Содержание
- 2. Микробиологические методы очистки воды Микробиологические методы очистки воды Нитрификация и денитрификация Нитрификация — процесс окисления кислородом
- 3. Микробиологические методы очистки воды Нитрификация и денитрификация Продукты нитрификации — NO3- и NO2- - в дальнейшем
- 4. Микробиологические методы очистки воды Компоновка зон с различной аэробностью в аэротенках и биореакторах Процессы микробиологической очистки
- 5. Микробиологические методы очистки воды Оптимальные условия проведения процессов нитрификации и денитрификации Нитрификация, являющаяся наиболее длительным процессом,
- 6. Микробиологические методы очистки воды Оптимальные условия проведения процессов нитрификации и денитрификации Факультативные анаэробы, обеспечивающие денитрификацию, при
- 7. Микробиологические методы очистки воды Оптимальные условия проведения процессов дефосфатизации Извлечение растворимых соединений фосфора из очищаемых сточных
- 8. Микробиологические методы очистки воды Преферментация и условия ее осуществления Компенсировать недостаток легкоокисляемых органических веществ для бактерий
- 9. Микробиологические методы очистки воды Преферментация и условия ее осуществления Преферментация или начинается с гидролизиса, в результате
- 10. Микробиологические методы очистки воды Оптимальные соотношения ЛЖК и фосфора в сточных водах Биологическим процессам денитрификации и
- 11. Микробиологические методы очистки воды Влияющие на эффективность преферментации факторы Эффективность преферментации в первичных отстойниках зависит от
- 12. Микробиологические методы очистки воды Рекомендации для внедрения процесса преферментации Факторы, угнетающие процессы преферментации в первичных отстойниках-ацидофикаторах,—это
- 13. Микробиологические методы очистки воды Рекомендации для внедрения процесса преферментации Насыщение сточных вод растворенным кислородом на стадии
- 14. Микробиологические методы очистки воды Рекомендации для внедрения процесса преферментации Ацидофикаторы чрезвычайно чувствительны к температуре как сточных
- 15. Микробиологические методы очистки воды Рекомендации для внедрения процесса преферментации Ацидофикаторы функционируют в определенном диапазоне pH. Они
- 16. Микробиологические методы очистки воды Аноксидная/Оксидная технология Анокисидно/оксидная схема биологической очистки сточных вод в аэротенках от азота.
- 17. Микробиологические методы очистки воды Технология Кейптаунского университета Система очистки имеет два циркуляционных контура. Возвратный активный ил
- 18. Микробиологические методы очистки воды Модернизированный UCT- процесс В модернизованном варианте технологии Кейптаунского университета , имеется два
- 19. Микробиологические методы очистки воды Йоханессбургский процесс Сточные воды подаются в аноксидную и анаэробную зоны. ЦАИ из
- 20. Микробиологические методы очистки воды Процессы очистки сточных вод с использованием ацидофикации осадка Ацидофикация осадка представляет собой
- 21. Микробиологические методы очистки воды Схема обработки сточных вод на канализационных сооружениях Dokhaven в Голландии с использованием
- 22. Микробиологические методы очистки воды Технология SBR Интересным решением обеспечения оптимальных окислительно-восстановительных условий процессов нитрификации, денитрификации и
- 23. Микробиологические методы очистки воды Опыт внедрения UCT-технологии на канализационных очистных сооружениях г. Сестрорецка Оказалось, что по
- 24. Микробиологические методы очистки воды Опыт внедрения UCT-технологии на канализационных очистных сооружениях г. Сестрорецка
- 25. Микробиологические методы очистки воды Опыт внедрения UCT-технологии на канализационных очистных сооружениях г. Сестрорецка Было проведено измерение
- 26. Микробиологические методы очистки воды Технология мембранного биореактора (MБР) Высокой эффективностью очистки сточных вод от соединений азота
- 27. Микробиологические методы очистки воды Технология периодического биореактора (SBR) Принцип работы биореактора SBR SBR - Sequence Batch
- 28. Микробиологические методы очистки воды Технология периодического биореактора (SBR) Приблизительно половину биореактора занимает активный ил с концентрацией
- 29. Микробиологические методы очистки воды Технология периодического биореактора (SBR) 2 фаза. Аэрация. (Рис 3 и фото 1)
- 30. Микробиологические методы очистки воды Технология периодического биореактора (SBR) 3 фаза. Отстаивание (Рис 4) Перемешивание и аэрация
- 32. Скачать презентацию
Микробиологические методы очистки воды
Микробиологические методы очистки воды
Нитрификация и денитрификация
Нитрификация — процесс окисления
Микробиологические методы очистки воды
Микробиологические методы очистки воды
Нитрификация и денитрификация
Нитрификация — процесс окисления
Для процесса нитрификации оптимальная величина рН составляет 7—9; возможна нитрификация и при рН —6—7.
