Поля фильтрации и поля орошения
К качеству очистки сточных вод предъявляются высокие требования и, чтобы получить высокую степень очистки стоков, необходимо использовать биологическую доочистку. Наиболее простым и эффективным способом служит почвенная очистка.
Деструкция загрязняющих веществ осуществляется за счет жизнедеятельности биоценоза почвы, который состоит из бактерий, грибов, простейших, червей и низших ракообразных. Ведущее место в процессе очистки занимают прокариоты и низшие грибы, которые подвергают органические вещества окислению, что, в конечном итоге, вызывает их нитрификацию и денитрификацию.
Образовавшиеся нитраты растворимы в воде. С током жидкости они проникают на нижние уровни почвенного горизонта, где содержание кислорода ничтожно мало. Здесь включаются в работу денитрифицирующие бактерии, которые расщепляют нитраты и используют их кислород для дальнейшего процесса окисления и, тем самым, завершают цикл очистки.
Наиболее богат микроорганизмами верхний горизонт почвы глубиной до 40 см, где смешивается флора постоянно живущих в почве бактерий с поступающими загрязненными водами. Вновь поступившие микроорганизмы также принимают участие в процессе очистки.
В результате действия почвенного метода, происходит очистка и дезинфекция сточных вод, степень очистки которой достигает 99,9 % при организации равномерной нагрузки.
Почвенная очистка стоков осуществляется на специально организованных участках территории, которые называют картами. Эти участки составляют поля орошения и поля фильтрации.
Поля орошения
На полях орошения, помимо естественной очистки стокчных вод методом фильтрации, возделывают сельскохозяйственные культуры. Этот естественный способ дает хорошие результаты при выращивании кормовых растений и овощных культур. Почвенные микроорганизмы обезвреживают патогенную микрофлору, а органические соединения являются ценным удобрением для получения стабильных высоких урожаев.
В зависимости от расположения очистных сооружений различают следующие виды полей орошения:
- Коммунальные поля орошения. Их функциональным назначением является почвенная очистка стоков, а культивирование сельхозкультур будет дополнительным элементом. Коммунальные поля размещаются вблизи населенных пунктов и принимают на себя стоки от станций очистки для их биологической доочистки.
- Земледельческие поля орошения:
- летние (сезонные) земледельческие поля орошения. Сточные воды здесь применяются в качестве полива и обеспечения растений минеральными веществами во время летней вегетации. Очистка стоков носит вспомогательный характер;
- круглогодичные земледельческие поля орошения. Отличительной чертой является использование сточных вод для орошения в летний период и их естественная очистка в холодное время методом фильтрации.
Поля орошения как способ естественной биологической очистки располагают во всех климатических зонах.
Поля фильтрации
На полях фильтрации обеззараживание стоков происходит путем просачивания воды через фильтрующий слой грунта.
Их устраивают преимущественно на легких песчаных и супесчаных, реже суглинистых почвах, что предполагает хорошую фильтрацию водных масс с образованием биологической пленки. Тяжелые суглинки и глины не подходят для расположения полей, так как приводят к заболачиванию местности. Торфяные почвы требуют предварительного осушения и устройства дренажа.
Участки полей располагают на местности, которая является строго горизонтальной или имеет небольшой природный уклон в пределах 0,02. Размещают поля фильтрации вдали от геодезических пустот и мест питания водоносных слоев.
Сточные воды на поля фильтрации поступают после их отстаивания и освобождения от жира и масел, яиц гельминтов, взвешенных частиц, что снижает возможность заиливания почвы и ее биологического загрязнения.
Очистка сточных вод на полях фильтрации происходит в два этапа
- Задерживание в фильтрующем слое почвы коллоидных и взвешенных частиц, а также микроорганизмов. Их накопление зависит от поглотительной способности грунта.
- Образование биопленки и последующее окисление органических веществ. Отмершие микроорганизмы и минеральные вещества формируют гумусовый слой.
Формирование биопленки идет последовательно и занимает промежуток времени от полугода до года. В этот период стоки обеззараживаются и могут отводиться в открытые водоемы.
Сточные воды перед поступлением на поля фильтрации следует выдерживать в отстойнике не менее 0,5 часа.
Отвод очищенных сточных вод
При низкой поглотительной способности грунтов на полях фильтрации и полях орошения устраивают водоотводящую сеть, которая включает в себя дренаж, сборные сети, отводящие линии и выпуски.
Дренаж удаляет из почвы излишки влаги и насыщает ее воздухом, который необходим для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, участвующих в окислительном процессе. При залегании грунтовых вод на глубине менее полутора метров организация дренажа обязательна.
Дренаж может быть выполнен в виде открытых (для песчаных и супесчаных почв) осушительных канав или закрытых (суглинки, глины) дренажных систем.
Возможные недостатки
Применение почвенных методов очистки сточных вод имеют и негативные последствия
- накопление в почве биологически не разлагаемых соединений;
- проникновение со стоками веществ, отрицательно влияющих на почвенные биоценозы;
- высокая стоимость земельных участков вблизи селитебных (жилых) зон;
- поля фильтрации требуют регулярного (раз в 5 — 8 лет) обслуживания, замены или промывки щебня, а иногда и примыкающего грунта.
Таким образом, поля орошения и поля фильтрации как метод естественной доочистки сточных вод не всегда могут конкурировать с сооружениями искусственной биологической очистки.
Поля фильтрации очистке сточных вод
Поля орошения представляют собой специально подготовленные участки, куда после предварительной механической очистки направляют (по бороздам, трубам, лоткам и т.
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД — одно из важнейших мероприятий охраны природы и окружающей среды от загрязнения. Производится разными способами: механическими (отстаивание, фильтрация, флотация), физико-химическими (коагуляция, нейтрализация, обработка хлором и т. д.) и биологическими (на полях орошения, в биологических бассейнах, биофильтрах).[ …]
Поля фильтрации и биологические пруды на сахарных заводах СССР занимают достаточно большие площади, примерно 17 тыс. га. Учитывая дефицит сельскохозяйственных земель, такие способы биологической очистки сточных вод, по-видимому, будут использовать в дальнейшем как исключение. На большинстве реконструированных и вновь построенных сахарных заводах сооружены станции искусственной биологической очистки с применением аэротенков. Подобное положение характерно для предприятий не только пищевой, но и других отраслей промышленности.[ …]
Поля орошения, как и поля фильтрации, прежде всего являются сооружениями по очистке сточных вод, в силу чего вся эксплоатацион-ная деятельность на полях орошения должна быть направлена, в первую очередь, в сторону постоянной и максимальной очистки сточных вод, поступающих на поля орошения. Устраиваемое на полях орошения овощное или молочное хозяйство (совхоз) является подсобным хозяйством, имеющим целью использование орошенных и удобренных сточными водами земельных участков.[ …]
ПОЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ —территории, специально устроенные и предназначенные для биологической очистки сточных вод. П.ф. обычно не используются для иных целей. См. Поля ассенизации.[ …]
Сточные воды направляются на биофильтры после их осветления в первичных отстойниках. При фильтрации сточных вод через слой загрузки происходит адсорбция биологической пленкой тонко диспергированных веществ, оставшихся в жидкости после первичных отстойников, а также коллоидных и растворенных веществ. Органическая часть загрязнений, задержанных биопленкой, подвергается биохимическому окислению (минерализации) при помощи аэробных бактерий. Кислород, необходимый для жизнедеятельности бактерий, поступает в тело биофильтра путем его естественной или искусственной вентиляции. Величину нагрузки на капельные биофильтры определяют по их окислительной мощности (ОМ). Окислительная мощность — это количество кислорода, получаемое с 1 м3 фильтрующего материала в сутки для снижения БПК направляемых на биофильтры сточных вод. Сущность процесса биологической очистки сточных вод на биофильтрах не отличается от процесса очистки на полях орошения и полях фильтрации. Однако вследствие искусственно созданных благоприятных условий для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов процесс биохимического окисления в биофильтрах происходит значительно интенсивнее, чем на полях орошения и полях фильтрации.
Поля орошения, поля фильтрации и биологические пруды представляют сооружения с наименее интенсивным прохождением процесса очистки сточных вод, тогда как в остальных сооружениях процесс очистки искусственно созданными условиями интенсифицирован.[ …]
Очистка сточных вод химической обработки льна потребует выделения из общего стока варочной жидкости для специальной ее обработки. Усредненные кислые и щелочные воды промывок разбавляются до пределов концентрации, приемлемой для очистки на .полях фильтрации.[ …]
Поля фильтрации — это участки земли, предназначенные для полной биологической очистки предварительно осветленных сточных вод.[ …]
Очистку сточных вод от химической обработки луба льна следует проводить раздельно. Наиболее концентрированная часть стоков — варочная жидкость — выделяется и собирается в накопителе или подвергается термической обработке. Усредненные кислые и щелочные промывные воды очищаются на полях фильтрации, рассчитываемых по нормам для бытовых сточных вод.[ …]
Поля орошения (рис. 33) — это специально подготовленные земельные участки, используемые одновременно для очищения сточных вод и агрокультурных целей. Если поля предназ-начаются только для биологической очистки сточных вод (т. е. на них не выращиваются сельскохозяйственные культуры) , они называются полями фильтрации.[ …]
Поля фильтрации при правильном устройстве и эксплуатации обеспечивают высокий эффект очистки сточных вод по всем показателям, но их не допускается устраивать в местах выклинивания водоносных горизонтов и не защищенных водоупором трещиноватых и карстовых пород.[ …]
Очистка сточных вод на полях орошения и полях фильтрации происходит в процессе фильтрации их через почву. При этом задерживаемые органические загрязнения вместе с бактериями обволакивают частицы почвы и образуют биологическую пленку. Пленка адсорбирует тонкодиспергированные взвеси, коллоидальные и растворенные вещества загрязнений сточных вод, которые при помощи аэробных бактерий в присутствии кислорода воздуха подвергаются биохимическому окислению. Так как атмосферный воздух интенсивно проникает в поры почвы на глубину 0,2—0,3 м, то именно в этом слое и происходят окислительные процессы: органический углерод окисляется до СОа, азот аммонийных солей — до нитритов и нитратов (N02 и М03), т. е. нитрифицируется.[ …]
Поля фильтрации считаются самым эффективным и одновременно надежным методом последующей очистки сточных вод. Этот метод часто применялся с успехом [5].[ …]
Очистка сточных вод на полях фильтрации и полях орошения относится к числу наиболее старых и надежных с санитарной точки зрения методов. Для очистки некоторых видов сточных вод, например бытовых, этот метод сохранил свое значение до настоящего времени; для очистки же производственных сточных вод он не нашел широкого применения, что обусловлено большим абсолютным количеством производственных стоков на современных предприятиях и малой пропускной способностью единицы площади полей, а также непостоянством состава стоков и возможностью попадания на поля токсичных для их микрофлоры примесей. Только при небольшом количестве производственных сточных вод, стабильных по своему составу и аналогичных бытовым водам, можно очищать их на полях фильтрации и полях орошения.[ …]
Фильтрация через почву основана на протекающих в почве динамических физических, химических и биологических процессах, в результате которых компоненты отходов разлагаются, иммобилизуются или прекращаются в экологически безвредные вещества. Сооружения почвенной очистки сточных вод имеют много разновидностей: поля наземной фильтрации, фильтрующие колодцы и фильтрируюшие траншеи с естественным или искусственным слоем грунта.[ …]
Поля фильтрации также предназначены для биологической очистки сточных вод. В отличие от полей орошения на них не выращиваются сельскохозяйственные культуры, поэтому они принимают нагрузку значительно большую, чем поля орошения.[ …]
Сточные воды, содержащие органические вещества, легко разлагаемые бактериями, могут быть очищены на полях фильтрации и орошения, при условии пригодных для этой цели земельных участков. Для успешной очистки сточных вод целесообразно производить частую смену площадей, чтобы предотвращать преждевременное затвердевание верхних слоев почвы.[ …]
Очистка сточных вод па полях фильтрации производится с расчетом полей по окислительной мощности данного вида почв. Возможность использования производственных сточных вод для орошения сельскохозяйственных земель определяется органами министерств сельского хозяйства и здравоохранения с учетом состава сточных вод, климатических и почвенных условий [4].[ …]
Очистку сточных вод в природных условиях обычно ведут на полях фильтрации или орошения и в биологических прудах. Первых два метода до недавнего времени применяли для очистки бытовых стоков, и лишь в последнее время появились разработки по их приложению к производственным водам.[ …]
Поля подземной фильтрации и поля подпочвенного орошения (рис. 24.1), если по местным условиям требуется биологическая очистка сточных вод, являются наиболее рациональным типом сооружений для очистки небольших расходов (до 15 м31сут) сточных вод. Устраивать их рекомендуется в песчаных и супесчаных грунтах; допускается использование суглинков. Оросительные трубы должны располагаться выше уровня грунтовых вод не менее чем на 1 м.[ …]
Поля орошения являются сельскохозяйственными угодьями, специально предназначенными для очистки сточных вод и одновременного выращивания растений. На полях фильтрации очистка производится без участия растений. Они применяются в основном в качестве резервных участков для принятия сточных вод, когда невозможна подача воды на поля орошения.[ …]
На полях фильтрации очистка сточных вод -производится без участия растений. Отсутствие активного слоя почвы и растений снижает эффективность и интенсивность очистки. Метод очистки сточных вод на полях фильтрации , имеет ограниченное применение и практически мало перспективен.[ …]
Для очистки сточных вод в количестве до 15 м3/сутки наиболее рациональным типом сооружений биологической очистки являются поля подземной фильтрации (рис. 4.159 и 4. 160). Устраивать их рекомендуется при наличии достаточного по площади участка земли, на соответствующем расстоянии от населенного пункта, вниз по течению грунтовых вод от водозаборных сооружений, питающихся указанными водами, на расстоянии от водозабора не менее 50 м, в супесчаных и песчаных грунтах. При расположении полей выше водозаборных сооружений питьевого водоснабжения это расстояние определяется из расчета самоочищения сточных вод и должно быть согласовано с органами Государственного санитарного надзора.[ …]
