Принцип очистки сточных вод в аэротенках

Типы по характеру работы

Существует разновидности отстойников. Они отличаются по характеру работы:

1. статические,
2. динамические.

Статические

Представляют собой стандартные железобетонные резервуары. Статический отстойник используется при периодическом поступлении воды и ее незначительном расходе.

Для очистки используются краны или сифонные трубки, которые находятся выше уровня примесей. Выгрузка осевших частиц осуществляется вручную или при помощи специальных спускных устройств.

Внимание. К преимуществам данного вида относится многофункциональность

Дополнительно может использоваться в качестве накопительного или буферного резервуара

Дополнительно может использоваться в качестве накопительного или буферного резервуара.

Динамические

Применяются для механического типа очистки воды. Используются при больших расходах сточной жидкости. Действие основано на постоянном движении воды в процессе очистки примесей.

Динамический отстойник в зависимости от направления воды делится на три вида:

• горизонтальный;
• вертикальный;
• радиальный.

На выбор типа отстойника влияют:

• условия местности;
• концентрация;
• качество нерастворенных примесей в воде;
• уровень стояния грунтовых вод.

Горизонтальные

Наиболее распространенный вид. Отличается прямоугольной формой резервуара. Разделяется на несколько отделений при помощи продольных перегородок.

Осевшие частицы в прямоугольном отстойнике удаляются при помощи поперечного лотка или специального скребка, которые устанавливаются на определенном уровне.

Если происходит коагуляционное очищение сточных вод, устройство оснащается камерами хлопьеобразования. Сооружение обладает высоким эффектом осветления. К минусам горизонтального вида относится: не дешевая цена на монтажные работы и наличие зон, где застаиваются осадки.

Вертикальные

По форме напоминают квадратный или цилиндрический резервуар с коническим дном. Движение воды осуществляется снизу вверх. Форма дна позволяет примесям легко опускаться на дно и при дальнейшей чистке легко удалять.

Эффективность такого отстойника ниже чем у горизонтального или радиального на 10—20%.

Преимущество сооружения — простота эксплуатации и устройства. К недостаткам относится большая глубина. Она повышает стоимость установки сооружения в местах, имеющих слабый грунт и высокое стояние грунтовых вод.

Радиальные

Отстойник данного типа – это резервуар круглой формы. Движение сточной воды происходит радиальным способом, от центральной части к периферии. Это позволяет увеличить скорость движения воды, которая изменяется от высокого показателя в центральной части до низкого в периферийной части.

Находящиеся на поверхности частицы удаляются подвесным устройством, находящемся на вращательной ферме. Частицы собираются в сборном лотке или приемном бункере.

Среди преимуществ радиальных отстойников — низкая удельная материалоемкость и легкость эксплуатации. Недостаток — высокая градиентная скорость по центру, что уменьшает коэффициент объемного использования.

Преимущества и недостатки

К преимуществам аэротенков можно отнести такие моменты:

1. Сооружение обеспечивает высокий уровень очищения загрязнённой жидкости.
2. Вся конструкция очень компактная, что позволяет выполнить установку даже на небольшом участке.
3. Поскольку в ходе жизнедеятельности аэробов не выделяются газы, от сооружения совершенно нет неприятного запаха.
4. Такую конструкцию не нужно утеплять на зиму, поскольку при переработке органических отходов выделяется большое количество энергии, что позволяет даже зимой поддерживать нужную температуру внутри конструкции.

Однако у таких изделий есть и свои недостатки:

1. Без электроэнергии не может быть обеспечен достаточный уровень очистки. Поскольку компрессор не будет работать, произойдёт гибель бактерий и активного ила.
2. Высокая цена на заводские изделия.
3. Сложное оборудование, использующееся в работе аэротенка, нуждается в постоянном контроле.
4. Если длительное время не пользоваться канализацией, то питательной среды для бактерий не будет, и они погибнут.

Чтобы предотвратить гибель активного ила, в конструкцию аэротенка заливается смесь сухого активного ила с водой. Это нужно делать раз в месяц. Если же по каким-то причинам ил погиб, то придётся осуществлять повторный запуск аэротенка. Для этого делают следующее:

• Освобождают аэротенк от погибшего ила. Для этого его нужно промыть водой.
• Живой активный ил можно взять в другом аэротенке. Чтобы с этим не было проблем, необходимо подписать договор техобслуживания аэротенка при его покупке.

