Активный ил для очистки сточных вод

Активный ил аэробной очистки сточных вод

Активный ил представляет собой хлопья размером от 0,1-0,5 до 2-3 мм и более, состоящие из частично активных, частично отмирающих организмов (около 70%) и твердых частиц неорганической природы (около 30%). В состав активного ила входят полисахариды, в том числе клетчатка, образованные преимущественно бактериями. Полисахариды окружают бактериальные клетки и скрепляют частицы в хлопья, поэтому лишь небольшая часть клеток остается вне хлопьев. Активный ил имеет развитую поверхность (до 100 м2/г сухой массы) и, следовательно, высокую адсорбционную способность. На поверхности его концентрируются поступающие со сточной жидкостью мелкие частицы, клетки микроорганизмов и молекулы растворенных веществ. При рН от 4 до 9 частицы ила имеют отрицательный заряд.

Важнейшее свойство ила — способность к хлопьеобразованию (флокуляции и флокулообразованию) и седиментации. На этом основано удаление ила из сточной воды во вторичном отстойнике и рециркуляция его в аэротенк для повышения его окислительной способности.

В очистных сооружениях используется активный ил, сообщество микроорганизмов, главным образом бактерий и простейших, сформировавшееся естественным путем, включающее местную микрофлору, адаптированную к определенному спектру загрязнений сточных вод.

Бактерии. При аэробной очистке сточных вод протекают два наиболее важных микробиологических процесса: окисление органического углерода и нитрификация при участии флокулообразующих, нитчатых бактерий, бактерий-нитрификаторов.

Флокулообразующие бактерии, окисляющие органические соединения, относятся к родам: Actinomyces, Aeromonas, Atcaligenes, Arthrobacter, Bacillus, Brevibacterium, Cellulomonas, Corynebacterium, Desulfotomaculum, Flavobacterium, Micrococcus, Mycobacterium, Nocardia, Pseudomonas, Sarcina и др.

Наиболее многочисленны бактерии p. Pseudomonas (до 80% от численности бактерий активного ила), способные окислять различные спирты, жирные кисл9ты, парафины, ароматические углеводороды, углеводы и др.

Бактерии p. Brevibacterium окисляют различные компоненты нефти, парафины, нафтены, фенолы, альдегиды, жирные кислоты. Бактерии из p. Bacillus окисляют алифатические углеводороды, p. Mycobacterium — углеводороды различных групп, p. Cellulomonas — целлюлозу.

В образовании полисахаридов хлопьев активного ила и в способности к хлопьеобразованию основная роль принадлежит капсульной палочковидной бактерии Zoogloea ramigera, близкой по свойствам к псевдомонадам.

Углеродокисляющие нитчатые бактерии представлены pp. Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix. Нитчатые бактерии, среди которых часто встречается Sphaerotilus natans, с одной стороны выполняют положительную роль, окисляя многочисленные органические соединения и образуя каркас, вокруг которого формируются флокулы, с другой, они являются причиной плохого осаждения ила в отстойнике и образования устойчивой пены в аэротенке.

При очистке сточных вод, богатых углеводами, но с дефицитом азота иногда наблюдается интенсивное развитие гетероферментативных молочнокислых бактерий p. Leuconostoc, образующих мощную капсулу, состоящую из декстрана, что затрудняет осаждение ила во вторичном отстойнике. Если сточная вода в аэротенке плохо аэрируется, то развиваются анаэробные процессы, в которых могут участвовать микроорганизмы, осуществляющие маслянокислое брожение, денитрификацию, сульфатредукцию и др. Денитрификация во вторичных отстойниках приводит к образованию пузырьков азота, что затрудняет удаление ила из сточной воды на выходе из аэротенка.