Процесс очистки сточных вод при фильтрации их через почву «а полях фильтрации и полях орошения — это совокупность сложных физико-химических и биохимических процессов. Сущность его состоит в том, что при проходе сточных вод через почву в верхнем ее слое задерживаются взвешенные и коллоидальные вещества, образующие на поверхности частичек почвы густо заселенную микроорганизмами пленку. Эта пленка адсорбирует на своей поверхности органические вещества и переводит их в растворимое состояние. Используя кислород, проникающий в поры почвы, микроорганизмы перерабатывают растворимые органические вещества в минеральные соединения. Таким образом, наличие воздуха в почве, а следовательно, и разрыхленность ее являются необходимыми условиями для нормального протекания процесса очистки. Верхние слои почвы (0,2—• 0,3 м) находятся в более благоприятных условиях кислородного режима, поэтому в них окисление органических веществ, а также процесс нитрификации происходит более интенсивно. Пригодность почв для полей фильтрации, а следовательно, и нагрузки на них определяются их гранулометрическим составом и влагоем-костью. Для увеличения производительности полей фильтрации на них часто подают предварительно осветленную (отстоенную) сточную воду.[ …]
Качество очистки сточных вод на полях фильтрации проверяют 1—3 раза в месяц. Контрольные анализы производит местная или какая-либо другая лаборатория по согласованию с санитарно-эпидемиологической станцией.[ …]
Аналогичная очистка происходит и в том случае, когда поверхность почвы не засевается и остается полностью свободной от растительности. При этом решающим фактором для удаления из сточных вод загрязнений служат не произрастающие в верхних слоях почвы растения, а находящиеся в земле живые организмы. Такие необрабатываемые орошаемые земли называют полями фильтрации. Поскольку в этом случае нет надобности в интересах сельского хозяйства ограничивать количество сточных вод, используемых для орошения, на эти поля можно подавать гораздо больше воды. Нагрузка на поля фильтрации может примерно в 10 раз превышать обычную нагрузку на поля орошения, т. е. для полей фильтрации требуется лишь 0,1 часть территории, отводимой под поля орошения, чтобы Принять такое же количество сточных вод, предназначенных для очистки. Разумеется, для таких высоконагружаемых полей фильтрации также следует оборудовать дренажную систему. Главным условием успешного применения этого метода очистки сточных вод является хорошая фильтрующая способность почвы.[ …]
Биологическая очистка сточных вод обеспечивает извлечение из сточной жидкости растворенных и коллоидных органических соединений. Основой этого процесса является сорбция и затем минерализация органических веществ колониями аэробных микроорганизмов в виде биологической пленки (очистка в твердой среде) или активного ила (очистка в жидкой среде). Биологическая очистка в твердой среде достигается на биологических фильтрах, полях фильтрации и других сооружениях почвенной очистки. Очистка в жидкой среде осуществляется в различного типа аэротенках и биологических прудах.[ …]
Сравнение анализов воды до и после очистки дает возможность судить о результатах работы полей орошения и полей фильтрации по очистке сточных вод. Резкое ухудшение эффекта очистки по данным анализов показывает или перегрузку участков, или прорыв неочищенных сточных вод в дренажную сеть. Постепенное ухудшение эффекта очистки является показателем неудовлетвЬрительной эксплоатационной работы или утомляемости участков.[ …]
Биологические методы очистки вод, загрязненных бытовыми и промышленными отходами, применяются уже около 70 лет. Преимуществом биологических методов перед многими химическими и физико-химическими является полная минерализация органического материала. Наиболее простой способ очистки сточных вод состоит в использовании почвенных методов очистки на полях фильтрации и полях орошения.[ …]
Сооружения почвенной очистки сточных вод имеют производительность в пределах от 0,5 до 280 ООО м3/сут. Их используют в основном для очистки бытовых сточных вод. Указанные сооружения подразделяют на малые, к которым относятся фильтрующие колодцы, фильтрующие траншеи, площадки подземного орошения, площадки подземной фильтрации и песчано-гравийные фильтры. К средним — поля подземного орошения и подземной фильтраций. Наиболее крупными сооружениями являются коммунальные поля орошения, земледельческие поля орошения и поля наземной фильтрации.[ …]
Сооружения биологической очистки сточных вод в естественных условиях являются более эффективными по сравнению с сооружениями биологической очистки в искусственно созданных условиях (табл. 12). Поэтому при подходящих для этого геологических и гидрогеологических условиях местности и наличии соответствующих земельных участков в первую очередь следует применять биологическую очистку в естественных условиях. К сооружениям такого характера относятся поля орошения, фильтрации и биологические пруды.[ …]
Перспективна биохимическая очистка сточных вод в естественных условиях — на полях фильтрации и земледельческих полях орошения (ЗПО) (рис. 22). В этих случаях для освобождения сточных вод от загрязняющих примесей используется очищающая способность самой почвы. Фильтруясь сквозь слой почвы, вода оставляет в ней взвешенные, коллоидные и растворенные примеси.[ …]
По .¡я орошения отличаются от полей фильтрации тем, что они являются сельскохозяйственными угодьями. В этом случае, помимо очистки стоков, преследуется цель утилизации в интересах сельского хозяйства веществ (органики и микроэлементов), в них содержащихся. Пропускная способность полей орошения обычно составляет 15-25 м3/га- сут. Наряду с очисткой сточных вод орошение ими зачастую обеспечивает повышение урожая зеленой массы, например на пастбищах и в овощеводстве.[ …]
Самостоятельную биологическую очистку сточных вод производят ■преимущественно на полях фильтрации и только при невозможности устройства последних — в аэротенках с низконапорной механической аэрацией или на биофильтрах. [ …]
Сущность процесса биологической очистки сточных вод на полях состоит в том, что в процессе фильтрации через почву органические загрязнения сточных вод задерживаются на ней, образуя биологическую пленку, населенную большим количеством микроорганизмов. Пленка адсорбирует коллоидные и растворенные вещества, мелкую взвесь, и они при помощи аэробных бактерий в присутствии кислорода воздуха переходят в минеральные соединения. Атмосферный воздух хорошо проникает в почву на глубину 0,2—0,3 м, где и происходит наиболее интенсивное биохимическое окисление.[ …]
Основное принципиальное отличие полей орошения от полей фильтрации заключается в том, что с помощью полей орошения одновременно решаются две народнохозяйственные задачи: очистка сточных вод и утилизация в сельскохозяйственных целях содержащихся в сточных водах удобрительных веществ. Поэтому основными определяющими показателями являются требования к качеству направляемой на поля орошения сточной жидкости и допустимая нагрузка на единицу орошаемой площади, учитывающая водоемкость выращиваемых сельскохозяйственных культур. Пропускная способность полей орошения обычно составляет 15—25 м3 в год.[ …]
На промышленных предприятиях для очистки сточных вод используют пруды-отстойники, шламовые пруды, пруды-накопи-тели, пруды-испарители, хвостохранилища, золоотвалы и др. В ряде случаев они также могут быть источником загрязнения подземных вод. При использовании земледельческих полей орошения и нолей фильтрации для очистки сточных вод также не исключено загрязнение подземных вод вредными химическими веществами.[ …]
Основная эксплоатационная работа на полях орошения и на полях фильтрации состоит: в поддержании в порядке сооружений; в распределении поступающей на поля сточной жидкости для очистки; в контроле результатов очистки сточных вод на полях.[ …]
Если земельные участки предназначаются только для очистки сточных вод, то они называются полями фильтрации. Поля орошения и поля фильтрации для очистки промышленных сточных вод не получили большого распространения.[ …]
Внутри биофильтра происходят те же процессы, что и при очистке сточных вод на полях фильтрации и орошения, однако благодаря искусственно созданным благоприятным условиям для жизнедеятельности микроорганизмов эти процессы протекают гораздо интенсивнее. Поэтому площадь биофильтров значительно меньше площади полей фильтрации.[ …]
Более надежными являются почвенные методы биологической очистки (на полях орошения и полях фильтрации), которые при условии нормальной нагрузки на поля обеспечивают высокий эффект (до 99,9%) бактериальной очистки. Работами С. Н. Черкинского и Л. Б. Доливо-Добровольского доказано, что патогенные бактерии кишечной группы обнаруживаются в очищенной воде даже тогда, когда кишечная палочка отмирает на 99%. Поэтому после механической и искусственной биологической очистки сточные воды до спуска их в водоем, безусловно, необходимо обеззараживать. В случаях почвенной очистки сточных вод на полях-орошения или полях фильтрации дезинфекция, как правило, не требуется.[ …]
Если допустимое остаточное количество взвешенных веществ в отсто-енной воде больше 150 мг/л (как, например, при очистке сточных вод на полях фильтрации и на полях орошения), то продолжительность отстаивания может быть уменьшена до 0,5—1 ч. То же допускается при отстаивании слабоконцентрированной воды, когда абсолютное количество взвешенных веществ невелико, а последующая неполная очистка воды производится в высоконагружаемых аэротенках.[ …]
Дополнительный отвод земель под очистные сооружения в настоящее время резко сокращается. Поэтому все чаще используют другие способы очистки, например в непроточных биологических прудах. Для переоборудования существующих полей фильтрации в непроточные биологические пруды не требуется значительных капитальных затрат. Это обусловило реализацию данного способа на нескольких десятках сахарных заводов СССР. Для интенсификации очистки сточных вод в биологических прудах культивируют одноклеточные зеленые водоросли, а в глубоких прудах (до 4 — 5 м) осуществляют искусственную аэрацию воздухом.[ …]
Большая часть осадка, попавшая в септическую камеру, всплывала на поверхность жидкости в пространстве между осадочными желобами. Септические камеры не выполняли своего основного назначения, так как они вместо осадка были заполнены водою. В связи с этим приходилось постоянно вручную удалять всплывший осадок и складировать его возле отстойника, что представляло собою трудоемкую работу, выполняемую в антисанитарных условиях (рис. 19). Сточные воды без какой-либо очистки направлялись на поля фильтрации, устроенные в песчаном грунте и состоявшие из обвалованных карт. Осадок, выпадая на дно карт, способствовал кальматации пор почвы, что нарушало фильтрацию сточных вод через грунт; всплывшая же на поверхность часть осадка тормозила процесс испарения воды. Вследствие этого поля фильтрации переполнялись, сточные воды переливались через валики в р. Лугу, загрязняя ее на большом протяжении.[ …]
Поля фильтрации «КАНАЛИЗАЦИЯ. НАРУЖНЫЕ СЕТИ И СООРУЖЕНИЯ. СНиП 2.04.03-85» (утв. Постановлением Госстроя СССР от 21.05.85 N 71) (ред. от 20.05.86)
действует Редакция от 20.05.1986 Подробная информацияНаименование документ | «КАНАЛИЗАЦИЯ. НАРУЖНЫЕ СЕТИ И СООРУЖЕНИЯ. СНиП 2.04.03-85» (утв. Постановлением Госстроя СССР от 21.05.85 N 71) (ред. от 20.05.86) |
Вид документа | постановление, нормы, правила |
Принявший орган | госстрой ссср |
Номер документа | СНИП 2.04.03-85 |
Дата принятия | 01.01.1970 |
Дата редакции | 20.05.1986 |
Дата регистрации в Минюсте | 01.01.1970 |
Статус | действует |
Публикация |
|
Навигатор | Примечания |
Поля фильтрации
6.179. Поля фильтрации для полной биологической очистки сточных вод надлежит предусматривать, как правило, на песках, супесях и легких суглинках.
Продолжительность отстаивания сточных вод перед поступлением их на поля фильтрации следует принимать не менее 30 мин.
6.180. Площадки для полей фильтрации необходимо выбирать: со спокойным и слабовыраженным рельефом с уклоном до 0,02; с расположением ниже течения грунтового потока от сооружений для забора подземных вод на расстоянии, равном величине радиуса депрессионной воронки, но не менее 200 м для легких суглинков, 300 м — для супесей и 500 м — для песков.
При расположении полей фильтрации выше по течению грунтового потока расстояние их до сооружений для забора подземных вод следует принимать с учетом гидрогеологических условий и требований санитарной охраны источника водоснабжения.
На территориях, граничащих с местами выклинивания водоносных горизонтов, а также при наличии трещиноватых пород и карстов, не перекрытых водоупорным слоем, размещение полей фильтрации не допускается.
6.181. Нагрузку сточных вод на поля фильтрации надлежит принимать на основании данных опыта эксплуатации полей фильтрации, находящихся в аналогичных условиях.
Нагрузку бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод допускается принимать по табл.47.
Таблица 47
Грунты | Среднегодовая температура воздуха, °С | Нагрузка сточных вод, м3/(га х сут), при залегании грунтовых вод на глубине, м | ||
1,5 | 2 | 3 | ||
Легкие | От 0 до 3,5 | 55 | 60 | |
суглинки | Св. 3,5 до 6 | 70 | 75 | |
-«- 6 -«- 11 | 75 | 85 | ||
Св. 11 | 85 | 100 | ||
Супеси | От 0 до 3,5 | 80 | 85 | 100 |
Св. 3,5 до 6 | 90 | 100 | 120 | |
-«- 6 -«- 11 | 100 | 110 | 130 | |
Св. 11 | 120 | 130 | 150 | |
Пески | От 0 до 3,5 | 120 | 140 | 180 |
Св. 3,5 до 6 | 150 | 175 | 225 | |
-«- 6 -«- 11 | 160 | 190 | 235 | |
Св. 11 | 180 | 210 | 250 |
Примечания: 1. Нагрузка указана для районов со среднегодовым количеством атмосферных осадков от 300 до 500 мм.
2. Нагрузку необходимо уменьшать для районов со среднегодовым количеством атмосферных осадков: 500 — 700 мм — на 15 — 25%; свыше 700 мм, а также для I климатического района и IIIA климатического подрайона — на 25 — 30%, при этом больший процент снижения нагрузки надлежит принимать при легких суглинистых, а меньший — при песчаных грунтах.
6.182. Площадь полей фильтрации в необходимых случаях надлежит проверять на намораживание сточных вод. Продолжительность намораживания следует принимать равной числу дней со среднесуточной температурой воздуха ниже минус 10°С.
Величину фильтрации сточных вод в период их намораживания необходимо определять с уменьшением на величину коэффициента, приведенного в табл.48.
Таблица 48
Грунты | Коэффициент снижения величины фильтрации в период намораживания |
Легкие суглинки | 0,3 |
Супеси | 0,45 |
Пески | 0,55 |
6. 183. Необходимо предусматривать резервные карты, площадь которых должна быть обоснована в каждом отдельном случае и не должна превышать полезной площади полей фильтрации, %:
в III и IV климатических районах — 10;
во II климатическом районе — 20;
в I -«- -«- — 25.
6.184. Дополнительную площадь для устройства сетей, дорог, оградительных валиков, древесных насаждений допускается принимать в размере до 25% при площади полей фильтрации свыше 1000 га и до 35% при площади их 1000 га и менее.
6.185. Размеры карт полей фильтрации надлежит определять в зависимости от рельефа местности, общей рабочей площади полей, способа обработки почвы. При обработке тракторами площадь одной карты должна быть не менее 1,5 га.