Азот в форме аммиака и соединений аммония, получающийся в процессах биогенной азотфиксации, быстро окисляется до нитратов и нитритов. Этот процесс носит название нитрификации, он осуществляется нитрифицирующими бактериями. Однако нет такой бактерии, которая бы прямо превращала аммиак в нитрат. В его окислении всегда участвуют две группы бактерий: одни окисляют аммиак, образуя нитрит, а другие окисляют нитрит в нитрат. Наиболее известные виды нитрифицирующих бактерий — это Nitrosomonas и Nitrobacter. Nitrosomonas окисляет аммиак:
NH3 + 1½ O2 = (NO2-) + 2H+ + H2O
Nitrobacter окисляют нитрит:
(NO2-) + ½ O2 = NO3-
Бактерии, окисляющие аммиак, поставляют субстрат для бактерий, окисляющих нитрит. Поскольку высокие концентрации аммиака оказывают на Nitrobacter токсическое действие, Nitrosomonas, используя аммиак и образуя кислоту, тем самым улучшает и условия существования для Nitrobacter.
Нитрификаторы — грамотрицательные бактерии, принадлежащие к семейству Nitrobacteracea. Им не нужны восстановленные соединения углерода для нормального роста и размножения, они способны восстанавливать CO2 до органических соединений, используя для этого энергию окисления минеральных соединений азота- аммиака и нитритов. То есть нитрификаторы - бактерии, которые способны питаться исключительно неорганическими соединениями и осуществляют процесс хемосинтеза, синтеза органических соединений из минеральных. Хемосинтез - путь усвоения живыми существами неорганического углерода, альтернативный фотосинтезу. Растения используют нитраты для образования разных органических веществ. Животные потребляют с пищей растительные белки, аминокислоты и др. азотсодержащие вещества. Таким образом, растения делают органический азот доступным для других организмов-консументов.
Все живые организмы поставляют азот в окружающую среду. С одной стороны, все они выделяют в ходе жизнедеятельности продукты азотистого обмена: аммиак, мочевину и мочевую кислоту. Последние два соединения разлагаются в почве с образованием аммиака (который при растворении в воде даёт ионы аммония).
Микробиологические методы очистки воды
Нитрификация и денитрификация
Продукты нитрификации — NO3- и NO2-
Микробиологические методы очистки воды
Нитрификация и денитрификация
Продукты нитрификации — NO3- и NO2-
10 [ H ] + 2 H+ +2NO3- = N2 + 6 H2O
В отсутствие кислорода нитрат служит конечным акцептором водорода. Способность получать энергию путем использования нитрата как конечного акцептора водорода с образованием молекулы азота широко распространена у бактерий. Временные потери азота на ограниченных участках почвы, несомненно, связаны с деятельностью денитрифицирующих бактерий. Таким образом, круговорот азота невозможен без участия почвенной микрофлоры.
Денитрификация — процесс восстановления нитритов и нитратов до свободного азота, который выделяется в атмосферу. Процесс может быть реализован при наличии в воде определенного количества органического субстрата, окисляемого сапрофитными микроорганизмами до СО2 и Н2О за счет кислорода азотсодержащих соединений. При денитрификации обеспечивается очистка сточных вод одновременно от биологически окисляемых органических соединений и от соединений азота (NO2- и NO3-). Наиболее эффективно процесс денитрификации протекает при рН=7—7, 5; при рН ниже 6 или выше 9 процесс затормаживается.
