Аэротенк принцип работы кратко

Обновлено: 02.07.2024

Процесс очищения сточных вод включает в себя несколько этапов. Одним из важнейших является биологический этап, так как именно на нем происходит очистка стоков от всевозможных органических элементов. Для этого в системах очистки устанавливаются аэротенки.

Что такое аэротенк, принцип работы

Внешне устройство представляет собой резервуар, через который проходят стоки. Одновременно происходит перемешивание их с биомассой – активным илом. Резервуар может иметь как однокамерную, так и многокамерную конструкцию, прямоугольное сечение, а также оснащение аэратором различных моделей. Это могут быть механические аэрационные устройства, а также пневматические.

Аэротенк является одним из самых совершенных устройств, способных качественно проводить биохимическую очистку воды.

Сточные воды в резервуаре постоянно перемешиваются с илом, при этом в емкость нагнетается кислород. Это обеспечивает аэрацию смеси, поддержание активного ила во взвешенном состоянии, а также жизнедеятельность микроорганизмов-минерализаторов. Именно они собирают на своей поверхности всю органику сточных вод, а затем окисляют ее.

Схема работы устройства максимально проста:

сточные воды сначала поступают в один отсек – это первичный отстойник;
после этого идет перекачка их в основной резервуар, где стоки начинают перемешиваться с активным илом;
тут же на них начинают оказывать активное влияние микроорганизмы, расщепляя органические вещества;
на следующем этапе стоки перетекают в следующий отстойник, а ил перемещается обратно в емкость аэротенка;
во втором отстойнике сточные воды окончательно проходят процесс очистки, затем выводятся наружу.

Основные элементы устройства

Современные аэротенки могут иметь различные конструкции, хотя принцип работы в них одинаков. Различия могут быть в числе камер, так как при применении многокамерного аэротенка предусмотрено наличие специальных емкостей-отстойников для сбора ила. Такие модели являются более совершенными, в них осуществляется качественная очистка сточных вод.

Основными частями конструкции являются:

отстойники (первичный, вторичный);
аэрационная установка;
основной резервуар аэротенка.

Как уже понятно из перечисленного, эти устройства являются энергозависимыми.

Виды аэротенков

Существуют различные модели аэротенков, которые отличаются спецификой технологических схем очищения.

В качестве критериев могут быть выбраны:

гидродинамический режим;
режим ввода стоков;
число ступеней очистки агрегата;
объем нагрузки на активный ил;
технология регенерирования ила.

Так, по гидродинамическому режиму аэротенки могут быть смесителями (ввод и вывод стоков осуществляется одновременно), вытеснителями (наличие входа и выхода сточных вод), а также работать по технологиям рассредоточенного вливания воды и неравномерного рассредоточения стоков. Также существуют аэротенки высокой и низкой нагрузки, одно- и многоступенчатые и прочие.

Одними из самых эффективных устройств являются агрегаты со специальными регенераторами. В основу их работы положен принцип поэтапной биохимической очистки сточных вод, когда адсорбция различных органических элементов идет быстрее, чем процесс их окисления. Исходя из того этапы адсорбции и минерализации идут в одном отсеке, а завершение стадии очистки и обратное возвращение ила в состояние начальной активности – в другом.

От чего зависит эффективность аэротенка?

Одним из важнейших условий функционирования устройства является наличие активного ила. Это биомасса, которая включает в себя загрязняющие вещества сточных вод и различные микроорганизмы.Качество ила определяется при помощи специального илового индекса.

Качество и жизнеспособность этой биомассы зависит от:

кислотности среды;
объема поступающих токсических веществ;
температурного режима;
концентрации кислорода;
объема нормальной питательной среды.

Аэротенк будет эффективно работать, только если соблюдается соотношение между количеством ила в емкости и степенью загрязненности сточных вод, а также при постоянной аэрации.

Процесс жизнедеятельности микроорганизмов отличается быстрым размножением, поэтому при нормальных условиях количество активной биомассы не сокращается, а наоборот, увеличивается. Поэтому по сути аэротенк в ходе эксплуатации только наращивает свою мощность.