Назначение и сферы применения

Аэротенк – устройство для глубокой биохимической очистки стоков различного происхождения от органики и других примесей с помощью активного ила с аэробными бактериями и кислорода.

Сооружение представляет собой прямоугольный резервуар с технологическими камерами.

В зависимости от типа конструкции, аэраторы изготавливают из:

• бетона;
• железобетона;
• вспененного полипропилена.

В аэраторе применяется технология принудительной аэрации или принудительного кислородного окисления – аппараты оснащаются пневматическим или механическим аэратором для насыщения активной иловой массы кислородом, необходимым для жизнедеятельности аэробных бактерий.

Кроме кислорода, на функционирование бактерий в аэротенке оказывают влияние:

• качество питательной среды;
• температура жидкости;
• уровень кислотности;
• состав и концентрация загрязнений в стоках.

На жизнедеятельность микроорганизмов также влияет режим эксплуатации аэротенка, в частности:

• поддерживание оптимального соотношения «объем активного ила – уровень загрязнения воды»;
• период контакта ила и жидкости (время пребывания стоков в основной камере);
• объем закачанного в систему кислорода.

Как работает аэротенк?

Обработка стоков в аэротенках – интенсифицированный процесс самоочистки.

Устройство работает по следующему алгоритму:

1. Сточная жидкость поступает в центральный отсек резервуара – первичный отстойник.
2. Частично осветленные стоки перекачиваются в аэрационный бассейн с помощью эрлифта. К блоку подсоединено оборудование для нагнетания кислорода в систему – аэратор и компрессор. Датчики контроля концентрации кислорода автоматически поддерживают заданный уровень. В результате мощной продувки воздухом создается благоприятная среда для развития аэробных бактерий и простейших микроорганизмов.
3. Загрязненные стоки постепенно смешиваются с активным илом, образуя под воздействием бактерий крупные хлопья.
4. Хлопья адсорбируют растворенные и коллоидные примеси по принципу работы биологических фильтров. Присутствующие в хлопьях микроорганизмы разлагают загрязнения с образованием органического ила.
5. Хлопьевидный ил отделяется от очищенных стоков во вторичном отстойнике. Часть возвращается в систему (циркулирующий ил), иногда подвергаясь предварительной аэрации. Остаток (избыточный ил) перемещается в первичный отстойник для дополнительного отстаивания или аккумулируется в камере-стабилизаторе, и затем утилизируется.

Излишки активного ила удаляются с помощью насоса, как правило, входящего в состав установки. Другой вариант откачки ила – использование внешнего дренажного насоса.

Установка аэротенка производится с полным или частичным заглублением в грунт. Степень очистки СВ достигает 98 %, с доведением концентрации органики в обработанной воде по БПК_полн до 15 мг/л. Работа системы обычно полностью автоматизирована, не нуждается в ежедневном обслуживании, но требует контроля.

Аэротенки, в основном, используются для очистки хозбытовых вод с высокой концентрацией органики, в качестве автономных очистных сооружений, когда на объекте или в районе застройки отсутствуют централизованные инженерные коммуникации.

Работа активного ила

Активный ил – биоценоз микроорганизмов, способных сорбировать и окислять органические вещества.

Качество «работы» активного ила определяют:

• эффективность предварительного отстаивания стоков;
• вид органических примесей в стоках;
• степень минерализации органики;
• интенсивность и продолжительность периода аэрации;
• нагрузка, выражаемая объемом извлеченных примесей по БПК_полн, приходящихся на 1 г беззольного вещества активного ила в сутки.

Качественный активный ил быстро оседает – эта способность оценивается иловым индексом (объем ила в см3 после отстаивания в течение 30 мин., отнесенный к 1 г сухого вещества ила).

Индекс «рабочего» ила не должен быть выше границы в 130 см3/г. При более высоких показателях иловая масса во вторичных отстойниках отстаивается медленно. Кроме того, при превышении нормативного индекса происходит значительный вынос ила. Это приводит к сокращению объема ила в системе, нарушению процессов очистки, снижению ее качества.

