Этапы очистки промышленных сточных вод от А до Я

Использование воды в промышленных, коммерческих и бытовых целях добавляет в наши водоемы нежелательные загрязняющие вещества, которые изменяют физические и химические свойства воды, делая ее непригодной для использования и опасной с точки зрения окружающей среды. Таким образом, сточные воды должны пройти ряд процессов очистки для улучшения качества воды, тем самым доведя ее до стандартов окружающей среды, здоровья и безопасности.

Очистка сточных вод обычно происходит в три этапа: первичный, вторичный и третичный. Существует ряд физических, химических и биологических параметров, таких как цвет, запах, мутность, pH, ХПК, БПК, содержание азота, TDS и содержание патогенов, которые определяют возможность повторного использования и очистки сточных вод. Каждый этап очистки обеспечивает приближение параметров сточных вод к выполнению.

1. Первичная очистка сточных вод

Первоначальная очистка промышленных стоков происходит во время первичной очистки, при которой взвешенные твердые частицы, такие как пластик, дерево, жир и т. д., удаляются физически. Любые виды коллоидных материалов, присутствующих в воде, подвергаются химической очистке с использованием флокулянтов и коагулянтов, которые флокулируют вместе с загрязняющим коллоидным материалом и заставляют его оседать на дно очистного резервуара. Именно на этом этапе рН сточных вод нейтрализуется с помощью кислоты или щелочи перед тем, как сточные воды направляются на вторичную очистку сточных вод. Это необходимый шаг для стимулирования микробного роста на стадии вторичной очистки сточных вод. Микробы предпочитают среду с близким к нейтральному pH для питания, процветания и размножения.

2. Вторичная очистка сточных вод

За первичной очисткой сточных вод следует вторичная очистка сточных вод, которая является сердцевиной процесса очистки сточных вод. Вторичная очистка также известна как процесс биологической очистки, при котором первично очищенные сточные воды дополнительно обрабатываются с использованием биологических агентов, вызывающих окисление углерода и удаление других питательных веществ. Вторичная очистка сточных вод осуществляется с использованием биологических агентов, таких как ферменты или микроорганизмы.

A. Вторичная очистка сточных вод с помощью ферментов

Ферменты — это неживые биологические белковые молекулы, катализирующие биохимическую реакцию. В процессах вторичной очистки сточных вод, опосредованных ферментами, ферменты обрабатывают воду посредством реакции фермент-субстрат, где фермент присоединяется к участку субстрата и вызывает его разложение. Недостатком является то, что использование ферментов становится дорогостоящим делом, учитывая постоянные потребности в больших объемах. Из-за субстратной специфичности ферментов дополнительные органические загрязнители не могут быть расщеплены. Они также остаются очень чувствительными к любым колебаниям окружающей среды, которые могут легко вывести их из строя и, следовательно, потребовать замены. Они также нуждаются в специальной инфраструктуре для использования в очистном сооружении.

B. Вторичная очистка сточных вод с участием микробов

Микробная деградация сточных вод является наиболее универсальным, эффективным и простым методом вторичной очистки сточных вод . Микробная очистка сточных вод может легко разрушить большинство органических загрязнителей, обычно содержащихся в сточных водах. Микробы используют эти органические загрязнители в качестве источника пищи, расщепляя токсичные высокомолекулярные органические соединения на воду, углекислый газ, биомассу и другие более мелкие и нетоксичные побочные продукты. Способность микробов выживать, адаптироваться, размножаться и неспецифически разлагать любые органические загрязнители делает их наиболее рентабельным и эффективным решением для вторичной очистки сточных вод. Целесообразно использовать микробный продукт, состоящий из консорциума высокоустойчивых и научно отобранных микробов, способных воздействовать на широкий спектр простых, а также стойких органических соединений для достижения лучших результатов при вторичной очистке сточных вод.

2.1. Режимы вторичной очистки сточных вод

Процесс вторичной очистки можно в основном разделить на аэробную и анаэробную очистку в зависимости от того, требуется ли микробам в системе очистки присутствие кислорода для выживания и обработки воды, поступающей в систему.

2.1. Аэробное лечение:

При аэробной очистке микробное разложение сточных вод происходит в присутствии воздуха/кислорода, которые механически подаются аэраторами. Энергозатраты на непрерывную работу аэраторов и контроль параметров вторичного резервуара делают его более дорогостоящим, чем анаэробную очистку. Но быстрое и эффективное разложение загрязняющих веществ в аэробных условиях дает преимущество перед анаэробной очисткой. Более быстрое разложение загрязняющих веществ обеспечивает меньшее время удерживания сточных вод, что, в свою очередь, снижает потребность в больших земельных площадях. Аэробная технология используется различными технологиями, такими как:

Очистка активного ила – это наиболее часто используемая технология вторичной очистки сточных вод. В этом процессе микроорганизмы и твердые частицы взвешиваются в резервуаре с помощью больших аэраторов и мешалок. Микробы взаимодействуют с органическими загрязнителями и разлагают их. Твердые вещества и микробы собираются вместе, образуя хлопья в виде взвешенных твердых частиц в смешанном растворе (MLSS). После достижения желаемой степени очистки сточных вод смешанный раствор выгружается во вторичный отстойник, где шлам оседает на дно, а надосадочная жидкость подвергается дополнительной доочистке. Часть осадка возвращается на установку вторичной очистки и служит исходным материалом для дальнейшей очистки поступающих сточных вод. Микробы в этом иле уже предварительно акклиматизированы к органической нагрузке в воде, что делает процесс разложения более быстрым и эффективным.