Что это такое?

Аэротенк – это современная система биохимической очистки сточных вод. Подобная система используется в местах, где невозможно подключение к общей канализации. Чаще всего аэротенк представляет собой круглый либо прямоугольный резервуар с установленным в нем особым фильтром. Для очищения загрязненной воды применяют активный ил, насыщенный живыми микроорганизмами.

Попадая в аноксидную зону аэротенка, активный ил насыщается кислородом и в несколько раз ускоряет процесс расслоения загрязнений. Это также способствует увеличению жизнедеятельности организмов, которые и очищают воду.

Масса активного ила, находящегося в жидкости, напрямую влияет на окислительную мощность очищения.

Аэротенк на сегодняшний день является самой эффективной системой очистки сточных вод. Эффективность ее работы зависит от многих показателей и оценивается по ним же.

Температура воды и окружающей среды. Живая биомасса может развиваться только в теплой воде и в условиях умеренного климата.
Процентное соотношение массы ила и сточных вод.
Активность насыщения воды кислородом.
Общий процент кислотности сточных масс.
Продолжительность взаимодействия активного ила с водой. Быстрое прохождение воды по системе очистки сильно снижает эффективность работы аэротенка.
Общее количество химических и токсичных веществ в сточной воде. Сильные загрязнения при малой пропускной способности не получится удалить сразу.
Объем воды и скорость ее поступления в систему. Для поддержания эффективности работы очистительной системы необходимо четко соблюдать предписания, касающиеся скорости и количества поступления загрязненных вод в систему. Медленное поступление воды в малом количестве служит основной причиной ухудшения очистки. Быстрое поступление больших объемов затрудняет процесс отделения активного ила от воды, приводя к заметному ухудшению качества жидкости.

При полной остановке поступления воды и ее взаимодействия с активным илом или при опустошении основного резервуара живые микроорганизмы, насыщающие ил, умирают.

Устройство и принцип работы

Главным принципом работы аэротенка является очищение сточных вод с помощью микроорганизмов, населяющих активный ил. Основной массой активного ила являются бактерии, водоросли, простейшие микроорганизмы. Состав ила зависит от температурных факторов окружающей среды и насыщенности сточных вод химическими и токсичными элементами.

Загрязненная вода проходит окислительные процессы в кислородосодержащей среде. Для этого конструкцией предусмотрены аэраторы. Аэраторы работают по принципу взбалтывания и обогащения жидкости кислородом. Аэраторы бывают нескольких типов.

Механические. В таких устройствах подача воздуха осуществляется при помощи дискового аэратора.
Пневматические. В такие аэраторы подача кислорода производится под определенным давлением.
Пневмомеханические. Схема работы таких устройств предполагает смешанный тип подачи кислорода.

В процессе насыщения основной камеры аэротенка загрязненными водами происходит их смешивание с активным илом. Затем смешанный ил разделяется на мелкие составляющие воздействующим на него кислородом. Полная очистка жидкости происходит не сразу, выделяют несколько этапов:

загрязненная жидкость наполняет первый отстойник;
после его прохождения и оседания тяжелых частиц вода попадает в камеру, насыщенную активным илом с микроорганизмами;
затем жидкость проходит дополнительную очистку в резервуаре с активным илом, представляющим собой хлопья, перенасыщенные кислородом;
очищенная сточная вода покидает систему.

Аэротенки способны поддерживать полный процесс очищения только при равномерной подаче сточной жидкости. Залповые сбросы воды и большое количество живой органики в системе могут снизить эффективность очистки. Улучшить работу всей системы можно лишь при помощи регенератора. При использовании этого аэрационного оборудования весь объем жидкости может очищаться в течение 6–12 часов, находясь на этапе повторного отстаивания.

После данного шага жидкость может перенаправляться по системам для дальнейшей очистки или дезинфекции.