Отношение ширины карты к длине следует принимать от 1:2 до 1:4; при обосновании допускается увеличение длины карты.
6.186. На картах полей фильтрации, предназначенных для намораживания сточных вод, следует предусматривать выпуски талых вод на резервные карты.
6.187. Устройство дренажа (открытого или закрытого) на полях фильтрации обязательно при залегании грунтовых вод на глубине менее 1,5 м от поверхности карт независимо от характера грунта, а также и при большей глубине залегания грунтовых вод, при неблагоприятных фильтрационных свойствах грунтов, когда одни осушительные канавы (без устройства закрытого дренажа) не обеспечивают необходимого понижения уровня грунтовых вод.
6.188. При полях фильтрации надлежит предусматривать душевую, помещения для сушки спецодежды, для отдыха и приема пищи. На каждые 75 — 100 га площади полей фильтрации следует предусматривать будки для обогрева обслуживающего персонала.
Поглощение стоков грунтом является наиболее часто применяемым и экономичным способом очистки. Возможность применения данного способа определяется способностью грунта поглощать сточные воды. При фильтрации стоков в землю, органические вещества распадаются под воздействием микроорганизмов, в так называемом биослое, образующемся в слое фильтрационной загрузки. Поля фильтрации – это участки земли, приспособленные для естественной биологической очистки сточных вод путём фильтрации их через почвенные горизонты. Это система подземных канав в суглинистых грунтах, в каждой из которых под площадкой со щебнем (40 см) необходимо установить фильтрующий слой из песка (10 см), в котором проложены дренажные трубы. На дне канавы — 10-сантиметровый слой почвы, хорошо пропускающий влагу. Слой щебня накрывают геотекстильным материалом, который защищает дренажную трубу от загрязнения верхним слоем земли и от несильных морозов (до — 5°С). Трубы для полей фильтрации и поглощения должны иметь специальную схему расположения отверстий, обеспечивающую равномерное распределение стоков и благоприятные условия для развития микроорганизмов, что гарантирует: эффективность очистки и долгий срок службы поля фильтрации. Применение гибких трубопроводов в системах фильтрации и инфильтрации категорически запрещено, т.к. это приводит к нарушению норм и требований природопользования, а так же к выводу из строя системы очистки сточных вод на базе септиков. Сточные воды, очищенные от механических примесей, жира, яиц гельминтов и пр., подаются в карту слоем 20—30 см (зимой намораживают до 75 см) по открытым каналам через водовыпуски и просачиваются через почву. Сточные воды, пройдя слой песка, поступают в дренажные трубы и затем отводятся в канаву, реку или в технический колодец. Продолжительность отстаивания сточных вод перед поступлением их на поля фильтрации следует принимать не менее 30 мин. Устройство дренажа (открытого или закрытого) на полях фильтрации обязательно при залегании грунтовых вод на глубине менее 1,5 м от поверхности карт независимо от характера грунта, а также и при большей глубине залегания грунтовых вод, при неблагоприятных фильтрационных свойствах грунтов, когда одни осушительные канавы (без устройства закрытого дренажа) не обеспечивают необходимого понижения уровня грунтовых вод. Поля фильтрации для полной биологической очистки сточных вод надлежит предусматривать на песках, супесях и легких суглинках с хорошими фильтрационными свойствами. Но, если почва глинистая, то этот вид биореактора не подойдет. Глина практически не пропускает воду, и очищенная в канаве вода не сможет уйти в более глубокие слои грунта. А выемка глины (до глубины залегания песка) обойдется дороже, чем приобретение готового очистного сооружения. Поля фильтрации состоят из участков (карт) с почти горизонтальной поверхностью площадью 0,5—2 га, огражденных валами высотой 0,8—1 м. обработке тракторами площадь одной карты должна быть не менее 1,5 га. Отношение ширины карты к длине следует принимать от 1:2 до 1:4. Ширина одной подземной канавы – минимум 50 см, глубина – 120 см (ниже отсутствуют аэробные бактерии, необходимые для биологической очистки), диаметр дренажной трубы – 11 см. Площадки для полей фильтрации необходимо выбирать: со спокойным и слабовыраженным рельефом с уклоном до 0,02; Если местность неровная, то поля фильтрации должны размещаться на возвышенности (чтобы очищенная вода самотеком уходила вниз, а не застаивалась). По общепринятым нормам, толщина песчано-гравийной смеси для полей фильтрации составляет 0,5 метра. После впитывания сточной жидкости поверхность карты перепахивают и снова заполняют. Раз в 5-10 лет нужно менять гравий и песок в канавах (так же, как и наполнитель в биофильтре). Допустимая норма суточной нагрузки (м 3/га): для песка 70—125, супеси 50—100, суглинка 40—70. |
Поля фильтрации очистке сточных вод
Рис. 33. Схема очистки сточных вод в естественных условиях на полях орошения и фильтрации [c.89]В промышленности для биохимической очистки сточных вод применяют системы с ростом во взвесях (активный ил) и ростом в фиксированном состоянии (оросительные фильтры, вращающиеся диски). Биологическое окисление проводят как в естественных условиях на полях фильтрации, орошения и В биологических прудах, так и в искусственно созданных условиях в аэротенках и на биофильтрах. [c.101]
Почвенные методы очистки сточных вод. Полями орошения и полями фильтрации называются специально подготовленные участки земли, предназначенные для биологической очистки сточных вод. При работе полей орошения предусматривается использование влаги и питательных веществ, содержащихся в воде, для произрастания сельскохозяйственных культур. Основным назначением полей фильтрации является только очистка сточных вод, поэтому на них дается максимально возможная нагрузка. Сточные [c.311]
Биологические методы очистки вод, загрязненных бытовыми и промышленными отходами, применяются уже около 70 лет. Преимуществом биологических методов перед многими химическими и физико-химическими является полная минерализация органического материала. Наиболее простой способ очистки сточных вод состоит в использовании почвенных методов очистки на полях фильтрации и полях орошения. [c.115]
На полях фильтрации очистка сточных вод -производится без участия растений. Отсутствие активного слоя почвы и растений снижает эффективность и интенсивность очистки. Метод очистки сточных вод на полях фильтрации, имеет ограниченное примене-.ние и практически мало перспективен. [c.312]
В СССР биологические пруды впервые были устроены по инициативе проф. С. Н. Строганова на московских полях фильтрации. Очистка сточных вод в биологических прудах может осуществляться в анаэробных и аэробных условиях. [c.242]
Для очистки мелассной барды применяют поля фильтрации (почвенные фильтры), располагаемые на легких песчаных почвах, обладающих хорошей фильтруемостью. Площадь, предназначенную для полей фильтрации, делят на дренированные участки (карты) по 0,25—0,4 га и ограждают валками, в которых укладывают трубопроводы для транспортирования сточных вод. Дренажные ходы диаметром 8—10 мм размещают на глубине 1—1,5 м с шагом [c.403]
В некоторых случаях сточные воды после очистки и до использования на сельскохозяйственных участках усредняют в прудах-накопителях или картах полей фильтрации. [c.359]
Чертежи. Генплан очистных сооружений при биологической очистке в искусственно созданных условиях необходимо выполнять на ватмане в масштабе 1 500 или 1 1000. При биологической очистке сточных вод в естественных условиях (поля орошения или фильтрации) масштаб выбирается в зависимости от площади полей так, чтобы чертеж генплана не превышал одного стандартного листа. План территории очистных сооружений с горизонталями через 1 м выполняется студентом на выданной ему геодезической подоснове. [c.166]
По данным [100], для обеспечения устойчивого режима биологической очистки сточных вод нужно, чтобы содержание таких, например, неионогенных веществ, как ОП-10, было небольшим. Устойчивый режим аэротенков при полной очистке может быть обеспечен при содержании ОП-10 не более 10 мг л. При неполной биологической очистке допустимая концентрация может быть увеличена до 20 мг л. При очистке сточных вод на биофильтрах или полях фильтрации содержание в сточных водах ОП-10 может быть повышено до 40 мг л, а сульфонола до 20 л. [c.158]
Биохимическую очистку производственных (а также бытовых) сточных вод производят на полях фильтрации (специально подготовленные земельные участки), в биологических прудах (каскады искусственных водоемов), биофильтрах и аэротенках. Наиболее распространены и перспективны р с. Ю4. Схема биологического фильтра с биофильтры И аэротенки. вращающимся разбрызгивателем [c.249]
Поля фильтрации и орошения также используются для очистки сточных вод, при этом первые служат только для целей очистки, на них подается максимально возможное количество жидкости. Поля орошения предназначены для выращивания сельскохозяйственных продуктов, и вода на них подается по мере необходимости. [c.119]
Расчет септика. Септики применяют для механической очистки сточных вод, поступающих на поля подземной фильтрации, песчано-гравийные фильтры, фильтрующие траншеи и фильтрующие колодцы при расходе их до 25 м сут [19]. [c.245]
Расчет полей подземной фильтрации (вариант I). Поля подземной фильтрации применяются для полной биологической очистки сточных вод при расходе их не более 15 м /сут, в песчаных и супесчаных грунтах. [c.246]
На действующих сахарных заводах очистка сточных вод третьей категории производится в основном на полях фильтрации с предварительным отстаиванием в земляных прудах-накопителях. [c.307]
Биохимическую очистку сточных вод можно проводить как в искусственных условиях — в биологических фильтрах и аэротенках, так и в естественных — на полях фильтрации, земледельческих полях орошения, биологических прудах. [c.259]
Поля фильтрации представляют собой хорошо дренированные участки, желательно с легкими песчаными почвами. Отведенная на такие поля сточная жидкость медленно фильтруется через грунт. При этом от воды отделяются взвешенные вещества и происходит разложение органических соединений за счет жизнедеятельности микробов. В деструкции органических соединений принимают участие почвенная микрофлора и микроорганизмы, попавшие в почву вместе со сточной водой. В настоящее время этот метод становится весьма неэкономичным, так как поля фильтрации занимают значительные земельные площади, которые могли бы использоваться для выращивания сельскохозяйственных растений. В этом отношении более выгодны поля орошения, отличающиеся тем, что определенную часть года они фильтруют загрязненную воду и накапливают удобряющие вещества, а затем засеваются полевыми, овощными и другими культурами. Их пропускная способность для сточной жидкости ниже, однако с таких удобренных участков удается получать большие урожаи. Кроме органических веществ, поля фильтрации и орошения отделяют от очищаемой воды взвешенные в ней микроорганизмы. Количество адсорбированных почвой микробов достигает 99,8% первоначального их числа в сточной жидкости [36]. Наряду с сапрофитами в почву при очистке стоков могут попадать болезнетворные и факультативно патогенные формы. Раньше считалось, что эти организмы, не находя благоприятных условий для существования, вскоре погибают. Однако сейчас взгляды на строгую [c. 115]
Сооружения биологической очистки сточных вод в естественных условиях являются более эффективными по сравнению с сооружениями биологической очистки в искусственно созданных условиях (табл. 12). Поэтому при подходящих для этого геологических и гидрогеологических условиях местности и наличии соответствующих земельных участков в первую очередь следует применять биологическую очистку в естественных условиях. К сооружениям такого характера относятся поля орошения, фильтрации и биологические пруды, [c.88]
Поля фильтрации в отличие от полей орошения предназначены только для биологической очистки сточных вод, поэтому производительность их выше. Поля [c.121]
Самостоятельную биологическую очистку сточных вод производят преимущественно на полях фильтрации и только при невозможности устройства последних — в аэротенках с низконапорной механической аэрацией или на биофильтрах. [c.285]
Биохимическая очистка сточных вод осуществляется в естественных и искусственных условиях. Наиболее простыми и дешевыми являются сооружения биохимической очистки в естественных условиях ноля фильтрации, поля орон1ения и биологические пруды. На полях фильтрации и полях орошения используется жизнедеятельность почвенных биоценозов, а в биологических прудах —биоценозов пресных водоемов. Устройство этих сооружений и технология очистки сточных вод описыва- [c.212]
Суточный расход сточных вод, м3 Только механическая очистка Поля фильтрации 1 1 Аэротенки и вы-соковагружаемые биофильтры [c.35]
Для полей фильтрации площадью до 0,5 го и для сооружений механической и биологической очистки сточных вод производительностью до ЬО.м в сутки санитарно-защитную зону следует принимать размером 100 м. [c.32]
ХИМИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, ЗАВЕРШАЮЩИЕ ОЧИСТКУ СТОЧНЫХ ВОД НА ПОЛЯХ ФИЛЬТРАЦИИ [c. 160]
Чтобы поддержать высокое качество воды в озере, был проведен ряд мероприятий [2], ограничивающих поступление любых сточных вод прямо в озеро или в любые водотоки, впадающие в него. Поблизости от озера удалены такие подземные системы, как нижние камеры канализационных отстойников, фильтрация из которых приводит к загрязнению. С увеличением численности населения на южной оконечности озера в 1936 г. было запланировано построить очистную станцию для поселка Озеро Джордж. Эта очистная станция, проводящая вторичную очистку с помощью биофильтров и сбрасывающая очищенные стоки на песчаные поля фильтрации, вошла в строй в 1939 г. и постоянно [c.160]
Большая часть осадка, попавшая в септическую камеру, всплывала на поверхность жидкости в пространстве между осадочными желобами. Септические камеры не выполняли своего основного назначения, так как они вместо осадка были заполнены водою. В связи с этим приходилось ностоягшо вручную удалять всплывший осадок и складировать его возле отстойника, что представляло собою трудоемкую работу, выполняемую в антисанитарных условиях (рис. 19). Сточные воды без какой-либо очистки направлялись на поля фильтрации, устроенные в песчаном грунте и состоявшие из обвалованных карт. Осадок, выпадая на дно карт, способствовал кальматации пор почвы, что нарушало фильтрацию сточных вод через грунт всплывшая же на поверхность часть осадка тормозила процесс испарения воды. Вследствие этого поля фильтрации переполнялись, сточные воды переливались через валики в р. Лугу, загрязняя ее на большом протяжении. [c.22]
Большую роль адсорбционные явления играют в процессе биологической очистки сточных вод. В любом очистном сооружении — на полях орошения, полях фильтрации, на биофильтрах, биоокислителях, в аэротенках и метантенках — первым этапом очистки является адсорбция загрязняющего воду вещества активным илом, активной пленкой или септическим илом. И только вторым этапом является его разрушение (минерализация). [c.99]
Жидкую фазу сточной воды очищают в аэробных условиях. Для этого строят а) аэротеики б) биофильтры различных конструкций в) биологические пруды г) поля орошения и поля фильтрации (почвенные методы очистки). Сооружения эти по своему техническому оформлению различны, но все они рассчитаны на использование окислительного аэробного процесса, который [c.300]