В качестве органического субстрата в процессе денитрификации могут быть использованы любые биологически окисляемые органические соединения (углеводы, спирты, органические кислоты, продукты распада белков и т. д.). Источником углеродного питания при очистке сточных вод методом денитрификации могут быть сточные воды, прошедшие очистку в первичных отстойниках, а также органические производственные стоки, предпочтительно не содержащие азота.
Необходимое соотношение величины БПК в сточных водах к нитратному азоту примерно равно 4:1. Для процессов нитрификации и денитрификации могут быть использованы традиционные сооружения биологической очистки: аэротенки и биофильтры.
Микробиологические методы очистки воды
Компоновка зон с различной аэробностью в аэротенках и
Микробиологические методы очистки воды
Компоновка зон с различной аэробностью в аэротенках и
Процессы микробиологической очистки сточных вод могут быть эффективными только при правильном подборе времени прохождения воды через зоны, где размещаются разные типы бактерий. Различают 3 основных типа зон аэротенков и биореакторов:
Аноксидная зона – содержание кислорода не более 0,6-0,8 мг/дм3,
Аэробная зона - содержание кислорода не менее 2,0 мг/дм3, минимальная температура для полной нитрификации – 12 оС,
Анаэробная зона – полное отсутствие кислорода.
Эффективность процессов нитрификации и денитрификации зависит от правильного размещения аэробных, аноксидных и анаэробных зон в аэротенках и биореакторах.
Эффективность биологической очистки зависит также от следующих факторов:
эффективное извлечение отбросов, песка, взвешенных веществ и промышленных токсикантов из сточных вод на сооружениях механической очистки для создания благоприятных условий функционирования и прироста анаэробного ила;
техническое обеспечение процессов очистки в зонах с разной аэробностью, выбор оптимальных режимов очистки с учетом индивидуального состава сточных вод;
количество и объемы циркулирующих потоков, а также достаточные объемы анокситенков и анаэротенков для их размещения;
оптимальный (достаточный, но не избыточный) возраст активного ила, как аэробного, так и анаэробного;
необходимое содержание органических веществ в очищаемых сточных водах, или предусмотренный способ компенсации их дефицита;
равномерное распределение дополнительной биогенной нагрузки от сооружений обработки осадка и пр. Любой фактор может стать определяющей причиной ухудшения качества очистки.
Микробиологические методы очистки воды
Оптимальные условия проведения процессов нитрификации и денитрификации
Нитрификация, являющаяся
Микробиологические методы очистки воды
Оптимальные условия проведения процессов нитрификации и денитрификации
Нитрификация, являющаяся
Условием эффективной денитрификации в аноксидной зоне является отсутствие растворенного кислорода (в объеме иловой смеси или внутри хлопков ила) и обильное снабжение ила ЛОВ в количестве 8-15 г БПК5 на 1 г денитрифицированного азота. Наиболее экономичным способом является предшествующая денитрификация, базирующаяся на запасе органических веществ в сточных водах.
Микробиологические методы очистки воды
Оптимальные условия проведения процессов нитрификации и денитрификации
Факультативные анаэробы,
Микробиологические методы очистки воды
Оптимальные условия проведения процессов нитрификации и денитрификации
Факультативные анаэробы,
Микробиологические методы очистки воды
Оптимальные условия проведения процессов дефосфатизации
Извлечение растворимых соединений фосфора
Микробиологические методы очистки воды
Оптимальные условия проведения процессов дефосфатизации
Извлечение растворимых соединений фосфора
Высока чувствительность к присутствию кислорода и уровню ОВП микроорганизмов, ответственных за процесс дефосфотизации:
Ключевым положением технологии дефосфатизации является периодическое выдерживание (экспозиция) организмов ила в условиях зон с разной аэробностью. В результате циклического пребывания ила в переходных условиях (от анаэробных к аэробным) происходит селекция организмов, способных переходить от одного типа метаболизма к другому. Содержание растворенного кислорода в сточных водах разных зон является важнейшим фактором роста. Наилучшими свойствами существования в средах с разной аэробностью обладают нитчатые микроорганизмы, поэтому включение в процесс очистки дополнительной полноценной анаэробной зоны способствует развитию нитчатых организмов в активном иле. Эксплуатация вторичных отстойников в этих условиях усложняется тем, что их объемы предусматриваются в проектах несколько большими, чем в обычном процессе биологической очистки, с учетом высокой вероятности развития вспухания ила. Поэтому все усилия, направленные на накопление фосфора в клетках активного ила, могут быть сведены на нет, — просто неправильной эксплуатацией вторичных отстойников, в которых бактерии отдадут накопленный фосфор в очищенную воду в результате превышения допустимого времени пребывания.