Из бактериального сообщества очистных сооружений выделяют бактерии-нитрификаторы (pp. Nitrosomonas, Nitrobacter и др.) в связи с их ролью в окислении аммонийных ионов, и удалении минерального азота из сточных вод. По сравнению с гетеротрофными углеродокисляющими микроорганизмами они развиваются медленнее и поэтому в случае необходимости окисления аммонийных ионов в сточных водах именно их активность часто ограничивает производительность аэротенка.

Наиболее активно нитрификация протекает после окисления органических соединений, когда создаются благоприятные условия для нитрификаторов.

В сточных водах, содержащих соединения серы, например в сточных водах целлюлозно-бумажных комбинатов, в активном иле развиваются тионовые и серобактерии, окисляющие серу и тиосоединения, а также сульфатредукторы. Из тионовых и серобактерий преобладают представители рода Thiobacillus. Тионовые бактерии развиваются при содержании в воде восстановленных соединений серы (метилсульфида, диметилсульфида, меркаптанов).

При высоком содержании в воде соединений железа в активном иле развиваются бактерии Ferrobacillus и другие, окисляющие Fe2+.

В активном иле встречаются бактерии-паразиты рода Bdellovibrio и литические бактерии. Bdellovibrio прикрепляются к клеткам бактерий-хозяев, проникают в них, размножаются внутри клеток, что приводит к ее лизису. Литические бактерии разрушают клетки микроорганизмов при воздействии выделяемых ими литических ферментов. Содержание литических бактерий в зависимости от состояния ила варьирует в пределах 0,001-0,5% и более от общего числа гетеротрофных бактерий. После исчерпания органического субстрата в среде уменьшается численность популяций гетеротрофных бактерий в результате воздействия на них литических бактерий.

В активном аэробном иле из внеклеточных ферментов находятся гидролазы, протеазы, целлюлазы, пероксидазы, катализирующие окисление субстратов при участии пероксида водорода, каталазы, разлагающие Н2 О2. В анаэробном иле активность пероксидаз и каталаз не проявляется.

Грибы. В активном иле аэробных очистных сооружений встречаются дрожжи и мицелиальные (плесневые) грибы. Дрожжи активно развиваются в сточных водах, богатых углеводами, углеводородами и органическими кислотами, например, при очистке сточных вод, образовавшихся в производстве кормовых дрожжей из разных субстратов, стоков молочных производств, содержащих молочную сыворотку. Среди дрожжей наиболее часто встречаются дрожжи p. Candida, Torulopsis, Trichosporon, Rhodotorula и др.

Грибы способны усваивать трудноокисляемые и токсичные соединения, в частности фенолы, поэтому их роль в процессах очистки существенна. Оптимальный рН их развития 4,0-5,5.

Читать  Что такое дренажная система

Простейшие. Простейшие составляют около 0,5-1% суспендированных частиц активного ила. Они непосредственно не участвуют в потреблении органических веществ, однако занимая в сообществе активного ила более высокий уровень в трофической цепи питания, чем бактерии, они поглощают большое количество их (от 20 до 40 тыс. бактерий за сутки), тем самым регулируют видовой и возрастной состав микроорганизмов, снижают массу биоценоза, обеспечивают активную флокуляцию микроорганизмов и, следовательно, улучшают очистку воды.

В биоценозах очистных сооружений встречаются несколько сотен видов, представителей четырех классов простейших: саркодовые (Sarcodina) — амебы (Amoeba Umax, Amoeba diploidea, Amoeba promeus), раковинные корненожки (Arcella, Centropyxis, Pamphagus), голые корненожки Pelomyxa и др.; жгутиковые инфузории (Mastigophora, Flagellata) — бесцветные жгутиконосцы из родов Oicomonas, Bodo, Peranema и др.; реснитчатые инфузории (Ciliata) — свободноплавающие (Colpidium, Stylonychia, Oxytricha, Paramecium caudatum — инфузория туфелька), брюхоресничные инфузории (Oxytricha, Stylonychia, Euplotes, Aspidisca), одиночные прикрепленные (сувойки Vorticella), колониальные прикрепленные (Opercularia, Carchesium, Epistylis); сосущие инфузории (Suctoria) — представители родов Podophrya, Tokophrya, Acineta.

