Что такое аэротенки для очистки сточных вод и как они работают. Что такое аэротенки на очистных сооружениях?

Воздушный резервуар, безусловно, является самой эффективной системой очистки сточных вод. Его эффективность зависит от многих показателей и оценивается по ним.

Что такое аэротенки для очистки сточных вод и как они работают?

В многоквартирных домах проблему отвода сточных вод решают специальные службы. Владельцы домов отдыха должны позаботиться об этом сами.

К счастью, сегодня существует множество типов городских очистных сооружений. Аэротенки считаются лучшим типом очистки и являются экологически чистыми.

Описание биологической системы и область ее применения

Аэротенк — это система для очистки бытовых и промышленных сточных вод в местах, где нет центральной канализационной системы или невозможно подключиться к ней.

Дизайн устройства напоминает прямоугольник или круг.

Нейтрализация загрязняющих веществ осуществляется микроорганизмами. Сточные воды — это среда их обитания, на которой они питаются и образуют частицы. Затем они удаляются из системы, забирая с собой все загрязняющие вещества.

Бактерии и другие живые организмы в системе нуждаются в постоянном питании и погибнут, если сточные воды не будут содержать органических веществ. В нефункционирующем устройстве микроорганизмы могут оставаться живыми не более 90 дней.

Приложения:

• частные загородные дома;
• небольшие отели;
• дома отдыха;
• придорожные кафе;
• небольшие предприятия;
• склады.

Воздушные резервуары зависят от энергии. Они могут работать только при подключении к электросети.

Прямоугольная форма аэротенков характерна для установок, предназначенных для переработки больших объемов жидкости.

От этого зависит внешний вид системы:

• свойств и объёма стоков;
• вида аэратора;
• оборудования, входящего в систему и т.д.

Аэротенки являются одними из лучших систем очистки сточных вод, в которых используются живые организмы. Они удаляют 98 % загрязняющих веществ из сточных вод. Вода, проходящая через систему, пригодна для повторного использования в технических целях.

Такими сточными водами могут быть:

• отводить в рельеф и водные объекты рыбохозяйственного назначения;
• использовать для полива растений;
• переливать в канаву или дренажный колодец.

Уровень чистоты сточных вод можно изменять по мере необходимости. На его прозрачность также могут влиять внешние факторы.

Типичная установка включает в себя:

• первичный и вторичный отстойник;
• аэратор;
• компрессор;
• насосы;
• ёмкость с живыми организмами .

Система может также включать вспомогательное оборудование.

Основные плюсы и минусы выбора данной конструкции

Достоинства	Недостатки
отсутствие неприятных запахов;	цена – более 60 тыс.;
хорошее качество очистки сброшенной воды;	энергозависимость;
долгий срок службы – до 50 лет.	применение лишь при регулярном притоке стоков

Аэротенки могут полностью нейтрализовать загрязняющие вещества в сточных водах. Они также могут служить единым звеном в цепи оборудования.

Отличие от септика

У аэротенков и септиков есть только одна общая черта: разложение загрязняющих веществ в них осуществляется микроорганизмами.

Различия заключаются в следующем:

Септик	Аэротенк
есть энергозависимые и энергонезависимые модели	работает только от сети
используется в быту	применяется как для осветления хозяйственно-бытовых, так и производственных стоков
стоки осветляются на 55-65%	загрязняющие вещества удаляются на 98%
вода находится в слабопроточном состоянии	происходит постоянное обогащение воздухом и взбалтывание стоков

Одним словом, септики проще по конструкции, медленнее в работе и требуют постоянного обслуживания. Но они более доступны по цене.

Назначение и сферы применения

Аэротенк — это устройство для глубокой биохимической очистки сточных вод различного происхождения от органических и других загрязнений с помощью активного ила с аэробными бактериями и кислородом.

Установка представляет собой прямоугольный резервуар с камерами очистки.

В зависимости от конструкции, аэраторы изготавливаются из :

• бетона;
• железобетона;
• вспененного полипропилена.

В аэраторе используется технология принудительной аэрации или принудительного насыщения кислородом; установки оснащены пневматическим или механическим аэратором для насыщения массы активного ила кислородом, необходимым для функционирования аэробных бактерий.

Системы аэрации не только подают и распределяют кислород или воздух в аэротенк, но и поддерживают ил во взвешенном состоянии.

Помимо кислорода, на работу бактерий в аэрационном резервуаре также влияет кислород:

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

На жизнедеятельность микроорганизмов также особенно влияет работа аэротенка:

• 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?

Очистка сточных вод в аэротенках представляет собой усиленный 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.

Избыток активного ила удаляется насосом, который обычно входит в комплект установки. Другим вариантом удаления осадка является использование внешнего обезвоживающего насоса.

Вместимость каждого аэротенка зависит от массы активного ила, количества доступного кислорода и турбулентности потока.

Аэротенки полностью или частично углублены в землю. Уровень очистки ST достигает 98 % и снижает концентрацию органических веществ в очищенной воде до БПК_{полностью}до 15 мг/л. Работа системы обычно полностью автоматизирована и не требует ежедневного обслуживания, но требует контроля.

Разновидности и принципы их работы

Воздушные резервуары работают в одно- и двухступенчатых системах, а резервуары, предназначенные для очистки промышленных сточных вод, работают в трехступенчатых системах. Они могут состоять из одной камеры, если резервуар состоит из нескольких камер, или из нескольких камер, если устройство состоит из нескольких взаимосвязанных отдельных блоков.

Многокамерные аэротенки оснащены вторичными отстойниками для сбора осадка, а очищенная жидкость сбрасывается в накопительные емкости или дренажные канавы.

Установки, состоящие из трех отдельных камер (первичный отстойник, основная камера, вторичный отстойник), достигают лучших результатов очистки. Однако сложные растения требуют более тщательного ухода.

Типичная многокамерная система состоит из следующих компонентов:

• основного резервуара прямоугольного сечения;
• аэратора;
• первичного и вторичного отстойника;
• соединительных труб;
• эрлифта;
• компрессора.

Тип аэротенка зависит от требуемой производительности, состава сточных вод, способа подачи и выгрузки иловой смеси и метода аэрации.

Резервуары для активации делятся на 2 группы в зависимости от метода аэрации:

1. С механической аэрацией. Стоки насыщаются воздухом с помощью погружных механических аэраторов. Подобные аэротенки отличаются скромными габаритами.

1. С пневматической аэрацией. Кислород подается из воздуходувных систем через перфорированные трубы или фильтрующие пластины, уложенные по всей длине установки. Такие аэротенки устроены преимущественно по коридорному принципу – стоки проходят через несколько длинных резервуаров.

Существуют также аэротенки с пневматическими системами аэрации и системами эжекции.

Аэротенки-смесители

Смесительные устройства характеризуются равномерным потоком сточных вод и осадка по всей длине и таким же равномерным сбросом массы осадка. Полное перемешивание воды и осадка позволяет сбалансировать концентрацию активной массы и скорость биохимического окисления.

Эта особенность эффективно используется для очистки концентрированных промышленных сточных вод (БПК_{полностью}до 1000 мг/л) и городских ливневых стоков, разбавленных технической водой. Эти категории сточных вод характеризуются широкими различиями в объеме, составе и содержании загрязняющих органических примесей.

Одним из типов аэрационных и смесительных резервуаров является циркуляционный окислительный канал (ЦОК). Эти установки представляют собой закрытые сооружения трапециевидного или прямоугольного сечения, в которых иловая масса циркулирует со скоростью 0,25-0,45 м/с. Смесители работают без предварительного отстаивания сточных вод, с непрерывной механической аэрацией (при низкой нагрузке на осадок).

Резервуары можно эксплуатировать партиями или в непрерывном режиме. В первом случае иловая масса отделяется непосредственно в канализации при отключенных аэраторах, во втором — для этой цели предусматриваются вторичные осветлители.

Аэротенки-вытеснители

Вытесняющие аэротенки — это системы, в которых жидкость медленно течет к точке выгрузки. В этом процессе поступающая вода лишь слегка смешивается с ранее очищенной водой.

Процессы очистки характеризуются переменной скоростью реакции по мере уменьшения концентрации органических веществ в направлении потока сточных вод. Сбросчики чувствительны к колебаниям концентрации загрязняющих веществ, особенно если они сбрасывают воду, содержащую токсичные загрязняющие вещества.

Преимущества и недостатки

Аэротенк, как и любое другое инженерное сооружение для очистки воды, имеет свои преимущества и недостатки.

Преимущества:

1. Высокое качество биологической очистки стоков.
2. Компактность. Небольшие габариты позволяют установить конструкцию даже на небольшом участке.
3. Отсутствие неприятного запаха. Жизнедеятельность аэробных бактерий практически не сопровождается выделением газов.
4. Не требуется дополнительное утепление сооружения в холодный период года. При переработке органики выделяется много энергии, позволяющей поддерживать нужную температуру внутри резервуара даже зимой.

Недостатки

1. Энергозависимость. Без электроэнергии невозможно получить достаточный уровень очистки. Если компрессор/аэратор не будет работать, без поступления воздуха или кислорода произойдет гибель бактерий.
2. Достаточно высокая цена.
3. Требуется постоянный контроль работы оборудования.
4. Гибель бактерий при простое системы более трех месяцев.

Для предотвращения отмирания активного ила в систему ежемесячно добавляется регенерационный раствор — смесь сухого активного ила и воды. Если ил погибает, резервуар активного ила снова вводится в эксплуатацию. Для этого система промывается водой, чтобы удалить из нее мертвый осадок. Затем в систему добавляется живой ил из другого аэротенка. Обычно для этого заключается договор на техническое обслуживание еще на этапе приобретения аэротенка.

Преимущества

Преимуществами аэротенков являются:

• высокая степень очистки сточных вод;
• компактность изделия;
• отсутствие неприятных запахов;
• отсутствие необходимости в утеплении.

Как и любая другая септическая система, аэротенк имеет свои преимущества и недостатки, в том числе:

• энергозависимость;
• высокая стоимость;
• необходимость постоянного контроля над сложным оборудованием;
• гибель бактерий при длительном простое канализации (свыше трех месяцев).

Аэротенк и септик: отличия

Вопреки распространенному заблуждению, аэротенк и обычный септик с биофильтром — это не одно и то же. Различия между этими двумя устройствами заключаются в следующем:

• аэротенк – энергозависимое устройство, так как для закачки воздуха требуется наличие компрессора;
• в биофильтр стоки попадают порционно, аэротенк заполняется на весь объем;
• скорость очищения стоков в аэротенке намного выше за счет наличия аэратора и, соответственно, насыщения стоков кислородом).

Виды аэротенков для очистки сточных вод

Существуют различные типы аэротенков в зависимости от технологических процессов:

• вытеснители (подача загрязненных стоков с одной стороны и выход очищенных с противоположной);

Совет: Септик — лучший выбор для автономной утилизации сточных вод.

• смесители (подача загрязненных стоков и выход очищенных выполняются одновременно);

• конструкции с рассредоточенным вливанием воды (загрязненные стоки входят в устройство с нескольких отдельных точек, собираясь в едином резервуаре и выходя из конструкции через одно отверстие);

• конструкции с неравномерным рассредоточении стоков (вход и выход сточных вод осуществляется по нескольким отдельным точкам).

Описание видов

Классификация аэротенков включает в себя несколько категорий. Они учитывают нагрузку на активный ил, способ движения сточных вод и конструктивные особенности самой установки. В зависимости от нагрузки на активный ил очистные сооружения 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 необходимым для расчета объема резервуара и количества живой биомассы. Высокая нагрузка на активный ил приводит к ухудшению работы живой биомассы. Низкая концентрация осадка приводит к гибели микроорганизмов в результате голодания. Аэротенк может быть следующих типов:

• однокоридорный;
• двухкоридорный;
• трехкоридорный;
• четырехкоридорный.

Количество проходов определяет степень обработки. Количество проходов определяет количество каналов обработки. В зависимости от типа потока сточных вод аэротенки могут быть выполнены в виде экспеллеров, мешалок, равномерного и неравномерного рассеивания сточных вод. Активационные резервуары используются для очистки промышленных загрязнений. В их системе нагрузка на активный ил всегда постоянна, независимо от концентрации токсичных и ядовитых веществ в сточных водах.

Бытовые сточные воды очищаются с помощью эжекторов. Для экспеллеров характерно медленное движение воды из зон первичной и вторичной очистки. Это уменьшает смешивание очищенной воды с новой очищенной водой. Увеличение нагрузки и потребность в большем количестве кислорода требуют установки в системе регенератора. Постоянный поток и очистка могут быть достигнуты без использования регенератора.

Системы равной концентрации представляют собой промежуточную форму между смешанным и вытеснительным типами аэротенков. Такие системы используются, когда сточные воды представляют собой смесь бытовых и промышленных сточных вод с низкой токсичностью. Эти системы характеризуются равномерной нагрузкой на ил, при этом живая биомасса подается в систему только в процессе первичной обработки.

Нюансы выбора

Степень очистки может зависеть не только от объема сточных вод, но и от расположения объекта и количества пользователей. При покупке аэрационного бассейна для дачи или небольшого предприятия необходимо учитывать несколько 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.

Принимая во внимание все эти факторы, можно выбрать аэротенк, способный справиться не только с запланированным, но и с увеличенным объемом сточных вод.

Особенности установки и запуска

Система очистки сточных вод представляет собой сложное сооружение. Лучше доверить установку квалифицированному специалисту. Работа системы во многом зависит от места установки и конструктивных особенностей. Поэтому перед установкой аэротенка внимательно изучите инструкции, прилагаемые к устройству. Установка и ввод в эксплуатацию аэротенка происходит 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 установки и полного заполнения водой необходимо произвести пробный запуск устройства. Во время пробного запуска проверьте устройство и его коммуникации на наличие утечек. Проверьте автоматику всей системы с нагрузкой или без нее. После проведения испытаний и удовлетворительной работы во время первоначального ввода в эксплуатацию очистные сооружения полностью готовы к эксплуатации и переведены на непрерывный режим работы.

Воздушный резервуар нельзя просто установить, чтобы полностью положиться на его работу. Система должна обслуживаться в определенное время. Эти периоды указаны в технической документации.

После выбора места для очистных сооружений необходимо обеспечить беспрепятственный доступ к ним.

Основные элементы устройства

Современные аэротенки могут быть сконструированы по-разному, хотя принцип действия один и тот же. Разница может заключаться в количестве камер. В случае многокамерного аэротенка имеются специальные отстойники для сбора осадка. Эти модели являются более совершенными и обеспечивают более качественную очистку сточных вод.

Основными компонентами структуры являются:

1. компрессор (нагнетает в емкость кислород, работает от электричества);
2. эрлифт (с помощью этого устройства осуществляется перекачка сточных вод по отсекам);
3. отстойники (первичный, вторичный);
4. аэрационная установка;
5. основной резервуар аэротенка.

Как видно из вышесказанного, эти устройства являются энергозависимыми.

Виды аэротенков

Существует несколько моделей аэротенков, различающихся по специфике процессов очистки.

Критерии могут быть следующими:

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

Таким образом, по гидродинамическому режиму аэротенки могут быть смесителями (вход и выход сточных вод происходит одновременно), эжекторами (наличие входа и выхода сточных вод), а также они могут работать по технологиям рассредоточенного поступления воды и неравномерного распределения сточных вод. Существуют также аэротенки с высокой и низкой нагрузкой, одноступенчатые и многоступенчатые аэротенки и другие.

Одними из самых эффективных устройств являются аппараты со специальными регенераторами. Они основаны на принципе поэтапной биохимической очистки сточных вод, при которой адсорбция различных органических элементов происходит быстрее, чем процесс окисления. Таким образом, фазы адсорбции и минерализации происходят в одном отсеке, а завершение фазы очистки и возвращение осадка в исходное состояние происходит в другом отсеке.

От чего зависит эффективность аэротенка?

Одним из важнейших условий работы установки является наличие активного ила. Это биомасса, состоящая из примесей сточных вод и различных микроорганизмов; качество осадка определяется с помощью специального индикатора осадка.

От этого зависит качество и устойчивость этой биомассы:

1. кислотности среды;
2. объема поступающих токсических веществ;
3. температурного режима;
4. концентрации кислорода;
5. объема нормальной питательной среды.

Аэротенк эффективно работает только при соблюдении соотношения между количеством осадка в резервуаре и уровнем загрязнения сточных вод, а также при непрерывной аэрации.

Жизненный процесс микроорганизмов характеризуется быстрым размножением, поэтому при нормальных условиях количество активной биомассы не уменьшается, а увеличивается. Поэтому емкость аэротенка, по сути, увеличивается только во время работы.