Способы очистки стоков

Автономные очистные сооружения могут быть пассивными энергонезависимыми, или активными, работающими под действием биологических, химических иди физических процессов.

Существует несколько способов очистки канализационных стоков:

1. Механический— основан на фильтрации и отстаивании сточных вод. Для его применения используются различные фильтры, решетки, сита, уловители и отстойники. С помощью механической очистки можно избавиться от песка, грунта или мусора.Недостаток способа заключается в невозможности удаления органических примесей и химических соединений.
2. Биологический—работаетпод воздействиемаэробных микроорганизмов, способных питаться органическими отходами. Принцип биологической очистки используется в аэротенках, габионных сооружениях или биопрудах.
3. Химический— очистка производитсяпод влиянием реагентов, вступающих в реакцию с различными загрязнителями. Образующие в результате химические соединения оседают в виде нерастворимых осадков.
4. Физико-химический — заключается в удалении тонкодисперсных неорганических и органических веществ различными методами:электролиз, флотация, электрокоагуляция и пр.

При выборе метода очистки необходимо обращать внимание на следующие моменты:

• сезонность эксплуатации зданий и сооружений;
• количество постоянно проживающих жильцов;
• геологические особенности земельного участка;
• глубину залегания грунтовых вод.

Принцип работы

Стоки очищаются микроорганизмами, обитающими внутри активного ила. Его состав определяется текущим температурным режимом, насыщенностью стоков химическими веществами.

Загрязненная жидкость должна пройти окислительную процедуру в кислородосодержащей среде. Потому в конструкции используются аэраторы. Они функционируют по принципу постоянного взбалтывания, наполнения воды кислородом. Подобные устройства бывают различных видов:

• Механические. Постоянная подача воздуха обеспечивается дисковым прибором.
• Пневматические. Кислород подается под требуемым давлением.
• Пневмомеханические. Подобные устройства предоставляют смешанное воздухоснабжение.

Во время заполнения главной камеры аэротенка стоками происходит их соединение с активным илом. Под воздействием кислорода последний измельчается. Полное очищение жидкости протекает таким образом:

• Грязная вода заполняет начальный отстойник.
• Впоследствии ее прохождения, оседания массивных включений жидкость поступает в камеру, наполненную живыми организмами.
• Затем стоки проходят еще одну чистку в емкости с активным илом, высоким кислородным содержанием.
• Очищенная вода уходит из биосистемы.

Аэротенки обеспечивают качественный процесс очищения лишь при размеренной подаче загрязненной жидкости. Вместе с тем залповые сбросы последней, чрезмерное количество органики способны уменьшить эффективность очистки.

Усовершенствовать работу подобной конструкции возможно с помощью регенератора. В таком случае весь объем загрязненной воды может очищаться на протяжении 6-12 часов.

Залповые сбросы стоковой воды, чрезмерное количество органики способны уменьшить эффективность очистки жидкостиИсточник cs13.pikabu.ru

Как установить аэротенк

Приобретая устройство, следует изучить техпаспорт аэротенка. Любая модель имеет особенности эксплуатации.

Пошаговая инструкция по установке:

1.под конструкцию следует выкопать котлован, подходящий по размеру с учетом утеплителя.

2.на дно следует насыпать подушку из песка в двадцать сантиметров.

3.аэротенк спускают в яму.

4.подводят трубы для входа, выхода, кабели для электричества.

5.засыпают конструкцию землей, заполняют жидкостью.

Популярные модели дачных септиков

Как работает септик Топас

Самая востребованная на рынке система очистки. Все серии этой модели выполнены в виде корпуса из четырех камер. 