По сравнению с бактериями простейшие более чувствительны к изменению химических и физических условий среды, колебаниям технологических параметров системы, поэтому по численности простейших, их видовому составу и состоянию можно судить о работе очистного сооружения. Простейшие очень чувствительны к присутствию в сточных водах токсичных примесей, например фенола, формальдегида, которые угнетают их развитие.

Кроме простейших, в активном иле присутствуют более крупные, сложнее организованные представители микрофауны: коловратки (Rotatoria, Philodina, Cathypna, Monostyla, Notommata), круглые черви (Nematoda), малощетинковые черви Aelosoma. Размер их 0,04-2,5 мм. Коловратки питаются бактериями, взвешенными веществами, а также простейшими. Они весьма чувствительны к изменению внешних условий, поэтому их высокая численность и активность указывают на хорошую работу очистных сооружений. Интенсивное развитие круглых червей Nematoda свидетельствует о застойных зонах в аэротенке. Наличие щетинкового червя Aelosoma в активном иле — показатель устойчивости нитрификации.

Добро пожаловать в Юнипедию

Активный ил для очистки сточных вод

Современные септики, используемые в автономных канализационных системах, обладают высокой эффективностью и экономичны в обслуживании благодаря применению активного ила – колоний микроорганизмов, способных перерабатывать органические соединения, находящиеся в бытовых стоках.

Что собой представляет и как работает активный ил?

Активный ил для очистки сточных водМикроорганизмы, запускаемые в септик, начинают активно размножаться. При достаточном питании и оптимальной температуре быстро формируются многочисленные колонии, то есть увеличивается объем активного ила. Процесс очистки связан с окислительными реакциями и абсорбцией органики из жидкости, поступающей в резервуар очистительного комплекса. Большая часть микроорганизмов опускается на дно и перерабатывает оседающие фракции. Ил также плавает в виде хлопьев, очищая воду уже в верхних слоях.

В состав ила могут входить различные виды микроорганизмов, баланс которых зависит от химического состава сточных вод и их концентрации. Стимулировать рост биомассы ила и увеличивать его активность позволяют некоторые виды простейших микроорганизмов, такие как: коловратка, актиномицета и др. Они подавляют развитие патогенной микрофлоры, оставляя больше питательных веществ «жителям» ила.

Оптимальные условия для полноценного функционирования ила

Скорость формирования активного ила зависит от множества факторов, в том числе:

  1. температуры;
  2. химического состава стоков;
  3. доступа кислорода;
  4. объема и формы тяжелых фракций;
  5. скорости окисления.

Выращивание активного ила осуществляется в отсеке септика, куда поступает осветленная (предварительно очищенная) вода. Оптимальным временем года для повышения объема ила считается лето. Кроме осветленной воды, в отсек, где растет ил, должна быть налажена подача кислорода. Для этого используются специальные компрессоры, которыми оснащаются современные очистные комплексы. Устройства, подающие кислород – аэраторы, также способствуют распределению ила по всей площади резервуара, тем самым увеличивая интенсивность очистки воды.

Активный ил для очистки сточных вод При неблагоприятных условиях, таких как: несоответствующий Ph, неоптимальная температура, наличие в стоках тяжелых химикатов, нефтепродуктов и прочих небелковых примесей, может наблюдаться отмирание ила. При чрезмерном увеличении популяции и недостатке кислорода ил может вспухать. Для создания оптимальных условий, в которых активный ил эффективно выполняет свои функции, необходимо контролировать состав и характеристики сточных вод. Нормальными условиями для активного ила являются следующие показатели стоков:

  1. температура – не ниже +6 градусов;
  2. PH — 6,5-8,5;
  3. токсичные вещества – менее 2%;
  4. БПК – более 500 мг/л;
  5. ХПК – более 1000 мг/л и не менее чем 2к1 в соотношении с БПК;
  6. приток кислорода.

При использовании нефтепродуктов и технических масел в домашних условия и утилизации их в общий сток система канализации должна быть оборудована устройствами, улавливающими и отфильтровывающими эти элементы. Для повышения эффективности очистки септик необходимо периодически чистить, а активный ил обновлять.

Очищение септика и утилизация ила

При очистке септика от ила необходимо выполнить следующие этапы:

  1. удалить ил, скопившийся на дне резервуара при помощи ручного насоса, ведер или ассенизаторской машины;
  2. тщательно промыть все трубы, фильтры и резервуары.
Читать  Классификация методов очистки сточных вод

Активный ил для очистки сточных водПериодичность очистки септика от ила зависит от объема резервуара и интенсивности использования канализационной системы. Как правило, необходимость в полной очистке системы возникает не чаще одного раза в год, при норме до трех раз в год.

Сточные воды, оставшиеся в резервуаре на момент начала процесса очистки, необходимо удалить в соответствии с санитарно-эпидемиологическими и экологическими требованиями. При размещении септика в сельской местности жидкость может быть слита в грунт. Для этого предварительно вырывается яма необходимой глубины в месте, отдаленном от источников питьевой воды и жилых построек. После впитывания жидкости яма засыпается.

Отработавший ил может быть использован в качестве удобрений. В процессе очистки микроорганизмы нейтрализуют не только вредные примеси, но и неприятный запах. Вынутый из септика ил высушивается и смешивается с растительным мусором в компостной яме. В результате этого получается богатое азотом удобрение, подходящее по характеристикам для внесения в качестве прикормки под любой вид растений.

Дренажные трубы и фильтры септика промываются чистой водой, подаваемой под давлением. Данная процедура необходима для предотвращения закупорки функциональных отверстий и очистки их от условно патогенной микрофлоры, способной замедлить или остановить рост активного ила в начале нового цикла.

Активный ил для очистки сточных вод

Активный ил для очистки сточных вод

Проверка концентрации активного ила

Активный ил. Биологическая очистка сточных вод.

В результате жизнедеятельности микроорганизмов (далее м/о), содержащихся в активном иле, обеспечивается их постоянное увеличение (прирост), которое нарушает соотношение между массой м/о и количеством поступающих загрязнений.

Активный ил – это смесь биомассы микроорганизмов и загрязняющих веществ с поступающими в аэротанк сточных вод.

Видовой состав активного ила – вид под микроскопом:

Активный ил для очистки сточных вод

Видовой состав активного ила (АИ) прежде всего, зависит от состава поступающих в аэротанк стоков, что есть питательной средой для метаболизма микрофлоры ила.

Количество микрофлоры активного ила – это есть биомасса.
Видовой состав активного ила (биомассы) включает в себя бактерии, простейшие, микроскопические грибы (актиномицеты), амебы, инфузории, коловратки, черви (нематоды) и т. д. Простейшие микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности поедают бактерии, что способствует омолаживанию популяции и приросту активного ила

Ил начинает испытывать недостаток кислорода – «голодать», что приводит к ухудшению результата его деятельности и ухудшению очистки сточных вод. Поэтому в процессе эксплуатации требуется постоянно выводить из аэрационной системы излишки активного ила. Однако следует помнить, что слишком большое снижение концентрации ила может вызвать перегрузку м/о, в результате чего снизится их активность, а следовательно, ухудшится качество очистки воды.

Активный ил для очистки сточных вод Одним из показателей состояния активного ила (его качества) является иловый индекс (ИИ). Под этим термином понимают объём (1 мл) активного ила после отстаивания в течение 30 мин, отнесенный к 1 г сухого вещества. Величина илового индекса зависит от нагрузки загрязнений по БПК20 на 1 г беззольного вещества ила. На рисунке приведена зависимость илового индекса от нагрузки на ил. Оптимальной величиной нагрузки считают такую, при которой ИИ не превышает 100 см 3 /г. Зимой и в районах с суровым климатом для обеспечения необходимого качества очистки нагрузка должна быть ниже. Летом или в южных районах нагрузка на ил может повышаться. При ИИ более 100 см 3 /г активный ил занимает большой объём, становится лёгким, теряет хлопьевидную структуру, плохо оседает, не уплотняется и в большом количестве выносится из вторичных отстойников, ухудшая эффективность работы очистных сооружений.

Для непрерывного протекания биохимического процесса в аэротенки постоянно должен подаваться возвратный (циркуляционный) активный ил. Этот рецикл обеспечивается перекачкой осаждённого во вторичных отстойниках активного ила обратно в аэротенки. Объём возвратного ила, удаляемого из вторичных отстойников, обычно составляет 30 – 50 % объёма сточной воды. Он зависит от содержания сухого вещества активного ила во всём объёме сточных вод.

В образовании избыточного ила в аэротенке принимают участие взвешенные, коллоидные и растворённые вещества. Кроме того, прирост ила зависит от полноты окислительного процесса, которая в свою очередь зависит от концентрации ила, продолжительности аэрации, условий снабжения ила кислородом, температуры и других факторов.

Количество избыточного ила, рекомендуется, при наличии производственных сточных вод, определять по формуле:

где U- количество избыточного ила, мг/л; X н.в. – ХПК неочищенной води;

Х о.в. – ХПК очищенной води; а — БПКполн. неочищенной води;

b — БПКполн. очищенной води; К п – ХПК активного ила (1 – 1,2 мг/л).

Зная количество избыточного активного ила, объём смеси воды с илом, ежесуточно удаляемой из сооружения, можно посчитать по формуле:

где U- количество избыточного ила, г/м 3 ; Q количество очищенной воды, м 3 /сут.;

С2 – концентрация ила в отбавляемой воде, г/м 3.

Пусковые работы на аэротенках нельзя проводить без наличия действующих контрольно-измерительных приборов (для измерения количества поступающей сточной воды, её температуры, рН, расхода сжатого воздуха, количество циркуляционного активного ила, количество растворённого кислорода и т. д.). Если проектом эти приборы небыли предусмотрены, измерения параметров технологического контроля в пусковой период наладочная организация производит наиболее доступными техническими средствами.

Читать  Устройство дренажной системы водоотвода от фундамента зданий

Только после окончания наладочных работ на аэротенках и вторичных отстойниках, когда уже включены системы циркуляции ила (насосы, эрлифты, трубопроводы) и воздушного хозяйства, можно приступать к работам по созданию аэробной микрофлоры – активного ила.

Обычно активный ил выращивают в самом аэротенке в тёплый период года. При этом сначала в течение 2 – 3 суток через аэротенк пропускают осветлённую в первичном отстойнике воду, в небольшом количестве (40 – 50 % расчётного) подвергая её аэрации и добавляя в неё задержанные во вторичных отстойниках мелкие хлопья коагулируемой суспензии. Затем подачу воды в аэротенк прекращают, а его содержимое продолжают подвергать непрерывной аэрации, в результате которой происходит развитие микроорганизмов и нарастание ила.

Для питания микроорганизмов каждый день в течение 2 – 3 часов в аэротенк добавляют осветлённую сточную воду.

За ходом образования и укрупнения хлопьев ила ведут визуальный и индивидуальный контроль, в процессе которого следят за исчезновением в иле аммонийного азота и за появлением нитратов и растворимого кислорода. Каждую смену, или 2 раза в сутки, в стеклянную мерную посуду берут воду из аэротенка, дают ей отстояться 30 мин. а затем определяют объём осевшего на дно ила. Когда объём ила достигнет 25 – 30 % объёма набранной смеси и ил будет представлять однородную суспензию быстроосаждающихся хлопьев ила, можно начинать эксплуатацию аэротенка, постепенно доводя нагрузки до расчётных.

При благоприятных условиях пусковой период заканчивается в течение 1 месяца. Для ускорения процесса можно воспользоваться активным илом из аэротенков любой действующей станции, а также прудовым или речным илом, не загрязнённым нефтепродуктами. Перед загрузкой в аэротенк прудового или речного ила из последнего удаляют тяжёлые минеральные примеси (гальку, песок), для чего ил взбалтывают в воде и после 5 – 10 минутного отстаивания сливают в аэротенк, где он аэрируется без очищаемой сточной воды в течение 12 часов. После такой подготовки ила в аэротенк подают сточную воду для очистки (сначала в небольшом количестве, а затем по мере накопления активного ила нагрузку доводят до расчётной).

Для очистки большинства городских сточных вод концентрация активного ила в аэротенке должна составлять 1,5 – 2,5 г/л, однако если вторичные отстойники удовлетворительно работают при больших дозах, концентрация ила может быть увеличена при условиях сохранения нормальных нагрузок на ил.

Аэротанк с активным илом:

Активный ил для очистки сточных вод

В нормально работающем активном иле кроме хлопьев зооглейных скоплений бактерий имеется большое количество простейших организмов (инфузорий), а также встречаются коловратки и черви. При нарушении нормальных условий работы аэротенка в иле развиваются нитчатые бактерии (Sphaerotilus, Cladothrix), ветвистая зооглея (Zoogloea, ramigera), водные грибы и др. Эти формы вызывают вспухание активного ила (резко возрастает ИИ), он плохо оседает во вторичном отстойнике и выносится с очищенной водой.

Подачу и распределение воздуха по длине аэротенка производят с учётом способа подачи в аэротенк воды. При сосредоточенном впуске воды в начале аэротенка образуется зона повышенной концентрации загрязнений, в которую надо подавать больше воздуха, чем на последующие участки.

Для работы аэротенков важно, чтобы в смеси воды и ила содержалось достаточное количество растворённого кислорода. Концентрация растворённого кислорода перед выходом смеси из аэротенка должна составлять не менее 4 мг/л, (американцы рекомендуют 3 – 5 мг/л при одноразовой пробе или 1 – 5 мг/л при ежечасной пробе).

Биологический контроль за биоценозом активного ила помогает обслуживающему персоналу управлять технологическим процессом биохимической очистки в аэротенках. Наличие в активном иле отдельных мелких хлопьев свидетельствует об ухудшении работы аэротенка.

Большим недостатком при эксплуатации аэротенков, резко нарушающим весь процесс очистки, является «вспухание» активного ила (при этом ИИ = более 150 мл/г). При «вспухании» ил становится мелким, иловая вода мутной, а вода после отстаивания во вторичных отстойниках не имеет обычного «блестящего» оттенка.

Причинами «вспухания» ила могут быть большие нагрузки на ил, недостаточное количество воздуха, подаваемого в аэротенк, высокая или низкая температура поступающей в аэротенк воды, поступление на очистку производственных сточных вод, имеющих повышенное содержание углеводов, которые способствуют интенсивному росту нитчатых бактерий и грибов в активном иле.

Если после принятия соответствующих мер (изменение концентрации ила, нагрузки, количества воздуха и т. п.) ликвидировать «вспухание» активного ила не удалось, рекомендуют на некоторое время повысить реакцию среды до 8,5 – 9,5. При таких значениях рН резко подавляется деятельность нитчатых бактерий и грибов. По зарубежным данным, устранить «вспухание» активного ила можно хлорированием возвратного ила (10 – 20 мг хлора на 1 л ила, или 0,3 – 0,6 % по сухому веществу возвратного ила).

Источники: http://www.studfiles.ru/preview/3535559/page:3/, http://www.uni-los.ru/unipediya/stati/kanalizirovanie/aktivnyij-il-dlya-ochistki-stochnyix-vod.html, http://ecoenergo.com.ua/articles-17.html

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here