Двойная очистка используется для очищения промышленной сточной жидкости. В этом процессе часто применяется регенераторная система. Такая работа проходит в 2 этапа в следующем порядке:

сточная вода поступает в первичный аэротенк;
заием жидкость перенаправляется в отстойник;
жидкость направляется во вторичный аэротенк с возвратом активного ила;
очищенная вода после второго аэротенка поступает в отстойник;
чистая вода покидает очистительную систему, при этом происходит возврат активного ила во второй аэротенк.

Каждый аэротенк системы двойной очистки заполняется живой биомассой, необходимой именно для конкретной степени очистки.

Описание видов

Классификация очистительных аэротенков включает в себя несколько категорий. В них учитываются степень загруженности активным илом, режим движения стоковой массы и конструкционная особенность самой системы. По степени загруженности активным илом системы очистки делятся на следующие типы:

системы низкозагруженного типа с суточной нормой от 65 до 150 мг в грамме ила;
среднезагруженный тип – от 150 до 500 мг;
высокозагруженный тип – от 500 и более мг.

Такое разделение по типу загрузки стало необходимо при расчете объема резервуара и количества живой биомассы. Большая нагрузка на активные иловые массы приводит к ухудшению производительности живой органики. Низкая концентрация ила приводит к смерти микроорганизмов по причине голодания. По конструкционным особенностям аэротенк может быть следующего типа:

однокоридорный;
двухкоридорный;
трехкоридорный;
четырехкоридорный.

От количества коридоров зависит уровень очистки. Сейчас системы одного коридора не изготавливаются. По режиму стокового движения аэротенки могут быть вытеснителями, смесителями, конструкциями равномерного и неравномерного рассредоточения сточных вод. Аэротенки смесительного типа применяются для очистки промышленных загрязнений. В их системе нагруженность активным илом всегда постоянная независимо от концентрации токсичных и ядовитых веществ в стоках.

Хозяйственно-бытовые стоки очищаются при помощи вытеснителей. Для вытеснителей характерно медленное движение воды из зон первичной и вторичной очистки. Такая технология позволяет уменьшить смешивание очищаемой воды с вновь поступающей. Увеличение нагрузки и необходимость подачи большего количества кислорода требуют включение в систему регенератора. Стабильное поступление и очищение может проходить без применения регенератора.

Системы равномерного сосредоточения являются промежуточным звеном между смесительным и вытеснительным типами аэротенков. Подобные системы используются, если стоковые воды являются смесью бытовых и промышленных отходов с малой степенью ядовитых веществ. Таким системам свойственна равномерная нагрузка на иловую массу с подачей в систему живой биомассы только на начальном процессе очищения.

Системы неравномерной подачи стоковой жидкости являются более эффективными, чем смесители и вытеснители. В таких системах вода подается толчками и неравномерно. При этом иловая масса имеет одинаковую концентрацию во время прохождения всех уровней очистки.

Нюансы выбора

Степень очистки может зависеть не только от количества стоков, но и от месторасположения системы, а также от количества пользователей. Приобретая аэротенк для дачного участка или малого предприятия, при выборе следует учитывать ряд факторов.

Совместимо ли устройство (по техническим требованиям) с почвой на предполагаемом месте установки.
Необходимо учесть количество жителей или предполагаемый объем сточных отходов в сутки. Этот пункт прямо влияет на производительность устройства.
Нужно выяснить, сколько электроэнергии потребляет устройство.
Учесть тип загрязнения, которое предполагается сбрасывать в систему.
Учесть габариты устройства и место его предполагаемой установки.

Особенности установки и запуска

Система очистки сточных вод представляет сложную конструкцию. Ее установку лучше доверить квалифицированному специалисту. Эксплуатация устройства во многом зависит от места установки и конструкционных особенностей. Учитывая это, перед самостоятельной установкой аэротенка необходимо внимательно изучить сопутствующую инструкцию к устройству. Установка и запуск аэротенка проходят в несколько этапов.