Микробиологические методы очистки воды
Преферментация и условия ее осуществления
Компенсировать недостаток легкоокисляемых органических
Микробиологические методы очистки воды
Преферментация и условия ее осуществления
Компенсировать недостаток легкоокисляемых органических
Самый простой способ подкормить активный ил и, тем самым, улучшить его свойства и качество очистки, - извлечь питательные вещества из сырого осадка методом его преферментации.
«Преферментация (ацидофикация) – специально организованный процесс образования растворимого, биологически легко доступного органического вещества (летучих жирных кислот) путем анаэробной обработки в первичных резервуарах взвешенного или осажденного органического вещества, содержащегося в муниципальных и промышленных сточных водах, с целью использования полученных ЛЖК для повышения эффективности удаления биогенных элементов».
Анаэробная ферментация сложных органических соединений на сооружениях биологической очистки проходит четыре последовательных стадии (гидролизиса, ацидогенеза, ацетатогенеза и метаногенеза), две первые стадии, с некоторой долей условности, отнесены к процессу преферментации. Разделение стадий ферментации на сооружениях биологической очистки условно, поскольку все они тесно взаимосвязаны и конечные продукты каждой из них могут одновременно присутствовать в сточных водах. Преферментацией принято называть процесс образования в анаэробных условиях короткоцепочечных ЛЖК из комплекса сложных органических соединений, находящихся в сточных водах. Вырабатываются ЛЖК, главным образом, анаэробными бактериями, которые доминируют в составе анаэробного ила.
Микробиологические методы очистки воды
Преферментация и условия ее осуществления
Преферментация или начинается с
Микробиологические методы очистки воды
Преферментация и условия ее осуществления
Преферментация или начинается с
Продукты ацидофикации играют важную, многофункциональную роль в биологической очистке, которую трудно переоценить. Основные процессы, непосредственно зависимые от наличия достаточного количества ЛЖК в очищаемых водах, это:
удовлетворительное продуцирование флокулообразующими бактериями биополимерного геля, который определяет седиментационные и защитные свойства активного ила к воздействию токсикантов, а также играет доминирующую роль в накоплении биомассы флокулообразующих (наиболее биохимически активных) микроорганизмов, обеспечении сорбции загрязняющих веществ и их трансформации внутрь микробных клеток;
эффективное протекание процессов денитрификации и дефосфотации в аноксидных и анаэробных зонах за счет снижения окислительного потенциала в сточных водах и накопления в клетках бактерий фосфатов;
удовлетворительная нитрификация в аэробной зоне за счет снижения потерь нитрификаторов и повышения возраста ила.
Микробиологические методы очистки воды
Оптимальные соотношения ЛЖК и фосфора в сточных водах
Биологическим
Микробиологические методы очистки воды
Оптимальные соотношения ЛЖК и фосфора в сточных водах
Биологическим
Также оценивается благоприятность сточных вод для процесса хлопьеобразования. Чем больше значение ЛЖК в осветленных водах, тем более благоприятны эти сточные воды для процесса хлопьеобразования.
Микробиологические методы очистки воды
Влияющие на эффективность преферментации факторы
Эффективность преферментации в первичных
Микробиологические методы очистки воды
Влияющие на эффективность преферментации факторы
Эффективность преферментации в первичных
Продукты преферментации появляются в осветленных сточных водах на первые, вторые или третьи сутки от начала процесса преферментации сырого осадка, и их содержание резко сокращается после максимального накопления ЛЖК, что происходит на 5–8 сутки. Эти сроки изменяются индивидуально на разных очистных сооружениях и зависят от состава сточных вод и их температуры.