Из аэротенка, где преимущественно происходит очистка сточных вод, жидкость поступает во вторичный отстойник. Осевший в нем активный ил частично возвращается в аэротенок (возвратный активный ил), а частично (избыточный активный ил) направляется на поля фильтрации. [c.50]
Производственно-загрязненные сточные воды в смеси с хозяйст-венно-бытовыми после нх биологической очистки дезинфицируют для уничтожения патогенных (болезнетворных) микроорганизмов, которые полностью не уничтожаются ин при отстаивании, ин при искусственной биологической очистке. Сточные воды, направляемые для очистки ha поля фильтрации и в био-погические пруды, не дезинфицируют. [c.231]
Для удаления взвешенных частиц из сточных вод применяются следующие методы отстаивание в поле сил тяжести и в поле центробежных сил, флотация, фильтрация через слой взвешенного осадка и зернистого материала. Процеживание сточных вод через решетки и ситз применяется для предварительного удаления плавающих крупных (куски дерева, тряпки) или волокнистых загрязнений. Центрифугирование и фильтрация через ткани применяется в основном для обезвоживания осадков сточных вод фильтрация через слой зернистого материала — для окончательной тонкой очистки сточных вод, предварительно очищенных другими способами. [c.18]
Основой расчета, как и в случае использования бытовых сточных вод, является величина допустимой нагрузки на поля орошения или фильтрации, причем при расчете полей орошения нагрузка корректируется с учетом величины ПДКорош- Однако для производственных сточных вод, весьма разнообразных по составу, отсутствуют научно обоснованные н проверенные практикой данные о величине допустимых нагрузок. Поэтому при расчете полей для производственных сточных вод приходится ориентироваться на рекомендуемые нормы для бытовых, вводя поправки на более высокие концентрации примесей в производственных сточных водах и учитывая компоненты в их составе. В настоящее время не может быть дано общих указаний о величине этих нонра-вок. Должно быть найдено частное решение для каждого конкретного случая с учетом состава сточной воды, подлежащей очистке. [c.172]
Сооружения почвенной очистки сточных вод имеют производительность в пределах от 0,5 до 280 ООО м /сут. Их используют в основном для очистки бытовых сточных вод. Указанные сооружечия подразделяют на малые, к которым относятся фильтрующие колодцы, фильтрующие траншеи, площадки подземного орошения, площадки подземной фильтрации и песчано-гравийные фильтры. К средним — поля подземного орошения и подземной фильтраций. Наиболее крупными сооружениями являются коммунальные поля орошения, земледельческие поля орошения и поля наземной фильтрации. [c.244]
Хотя и в настоящее время для очистки сточных вод внедряется принцип полного окисления, т. е. очистка сточных вод без образования остатков бактериального ила, тем не менее проблема ила в технологии очистки сточных вод еще существует. Освободить сточные воды от осадков помогает анаэробная ферментация, которая осуществляется в закрытых резервуарах — ме-тан-тенках. При использовании метан-тенков объем нла уменьшается в 2—2,5 раза. Тем не менее в жидком виде он занимает большой объем, так как содержание сухих веществ не выше 1— 5%. Если станции очистки находятся далеко от населенных мест, ил можно вывезти на поля, где он подвергается минерализации. Иногда ил уплотняют добавлением химических веществ используют также его фильтрацию с последующим высушиванием или сжиганием. Сухой ил в зависимости от его состава используют в качестве кормовой добавки, удобрения или топлива. [c.223]
Сточные воды III категории подвергаются биологической очистке в естественных илн искусственных условиях. В естественных условиях сточные воды очищают на полях фильтрации или орошения, в искусственных — в аэротенках, биокоагуляторах, в аэрациоиных каналах с помощью микроорганизмов активного ила. Принципиальная аппаратурно-технологическая схема биологической очистки сточных вод III категории представлена на рис. 16. [c.222]
Поля орошения ленные земельные участки, используемые одновременно для очищения сточных вод и агрокультурных целей. Если поля предназ-качаются только для биологической очистки сточных вод (т. е. на них не выращиваются сельскохозяйственные культуры), они называются полями фильтрации. [c.89]
В ряде случаев биологическая очистка сточных вод осу1цествляется в естественных условпях, для чего применяют следующие сооружения поля орощения, поля фильтрации, биологические пруды. [c.120]
Процесс очистки сточных вод при фильтрации их через почву а полях фильтрации и полях орошения — это совокупность сложных физико-химических и биохимических процессов. Сущность его состоит в том, что при проходе сточных вод через почву в верхнем ее слое задерживаются взвешенные и коллоидальные вещества, образующие на поверхности частичек почвы густо заселенную микроорганизмами пленку. Эта пленка адсорбирует на своей поверхности органические вещества и переводит их в растворимое состояние. Используя кислород, проникающий в поры почвы, микроорганизмы перерабатывают растворимые органические вещества в минеральные соединения. Таким образом, наличие воздуха в почве, а следовательно, и разрыхленность ее являются необходимыми условиями для нормального протекания процесса очистки. Верхние слои почвы (0,2— 0,3 м) находятся в более благоприятных условиях кислородного режима, поэтому в них окисление органических веществ, а также процесс нитрификации происходит более интенсивно. Пригодность почв для полей фильтрации, а следовательно, и нагрузки на них определяются их гранулометрическим составом и влагоем-костью. Для увеличения производительности полей фильтрации на них часто подают предварительно осветленную (отстоенную) сточную воду. [c.122]
Качество очистки сточных вод на полях фильтрации проверяют 1—3 раза в месяц. Коитрольные анализы процзводит местная или какая-либо другая лаборатория ио согласованию с санитарно-эпидемиологической станцией. [c. 125]
Биохимический процесс очистки сточных вод как в естественных условиях ( а полях орошения и фильтрации, в прудах), так и в искусственно созданных условиях (в аэротенках и биофильтрах) осуществляется комплексом различных видов микроорганизмов. Важным свойством их является способность адаптироваться (приспосабливаться) к условиям среды, т. в. к составу сточных вод и концентрации в них загрязнений, а также к температуре и активной реакции сточных вод. Этим свойством объясняется то, что практически биохимическая очистка сточных вод, содержащих различного рода органические вещества, осуществляется одним и тем же комплексом микроорганиЗ Мов. [c.119]
Накопленный объем сточных вод в прудах позволяет удлинить период работы полей фильтрации с 5 до 11 мес. и проводить очистку сточных вод в летнее время с повыщенной интенсивностью. [c.307]
Биохимическая очистка сточных вод | Агростройсервис
Существует целый ряд методов биохимической очистки. Их можно разделить на 2 подвида – естественные (поля фильтрации, орошения и гидропоники) и искусственные (аэротенки, анаэробные реакторы и биофильтры). В естественных происходит природный процесс без какого-либо его ускорения. В искусственных биохимическая очистка интенсифицируется теми или иными техническими приёмами.
Использование микроорганизмов является широко используемым сегодня методом очистки загрязненной воды. Природный процесс, который воссоздается в искусственных условиях, позволяет избавиться от органических примесей без применения сложных и высоко затратных технологий. Чтобы повысить эффективность технологии, биологическая очистка сточных вод применяется в сочетании с другими методами избавления жидкости от загрязнений.
Сооружения очистки сточных вод можно условно разделить на естественные (поля фильтрации, орошения и гидропоники) и искусственные (аэротенки, анаэробные реакторы и биофильтры). В естественных происходит природный процесс без какого-либо его ускорения. Такие сооружения могут быть использованы только в теплое время года. В искусственных биохимическая очистка интенсифицируется теми или иными техническими приёмами. Эти сооружения могут применяться круглогодично.
Поля фильтрации
Поля фильтрации – это земельные участки, предназначенные для биологической очистки сточных вод. Этот способ относится к естественным. Он состоит в подаче сточных вод на специально выделенные территории, как надземно, так и подземно. Проходя через толщу почвы, воды задерживаются в ней и при участии кислорода бактерии перерабатывают загрязнения. Наиболее интенсивное окисление органических соединений происходит в верхних слоях почвы более богатых кислородом. На участке, где происходит очищение стоков, необходимо, чтобы уровень грунтовых вод был не менее 1,5 м от поверхности. При более высоком уровне грунтовых вод требуется обустройство дренажа. Недостатками метода является невозможность использования таких территорий для сельскохозяйственных нужд, большие площади самих полей, зависимость от типа грунта и уровня грунтовых вод, их возможное заражение. Кроме того, фактически в настоящее время использование полей фильтрации с наземной подачей стоков приравнено к выбросу на рельеф, что зачастую влечёт за собой штрафы за загрязнение почв. Поля с подземной подачей стоков могут и не приводить к загрязнению почв, но получить разрешение и легально сбрасывать сток данным методом может быть проблематично.
Поля орошения
Поля орошения. Отличаются от полей фильтрации тем, что их можно использовать в сельском хозяйстве для некоторых видов растений (кукурузу на силос, корнеплоды). Как и на полях фильтрации, на них можно подавать только воду из очистных сооружений только после первичной очистки. Первично очищенная вода на таких полях несет не только функцию полива растений, но и благодаря наличию микроэлементов удобряет почву. В то же время, есть проблема по легальному статусу таких полей, аналогичная полям фильтрации. Кроме того, не на всякой территории возможна их организация.
Разновидностью полей орошения являются недавно разработанные и набирающие популярность за рубежом поля гидропоники, где в водоём со стоками высеваются специальные плавающие растения, которые наравне с микроорганизмами интенсивно испаряют воду и поглощают и перерабатывают загрязнения. Периодически излишки накопленной биомассы собираются и утилизируются. Данные поля дают большой удельный прирост массы и имеют большую скорость переработки, но, к сожалению, слабо приспособлены к работе в малосолнечном и прохладном российском климате.
Стоит отметить, что и поля орошения, и поля фильтрации слабо приспособлены для больших объёмов стоков. Так, согласно п.6.181 СНИП 2.04.03-85 (табл.47) наибольшая возможная нагрузка сточными водами грунтов не может превышать 250 куб.м/сут хозяйственно-бытового или близкого по составу стока на 1 гектар. Очевидно, что только для непосредственной организации полей на сток в 5000 куб.м/сут понадобится площадь в размере минимум 20 га! А ведь это сток небольшого районного центра, И территория полей должна быть ровной, учитывать ещё санитарную зону и другие вспомогательные территории, должна соответствовать по грунтам и уровням подземных вод.
Далее рассмотрим методы биохимической очистки, где природные процессы интенсифицируются для ускорения обработки и уменьшения объёма очистных сооружений.
Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП
Ответьте на 5 вопросов и получите ТКП на очистные сооружения и гарантированную скидку
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРУДЫ
Биологические пруды – это искусственные водоемы, в котором протекает процесс само очистки воды. Для эффективной очистки от загрязнений пруды имеют большую площадь поверхности, при этом глубина их может быть не большая. Очистка в биологических прудах зависит от погодных условий. В теплую солнечную погоду биоценоз хорошо размножается и позволяет эффективно удалять загрязнения, в холодную погоду при температуре ниже +6˚С бактерии перестают работать.
Аэротенки и анаэробные реакторы
Аэротенки и анаэробные реакторы — проточные ёмкости для сточных вод, в которых поддерживаются оптимальные условия для разложения органических загрязнений активной биомассой. Различия в их работе заключается в протекающих в них процессах.
Аэротенки, или блоки биологической очистки (ББО) – применяются для окисления органических веществ до простых веществ, таких как углекислый газ, вода и азот. Для нормальной работы аэротенков требуется подача воздуха в рабочую зону для жизнедеятельности аэробных бактерий и окисления органики. Кислорода потребляется столько, сколько нужно для окисления. Если питательных веществ в реакторе не достаточно, то потребление кислорода снижается. Важно правильно рассчитать подачу воздуха в ББО, т.к. при недостаточном его количестве степень очистки снижается, а при его избыточной подаче больше активного ила выносится из реактора.
Блоки анаэробного реактора (БАР) – служат для разложения трудно окисляемых органических соединений и нитратов, с помощью анаэробных бактерий. Этим бактериям для жизнедеятельности не нужен кислород. Одним из продуктов их жизнедеятельности является метан, поэтому их часто называют метантенками. Большие очистные сооружения часто комплектуются газгольдерами, для дальнейшего использования метана в собственных нуждах.
Для более эффективной работы, в аэротенках и метантенках используются блоки биологической загрузки (ББЗ). Данные блоки имеют увеличенную площадь поверхности, на которой закрепляется биомасса. Благодаря такой конструкции сокращаются габариты реакторов и время, требуемое на разложение загрязнений.
Примером аэротенков и анаэробных реакторов являются модули ББО и БАР, входящие в наши установки БИОТОК Р и БИОТОК М. Благодаря кислороду и рециркуляции активного ила, процессы минерализации загрязняющих веществ протекают очень активно.
Биофильтры
Биофильтры — проточные ёмкости для сточных вод, в которых располагаются блоки биологической загрузки, с закрепленными на них элементами активного ила. Это позволяет увеличить концентрацию биомассы при сохранении прежнего объёма сооружения, и, следовательно, увеличить производительность. Биологические фильтры широко применяются в загородных домах, где нет возможности подключиться к городской системе канализации. Они компактны и просты в эксплуатации. В биофильтрах, при прохождении через блоки биологической загрузки (которые имеют очень высокую удельную поверхность), происходит разложение сложных органических соединений на более простые. Стоит отметить, что в наших блоках ББО и БАР скомбинированы элементы биофильтров и аэротенков и анаэробных реакторов, что позволяет добиться очень большой скорости обработки и при этом сохранить компактность установок.
Автор: ООО «НПО «Агростройсервис»
Дата публикации: 24.04.2018
Другие статьи
Очистка сточных вод сахарных заводов при сезонном режиме работы
Сточные воды третьей категории (диффузные, жомовые, канализационные и др.) являются наиболее загрязнёнными, так как содержат большое количество растворённых органических веществ. Так, растворённый сахар способствует образованию различных органических кислот, а свекловичный сапонин вызывает вспенивание водных растворов и несёт в себе угрозу токсичных отравлений для живых организмов. Поэтому очистка стока этой категории наиболее важна для окружающей среды и требует более тщательного подхода.
Ещё одним существенным недостатком устаревшей технологии является недостаточная степень обезвоживания осадка и, как следствие, большая площадь, занимаемая полями фильтрации при очень низком качестве очистки сточных вод.