Биопленочные реакторы с подвижным слоем (MBBR) : MBBR также являются типом процесса с активным илом, но микробы прикрепляются к поверхности полиэтиленового носителя в виде биопленки. Эти инертные носители могут легко перемещаться внутри аэротенка, обеспечивая легкий доступ для взаимодействия микробов и отходов благодаря большей площади поверхности. Их движение способствует более высокой скорости деградации.

Последовательные реакторы периодического действия (SBR) : Он работает на заполнение и вытягивание системы активного ила через определенные промежутки времени в процессе очистки. После обработки прекращают аэрацию и перемешивание и допускают осаждение ила. Обработанный супернатант затем отбирают из выпускного отверстия. В этом процессе вторичной очистки сточных вод выравнивание, аэрация и осветление могут быть достигнуты в одной системе.

Мембранные биореакторы: комбинация биологической очистки сточных вод, такой как активный ил, с мембранными процессами, такими как микрофильтрация (МФ) или ультрафильтрация (УФ), может быть достигнута с помощью мембранных биореакторов. Блок фильтрации размещается внутри биологического реактора, и сточные воды вытягиваются через блок фильтрации, поддерживая микробную биомассу внутри реактора.

2.1.2. Анаэробная очистка-

Микробная очистка сточных вод в отсутствие воздуха/кислорода известна как анаэробная очистка. Эти разложения осуществляются анаэробными микроорганизмами. Это экономичный метод вторичной очистки сточных вод, поскольку он не требует больших энергозатрат. Хотя затраты энергии на такие системы, как мешалки и мониторинг данных в режиме реального времени, минимальны, потребность в пространстве для обработки больших объемов сточных вод с более длительным временем удерживания намного выше по сравнению с их аэробными аналогами. К технологиям, используемым при анаэробной очистке, относятся:

Анаэробные лагуны : искусственные земляные бассейны, такие как пруды, которые обеспечивают анаэробные условия для очистки сточных вод, называются анаэробными лагунами. Сточные воды хранятся в лагунах и дополняются потенциальными анаэробными микробами для разложения загрязняющих веществ. Эта технология требует более длительного времени удерживания по сравнению с любой другой анаэробной системой.

Реакторы с анаэробным слоем ила (ASB): В этом процессе входящий поток проходит через слой хлопьев или гранулированного ила в анаэробных условиях. Поток сточных вод может быть нисходящим или восходящим. Реактор с анаэробным слоем ила (UASB) с восходящим потоком является наиболее часто используемой технологией ASB.

Реакторы с анаэробными фильтрами. В этом процессе сточные воды проходят через анаэробные фильтры, на поверхности которых остаются биопленки. Фильтр содержит инертный носитель, который может быть синтетического или природного происхождения. Фильтры могут работать как с восходящим, так и с нисходящим потоком.

Удаление азота путем нитрификации и денитрификации: этот метод вторичной очистки сточных вод использует комбинацию аэробной очистки с последующей анаэробной очисткой для удаления питательных веществ, таких как азот. Азот обычно присутствует в воде в виде аммиака при щелочном рН, иона аммония при кислом рН и аммиачного азота при нейтральном рН. Процесс удаления азота представляет собой двухэтапный процесс, называемый нитрификацией и денитрификацией.

Третичная очистка сточных вод

Третичная очистка сточных вод — это процесс окончательной очистки, в котором используется комбинация физических и химических процессов для удаления из сточных вод вредных микробных патогенов и высших форм жизни. Это может включать физический метод разделения, такой как фильтрация с последующей дополнительной физической/химической дезинфицирующей обработкой. Кроме того, могут быть использованы и другие методы. Иногда из-за нехватки ресурсов эта часть лечения полностью пропускается. Тем более важно, чтобы вторичная очистка сточных вод была максимально эффективной.

Organica Biotech — компания, занимающаяся экологической биотехнологией, которая уже более двадцати лет является пионером в области очистки сточных вод. Organica Biotech помогла промышленным предприятиям по всему спектру улучшить свои процессы очистки сточных вод, предоставив передовые решения для вторичной очистки, которые специально разработаны для оптимизации очистки сточных вод по доступной цене. Organica Biotech предлагает множество решений для очистки сточных вод, которые подходят для различных типов сточных вод, а также для процессов очистки промышленных сточных вод. Посетите наш веб-сайт https://organicabiotech.com/wastewater-treatment/, чтобы узнать о нас больше.