Увеличение времени пребывания сырого осадка сверх экспериментально установленного приводит к его уплотнению и повышению концентрации сырого осадка. Наблюдалось максимально допустимое накопление до 100 г/дм3. При такой концентрации сырого осадка в горизонтальных и радиальных отстойниках, если они работают в проектных гидравлических нагрузках, не наблюдается избыточного выноса взвешенных веществ. Это связано с тем, что результатом преферментации является извлечение органических веществ из сырого осадка и перевод их в растворимые формы. При этом существенно изменяются свойства осадка. Уменьшается влажность, улучшается его уплотнение, увеличивается зольность (ее повышение составляет не менее 10–20% от первоначальной) и она возрастает до 45%. Степень повышения зольности зависит от:
- эффективности работы отстойников до использования их под ацидофикаторы,
- содержания органических веществ в сыром осадке,
- от результативности процесса преферментации (выбранного режима и его технического обеспечения). В процессе преферментации объем сырого осадка уменьшается в 1,5–6 раз.
Микробиологические методы очистки воды
Рекомендации для внедрения процесса преферментации
Факторы, угнетающие процессы преферментации
Микробиологические методы очистки воды
Рекомендации для внедрения процесса преферментации
Факторы, угнетающие процессы преферментации
Короткое время пребывания циркулирующего сырого осадка в первичных отстойниках-ацидофикаторах, способствует слабой интенсивности выхода ЛЖК из осадка, а избыточное время пребывания в первичных отстойниках-ацидофикаторах приводит к завершению ацидофикации осадка, повышению pH более 6,3 и началу процесса метаногенеза. Это сопровождается повышением интенсивности образования токсичных для активного ила и ацидофикаторов продуктов: метана, сульфитов, сульфидов, углекислого газа, аммонийного азота (последний не токсичен для ацидофикаторов, но подавляет денитрифицирующих бактерий, что потребует более тщательного выбора зон подачи сточных вод, содержащих продукты ацидофикации). Оптимальное время пребывания сырого осадка в первичных отстойниках–ацидофикаторах определяется экспериментально с построением графика извлечения легкоокисляемой органики из сырого осадка. График уточняется по результатам аналитических определений каждые 2–3 месяца. На его изменение влияют сезоны года (дождливый период, температура очищаемых сточных вод), изменения состава очищаемых сточных вод.
Дефицит органического субстрата, пригодного для образования ЛЖК, в очищаемых сточных водах приводит к низкой эффективности ацидофикации. Для предотвращения извлечения органических веществ из сточных вод на отбросах, в приемных камерах и преаэраторах, необходимо обеспечить прессование отбросов и направление сточных вод после прессования в каналы перед первичными отстойниками.
Микробиологические методы очистки воды
Рекомендации для внедрения процесса преферментации
Насыщение сточных вод растворенным
Микробиологические методы очистки воды
Рекомендации для внедрения процесса преферментации
Насыщение сточных вод растворенным
Для циркуляции сырого осадка не следует использовать насосы, насыщающие сточные воды кислородом. Подача циркулирующего осадка осуществляется в каналы перед первичными отстойниками на максимально достижимой глубине. Накрыть первичные отстойники щитами также полезно, но не все их конструкции позволяют это сделать, щиты также могут усложнять эксплуатацию первичных отстойников.
Микробиологические методы очистки воды
Рекомендации для внедрения процесса преферментации
Ацидофикаторы чрезвычайно чувствительны к
Микробиологические методы очистки воды
Рекомендации для внедрения процесса преферментации
Ацидофикаторы чрезвычайно чувствительны к
Чем больше глубина отстойников, выделяемых под преферментацию, тем эффективнее идет процесс за счет улучшения анаэробных и температурных условий. По данным зарубежных исследований, минимальная допустимая глубина отстойников, которые можно использовать под ацидофикаторы,—2,4 метра, но это данные ученых США, страны с жарким климатом. В России можно рекомендовать использовать под ацидофикаторы первичные отстойники с минимальной глубиной не менее 3 метров.