Но зачастую на большинстве сахарных заводов сброс стока третьей категории на малые поля фильтрации производится без какой-либо предварительной очистки, что наносит колоссальный вред окружающей среде за счёт инфильтрации стоков в грунтовые воды.
Ужесточение законодательства, направленного на защиту окружающей среды
Схема очистки прошлого века малоэффективна, более того — наносит значительный вред окружающей среде, что чревато существенными штрафами.
В июле 2016 г. ФЗ № 254-ФЗ от 03.07.2016 (ред. от 28.12.2016) «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» внесены изменения в ФЗ № 7-ФЗ от 10.01.2002 «Об охране окружающей среды».
Закон № 7-ФЗ от 10.01.2002 «Об охране окружающей среды» дополнен понятием «накопленный вред окружающей среде», возникший в результате прошлой экономической и иной деятельности, обязанности по устранению которого не были выполнены либо были выполнены не в полном объёме. Также в указанный закон дополнительно включена отдельная глава, регулирующая порядок ликвидации накопленного вреда окружающей среде.
Кроме того, в соответствии с внесенными изменениями в Правила холодного водоснабжения и водоотведения, утвержденными постановлением Правительства Российской Федерации от 3 ноября 2016 г. N 1134 «О вопросах осуществления холодного водоснабжения и водоотведения», предприятия обязаны утвердить план действий по соблюдению требований к составу и свойствам сточных вод, который должен предусматривать реализацию одного или нескольких из следующих мероприятий:
- строительство или модернизация локальных очистных сооружений;
- создание систем оборотного водоснабжения;
- внедрение технологий производства продукции (товаров), оказание услуг, проведение работ, обеспечивающих снижение содержания загрязняющих веществ в составе сточных вод;
- передача сточных вод специализированным организациям по договору на очистку сточных вод.
Наиболее распространенный метод очистки
На сегодняшний день наиболее распространенным методом очистки сточных вод сахарного производства является очистка с применением метанреактора.
Повышение качества очистки транспортёрно-моечной воды с выводом сухого осадка CB≥50% посредством механического обезвоживания осадка с радиального отстойника (далее РО) рассматривается как предварительная ступень перед биологической очисткой отводимой суспензии осадка после РО. Биологическая очистка двухступенчатая: первая ступень — анаэробный метанреактор с последующей доочисткой в аэробных условиях.
Недостатки технологии
Поскольку большинство сахарных заводов работает сезонно, около 120 дней в году, очистные сооружения должны обладать способностью быстрого запуска, т.е. в минимальные сроки обеспечивать требуемое качество очистки определённого количества стоков. Длительность запуска анаэробного реактора выражается в месяцах (60 дней). Хранение анаэробного активного ила на протяжении 8 месяцев или его подпитка хозяйственно-бытовыми сточными водами на протяжении того же периода не позволит сохранить ил в требуемом состоянии (видовой состав микроорганизмов и их общая масса) для быстрого запуска ЛОС по причине того, что концентрация ХПК хозяйственно-бытовых сточных вод в 10–20 раз ниже, чем концентрация ХПК фугата от обезвоживания осадка, а нагрузка по ХПК ниже в 45 раз.
Таким образом, к моменту запуска производства после 8-месячной остановки рестарт анаэробного реактора потребует 60 дней для прироста биомассы анаэробного активного ила и развития видового разнообразия микроорганизмов. Длительность запуска анаэробного реактора ставит под сомнение возможность использования анаэробного метода очистки в технологической линии сахарных предприятий. Запуск метанреактора после сезонного простоя всегда требует затравки, поэтому перед началом сезона эксплуатации её надо закупать либо иметь необходимый объём биоматериала на хранении. То же самое касается и аэротенка со свободно плавающим активным илом.
Технология IBR® для очистки сточных вод промышленных предприятий
Технология IBR® (Immobilized Biofilm Reactor) — реактор с прикреплённой биоплёнкой, относится к способам очистки сточных вод микрофлорой биоплёнки, прикреплённой к инертному неподвижному носителю, помещённому в резервуар (реактор). Технология является универсальным решением для очистки промышленных стоков, в том числе сахарных заводов, и применяется для очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод, для которых характерны:
- высокая суточная и сезонная неравномерность поступления;
- колебания концентраций загрязнений в широком диапазоне;
- низкоконцентрированные сточные воды;
- низкое соотношение БПК5:N в поступающем стоке — 3-4:1 и менее.
Основные преимущества технологии IBR®:
- стабильная и надёжная обработка сточных вод;
- приспособленность к колебаниям нагрузки;
- быстрая адаптация прикреплённых микроорганизмов к загрязнениям промышленных сточных вод;
- высокая степень очистки сточных вод с возможностью их повторного использования.
Технология может быть использована также для реализации процесса анаэробного окисления аммония (Anammox) — эффективного удаления азота с участием специфических Anammox-бактерий, окисляющих аммоний нитритом в бескислородных условиях.
В 2014 г. за научное обоснование, разработку и внедрение в практику новой биотехнологии очистки сточных вод с участием Anammox-бактерий научному коллективу под руководством основателя «ЭКОС Групп» М.Г. Зубова была присуждена премия Правительства РФ в области науки и техники. (Распоряжение правительства РФ от 26.02.2015 № 303-р).
Схема применения технологии IBR®
Первичная очистка:
- механическое обезвоживание осадка из контура транспортёрно-моечных вод с использованием центрифуг;
- механическая очистка на решётках с отмывкой и уплотнением задержанных отбросов;
- отстаивание сточных вод с применением реагентов.
Вторичная очистка:
- биореактор с прикреплённой микрофлорой I ступени с реализацией анаэробных процессов очистки;
- вертикальные отстойники для отделения биопленки;
- биореактор с прикреплённой микрофлорой II ступени.
Третичная очистка:
- фильтрация на безнапорных фильтрах с синтетической загрузкой;
- фильтрация на напорных фильтрах с рейтингом 100 мкм;
- обеззараживание сточных вод ультрафиолетовым излучением.
Обработка осадка:
- механическое обезвоживание осадков с использованием центрифуг.
Применение технологии IBR® и реализация схемы очистки без применения метанреакторов позволяет гарантированно осуществлять круглогодичную очистку сточных вод до требований норм для сброса в водоём рыбохозяйственного назначения и использования в оборотном водоснабжении. Более того, при очистке стоков сахарных заводов с сезонным режимом работы вышеуказанная схема является технологически и экономически более эффективным решением, так как не требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат.
Чем прикреплённые микроорганизмы лучше свободноплавающей микрофлоры?
Биоплёнки по сравнению со свободноплавающим илом обладают следующими достоинствами:
- больше видовое разнообразие;
- при эксплуатации не наблюдается вспухание, пенообразование и вынос активного ила из сооружений;
- высокая стабильность при изменениях нагрузки;
- оптимальная адаптация к загрязнениям, содержащимся в сточной воде;
- достаточно быстрое восстановление активности микроорганизмов после прекращения подачи сточных вод.
Мембранная фильтрация для повторного использования сточных вод Текущая
Разрекламировано новое применение повторного использования сточных вод, которое станет наиболее многообещающим процессом для мембран в водной промышленности. Д-р Грэм Пирс обсуждает проблемы, связанные с мембранной фильтрацией в качестве предварительной обработки для обратного осмоса, используя тематическое исследование округа Ориндж, Калифорния.
Мембраны используются в системах водоснабжения и водоотведения с 1960-х годов. Однако изначально мембранные процессы считались слишком дорогими для этой области и применялись только в нишевых приложениях или в особых обстоятельствах.Ситуация изменилась в течение 1990-х годов из-за появления нескольких движущих сил, в том числе законодательства для достижения более высоких стандартов очистки, и нехватки ресурсов, что привело к необходимости использования мембран на источниках солевой воды или сточных вод. Быстрое внедрение мембран с 2000 года привело к резкому снижению затрат до такой степени, что мембраны теперь часто конкурируют с традиционными процессами, обеспечивая при этом гораздо более высокие стандарты качества.
Существует два класса мембранных процессов, используемых в области водоснабжения и водоотведения. К первой категории относятся обратный осмос (RO) и нанофильтрация (NF). Эти мембраны имеют плотный непористый разделительный слой, нанесенный на пористую основу, и используются для удаления растворенных веществ. Вторая категория — это мембранная фильтрация, в которой микропористый разделительный слой обеспечивает барьер для мельчайших частиц, присутствующих в источнике питания, но позволяет растворенным компонентам проходить сквозь них. Мембранная фильтрация часто используется как самостоятельный процесс очистки, но может также использоваться как предварительная обработка на стадии обратного осмоса.
Одним из первых применений было использование обратного осмоса и мембранной фильтрации для промышленной очистки воды, как для общего использования технологической воды, так и для производства сверхчистой воды. В настоящее время это превзошло важность использования мембранной фильтрации при очистке питьевой воды для удаления мутности и обеспечения дезинфекционного барьера, особенно для паразитических микроорганизмов, таких как криптоспоридии и лямблии.
Одним из самых давних применений мембран при очистке воды является использование обратного осмоса для опреснения морской воды.Даже на Ближнем Востоке, где энергия дешевая, RO недавно заменил процессы дистилляции в качестве предпочтительной технологии для большинства задач. Недавнее новое применение мембран в опреснении воды заключается в использовании мембранной фильтрации в качестве предварительной обработки для обратного осмоса, и эта область резко выросла с 2005 года.
И последнее, но не менее важное: мембраны теперь используются в новых новое применение повторного использования сточных вод, наиболее быстро растущее и потенциально наиболее многообещающее применение мембран в водной промышленности.Фактически, мембраны были технологией, позволяющей использовать эту технологию, поскольку без мембран очистка сточных вод до стандартов, гарантирующих качество и безопасность, была бы слишком сложной и дорогостоящей.
RO требуется для обеспечения достаточного удаления растворенных органических веществ, а иногда и солей. Мембранная фильтрация необходима в качестве предварительной обработки обратного осмоса, и это приложение будет предметом данной статьи. Было обнаружено, что без предварительной мембранной обработки стабильная работа обратного осмоса недостижима, поэтому появление в конце 1990-х годов штанги мембранной фильтрации для питьевой воды позволило реализовать это применение в коммерческих целях.
Technology
Существует два типа технологии мембранной фильтрации для очистки воды и сточных вод, а именно ультрафильтрация (UF) и микрофильтрация (MF). UF имеет поры 0,01 — 0,02 мкм, а MF для очистки воды имеет поры 0,04 — 0,10 мкм. При очистке сточных вод можно использовать более крупные поры MF размером 0,2 и 0,4 мкм, но также подходят более мелкие мембраны MF для водоснабжения. Спектр разделения, показанный на рисунке 1, показывает размер частиц, для решения которых предназначены различные технологии фильтрации, с некоторыми примерами общих проблем.
Из рисунка видно, что мембранная фильтрация на два-три порядка грубее, чем RO. MF удаляет обычные частицы, обнаруженные в воде, включая бактерии и другие микробные организмы, в то время как UF удаляет дополнительно вирусы, тем самым обеспечивая физический дезинфекционный барьер. Для предварительной обработки сточных вод обратным осмосом мембранная фильтрация обычно используется в сочетании с коагуляцией для контроля загрязнения, обеспечения стабильности работы и улучшения удаления растворенных органических веществ.
Ресурсы
Водные ресурсы испытывают давление из-за увеличения численности населения, особенно в засушливых регионах, и более широкого использования воды на душу населения в связи с экономическим развитием. Были предприняты некоторые попытки сократить потребление воды с помощью программ сохранения, но до сих пор это лишь сдерживало рост.
Растет не только спрос, но и традиционные ресурсы в будущем станут менее доступными. В настоящее время водоснабжение осуществляется в основном из пресноводных ресурсов, как показано в таблице 1 ниже [1]. Поверхностные воды являются наиболее важным водным ресурсом, но подземные воды также вносят значительный вклад, составляя 36% от общего объема. Новые ресурсы, такие как опреснение и повторное использование сточных вод, составили всего 0,5% от общего объема в 2005 году. Однако в ближайшие десятилетия баланс предложения ресурсов претерпит фундаментальные изменения. Подземные воды фактически являются невозобновляемым ресурсом. Для накопления ресурсов подземных вод требуются тысячелетия, но эти ресурсы могут быть исчерпаны всего за несколько лет.
В сочетании с неумолимым сокращением доступности грунтовых вод качество грунтовых вод находится под угрозой из-за множества факторов, таких как проникновение солей у побережья, когда уровень грунтовых вод снижается из-за чрезмерного забора. Также грунтовые воды загрязняются отходами промышленности и сельского хозяйства, вызванными увеличением количества удобрений и пестицидов после Второй мировой войны. Эффект от этой деятельности проявился в течение нескольких десятилетий, но с начала 1990-х годов в развитых странах требовались процессы очистки подземных вод для контроля уровней загрязнения.
В долгосрочной перспективе новые источники, такие как опреснение и повторное использование сточных вод, должны будут заменить грунтовые воды, и начало этой тенденции уже началось. Таким образом, в обозримом будущем гарантирован рост новых ресурсов, значительно превышающий базовые темпы роста водопользования. Вдобавок к этому темпы роста процессов мембранной фильтрации будут еще выше, поскольку мембраны станут доминирующим техническим решением. Таким образом, в настоящее время рынки опреснения и повторного использования сточных вод имеют годовые темпы роста 8% и 14% соответственно, но использование мембранной фильтрации в этих приложениях растет на 17% и более [1,2].
В настоящее время 10% забираемой воды собирается в виде сточных вод, и чуть менее половины из них обрабатывается перед утилизацией [1]. Однако только небольшая часть обработки соответствует стандарту повторного использования. Таким образом, сточные воды доступны в качестве богатого ресурса для очистки в соответствии со стандартами повторного использования. Большая часть повторного использования в настоящее время предназначена для промышленности и сельского хозяйства, и всего 11% — для муниципального использования. Однако количество муниципальных приложений стремительно растет, что будет проиллюстрировано тематическим исследованием в конце статьи.
Использование энергии
К сожалению, эти новые источники воды требуют гораздо больше энергии для очистки, чем традиционные ресурсы пресной воды, и это станет важным фактором в будущем. В частности, опреснение является очень энергоемким, и это обеспечивает важную мотивацию для развития повторного использования сточных вод в качестве варианта по умолчанию при ограниченных ресурсах, оставляя опреснение для ситуаций, когда нет другого выбора. Энергоэффективность в водоснабжении теперь признана одним из основных факторов выбора альтернативных ресурсов.