Выбирается площадка под рытье котлована. При этом учитывается совместимость устройства с почвой на месте установки.
Производится рытье котлована с учетом габаритных размеров самого устройства. Яма должна быть на 20 см шире с каждой стороны. Свободное пространство необходимо для прокладки утеплителя.
Глубина ямы также должна быть на 20–30 см больше. На дно насыпается подушка из песка для равномерной установки устройства, исключающая перекосы.
Аэротенк опускается в котлован.
Производится соединение всех труб, электрических кабелей. В конце монтажа устройство обкладывается утеплителем.
Производится засыпание аэротенка грунтом. По мере засыпания устройство должно заполняться водой. Лучше, если уровень воды в процессе засыпания будет выше на 20–30 см. Этот процесс не позволит деформироваться стенкам устройства от давления грунта.
К верхнему уровню аэротенка подводятся трубы сброса воды, и производится их монтаж.
Проверяются все соединения, стыки и подключенные электрические кабели.
Устройство полностью засыпается грунтом.

После монтажа и полного заполнения водой необходимо провести тестовый пуск системы. В ходе работы нужно проверить устройство и коммуникации на герметичность. Проверяется автоматизация работы всей системы под нагрузкой или без нее. После проверки и удовлетворительной работы в ходе первого запуска система очистки сточных вод полностью готова к использованию и запускается для работы в постоянном режиме.

Аэротенк нельзя просто установить и полностью положиться на его работу. Система требует обслуживания в определенные периоды. Эти периоды указываются в технической документации.

Выбрав место под установку системы очистки, нужно организовать беспрепятственный подъезд ассенизаторской техники.

Аэротенк сконструирован в виде резервуара, в котором перетекают сточные воды, совмещенные с активным иловым осадком. В аэротенке протекает биохимический очистной процесс стоков — Аэрация. В станцию осуществляется подача кислорода, при помощи пневмоаэраторов, либо механических аэраторов — представляя из себя аэрационную систему. Воздух подающийся под давлением размешивает стоки с активным иловым осадком и насыщает эту смесь нечистот кислородом. Эта Аэрация требуется для активной жизнедеятельности специальных бактерий ускоряя процесс их разложения.

Аэротенк (Аэрация): биохимическое окисление стоков

Таким образом бактерии участвующие в разложении перерабатывают стоки гораздо быстрее. Перенасыщенность стоков активным илом и постоянное снабжение воздухом. Создают стремительное биохимическое окисление загрязненных веществ. Аэротенк — на данный момент, одни из особо совершенных устройств для фильтрации стоков биохимическим способом.

Устройство аэротенка

Активный ил и очистка стоков

— биоценоз зоогенных скоплений (колоний) бактерий, дождевых червей и простейших организмов. Активный ил участвуют в очистке сточных вод. Применяется в биологической очистке сточных вод. Данный метод был изобретён в Великобритании в 1913 году. Биологическая очистка сточных вод осуществляется с целью удаления из них органических веществ. А так же соединений азота и фосфора.

Метод биологической очистки основан на способности некоторых видов микроорганизмов в определённых условиях использовать загрязняющие вещества в качестве своего питания. Множество микроорганизмов, составляющих активный ил биологического очистного сооружения, находясь в сточной жидкости. Активный ил поглощает загрязняющие вещества внутрь клетки, где они под воздействием ферментов подвергаются биохимическим превращениям.

два направления

Биологическое окисление в присутствии кислорода до безвредных продуктов углекислого газа и воды:
Органическое вещество + О₂ (в присутствии ферментов) ⇒ СО₂ + Н₂О + Q Выделяющаяся при этом энергия используется клеткой для обеспечения своей жизнедеятельности (движение, дыхание, размножение и т. п.).
Синтез новой клетки (размножение):
Органическое вещество + N + P + Q (в присутствии ферментов) ⇒ НОВАЯ КЛЕТКАИнтенсивность и глубина протекания процессов зависит от качественного состава активного ила, разнообразия форм и видов микроорганизмов, способности их адаптации (приспособления) к конкретному составу загрязняющих веществ сточной жидкости и условий проведения процесса.

Хорошую работу аэротенков определяют несколько факторов:

Температура (в аэротенке она всегда выше 5°C). Это один из важнейших факторов, которые оказывают влияние на жизнеспособность и правильное развитие активного илового осадка, а также качество биоочистки — это ;
Присутствие в нужных пределах питательных веществ;
Наполнение растворяемого в иловой смеси кислорода;
Значение pH и наличие токсинов.