Ингибиторами ацидофикации являются промышленные токсиканты и продукты метаногенеза. Все анаэробные организмы менее чувствительны к воздействию токсикантов, чем аэробные. Бактерии ацидофикаторы также менее чувствительны к ним, чем метаногены. Как правило, на городских сооружениях биологической очистки, при реализации технологии преферментации сырого осадка, не наблюдалась отрицательная реакция на воздействие токсикантов. Однако, для повышения интенсивности ацидофикации рекомендуется регулярно проводить инспекторскую работу с промышленными предприятиями, ограничивая сброс в системы канализации наиболее распространенных в сточных водах, токсичных тяжелых металлов. Повышение их опасности для анаэробных организмов установлено в ряду: Cu>Pb>Cd>Ni>Zn>Cr+6.
При циркуляции сырого осадка возрастает устойчивость у анаэробного ила к воздействию токсикантов за счет совершенствования адаптационных механизмов. Поэтому при повышенных концентрациях токсикантов в поступающих на очистку сточных водах, следует при отгрузке сырого осадка, прошедшего цикл ацидофикации, увеличивать долю не отгружаемого на утилизацию осадка. То есть оставлять в отстойнике не 20% осадка, а 25%–30% для использования его в следующем цикле ацидофикации.
Микробиологические методы очистки воды
Рекомендации для внедрения процесса преферментации
Ацидофикаторы функционируют в определенном
Микробиологические методы очистки воды
Рекомендации для внедрения процесса преферментации
Ацидофикаторы функционируют в определенном
При реализации на очистных сооружениях технологии биологического удаления соединений азота и фосфора, сточные воды после первичного отстойника-ацидофикатора следует подавать насосом в анаэробные и аноксидные зоны. Если в применяемой схеме очистки используется две аноксидных зоны, то подача продуктов ацидофикации осуществляется только в первую, чтобы исключить токсическое воздействие аммонийного азота (побочного продукта ацидофикации) на бактерий, осуществляющих процесс денитрификации во второй аноксидной зоне. Объемы необходимой подачи рассчитываются с учетом особенностей применяемого процесса, технологического регламента, изменяющегося состава очищаемых вод и условий эксплуатации очистных сооружений. В обычном процессе биологической очистки подача насосом осветленных сточных вод с продуктами ацидофикации, как правило, не применяется, они поступают в аэротенки в обычном режиме (в аэротенках вытеснителях только в первый коридор) и используются для улучшения флокуляционных свойств активного ила.
Микробиологические методы очистки воды
Аноксидная/Оксидная технология
Анокисидно/оксидная схема биологической очистки сточных вод в
Микробиологические методы очистки воды
Аноксидная/Оксидная технология
Анокисидно/оксидная схема биологической очистки сточных вод в
1 – исходные сточные воды; 2 – аноксидная зона; 3 – маневренная аноксидная – оксидная зона; 4 – оксидная зона; 5 – вторичный отстойник; 6 – очищенные сточные воды; 7 – циркулирующий активный ил; 8 – избыточный ил; 9 – рецикл нитратов из аэробной в аноксидную зону.
Процесс очистки активным илом в аэротенках АТ с нитрификацией- денитрификацией является широко применяемой схемой биологического удаления биогенных элементов. Технологическая схема аэротенков нитри-денитрификации представлена на рис. 1. Данный процесс основывается на предварительной денитрификации, когда восстановление нитратов происходит при потреблении органических загрязнений исходного стока. В зоне нитрификации аммонийный азот окисляется до нитратов при подаче кислорода в иловую смесь.
Нитрифицированный ил с высоким содержанием нитратов перекачивается из конца зоны нитрификации вместе с потоком возвратного ила из вторичных отстойников и поступает в начало зоны денитрификации. Недостатком технологической схемы является низкий эффект биологического удаления соединений фосфора.
Микробиологические методы очистки воды
Технология Кейптаунского университета
Система очистки имеет два циркуляционных контура.
Микробиологические методы очистки воды
Технология Кейптаунского университета
Система очистки имеет два циркуляционных контура.