На рисунке 2 показаны затраты энергии на очистку множества различных источников воды и сравнение этих затрат на очистку со стоимостью транспортировки и распределения [3]. Стрелка вверху рисунка представляет собой спектр затрат энергии на лечение. Затраты на энергию пресной воды очень низкие, обычно 0,2–0,3 кВтч / м 3 , а затраты на опреснение по крайней мере на порядок выше. Повторное использование солоноватой воды и сточных вод находится в середине этого спектра, обычно около 0.8 — 1,0 кВтч / м 3 . Если нанофильтрация используется для появляющихся загрязнителей, она будет использовать энергию чуть ниже этого уровня, тогда как новые процессы очистки сточных вод, такие как мембранные биореакторы, имеют уровни энергии несколько выше диапазона для солоноватой воды.
Источники солевого раствора энергоемки, так как для преодоления осмотического давления при обработке требуется значительная мощность. Источники эстуария, такие как проект Thames Water в Бектоне в Ист-Энде Лондона, обеспечивают более низкую стоимость энергии.Однако RO при повторном использовании сточных вод работает при более низком давлении, поскольку осмотическое давление низкое, и эти источники обычно являются наилучшим устойчивым вариантом для разработки новых ресурсов.
Рисунок показывает, что решение о разработке ресурса усложняется с учетом затрат на сбыт и транспортировку. Перекачивающая энергия при перекачке воды значительна. Например, в густонаселенном районе Лондона средняя стоимость распределения составляет 0,6 кВтч / м 3 [4], поэтому близость ресурса к месту использования может быть значительной.Транспортные расходы намного выше в засушливых районах, таких как Калифорния, где Водный проект штата, который перекачивает воду с севера штата на густонаселенный юг, использует столько же энергии, сколько местная опреснительная установка [5]. Следовательно, в таких случаях опреснение может быть оправдано с точки зрения энергии по сравнению с переброской на большие расстояния, но повторное использование сточных вод, вероятно, будет первым вариантом, который следует рассмотреть.
Привлекательность повторного использования сточных вод заключается в гибкости ресурса.Сточные воды уже собираются, особенно возле городских центров. Кроме того, его обычно обрабатывают для утилизации, и затраты энергии на обычный процесс с активированным илом, используемый для этой цели, обычно включают около половины общих затрат энергии на повторное использование.
Предельные затраты энергии на отбор уже очищенных сточных вод для утилизации не так велики, возможно, около 0,5 кВтч / м 3 , что делает дополнительные затраты энергии на этот ресурс намного ближе к ресурсу поверхностных вод.Кроме того, ресурс является гибким, поскольку очистные сооружения можно легко спроектировать для обеспечения переменной производительности.
Пример: округ Ориндж, Калифорния, США
Проекты повторного использования сточных вод были реализованы в широком масштабе в нескольких регионах мира в течение первого десятилетия 21 века. Самые популярные заводы находятся в Сингапуре, где в настоящее время установлено шесть крупных установок повторного использования. Самые последние крупномасштабные проекты — это проекты в Квинсленде, Австралии, Катаре и Кувейте на Ближнем Востоке. В тематическом исследовании, представленном в этой статье, рассматривается завод в округе Ориндж, штат Калифорния [6].
Водный округ округа Ориндж (OCWD) рассматривает схемы повторного использования сточных вод с начала 1970-х годов и запустил долгосрочные демонстрационные установки на основе обратного осмоса с предшествующей традиционной предварительной очисткой. Вывод этих ранних исследований заключался в том, что повторное использование не было коммерчески выгодным. Появление предварительной обработки мембраной вдохновило на пересмотр этого вывода, и следствием этой переоценки стала реализация схемы, представленной в Таблице 2.
Собранная вода будет использоваться для подпитки прибрежного водоносного горизонта и увеличит последующий забор для промышленности, сельского хозяйства и косвенного повторного использования муниципальных образований. На заводе используются погружные полипропиленовые (ПП) мембраны MF от Siemens-Memcor. Температура подачи находится в диапазоне 21-27 ° С, а мембранная установка работает с фактическим средним общим потоком 31 лм / ч и степенью извлечения 93%. Остаточный хлор в количестве 1-4 ppm дозируется непрерывно, превращаясь в хлорамины из-за остаточного аммиака, что делает его совместимым как с мембранами MF, так и RO.Интервал очистки на месте составляет 20-60 дней. Фотография частично заполненных мембранных стоек, используемых на заводе, показана на рисунке 3.
Рисунок 3. Siemens-Memcor S10T частично заполненные мембранные стойки для Orange Country |
Завод имеет хорошо работает с момента запуска и уже расширяется, и планируется расширение в будущем. Достигнута стабильная эффективность обратного осмоса. Мембраны из полипропилена также использовались на нескольких заводах в Сингапуре, хотя мембраны из поливинилидендифторида (ПВДФ) использовались в аналогичных системах повторного использования в Австралии.
Выводы
• Сточные воды, обработанные обычным активным илом, обеспечивают подходящую подачу для мембранной очистки
• Рынок повторного использования сточных вод быстро растет и предоставляет возможность с отличным бизнес-потенциалом для мембранной фильтрации
• Для повторного использования сточных вод , Предварительная обработка мембран UF / MF необходима для низкой стоимости RO
• Стоимость энергии и общая стоимость воды для повторного использования сточных вод значительно ниже, чем при опреснении морской воды
• MBR — RO имеет более высокие энергетические затраты, чем обычная очистка сточных вод с последующей UF / MF — RO
• Примеры использования мембранной фильтрации при повторном использовании сточных вод предоставили хороший опыт для водной промышленности.
Ссылки
[1] Отчет о повторном использовании сточных вод Global Water Intelligence, 2005 г.
[2] Глобальный рынок воды, 2008 г.: возможности в условиях дефицита ресурсов и экологического регулирования Global Water Intelligence, октябрь 2007 г.
[3] UF / MF предварительная очистка до обратного осмоса при повторном использовании морской воды и сточных вод: сравнение затрат на энергию GK Pearce, Desalination 222 (2008) 66–73
[4] Заключительные материалы; Ссылка на апелляцию: APP / G5750 / A / 05/1184751 Офис мэра Лондона (www.london.gov.uk/mayor/planning)
[5] Отчет об импорте или опреснении опресненной воды, стр. 2-3, 25 июня 2007 г.
[6] Руководство по мембранной технологии для регенерации сточных вод Эд М. Уилф, Balaban Desalination Publications, C
Примечание автора: Д-р Грэм К. Пирс — специалист по мембранным технологиям с 25-летним опытом работы в мембранной промышленности и директор Membrane Consultancy Associates — консультационной компании, предоставляющей экспертные консультации и рекомендации по мембранной технологии для разделения жидкостей, основанной в Сентябрь 2005 г. Для получения дополнительной информации обращайтесь по электронной почте: [email protected].
Другие статьи в текущем выпуске Water & WasteWater International
Другие статьи из архива Water & WasteWater International
Фильтр для очистки сточных вод: полное руководство по часто задаваемым вопросам
В сегодняшнем руководстве вы узнаете все о системах фильтрации для очистки сточных вод.
Он охватывает основные и продвинутые концепции.
Итак, если вы хотите быть экспертом в системах фильтрации очистки сточных вод, прочтите это руководство:
Что такое фильтр очистки сточных вод?
Это пористое устройство, через которое проходят сточные воды для удаления отходов.
Фильтр для сточных вод
Процесс фильтрации включает физическое отделение твердых частиц или примесей от воды.
Обычно фильтр помогает улавливать загрязнения, содержащиеся в сточных водах.
Фильтр очистки сточных вод может использоваться для производства питьевой воды или любой другой воды, используемой для других целей.
Существует множество фильтров для сточных вод, таких как песочные, картриджные, обратного осмоса, мешочные и мембранные фильтры.
Каждый из этих фильтров улавливает и удаляет из воды крупные и мелкие частицы, органические вещества или металлы.
Некоторые из них могут использоваться по отдельности, в то время как другие используются в сочетании с другим фильтром для получения желаемого результата.
Что такое фильтрация при очистке сточных вод?
Это процесс удаления взвешенных частиц из сточных вод.
Это может быть механизм фильтрации, флокуляции, осаждения или поверхностного захвата.
Этот процесс очень важен, поскольку он позволяет повторно использовать ту же воду, тем самым сокращая общие отходы.
Сточные воды проходят через фильтр, состоящий из слоев песка и гравия.
За счет улавливания примесей в воде этот процесс фильтрации улучшает дезинфекцию.
Существуют различные методы фильтрации, такие как гравитационная, горячая и вакуумная.
Все это помогает удалять твердые частицы из воды или газообразных сред.
Что такое фильтрующий слой в очистных сооружениях?
Это слой песка и гравия, расположенный на дне резервуара.
Он также известен как быстрый песчаный грунт.
Этот фильтрующий слой помогает улавливать твердые материалы, которые могут находиться в воде.
Вода протекает через песок, частицы соприкасаются с песком и попадают в поры.
Чем отличается угольный фильтр от фильтра с активированным углем при очистке сточных вод?
Есть некоторые различия в пористости и эффективности фильтрации.
Например, угольный фильтр менее пористый, чем активированный.
Фильтр с активированным углем
Таким образом, фильтр с активированным углем поглощает больше загрязняющих веществ и аллергенов, чем инактивированный.
Фильтр с активированным углем состоит из небольших кусочков угля в гранулированном или порошкообразном виде.
Они также стали более пористыми.
Неактивированный немного грубоват и обычно крупнее.
Фильтр с активированным углем работает быстрее и эффективнее, чем неактивированный.
Не требует частой замены, в отличие от фильтра с инактивированным углем.
Более совершенные фильтры с активированным углем иногда могут быть сплавлены с оксидом магния для удаления опасных соединений из воздуха.
Это невозможно сделать с фильтрами с активированным углем.
Фильтрация активированным углем осуществляется через слой, который поглощает примеси из сточных вод.
В большинстве случаев угольные фильтры с углем эффективно удаляют хлор, отложения, летучие органические соединения, вкус и запах.
Фильтры с активированным углем также предотвращают накопление бактерий, которые могут появиться естественным образом со временем.
Однако оба они не улавливают минералы, соли, тяжелые металлы и органические вещества, растворенные в сточных водах.
Кроме того, они также не удаляют вирусы и бактерии.
Для успешной очистки воды угольные фильтры используются в сочетании с другими типами фильтров, такими как фильтры обратного осмоса.
Это идеальные очистители воздуха дома, в учреждениях, учреждениях и на производстве.
Угольные фильтры хороши тем, что их можно использовать для фильтрации сточных вод в течение длительного времени.
Замена фильтра может потребоваться через 18–24 месяцев непрерывной работы в течение 24 часов.
Это применимо только в ситуациях с высокими требованиями, но в менее сложных ситуациях, его можно использовать в течение четырех лет.
Другие дополнительные преимущества угольных фильтров заключаются в том, что они удаляют пыль, ворс, споры плесени, дым, шерсть домашних животных и бытовую химию.
Что такое капельный фильтр при очистке сточных вод?
Это фильтры, специально используемые для удаления органических веществ из процесса очистки сточных вод.
Фильтрует воду с помощью системы аэробной очистки.
В этом процессе используются микроорганизмы для удаления органических веществ из сточных вод.
Органические вещества в сточных водах распыляются для окисления.
Затем они удаляются путем образования биологического нароста на поверхности горных пород.
Как только это будет сделано, сточные воды могут стекать по искусственному основанию из битых пород.
Капельные фильтры могут быть изготовлены из горных пород, кокса, гравия, шлака, пенополиуретана, керамики или сфагнума.
Конфигурация капельного фильтра
Обычно поддерживается разбрызгиванием или диффузией.
Иногда обслуживание выполняется путем продувки стандартным воздухом через фильтр, если он пористый.
Как выбрать фильтр для очистки сточных вод?
Правильный выбор фильтра для очистки сточных вод — дело непростое, но очень важное.
На выбор фильтра для очистки сточных вод влияет множество факторов.
К ним относятся:
- Системное приложение
- Природа сточных вод
- Уровень чистоты, который вы планируете достичь
Сточные воды промышленных, домашних или промышленных предприятий сбрасываются из различных областей применения.
Например, некоторые промышленные сточные воды образуются из обработанных пищевых продуктов, косметики, химикатов, бытовых отходов среди прочего.
Отрасли, которые производят пищевые продукты, такие как молочные продукты, требуют использования мембранных биореакторов для удаления загрязнителей сточных вод.
Масла и жиры из этих продуктов могут быть удалены с помощью флотации.
Другие отрасли промышленности производят металлы, такие как цинк, железо, свинец и никель.
По этой причине промышленные фильтры для отходов таких производств требуют различных методов фильтрации.
Это связано с тем, что для этого потребуется фильтр для очистки сточных вод, который может удалять тяжелые металлы и химические вещества.
Как фильтровать сточные воды?
Сточные воды могут поступать в результате горнодобывающей промышленности, очистки резервуаров, производства или других промышленных процессов.
Фильтрация — один из многочисленных этапов процесса очистки воды.
Иногда одной фильтрации может быть достаточно для удаления примесей.
В некоторых случаях фильтрация может использоваться более одного раза на многих этапах процесса очистки воды.
Это связано с тем, что другие вовлеченные процессы могут создавать твердые частицы, которые могут потребовать удаления посредством фильтрации.
Сточные воды фильтруются путем последовательного расположения множества фильтров, что помогает снизить общее количество взвешенных твердых частиц.
Когда сточные воды перекачиваются через фильтр, твердые частицы и другие нежелательные вещества улавливаются.
Они задерживаются в порах фильтра, а чистая вода проходит на другую сторону.
Фильтры улавливают твердые частицы различного размера, такие как глина, песок, коллоиды, микроорганизмы и органические вещества.
Фильтры также снижают биологическую и химическую потребность в кислороде и металлах.
Процесс фильтрации сточных вод
Какие этапы очистки сточных вод?
Очистка сточных вод выполняется в три основных этапа, хотя может потребоваться четвертый этап.
Лечение включает первичную, вторичную и третичную стадии.
Первичный этап включает удаление плавающего мусора путем фильтрации, а мелкие и крупные частицы удаляются путем осаждения.
Затем используется биологический процесс для дальнейшей очистки воды на вторичной стадии.
Третичная стадия улучшает качество воды, прежде чем ее можно будет повторно использовать или выбросить в окружающую среду.
Эта стадия помогает удалить любые неорганические материалы, оставшиеся, такие как азот и фосфор, после прохождения первичной и вторичной стадий.