А также, правильное функционирование аэротенков в изрядной степени зависит от условий технологической эксплуатации, где основной показатель имеют:

Аэротенк: Кислородный режим

Аэрация о чистка стоков

Аэрацией называется процесс, при котором воздух тесно контактирует с водой (жидкостью). Она осуществляется распылением воды (жидкости) в воздухе или пропусканием пузырьков воздуха через воду, то есть путём непосредственного контакта воды и воздуха/кислорода. Аэрация может использоваться при насыщении воды кислородом для окисления таких веществ как железо, а также способствовать удалению из воды растворённых газов, таких как двуокись углерода или сероводород. Это является основой процесса очистки стоков в биологических очистных сооружениях (аэротенках, аэрофильтрах, биофильтрах).

Загрязнённые бытовые, хозяйственные и промышленные сточные воды подвергают очистке перед сбросом в природные водоёмы. На первом этапе производят механическую очистку от мусора с помощью решёток и сеток. Затем жидкая фракция направляется в отстойники, где происходит отделение твёрдых органических отходов, составляющих 35% загрязнений. Стоки с растворённой органикой направляются в аэротенки – резервуары с прямоугольным горизонтальным сечением, заполненные активным илом, где происходит дальнейшая биохимическая очистка воды.

Виды и принцип работы аэротенков

Поступающие в аэротенк сточные воды перемешиваются с активным илом с помощью пузырьков воздуха, подаваемого через аэрационную систему, состоящую из аэраторов разного типа. При этом происходит насыщение смеси кислородом, который необходим для жизнедеятельности популяции микроорганизмов, составляющих биомассу активного ила. Они поглощают до 85% растворённой органики. Биомасса в резервуаре увеличивается за счёт их питания и размножения. С помощью постоянного перемешивания создается равномерная концентрация кислорода по объёму резервуара. С его помощью бактерии превращают отходы в углекислый газ и воду.

На выходе из аэротенка вода, содержащая минимальное количество растворённой органики, вместе с осадком, который образуется в процессе жизнедеятельности микроорганизмов и бактерий, проходит через систему отстойников. Осадок из вторичных отстойников направляется в перегниватель, а затем восполняет количество активного ила. После конечного отстойника чистая вода сбрасывается в водоём.

Технологическая схема с осветлителем – перегнивателем с естественной аэрацией — эффективнее задерживает загрязнения и выдерживает пиковые нагрузки, чем применение обычных вертикальных отстойников.

Принцип действия механических аэраторов заключается в захватывании воздуха с поверхности при перемешивании жидкости, пневматических – в подаче воздуха от компрессора. Комбинированные аэраторы позволяют с помощью механических устройств дробить воздушные потоки в воде.

Основные факторы, влияющие на систему очистки:
температурный режим;

непрерывность поступления исходной воды;
степень насыщения кислородом;
отравляющие вещества;
уровень кислотности среды.

Для устранения аммонийного азота из промышленных или хозяйственных стоков применяют процесс нитрификации с помощью афтотрофных бактерий, которые питаются неорганическим углеродом. В результате в воде образуются нитриты и нитраты, которые удаляются с помощью бактерий – денитрификаторов, гетеротрофных бактерий разлагающих вредные соединения до свободного азота и использующих для своей жизнедеятельности связанный кислород.

В зависимости от способа подачи сточных вод и активного ила, и отвода очищенной воды различают несколько видов аэротенков.

Аэротенки-смесители

Предназначены для очистки производственных стоков, имеющих высокую концентрацию загрязнения — до 1000 мг/л. Позволяют производить очистку при неравномерном поступлении стоков и изменении их состава, принцип работы аэротенков для очистки сточных вод заключается в подаче воды и ила через отверстия по всей длине ёмкости. Очищенная вода равномерно отводится. При этом достигается лучшее перемешивание ила с исходной водой, при котором ускоряется биохимическая очистка.