Микробиологические методы очистки воды
Модернизированный UCT- процесс
В модернизованном варианте технологии Кейптаунского университета
Микробиологические методы очистки воды
Модернизированный UCT- процесс
В модернизованном варианте технологии Кейптаунского университета
Микробиологические методы очистки воды
Йоханессбургский процесс
Сточные воды подаются в аноксидную и анаэробную
Микробиологические методы очистки воды
Йоханессбургский процесс
Сточные воды подаются в аноксидную и анаэробную
Микробиологические методы очистки воды
Процессы очистки сточных вод с использованием ацидофикации осадка
Ацидофикация
Микробиологические методы очистки воды
Процессы очистки сточных вод с использованием ацидофикации осадка
Ацидофикация
Например, на канализационных сооружениях Dokhaven в Голландии внедрены процессы, основанные на введении дополнительных количеств ЛОВ на стадии денитрификации.
Процесс Sharon предусматривает увеличение подачи метанола после окисления аммонийного азота до нитрит-ионов. Такая мера предотвращает дальнейшее окисление нитрит-ионов до нитрат-ионов и обеспечивает восстановление нитрит-ионов до газообразного азота (рисунок). Процесс взаимодействия образующихся нитрит-ионов с ионами аммония представляет собой процесс Anammox. Процесс описывается следующей химической реакцией:
NH4+ + 1.32NO2- + 0,066HCO3- + 0.13H+ → 1.02N2 + 0.26NO3- + 0.066CH2O0.5N0.15 + 2.03H2O или упрощенно
NH4+ + NO2- → N2 + 2 H2O .
Микробиологические методы очистки воды
Схема обработки сточных вод на канализационных сооружениях Dokhaven
Микробиологические методы очистки воды
Схема обработки сточных вод на канализационных сооружениях Dokhaven
На тех же принципах строгого отсутствия кислорода в анаэробной зоне и обеспечения его наличия в аэробной зоне основан еще целый ряд технологий очистки бытовых сточных вод:
− Модифицированная 5-ступенчатая технология «Барденфо» (Bardenpho) (БАРнард –ДЕНитрификация-ФОосфор),
− Модифицированная технология JHB (Йоханнесбургская) или технология ISAH,
− Технология VIP (Virginia Initiative Process,)«Вирджинская инициатива»),
− Технология денитрификации с возвратным активным илом (RAS),
− Технология Вестбанк (впервые была внедрена в г. Вестбанк, Канада),
− Технология CNC (г. Шарлотта, Северная Каролина),
− Технология Пушкина (Kruger International Consult A/S),
− Технология BFCS (биохимическое удаление фосфора и азота).
Микробиологические методы очистки воды
Технология SBR
Интересным решением обеспечения оптимальных окислительно-восстановительных условий процессов
Микробиологические методы очистки воды
Технология SBR
Интересным решением обеспечения оптимальных окислительно-восстановительных условий процессов
Микробиологические методы очистки воды
Опыт внедрения UCT-технологии на канализационных очистных сооружениях г.
Микробиологические методы очистки воды
Опыт внедрения UCT-технологии на канализационных очистных сооружениях г.
Оказалось, что по ходу движения воды в анаэробной и аноксидной зонах восстановительный потенциал недостаточен для проведения процессов вытеснения фосфора и восстановления нитратов. При первом измерении ОВП было обнаружено полное отсутствие анаэробной зоны. Недостаток органического субстрата, в частности, органических кислот в загрязнениях сточных вод, привел к необходимости использования осадка первичных отстойников для производства дополнительного органического субстрата путем его преферментации. С этой целью один из отстойников работал в обычном режиме, осадок из него перекачивался на вход второго отстойника, на который подавалось 25-30% от общего расхода воды. Во втором отстойнике, в дальнейшем называемом преферментатором, происходило кислое брожение осадка под воздействием биомассы факультативных и частично аэробных (избыточный ил) микроорганизмов.
После использования одного из первичных отстойников в качестве преферментатора ОВП стал изменяться и достиг более низких значений в анаэробной зоне аэротенка.
Микробиологические методы очистки воды
Опыт внедрения UCT-технологии на канализационных очистных сооружениях г.
Микробиологические методы очистки воды
Опыт внедрения UCT-технологии на канализационных очистных сооружениях г.
Микробиологические методы очистки воды
Опыт внедрения UCT-технологии на канализационных очистных сооружениях г.
Микробиологические методы очистки воды
Опыт внедрения UCT-технологии на канализационных очистных сооружениях г.