Наконец, водоподготовка, которая может потребовать дополнительной обработки, может проходить через процесс четвертичной очистки воды.
Почему фильтрация важна при очистке сточных вод?
Фильтрация при очистке сточных вод очень важна по разным причинам.
Например,
- Он помогает удалять частицы и мусор из сточных вод, делая возможным повторное использование той же воды.
- Отфильтрованную воду также можно сбрасывать в окружающую среду, поскольку она больше не является вредной.
- Процесс фильтрации очень важен, потому что он помогает очищать грунтовые воды, которые просачиваются через почву.
- Фильтрация сделала безопасным использование поверхностных сточных вод, поскольку в процессе очистки можно удалить примеси.
- Вредные химические вещества и металлы, например свинец, удаляются фильтрацией.
- Некоторые типы фильтров могут удалять даже вирусы и бактерии из воды, делая ее более безопасной для питья.
- Фильтрация снижает загрязнение окружающей среды, так как сточные воды фильтруются перед тем, как попасть в окружающую среду.
Какие бактерии можно использовать для очистки сточных вод?
Очистка сточных вод очень важна для здоровья человека, поскольку она обеспечивает безопасность окружающей среды.
Бактерии широко используются для очистки сточных вод, поскольку они помогают ускорить процесс очистки.
Обычно используемые бактерии известны как бациллы, которые рекомендуются для лечения жиров, масел, жиров и белков.
Для чего используются фильтры для очистки сточных вод?
Фильтры для очистки сточных вод используются во многих случаях.К ним относятся:
- Очистка промышленных сточных вод, которые использовались в процессе производства различных продуктов.
- Применяются для удаления из воды как мелких, так и крупных твердых частиц.
- Они также используются для удаления из воды металлических веществ, таких как свинец и железо.
- Кроме того, фильтры очистки сточных вод используются для удаления из сточных вод минералов, таких как азот и фосфор.
- В дополнение к этому, фильтры также используются для удаления жиров, масел, жиров и других химикатов из сточных вод.
- Фильтры также удаляют вирусы, бактерии, паразитов, а также неприятный вкус и запах.
- Они используются для уменьшения количества сточных вод.
Где можно установить фильтр очистки сточных вод?
Фильтр для очистки промышленных сточных вод
При планировании установки необходимо разработать план, который будет хорошо работать без каких-либо компромиссов.
Он также не должен мешать другим операциям в течение как минимум 50 лет.
Установка должна производиться с учетом топографии земли, на которой расположен объект.
Обычно хорошо, если сточные воды естественным образом попадают в фильтр.
Поэтому его следует устанавливать на возвышенности, чтобы избежать дождя и наводнений.
Сточные воды также должны поступать прямо с завода, дома, учреждения или предприятия.
Это поможет свести к минимуму потерю земли, а также упростит ее поступление в фильтр.
Его нужно устанавливать немного подальше от города и сетевых служб с буферной зоной.
Этот буфер должен располагаться между фильтровальной площадкой и жилой зоной.
Буфер, который должен быть зеленым, обеспечит доступ операторов к сайту.
Также установка производится вдали от жилых районов и городов, чтобы запах не достигал этих мест.
Фильтр также следует устанавливать рядом с источником электричества для облегчения эксплуатации.
В дополнение к этому, фильтр для очистки сточных вод должен быть установлен в месте, где он не может помешать расширению города.
Кроме того, его нельзя устанавливать в местах, где это противоречит законам о сельскохозяйственных землях.
Это также должно позволить в будущем расширить сеть сбора сточных вод.
Наконец, его также следует установить возле долины или ручья, где его можно легко утилизировать после обработки.
Можно ли повторно использовать фильтр для очистки сточных вод?
Да, его можно использовать снова и снова.
К сожалению, со временем поры песка забиваются, и эффективность фильтрации снижается.
Фильтр можно снова использовать, выполнив процесс обратной промывки.
Кроме того, обратная промывка включает в себя обратный поток воды и воздуха, создающий мутную воду, которая сбрасывается в резервуар для хранения.
После этого фильтр заменяется, и его можно повторно использовать для эффективной фильтрации сточных вод.
Чем отличается мембранная фильтрация и фильтрация частиц в системе фильтрации сточных вод?
Мембранная фильтрация
Мембранная фильтрация использует тонкий слой полупроницаемых мембран, таких как обратный осмос, который имеет мельчайшие поры для фильтрации сточных вод.
Он использует диффузию железа для обращения вспять процесса осмоса раствора, что помогает отводить воду от растворенных веществ.
Например, радий, природные органические вещества, пестициды и патогены фильтруются через этот тип фильтра.
Мембрана позволяет проходить через нее только крошечным материалам, а вода разделяется на ретентат и проникающие вещества.
Кроме того, ретентат безопасно утилизируется, и очищенные водные пермеаты продолжают проходить через систему очистки.
Его можно повторно использовать дома, на производстве или на производстве.
Какие типы фильтров для очистки сточных вод?
Существует много типов фильтров для очистки сточных вод.
Сюда входят мешок, картридж, фильтры обратного осмоса, песочные фильтры и мультисредние фильтры.
Позвольте мне пролить свет на каждую из них ниже.
· Карманные фильтры для очистки воды
Карманный фильтр для очистки сточных вод
В небольших приложениях, где требуется уменьшить количество отходов, рекомендуется рукавный фильтр.
Удлиненный мешок используется для пропускания сточных вод.
Твердые частицы из воды улавливаются, позволяя только чистой воде проходить через мешок.
В зависимости от потребностей пользователя в рукавный фильтр и корпус улавливаются частицы разного размера.
Различные пакеты имеют отверстия или поры разного размера, которые измеряются в микронах.
Иногда можно использовать множество мешков для увеличения расхода воды в системе очистки.
Существуют специальные мешки для конкретных загрязнений, хотя со временем мешки забиваются и становятся неэффективными для фильтрации.
В этом случае рекомендуется сменить сумку и безопасно утилизировать использованную.
Вы также можете изменить содержимое мешка и повторно использовать тот же мешок с новыми фильтрующими материалами.
Фильтр этого типа экономичен и накапливает меньше отходов, чем другие системы фильтрации.
Однако карманный фильтр не так универсален, как другие фильтры, такие как картриджный.
· Картриджный фильтр для водоочистки
Ткань или сетка используются для улавливания частиц и химикатов в процессе фильтрации.
Фильтры этого типа делятся на две категории; поверхностный и глубинный картриджный фильтр.
Частицы задерживаются на поверхности воды через поверхностный фильтр.
Глубинный картриджный фильтр задерживает частицы через толстую среду.
Этот тип фильтра очень универсален и рекомендуется для многих приложений.
Картриджный фильтр для очистки сточных вод
Доступен во многих формах, материалах и размерах.
Например, есть плиссированные, плавильно-коричневые, струнные и перепончатые.
Также доступны диапазоны номиналов от менее 1 до 100 микрон.
· Фильтр обратного осмоса в фильтре для сточных вод
Этот тип фильтрации идеален для применений, требующих удаления растворенных твердых частиц.
Он также способствует уменьшению или удалению мельчайших органических частиц из сточных вод.
Обратный осмос — наиболее эффективная система фильтрации, поскольку она может отфильтровывать загрязнения, которые другие системы могут с трудом отфильтровать.
Фильтр может удалять 99,9% солей и загрязняющих веществ из различных источников загрязненной питательной воды, таких как городская и поверхностная вода.
Бактерии, частицы, сахар, краситель и другие примеси с массой, превышающей 150-250 Дальтон, блокируются посредством обратного осмоса.
Процесс фильтрации воды с помощью обратного осмоса
Фильтр воды для промывки песком
Он больше похож на рукавный фильтр, хотя он может обрабатывать больше твердых частиц при более высокой скорости потока.
Идеально подходит для удаления твердых частиц из сточных вод путем их фильтрации из потока очистки.
Вода перекачивается на песочный фильтр, и по мере накопления твердых частиц вода просачивается сквозь песок.
Твердые частицы размером 50 мкм и более задерживаются в порах между песком.
Песочные фильтры обычно изготавливаются от двух до пяти емкостей.
Чем больше сосудов, тем выше расход.
После нескольких процессов фильтрации песок забивается, и это требует обратной промывки или замены песка.
При обратной промывке твердые частицы выпадают из песчаного слоя.
После этого промывочную жидкость можно безопасно утилизировать.
· Мультимедийные фильтры для очистки сточных вод
Этот тип фильтра аналогичен песочному фильтру, но более эффективен.
Он состоит из одного или двух слоев носителя, расположенных поверх гравийного слоя.
Носители сделаны с уменьшающейся пористостью, были крупнее, более легкие — вверху.
Также снизу размещаются более мелкие и плотные носители.
Более того, более крупные частицы захватываются верхней средой, а более мелкие удаляются глубже в среде.
Этот фильтр может задерживать больше частиц по сравнению с песком в течение длительного времени, прежде чем его можно будет снова промыть.
Чем отличается ультрафильтрация от микрофильтрации при очистке сточных вод?
При очистке сточных вод между ультрафильтрацией и микрофильтрацией существует много различий.
Вот все, что вам нужно знать:
- Оба этих типа фильтрации используют мембраны для фильтрации твердых частиц и микроорганизмов из сточных вод.
- Они различаются размером фильтруемых частиц. Например, размер пор мембраны для ультрафильтрации очень мал и составляет от 0,01 до 0,1 мкм.
Напротив, размер пор мембран микрофильтрации составляет от 0,1 до 10 мкм.
- Ни один из этих фильтров не может удалить растворенные вещества в сточных водах.
Это возможно только в том случае, если они абсорбируются активированным углем или коагулируются солью железа.
- Ультрафильтрация используется для рециркуляции и повторного использования воды, не содержащей твердых частиц.С микрофильтрацией дело обстоит иначе.
- Ультрафильтрация удаляет все загрязнения, бактерии, вирусы и паразитов.
Напротив, микрофильтрация удаляет контаминанты, паразитов и бактерии, но не удаляет вирусы.
- И ультрафильтрация, и микрофильтрация удерживают минералы в воде.
Когда следует использовать песочный фильтр для очистки сточных вод?
Песок для очистки сточных вод
Песочный фильтр для очистки сточных вод может быть идеальным для очистки сточных вод небольших населенных пунктов, жилых районов и рекреационных объектов.
Торговые центры и учреждения также используют этот тип фильтра для очистки сточных вод.
Его также можно использовать, когда вам нужна экономичная система лечения.
Это связано с тем, что он энергоэффективен и его можно обслуживать с меньшими затратами.
Фильтр может быть полезен на сложных участках, где другие типы фильтров могут быть трудно установить.
Если вам необходимо обеспечить качественный сток, идеальным вариантом будет песочный фильтр.
В ситуациях, когда система очистки сточных вод неисправна, песочный фильтр может помочь в решении неисправности системы очистки.
В особо чувствительных средах можно использовать песочные фильтры для очистки сточных вод из домов.
Какой фильтрующий материал лучше всего подходит для системы фильтрации очистки сточных вод?
Лучшим фильтрующим материалом для очистки сточных вод является система фильтров обратного осмоса.
Это одна из самых мощных систем фильтрации, способная удалять до 99,9% наиболее опасных веществ из воды.
Может удалять тяжелые металлы, гербициды, пестициды, хлор, гормоны и другие вредные химические вещества.
Когда он используется в сочетании с фильтром с активированным углем, он также может избавиться от вирусов.
Почему выбирают самоочищающийся фильтр для очистки сточных вод?
Самоочищающийся фильтр можно выбрать по многим причинам.
Вот некоторые из них.
Самоочищающийся фильтр
- Он имеет оптимизированные компоненты для сред, от углеродистой стали до титана.
- Обычно это позволяет проводить частые испытания, тем самым давая возможность для постоянного обновления конструкции установки до более прочной.
- Фильтры этого типа проходят испытание на непрерывную обратную промывку, что помогает гарантировать высокую производительность.
Он также обеспечивает долговечность компонентов фильтра даже в сложных условиях.
- Его также можно выбрать, потому что многие объекты нуждаются в автоматическом решении для фильтрации твердых частиц. Например, университеты, больницы, центры обработки данных, опреснительные установки и промышленные градирни используют эту технологию.
- Самоочищающийся фильтр снижает общую твердую взвесь в сточных водах более эффективно и экономично.
- Процесс фильтрации также надежен, прост в обслуживании и прост.
Можно ли использовать фильтр для посуды в системе фильтрации сточных вод?
Нет, не может использоваться для фильтрации сточных вод.
Фильтр для посуды используется в посудомоечных машинах и помогает предотвратить засорение насоса крупными частицами пищи.
Помогает удерживать остатки пищи от рециркуляции и тем самым ограничивает их попадание в посуду.
Фильтр для посуды гарантирует, что у вас будет очень чистая посуда.
После смывания с них всех частиц пищи водой с моющими средствами фильтр для посуды обеспечивает поддержание чистоты.
Этот фильтр применяется в посудомоечных машинах, где моют тарелки, сковороды и столовое серебро.
Фильтр с обратной промывкой — это то же самое, что и самоочищающийся фильтр при очистке сточных вод?
Нет, это не то.
Обратная промывка используется для ухода за фильтром, чтобы его можно было использовать повторно.
Это способ очистки фильтра, чтобы он мог работать более длительное время.
Поток воды реверсируется, что облегчает удаление захваченного мусора.
Затем он промывается через сливную линию портовых клапанов.
С другой стороны, самоочищающийся фильтр улавливает твердые частицы и является одним из наиболее предпочтительных фильтров.
Это потому, что у него есть автоматизированный фильтр, эффективный и дешевый.
Существуют ли новые технологии фильтрации при очистке сточных вод?
Да, есть.
Одной из новых и экономичных технологий фильтрации является мембранная фильтрация.
Мембрана удаляет все посторонние вещества из сточных вод.
Существует множество типов мембран, которые используются для очистки воды с поверхности и под землей, а также сточных вод.
Ультрафильтрация и микрофильтрация — основные категории мембранных фильтров.
Сточные воды пропускаются через мембрану фильтра с большей площадью поверхности.
Кроме того, микроорганизмы размером больше пор мембранного фильтра отделяются от газа и воды.
Этот тип очистного фильтра можно использовать для очистки воды, которую можно использовать для питья.
Может также обрабатывать воду, которую можно использовать в промышленности или дома для стирки.
Как видите, перед выбором фильтров для очистки сточных вод следует учесть множество факторов.
Если вы учтете все, что упомянуто в этом руководстве, вы, очевидно, получите лучшие фильтры для сточных вод для ваших приложений.