Аэротенки-вытеснители

Используются для очистки городских и хозяйственно-бытовых промышленных стоков. С одного конца аэротенка подается активный ил и загрязнённая вода, которые по мере своего продвижения перемешиваются под действием аэраторов и направляются к выходу из резервуара. Скорость реакции расщепления органической массы снижается по мере продвижения, так как количество органики уменьшается. На выходе очищенная вода поступает в отстойники, а иловая смесь выводятся через выходное отверстие для дальнейшего использования.

Главный недостаток в снижении качества очистки при резком изменении содержания органики и токсичных веществ. При равномерном поступлении стоков использование аэротенков вытеснителей предпочтительнее в силу небольших объёмов и простоты конструкции. Они подразделяются на секционированные и коридорные.

Первые применяются в аэротенках длиной свыше 60 м. Через равные промежутки коридоры разделены перегородками, чтобы предотвратить изменение направления перемещения исходной воды.

Коридорными называются аэротенки-вытеснители при соотношении ширины резервуара к его длине 1:50. Если ширина составит 6 м, то длина соответственно 300 м, при ширине 9 м, длина не менее 450 м. Для компактности делают двухкоридорные аэротенки, если резервуар занимает более половины объёма очистных сооружений. Применение трёхкоридорных конструкций позволяет работать без регенерации ила.

Аэротенк вытеснитель с регенератором

Для более интенсивного процесса окисления органики применяют аэротенки вытеснители со встроенными регенераторами, где дозировка активного ила увеличивается в два-три раза, что позволяет увеличить качество очистки.

Аэротенк в септике

Владельцы частных строений для эффективной очистки сточных вод делают активный септик. Он требует большого объёма, отличается простой конструкцией и высокой очисткой бытовых стоков – до 99%. Продуктивность аэробных микроорганизмов выше, чем анаэробных бактерий, присутствующих в выгребных ямах. Чтобы увеличить численность аэробов, к септику подключают систему аэрации и устанавливают компрессор.

Качество осветления сточных вод в аэротенках должно соответствовать СНИП 2.04.03-85.

Установка и запуск системы очистки

Для монтажа системы сточных вод рекомендуется приглашать специалистов сторонних организаций или фирмы-производителя, так как проект имеет конструктивные особенности.

Начинается установка с рытья котлована под аэротенк. Для создания подушки на дно насыпается слой песка высотой до 20 см. После этого устанавливают резервуар. Одновременно происходит заполнение ёмкости водой и засыпка резервуара, причём уровень воды должен быть на 15 см выше уровня земли для предотвращения деформации резервуара под давлением насыпного грунта.

На следующем этапе прокладываются коммуникации, устанавливается компрессор и подключается к системе аэрации. Всё сооружение засыпается землёй. После проверки работы всех систем и контрольного пуска аэротенк вводится в эксплуатацию.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества установки:

высокое качество очищения стоков с большой скоростью;
компактность в сочетании с простотой конструкции;
полная загрузка оборудования;
не нужно утеплять объект, так как окислительно-восстановительные реакции идут с выделением большого количества тепла;
нет неприятного запаха.

высокая стоимость;
затраты электроэнергии на систему аэрации;
необходимость в эксплуатационном персонале для обслуживания.

Для нормального функционирования аэротенков необходима непрерывная подача сточных вод с растворёнными органическими веществами для питания микроорганизмов. С остановкой системы при отсутствии кислорода начинаются процессы гниения, аэробные микроорганизмы погибают.

При снижении подачи воздуха, возможно образование залежей. Минимальная концентрация кислорода для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов должна быть выше 0,2 мг/куб.дм, для эффективной биохимической очистки – 0,5 мг/куб.дм.

Для увеличения интенсивности перемешивания на стенках аэротенка устанавливаются побудительные сопла, создающие турбулентную циркуляцию потоков. Они увеличивают скорость подъема мелких пузырьков и сокращают время взаимодействия стоков и активного ила. Аэротенки с настенной системой аэрации работают эффективнее моделей с аэрационной установкой на дне резервуара.

Читайте также: