэротенки 80-90, — перед вторичным отстойником 20-25.

При биологическом способе фосфаты потребляются микроорганизмами на прирост своих клеток. Наибольшая часть малорастворимого Р сорбируется хлопьями активной биофлоры.

Таким образом, растворенные и взвешенные фосфорные соединения выводятся из биосистемы с избыточным биоценозом бактерий. Но м/о в обычных условиях потребляют ф/группы исходя из соотношения С:Р = 100:1, что недостаточно для потребления всех форм Р, содержащихся в сточной воде. Эффект снижения составляет ориентировочно 30- 50%.

Для полноты выделения соединений из стоков необходимо создание особенного режима работы ОС. Он основан на длительном пребывании микроорганизмов биомассы в анаэробных условиях с последующей обработкой в оксидных.

Механизм заключается в следующем: В аэротенке развиваются специальные фосфат-аккумулирующие бактерии, накапливающие в своих клетках орто- и полифосфаты. Благодаря этим накоплениям выделяется энергия, способствующая потреблению в анаэробных средах легкоокисляемой органики, которая и вытесняет в водную субстанцию, содержащийся в клетках Р.

Чем больше его выделяется в Н2O в бескислородной ступени, тем больше поглощается в оксидной. Результативность при этом повышается до 80- 90%.

При технологической разработке, с улучшенным биоудалением Р, важное значение имеет отсутствие РК и нитратных групп в потоке загрязненных масс и возвратном иле. Т.к. N-NO3 содержат в своем составе химически связанный О2, который будет приводить к окислению органического субстрата, столь нужного для нормального протекания дефосфотации.

Для снижения концентрации N-NO3, следует поток рециркулирующей микрофлоры направить в отдельную емкость, так называемую, аноксидную. Более подробно функцию этой емкости рассмотрим позже.

Негативная сторона заключается в его обратном выделении при механическом обезвоживании осадка.

При длительном гравитационном уплотнении шлама в специальных сооружениях происходит распад клеток и, как следствие, выделение Р.

Технолог, разрабатывающий ТС, должен принимать меры по снижению времени пребывания осадка в илоуплотнителях и ВО, по рекомендации нормативных документов — не более трех часов, предусматривать на этапе мехобезвоживания ввод реагентов для связывания фосфатов в нерастворимые формы.

Поэтому при использовании биодефосфотации на заключительном этапе применяют 2 отделения отстойников с тонкослойными модулями: 1 – для освобождения водицы от ила (зона отстаивания); 2 — для отделения от осадка, образующегося при введении в него небольшой дозы препарата (зона доочистки).

Ступень отстаивания характеризуется тем, что ил, образующийся в оксидной секции биореактора, направляется в начало ТС, т.е. в аноксидную, во-первых, для освобождения от N-NO3, во-вторых —  для поддержания оптимальной дозы биоценоза в системе. На этой ступени лучше не предусматривать реагентное добавление, т.к.

снижение рН-среды и выделение Ме может отрицательно повлиять на ход биореакций.

При превышении образования биофлоры над оптимальным его количеством, избыток его отводится на мех.обезвоживание. Перед установкой биомасса подвергается обработке флокулянтом, на образующихся хлопьях происходит адсорбция фосфора.

Зона доочистки целенаправленно устанавливается для изъятия остаточных взвешенных форм, в т.ч. и Р. Водная часть при этом смешивается с коагулянтом и флокулянтом.

Осадок с помощью насосного или эрлифтного оборудования отводится на установку обезвоживания.

При поступлении разбавленных сбросов с нехваткой органосубстрата, в схему задействуются первичные отстойники — сбраживатели образующегося осадка. Метод является эффективным с технологической точки зрения. Он позволяет помимо насыщения сливов органикой, восстанавливать седиментационные, флокулообразующие свойства активного сообщества микроорганизмов при их нарушении.

Сущность ацидофикации заключается в длительном пребывании осадка при отсутствии O2 воздуха, что способствует разложению углеродной составляющей органики и жиров до низкомолекулярных легкоусваиваемых кислот и спиртов. Важными факторами для сбраживания являются температура (не менее 15 0С) и рН диапазон- 6,2-7,6.

Пополнение запасов ОВ в стоках может быть организовано путем применения добавки, к, примеру, уксусной кислоты. Но при ее использовании нужно осуществлять автоматизацию контроля достаточности для процесса и дозирования. Кроме того, уксусная кислота обладает токсичными свойствами, важно ее разбавление до безопасной концентрации.

Для работы с ней желательно иметь отдельное помещение с хорошей кратностью воздухообмена.

Ниже изображены иллюстрации «Анаэробные условия выделение Р в воду» и «Аэробные условия – активное поглощение Р клетками ФАО»

При использовании традиционных МО, без создания оптимальных условий для протекания БД, остаточное присутствие фосфатных соединений, на заключительной стадии после биодеструкции компонентов, необходимо удалять на специальных фильтровальных сооружениях. Для этих целей хорошо себя зарекомендовали скорые фильтры с зернистой загрузкой. При введении флокулянта перед ВО в комплексе с песчанно-гравийными фильтрами с восходящим потоком обеспечивается изъятие Р до 95%.

Методы удаления соединений азота из сточных вод

Азотные соединения поступают в сточные сливы: — вместе с продуктами жизнедеятельности людей; — в результате работы предприятий пищевой промышленности (мясокомбинатов, молокозаводов); — в связи с работой химических комбинатов (по производству карбамидов).

В СВ N представлен в минеральной и органической формах.

Органический азот входит в состав таких компонентов как белки, аминокислоты, пептиды и т.п. Неорганические соединения N — это растворенный аммиак, соединения аммония, нитриты, нитраты.

При нейтральной или кислой среде N преобладает в виде аммония, в щелочной – в аммиачной. Коагулирование и отстаивание практически неэффективно в отношении NН4.

Для удаления из стоков N-NH4 наиболее эффективно применяется — нитрификация, протекающая в аэрационном биореакторе, которую осуществляют микроорганизмы- нитрификаторы.

N-NH4 под действием кислорода воздуха в таком сооружении окисляется до нитритов, а затем до N-NO3.

Процесс окисления N-NН4 протекает в специальных сооружениях – аэротенках, параллельно с распадом ОС.

При приеме высококонцентрированных стоков, скорость окисления N-NН4 замедляется. Рассмотрим эту ситуацию по-подробнее. В активном иле развиваются различные виды бактерий, из которых можно выделить 2 основные группы: гетеротрофные и автотрофные.

Первая характеризуется высокой способностью к размножению и интенсивному потреблению РК. Вторая – наоборот, слабым увеличением численности общей массы. ОВ окисляются гетеротрофными микроорганизмами, а аммоний – авторофными.

Когда присутствует много водорастворимой органики, практически весь кислород используется 1 видом м/о для ее окисления. И для автотрофов создаются неблагоприятные условия.

При подборе необходимой секции аэрации, достаточной для обоих процессов, технологом должны быть проведены специальные расчеты на определение скоростей БО как для органических веществ, так и для солей аммония. А затем полученные данные сравниваются, объем считается по наиболее продолжительному процессу.

Нитрифицирующую биомассу можно сохранить в системе только если тщательно контролировать их величину. Контроль может осуществляться не только практическим образом, при эксплуатации ОС, но и теоретически, путем проведения расчетов по возрасту биоценоза. Согласно нормативной документации, он должен составлять не менее 8 суток.

При наладке ОС выгрузку избыточного ила из секций вторичного отстаивания не рекомендуется осуществлять слишком часто. Иначе медленно растущие нитрификаторы просто перестанут образовываться. А также это плохо сказывается на седиментационных свойствах ила, потому как в биосистеме будет присутствовать только «молодой».

А «старый» же, который отвечает за нормальное осаждение, — в очень малых количествах.

Это может привести к увеличению проскока взвесей в ОЖ. При повышенных нагрузках БПК на беззольное вещество биомассы, аммонийный азот снижается не более, чем на 35%.

Поэтому еще одним путем интенсификации нитрификации является применение технологической загрузки в аэрационных сооружениях, которая способствует развитию прикрепленной микрофлоры ила.

При увеличении дозы м/о, соответственно, увеличивается доля в них нитрификаторов и скорость повышается. Кроме того, выделение биогенных форм характеризуется достаточно высоким временем пребывания стоков в биореакторах.

Применение же загрузки повышает эффективность очистки без расширения объемов. Сочетание взвешенной и иммобилизованной позволяет: увеличить возраст активной биомассы; проводить в одном блоке как биодеструкцию, так и Н/Д и БД; минимизировать «вспухание».

Также на скорость нитри-ии оказывает влияние:

  1. Доля растворенного О2 в иловой смеси. Оптимальное его присутствие 3,5 мг/л. Воздух необходим для реализации нескольких функций – перемешивания иловой смеси и дыхания.
  2. Тем-ра для удовлетворительной Н находится в пределах от 10 до 35 0С. При Т свыше 35 0С белок коагулируется, что ведет к прекращению обмена веществ и клетки отмирают.

Для очистки хоз-бытовых и производственных сливов от N предусматривается специальное сооружение – денитрификатор, в котором нитратные группы переходят в газообразное состояние.

Для этого необходимо наличие достаточного количества ОС. Для сокращения расхода, зачастую, целесообразно обеспечить перевод трудноокисляемой части в биодоступные формы органики путем АО.

Продукты метаболизма деструкции являются питательной средой для нитроденитрифицирующих бактерий, что позволяет снизить дозировку субстрата.

В биореакторах-денитрификаторах создаются особые аноксидные условия, которые заключаются в следующем:

  • Минимальное содержание РК ориентировочно 0,15-0,3 мг/л.
  • Наличие химически связанного. Для нормального функционирования АБ в таких сооружениях д/б установлены погружные мешалки. Оптимальный диапазон рН- среды лежит в пределах 7,5-8,0. Для успешной организации анаэробно- оксидных ступеней нужно строгое разграничение этих зон, например, путем устройства перегородок в аэротенке. Для образования микрофлоры, развивающейся в конкретных условиях, лучше всего разделять их между собой путем установки для каждой из них своего отстойника.

Существуют различные варианты очистки стоков от N. Подробнее рассмотрим двухступенчатые, с расположением денитрификатора в начале и в конце ТС. В первом варианте предусматривается рецикл иловой смеси после аэробной ступени. В этом случае эффективность ограничена количеством N-NO3, поступающих с возвратным потоком.

https://www.youtube.com/watch?v=l6bU8oCIFBI

Усовершенствовать технологию возможно благодаря введению дополнительного нитратного рецикла. Это обеспечивает необходимое удаление из системы N до жестких норм сброса в водоем.

Технология предусмотрена для приема среднеконцентрированных стоков по орган-ому субстрату. Вариант с постденитрификацией позволяет совершать обработку высококонцентрированных по углеродным соединениям и с низким количеством аммоний-иона вод.

В аэрационном отсеке окисляется только часть ОВ, а оставшаяся задействована на восстановления N-NO3 до газообразного азота. В результате чего добавка внешнего препарата исключается.

Кроме того, достоинством является отсутствие НР (сокращение электрозатрат, удобство в эксплуатации).

ООО «НПО «Агростройсервис»
23.04.2018

Источник: https://acs-nnov.ru/ochistka-stochnih-vod-ot-azota-i-fosfora.html

Механизмы удаления органических веществ, азота и фосфора в сооружениях биоплато

Глубокое удаление азота и фосфора Сущность метода

В системах очистки сточных вод типа биоплато протекают сложные реакции и механизмы, которые удаляют загрязнения из стоков.

В таких системах протекают биологические процессы (как аэробные, так и анаэробные), которые дополняются фильтрацией, осаждением, трансформацией биогенных элементов, адсорбцией и др. Для удаления каждой их групп загрязнителей существует свой механизм очистки.

Четкое определение необходимого метода очищения значительно упрощает оптимизацию технологических параметров при проектировке и строительстве биоплато.

Механизм удаления органических веществ в биоплато

На всей поверхности загрузки и на корневых системах растений образовывается биопленка. В этой пленке и происходит рост и развитие микроорганизмов. Из-за особенностей строения биоплато, в нем образовываются многочисленные анаэробные и аэробные зоны.

Те вещества, которые способны раствориться в воде, удаляются во время адсорбции, поглощения и жизнедеятельности микроорганизмов. Если концентрация загрязнений в сточных водах относительно низкая, то эффективность ощичения вод по БПК находится на уровне 85-95%, по ХПК – выше 80%.

БПК на выходе имеет значение 10мг/л.
Работа системы может снижать свою эффективность в условиях низких температур. Так, например, в Архангельске снижение качества очистки может достигать 50%.

При соблюдении всех технологических особенностей и поддержания оптимальных условий работы в биоплато большинство органических загрязнений полностью минерализируются.

Механизмы удаления азота в сооружениях биоплато

В биоплато азот попадает в постоянный круговорот «воздух – вода – растения – почва». Некоторая его часть удаляется из сооружения благодаря тому, что водные растения потребляют его как необходимый биогенный элемент. Таким способом из сточных вод выводится около 8-16% азота.

Вполне очевидно, что такой результат не является окончательным, и сточным водам необходимо проходить дополнительные фазы обработки. Оставшаяся в стоках часть азота удаляется в результате минерализации азотосодержащих органических веществ с помощью нитрифицирующих и денитрифицирующих микроорганизмов.

Нитрификация проводится под влиянием аэробных нитробактерий и азотобактерий. Ионы аммония при этом окисляются до нитритов, а после и до нитратов. Некоторые ученые считают, что образование нитритов – ограничивающая стадия нитрификации, а сам процесс окисления нитритов протекает очень быстро.

При проведении экспериментов, было установлено, что на начальной стадии количество нитритов в биоплато резко возрастает, а затем так же резко снижается.

Денитрифицирующие бактерии способствуют процессу восстановления, результатом которого является образование N2, который из системы попадает во внешнюю среду. В традиционных технологиях биологической очистки стоков процессы денитрификации замедлены, а при применении биоплато азот эффективнее удаляется из стоков.

Ограничивающим процессом является стадия нитрификации. При условии высокой концентрации органических вещество по БПК и ХПК кислород расходуется на окисление этих веществ. Поэтому довольно часто процесс нитрификации охватывает не весь фронт работ. Поэтому для достижения наилучшего эффекта проводят дополнительную аэрацию.

При низких показателях БПК процесс денитрификации протекает с большей интенсивностью.

Механизмы удаления фосфора в биоплато

Удаляется фосфор с биоплато благодаря сочетанию физико-химических и биологических процессов и реакций. Некоторая часть фосфора, содержащегося в сточных водах, поглощается и преобразуется растениями. После чего совместно с удалением растений удаляется из системы и фосфор.

Но таким способом можно удалить только лишь незначительную часть фосфора, остаток же скапливается в почве. Усилить интенсивность процесса можно при помощи изменения окислительно-восстановительного потенциала в биоплато. Основным способом снижения содержания фосфора в сточных водах является осаждение.

По результатам проведенных испытаний, основная часть фосфора (до 87%) удаляется из системы посредством осаждения и адсорбции. Фосфорсодержащие элементы в нейтральной и кислой среде легко абсорбируются с алюминием и железом, а в щелочной среде – с кальцием.

В большинстве случаев ортофосфатные ионы адсорбируются на поверхности алюминия и железа благодаря процессам комплексообразования.

В биоплато вертикального типа около 23% фосфора удаляется за счет адсорбции, 55% приходится на долю осаждения и ассимиляции, около 20 % удаляется благодаря фильтрации, и всего лишь 1-3% поглощается растениями.

Эти данные доказывают, что большая часть фосфора накапливается на поверхности почвы биоплато, в то же время данный процесс имеет обратимый характер, то есть со временем начинается процесс десорбции.

Предположительно максимальный объем поглощения составляет 1г на 1 квадратный метр площади грунта.

Оформление заказа Категории

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

Выбор системы очистки сточных вод

До недавнего времени самыми популярными устройствами канализации коттеджей и загородных домов считались выгребная яма и биотуалеты, в лучшем случае, дачные септики, являющиеся сооружениями для механической очистки стоков.

В свою очередь выбор систем очистки сточных вод зависит от ряда факторов: объёма сбрасываемых стоков, структуры грунта, площади участка, уровня грунтовых вод, особенностей рельефа местности, режима проживания и пожеланий пользователя. 

Источник: https://www.promstok.com/articles/ochistnye-sooruzheniya/mekhanizmy_udaleniya_organicheskikh_veshchestv_azota_i_fosfora_v_sooruzheniyakh_bioplato/

ovdmitjb

Add comment