Станция оснащена насосом для передачи жидкости внутри конструкции. Воздух подается компрессором. Вода проходит несколько стадий очистки:

• Первая камера выполняет роль приемника. Разработаны модели для разной производительности по количеству стоков. На этой стадии вода смешивается с активным илом. Постепенно происходит накопление жидкости. Крупные включения опускаются на дно. Когда вода поднимется до определенной отметки, происходит автоматическое включение насоса для перевода жидкости в следующую камеру.
• Затем следует отсек для биологической очистки бытовых стоков – аэротенк. Здесь собственно и происходит очистка. Вода поступившая из первого отсека смешивается с илом – сообществом микроорганизмов, которое извлекает загрязняющие вещества из воды. По своей сути это природный процесс протекающий в естественных водоемах. Для интенсификации процесса в камеру подается воздух.
• После изъятия из стоков растворенных органических веществ они попадают в зону отстаивания – вторичный отстойник. Здесь происходит расслаивание иловой смеси. Тяжелая фракция опускается на дно отстойника, а легкая возвращается в начало цикла и смешивается с поступающими стоками. 
• В зависимости от модели очистной станции, очищенная вода откачивается насосом или используется принцип самотека.
• Для отработанного ила предусмотрена камера стабилизации. По мере накопления его необходимо убирать. Ил можно использовать как полноценное удобрение для растений на вашем участке.

Модель проста в обслуживании. В короткие сроки окупятся затраты на покупку и монтаж за счет отказа от услуг ассенизатора.

Читайте еще: Септик своими руками из бочек: технология и правила монтажа

Как работает септик Астра

Станция относится к классу энергозависимых, снабжена системой автоматического контроля за процессом очистки. 

Благодаря использованию современных технологий загрязнения расщепляются на молекулярном уровне. Стоки очищаются от болезнетворных микроорганизмов, токсинов и неприятного запаха.

Принцип работы:

• Стоки поступают в приемный отсек септика (1). Здесь происходит их перемешивание воздухом. Разбиваются крупные фракции. Эту емкость называют еще уравнительным резервуаром, который позволяет принять залповый сброс. В первом отсеке уже начинается процесс очистки за счет аэрации стоков воздухом.
• С помощью насоса стоки с однородной консистенцией передаются в следующий отсек – аэротенк. Здесь вода проходит очистку в два этапа. Первый – нитрификация. Процесс идет при активном перемешивании водной среды воздухом. Она насыщается кислородом, который включает в работу ил. На втором этапе подача воздуха прекращается и жидкость очищается за счет процесса денитрификации с помощью бактерий денитрификаторов. Они используют кислород нитритов и нитратов образующихся на первом этапе.
• Насосом для циркуляции вода подается в третий отсек – вторичный отстойник. Осевший ил возвращается в аэротенк. Очищенная вода отводится за пределы станции. Чтобы извлечь из воды капельки жира и мелкий мусор в комплектацию станции включен жироуловитель.

https://www.youtube.com/watch?v=ycjl9sFfZ8E

Как работает септик Танк

Устройство и принцип работы станции:

Септик разделен на три отсека. Жидкость свободно перетекает между ними с помощью патрубков:

• сначала стоки поступают в первый блок, где происходит разделение отходов на тяжелую и легкую фракции;
• во втором блоке установлен отстойник;
• после осветления стоки перетекают в биофильтр для переработки органических веществ Считать такую воду чистой нельзя. Она направляется на доочистку;
• для этой цели есть дополнительный блок – инфильтратор. Для установки этого блока потребуется сформировать гравийную подушку. Покупка щебня песка и использование техники потребует дополнительных затрат.

Принцип работы септика «Танк»:

Сооружения и методы для биологической очистки сточных вод

По типам микроорганизмов, которые участвуют в очищении сточных вод, выделяют 2 метода:

1. С помощью аэробных бактерий, для работы которых нужен кислород. При таком способе очистки используются биофильтры и аэротенки, которые являются более эффективными. Именно в результате их применения образуется активный ил, которым удобряют огороды.
2. При помощи анаэробных микробов, которые живут без оксигена. Они запускают процесс брожения и превращают органические отходы в метан и углекислый газ. Для этого применяются метатенки. Анаэробный метод требует вложения меньшего количества средств, т.к. дополнительно не происходит аэрация (насыщение воздухом).

Внимание! Для наибольшей эффективности специалисты рекомендуют использовать установки, в которых задействованы оба вида микроорганизмов.

Методы очищения загрязненных вод с использованием аэробных микроорганизмов делятся по виду емкости, где окисляются сточные отходы:

• биопруд;
• поле фильтрации;
• биофильтр.

Станция с аэротенком

Применение первых двух сооружений имеет особенности:

• сезонность – они работают только теплое время года;
• относительно небольшая производительность;
• необходимость задействовать большие участки земли.

Выбор канализационной конструкции

Чтобы правильно выбрать систему очистки необходимо учитывать ряд факторов:

• суммарный объём суточного потребления жидкости;
• предпочтительный вид канализационной конструкции;
• режим использования канализационной конструкции;
• место размещения объекта.

Работа некоторых устройств может осуществляться в автономном режиме. Для функционирования других требуется электричество или другие виды энергии. Определённые системы нельзя использовать при близком размещении подземных вод.

При обустройстве очистной системы следует руководствоваться существующими санитарными нормами. Если для удаления отходов придётся применять ассенизаторскую машину, необходимо предусмотреть возможность свободного подъезда к месту хранения отходов.

Состав бытовых сточных вод

В любом доме с водопроводом есть и канализация. Она обеспечивает нормальные процессы транспортировки стоков из квартир и домов к станциям очистки. В канализационных трубах течет обычная вода, но загрязненная. Примесей в ней всего лишь 1%, но именно он делает стоки непригодными для дальнейшего применения. Только после очистки воду можно будет повторно использовать для питья и в быту.

Точный состав сточных вод назвать нельзя, поскольку он зависит от места взятия специальной пробы, но даже в одном и том же месте количество и набор примесей могут различаться. Чаще всего в воде содержатся твердые частички, биологические примеси, неорганические включения. С неорганикой все просто – ее удаляет даже самый простой фильтр, но с органикой вам придется побороться. Если ничего не делать, данные вещества начинают распадаться и образовывают гниющий осадок (отсюда – неприятный характерный «запах канализации»). Причем гнить начинают не только разложившиеся органические вещества, но и вода.

Если в двух словах, то в состав стоков входят жиры, ПАВы, фосфаты, хлоридные и азотные соединения, нефтепродукты, сульфаты. Самостоятельно из воды они исчезнуть не могут – нужна комплексная очистка. Особенно остро проблема стоит в тех домах, в которых проведена автономная система водоотведения и водоснабжения, ведь на каждом участке есть и выгребная яма, и скважина на воду. Если стоки не очищать, они могут попасть в кран – и ситуация станет опасной для жизни.

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.

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.

Особенности и отличия от септика

• Для закачивания воздуха в аэротенк нужен компрессор, который работает от электричества. Поэтому этот вид сооружений можно назвать энергозависимыми.
• В биофильтр сточные воды попадают небольшими порциями, а аэротенк наполняется стоками на весь объём.
• Схема очищения загрязнённых вод в биофильтре очень напоминает принципы биологической очистки в почве. Однако в септике сточные воды очищаются быстрее и на меньших площадях. В аэротенке используется такая же схема очистки, однако скорость протекания всех процессов намного выше. Такая высокая скорость биологической очистки достигается благодаря использованию аэратора и насыщению кислородом.

Материал для изготовления

Самотечная канализация это достаточно выгодная коммуникация. Для ее обустройства используются изделия из чугуна, асбестоцемента, полимерных материалов. У каждого варианта свои особенности:

• Чугунная труба обладает повышенной прочностью, устойчивостью к открытому огню. Долгое время выдерживает воздействие высокой температуры. Срок службы чугуна очень длинный. Но у материала есть недостатки, включая большой вес, высокую цену и сложный монтаж. Внутренняя поверхность труб из чугуна шероховатая, поэтому на стенках труб наблюдаются солевые отложения.
• Изделия из полипропилена. Материал устойчив к агрессивным химическим веществам, в отличие от  металла не поражается коррозией. Полипропиленовые трубы не боятся высокой температуры, открытого огня. При этом цена на изделия не очень высокая. Из недостатков можно выделить необходимость использования специального оборудования для выполнения монтажных работ.
• Трубные элементы из поливинилхлорида. Изделия сохраняют качественные характеристики и форму под воздействием высокой температуры и ультрафиолета. Легкий вес облегчает транспортировку и монтаж элементов канализации. Однако трубы ПВХ боятся морозов, агрессивных химических веществ, открытого огня. Процесс горения сопровождается выделением токсичных веществ.