Было проведено измерение ОВП осадка первичных отстойников при подаче на циркуляцию. Выполненные исследования показали, что создание условий для преферментации осадка позволило достичь значений показателя ОВП в аэротенке, соответствовавших теоретическому графику оптимального изменения ОВП по зонам биоблока UCT.
Микробиологические методы очистки воды
Технология мембранного биореактора (MБР)
Высокой эффективностью очистки сточных вод
Микробиологические методы очистки воды
Технология мембранного биореактора (MБР)
Высокой эффективностью очистки сточных вод
Ультрафильтрационные мембраны используются для разделения иловой смеси в качестве альтернативы вторичному отстойнику, в этом случае оказывается возможным увеличить концентрацию биомассы, ее возраст, снизить нагрузку на активный ил и т. д. Пермеат (фильтрат, очищенная сточная вода) отводится от мембран в накопительные емкости, дополнительно обрабатывается коагулянтом с целью снижения в ней концентрации фосфора, очищается на напорных фильтрах, обеззараживается УФ-облучением и отводится в водоем рыбохозяйственного назначения.
Конструкция реактора МБР предусматривает использования механических мешалок для перемешивания обрабатываемых вод и активного ила в зоне денитрификации и использование системы аэрации в зоне нитрификации. Воздух на аэраторы подается по гибким воздуховодам. Источником сжатого воздуха являются роторные лопастные компрессоры.
Микробиологические методы очистки воды
Технология периодического биореактора (SBR)
Принцип работы биореактора SBR
SBR - Sequence Batch Reactor
Микробиологические методы очистки воды
Технология периодического биореактора (SBR)
Принцип работы биореактора SBR
SBR - Sequence Batch Reactor
Работа биореактора состоит из последовательных фаз: наполнение, аэрация, отстаивание и декантация.
0 фаза. Биореатор готов к работе. (Рис 1)
Микробиологические методы очистки воды
Технология периодического биореактора (SBR)
Приблизительно половину биореактора занимает активный
Микробиологические методы очистки воды
Технология периодического биореактора (SBR)
Приблизительно половину биореактора занимает активный
1 фаза. Наполнение и перемешивание. (Рис 2)
Сточные воды поступают в SBR и перемешиваются с активным илом (при небольшой скорости турбины или мешалки) в анаэробных условиях. Эта фаза очень существенна для систем с большим содержанием органических загрязнений. В этой фазе производится контроль качества активного ила.
Скорость поступления сточной воды не имеет никакого значения, можно организовать подачу воды очень быстро из усреднителя, а может подаваться по мере поступления стоков на КНС. Процесс очистки начался с первой каплей сточной воды поступившей в биореактор.
Поступление сточных вод продолжается в условиях перемешивания и аэрации (при большой скорости турбины или одновременной работе мешалки и воздуходувки). Аэрация может быть прекращена (низкая скорость турбины и отключение воздуходувки). Чередование аэробных или анаэробных условий ведет к созданию процессов нитрификации и денитрификации. Изменение скорости производиться автоматически в зависимости от сигнала датчика кислорода.
Микробиологические методы очистки воды
Технология периодического биореактора (SBR)
2 фаза. Аэрация. (Рис 3
Микробиологические методы очистки воды
Технология периодического биореактора (SBR)
2 фаза. Аэрация. (Рис 3
Когда биореактор наполнился, подача воды прекращается. Вновь поступающая вода подаются или в следующий биореактор находящийся в «0 фазе» или в усреднитель- накопитель. Циклы перемешивание и аэрация продолжаются до полного прекращения потребления кислорода илом. Это означает что ил окислил все органические загрязнения поступившие в биореактор. Прерывистая работа турбоаэратора приводит к значительной экономии энергии.
Микробиологические методы очистки воды
Технология периодического биореактора (SBR)
3 фаза. Отстаивание (Рис 4)
Перемешивание
Микробиологические методы очистки воды
Технология периодического биореактора (SBR)
3 фаза. Отстаивание (Рис 4)
Перемешивание
4 фаза. Декантация. (Рис 4)
Перемешивание отсутствует. 40% объема SBR декантируется через специальную дренажную систему – декантор. Декантор забирает чистую воду из верхнего слоя отстоянной воды и водит её из биореактора.