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить лучшие цены на
Важность фильтрации при рекультивации сточных вод
По мере того, как требования к сбросу очищенных вторичных сточных вод становятся более строгими, фильтрация сточных вод становится все более неотъемлемой частью вторичной очистки. Поскольку после фильтрации образуются сточные воды высокого качества, возможность повторного использования очищенных сточных вод изучается рядом муниципалитетов, особенно в районах с дефицитом воды на юго-западе США. Новая концепция фильтрации в приложениях повторного использования и инновационная технология фильтрации используются для облегчения некоторых из этих проблем.
Требования к повторному использованию сточных вод
Воздействие на здоровье имеет первостепенное значение при удалении городских сточных вод.Дезинфекция хлорированием и / или УФ-облучением является обычным явлением, когда очищенные сточные воды сбрасываются во внутренние поверхностные воды. Хотя обычная дезинфекция обеспечивает практически полное уничтожение патогенных бактерий и существенную дезактивацию вирусов, она не обеспечивает полного уничтожения вирусов.
Поскольку вирусы были обнаружены в продезинфицированных вторичных сточных водах, существует озабоченность по поводу защиты здоровья людей, которые могут контактировать с очищенными сточными водами при повторном использовании. В результате этой озабоченности Департамент здравоохранения штата Калифорния (DOHS) установил критерии качества и очистки для повторного использования сточных вод, при которых возможен контакт с людьми. Эти критерии, наряду с критериями для других приложений повторного использования, изложены в Разделе 4 Раздела 3 главы 3 Калифорнии.
Мониторинг вирусов не указан в Разделе 22, поскольку вирусы обычно присутствуют в очищенных сточных водах в низких концентрациях, их анализ требует специальных знаний, существует длительная задержка в получении результатов из-за сложных лабораторных процедур, а аналитические расходы высоки. .Вместо того, чтобы навязывать измерения вирусных концентраций, в критериях Раздела 22 указана система третичной очистки, состоящая из химической коагуляции, осаждения, фильтрации и дезинфекции, когда население может подвергаться воздействию очищенных сточных вод, например, в рекреационных водохранилищах.
После окончательной фильтрации мутность очищенных стоков не может превышать среднее рабочее значение двух единиц мутности и не может превышать пяти единиц мутности более пяти процентов времени в течение любого 24-часового периода. Прямая фильтрация с добавлением химикатов была разрешена в качестве альтернативы полной системе очистки, указанной в Разделе 22, где было продемонстрировано, что результаты двух систем очистки сопоставимы и соответствуют соответствующим критериям.
Дезинфекция фильтрованных стоков
В недавних исследованиях, посвященных дезинфекции отфильтрованных стоков, было обнаружено, что для данной дозы хлора или УФ-излучения скорость дезинфекции хорошо коррелировала с распределением частиц сточных вод по размеру.Анализ данных подтверждает вывод о том, что способность инактивировать отдельные частицы сточных вод, содержащие бактерии, зависит от размера частицы. В результате фильтрация гранулированной среды теперь почти повсеместно требуется как часть процесса регенерации сточных вод.
Помимо улучшения эстетического качества очищенной воды и удаления веществ, требующих хлора, сама по себе прямая третичная фильтрация не увеличивает скорость дезинфекции, если не изменить гранулометрический состав осевших сточных вод. Если система третичной фильтрации может работать для полного удаления частиц большего размера, должна быть возможность безопасно сократить длительное время контакта и высокие дозы хлора, обычно используемые в процессах регенерации сточных вод. Подобные эффекты наблюдались при применении УФ-излучения для дезинфекции отфильтрованных стоков.
Существующие технологии фильтрации
За последние десять лет для фильтрации вторичных стоков были разработаны и применены различные технологии фильтрации.Основные типы технологий включают обычные одно-, двух- и многосредние фильтры с нисходящим потоком, моносредние фильтры с нисходящим потоком и / или с глубоким слоем, с нисходящим потоком с одним средним импульсным слоем, одинарные фильтры с мелкой глубиной. и двухсредние мостовые фильтры с нисходящим потоком и непрерывные неслоистые односредние фильтры с глубоким слоем с обратной промывкой. Однако недавно была разработана новая технология фильтрации.
Новая технология фильтрации
Новый фильтр, в котором используется синтетический волокнистый фильтрующий материал, в настоящее время проходит испытания в Калифорнийском университете в Дэвисе для применения в области рекультивации согласно Разделу 22. Фильтр необычен во многих отношениях: фильтрующая среда очень пористая, пористость (коэффициент пустотности) среды может быть изменена для обратной промывки фильтра, пористость (размер) фильтрующего слоя увеличивается механически, а фильтр работает с очень высокой скоростью фильтрации.
Синтетический фильтрующий материал составляет приблизительно 1,25 дюйма. в диаметре. Из-за нечеткого внешнего вида фильтрующего материала фильтр был назван Fuzzy Filter компанией Schreiber Corporation, производителем запатентованного процесса фильтрации.На основании испытаний на смещение, пористость самого неплотного квазисферического фильтрующего материала оценивается примерно в 88-90%, а пористость фильтрующего слоя, состоящего из фильтрующего материала, составляет примерно 94%.
Из-за своей низкой плотности фильтрующий материал удерживается между двумя перфорированными пластинами. Кроме того, поскольку фильтрующая среда является сжимаемой, пористость фильтрующего слоя может изменяться в соответствии с характеристиками входящего потока. Фильтрующая среда также представляет собой отход от обычных фильтрующих материалов в том, что фильтруемая жидкость протекает через среду, а не вокруг фильтрующей среды, как в песочных и антрацитовых фильтрах.
В режиме фильтрации вторичный сток вводится в нижнюю часть фильтра. Равномерное распределение гарантируется, потому что нижняя часть фильтра служит камерой статического давления. Поступающие сточные воды проходят вверх через фильтрующую среду, удерживаемую двумя пористыми пластинами, и сбрасываются через верхнюю часть фильтра. Для обратной промывки фильтра нижняя перфорированная пластина опускается механически. Пока поток к фильтру продолжается, воздух поступает последовательно с левой и правой сторон фильтра под нижней перфорированной пластиной, заставляя фильтрующий материал двигаться перекатывающимся движением.
Фильтрующий материал очищается срезающими силами, когда сточная вода движется мимо фильтра, и абразивным истиранием, когда фильтрующий материал трется о себя. Сточные воды, содержащие твердые частицы, удаленные из фильтра, отводятся для последующей обработки. Чтобы вернуть фильтр в работу после завершения цикла обратной промывки, опущенную перфорированную пластину возвращают в исходное положение. После того, как нижняя пластина находится в нужном положении, фильтр промывается в течение короткого периода времени, чтобы удалить любые остатки твердых веществ, промытых корзиной.После короткого цикла промывки клапан отфильтрованного стока открывается и отфильтрованный сток сливается.
Высокая пористость фильтрующего материала и необычная конструкция фильтра позволяют достичь очень высоких скоростей фильтрации. Потери чистой воды через 24 дюйма фильтрующего материала при скорости фильтрации 5 и 40 галлонов / фут2 мин (200 и 1600 л / м2 мин) равны 1,57 дюйма. и 11,2 дюйма соответственно. Чтобы контролировать размер частиц отфильтрованных стоков, можно изменять пористость фильтрующего слоя.
Цели исследований по фильтрации
Основная цель проводимых в настоящее время исследований фильтрации — оценить характеристики новой системы фильтрации сточных вод. Подцели включают: количественную оценку рабочих характеристик фильтра с конкретной ссылкой на приложения по рекуперации сточных вод Раздела 22, оценку надежности и производительности фильтра в зависимости от изменений качества сточных вод, оценку операции и частоты обратной промывки, а также оценку фильтр для фильтрации первичных стоков.
Очистка бытовых сточных вод — Повторное использование сточных вод и повторное использование сточных вод
Очистка бытовых сточных вод для повторного использования и повторного использования сточных вод и сточных вод
Установка очистки бытовых сточных водJet разрушает отходы с помощью трехкамерного резервуара. В отсек предварительной обработки поступает приток, где тяжелые твердые частицы оседают и образуют осадок на дне резервуара. Второй отсек установки очистки бытовых сточных вод компании Jet — это очистной отсек.Здесь сточные воды или сточные воды тщательно смешиваются с кислородом с помощью нашего аэратора 700 ++ и проходят через живые микроорганизмы, расположенные на среде BAT (биологически ускоренная очистка) компании Jet. Это эксклюзивный процесс, спроектированный и разработанный Jet Inc., и он более эффективен, чем установки чистого активного ила, впервые примененные компанией Jet много лет назад. Очищенные сточные воды или сточные воды затем поступают в отстойник. Прозрачная жидкость, лишенная цвета и запаха, известная как сточные воды, затем выходит через выпускное отверстие с перегородками.
Очевидно, что домашние очистные сооружения Jet делают гораздо больше, чем старые септики вчерашнего дня. Домашняя очистная установка Jet способна очищать от 500 до 1500 галлонов сточных вод каждый день. Это размер небольшого бассейна или тридцати водонагревателей на 50 галлонов, и все они рассчитаны на большой объем. Исследования показывают, что домашняя очистная установка Jet работает в 5 раз дольше, чем септик! Кроме того, изменения в потоке гостей на выходных, вечеринок, нескольких ванн, прачечных и посудомоечных машин, работающих одновременно, НЕ влияют на производительность домашней водоочистной установки Jet.Это вложение, которое экономит деньги и помогает защитить окружающую среду. Установки струйной очистки в домашних условиях работают настолько эффективно, что избавляют от необходимости использовать поля для выщелачивания и фильтры для веществ.
Больше фактов о повторном использовании струйных сточных вод
- Jet процветает и внедряет инновации с 1955 года. Мы — настоящие пионеры в области технологии очистки сточных вод с газом в жилых домах!
- Установки по очистке сточных вод на месте вытесняют септики — это означает, что больше не будет ужасных запахов. Резервуар с тремя отсеками
- Jet — это сборный бетон, сделанный из одной формы, и он долговечен!
- Местная установка очистки сточных вод Jet управляется с панели управления, которая является эффективной и, что еще лучше,… автоматической.
- A установка очистки сточных вод Jet ГАРАНТИРУЕТСЯ! Ни один другой производитель в отрасли не может сравниться с нашим качеством, надежностью или общим долгим сроком службы и надежностью местных очистных сооружений Jet.
- Ни один другой производитель не соответствует политике гарантийного обслуживания Jet по ремонту.Трудно превзойти ограниченную 30-месячную гарантию и пожизненную программу заводского обмена.
- Установку очистки сточных вод Jet поддерживает команда местных дистрибьюторов, прошедших заводское обучение и имеющих лицензию.
- Собственная установка очистки сточных вод Jet не требует абсолютно никакого обслуживания.
- БЕСПЛАТНОЕ обслуживание и БЕСПЛАТНЫЙ осмотр предоставляются в течение первых двух лет после установки и эксплуатации местной станции очистки сточных вод Jet. Установки очистки сточных вод
- Jet не только надежны, но и идеально подходят как для бытового, так и для коммерческого использования.
- Реактивные очистные сооружения на месте повышают стоимость недвижимости!
- Покупка установки очистки сточных вод Jet сэкономит ваши деньги и минимизирует воздействие вашего дома на окружающую среду.
Свяжитесь с нами: Для получения дополнительной информации о нашей установке очистки бытовых сточных вод Jet, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону
440-461-2000 или по электронной почте@jetincorp.com.
Химикаты, расходные материалы и аксессуары
Химические вещества и биологические добавки, такие как таблетки для очистки сточных вод Accu-Tab и линейка продуктов Bio Jet 7, помогут вашей системе работать с максимальной эффективностью.Такие аксессуары, как дозирующие устройства для таблеток Jet-Chlor или система ультрафиолетовой дезинфекции Illumi-Jet, помогут удовлетворить потребности вашего конкретного приложения.
Что такое септическая система песочного фильтра и как она работает?
12 июля 2018 Опубликовано WriterСептическая система с песчаным фильтром — хороший вариант для решения проблем с очисткой сточных вод в любых районах с недостаточной почвой. Компоненты этих систем включают сам септик, песочный фильтр, насосную камеру и дренажное поле.Компании, производящие септические системы, засыпают территорию песком, чтобы восполнить недостаток почвы, часто используя большой бетонный ящик, заполненный песком. Над песком — слой гравия с рядом небольших труб.
Вот краткий обзор того, как работает установка песочных фильтров в округе Эри, штат Нью-Йорк, и что вы должны знать о них, прежде чем устанавливать фильтр самостоятельно.
Как работают септические системы с песчаными фильтрами
В септических системах с песочными фильтрами все сточные воды, поступающие из дома, попадают в септик для очистки, как и в стандартной септической системе.После очистки вода выталкивается в песочный фильтр через серию труб, проходящих через этот участок. Эта вода сбрасывается под низким давлением, обеспечивая равномерное распределение сточных вод по песчаному пласту.
Хотя сточные воды проходят по трубам и через песчаный слой, они также просачиваются в гравий и песок, расположенный под ним. Здесь вода обрабатывается с помощью нескольких различных процессов очистки.
Аэробные микробы в поле могут ассимилировать некоторые питательные вещества из сточных вод.Песок позволяет правильно отфильтровать твердые частицы в этой воде. Химический процесс приводит к прилипанию загрязняющих веществ к песчинкам и способствует их биологическому росту на поверхности песка.
После завершения процесса очистки сточных вод эта вода собирается в канализацию под системой, которая затем сбрасывается насосом обратно в дренажное поле, которое включает траншеи, заполненные гравием, окружающие серию дополнительных труб. Сточные воды проходят по этим трубам в гравий, где затем медленно стекают в почву внизу.
Обслуживание септической системы песочного фильтра
После установки септической системы песочного фильтра важно поддерживать ее в хорошем рабочем состоянии. Никогда не следует размещать водонепроницаемые материалы поверх системы, так как они будут ограничивать поступление воздуха в почву, препятствуя эффективной очистке сточных вод. Примеры таких материалов включают кирпич, пластик и бетон.
Вы также должны сделать все возможное, чтобы обеспечить хорошее покрытие травой поверх системы.Если вы заметили влажные участки на траве или почувствуете запах, исходящий от системы, вам следует обратиться за помощью к профессионалу, так как возможно, система не фильтрует и осушает должным образом.
Наконец, обязательно соблюдайте правила экономии воды и постарайтесь сбалансировать использование воды в среднем в неделю.
Для получения дополнительной информации об установке песочных фильтров в округе Эри, штат Нью-Йорк, и о том, как они работают, свяжитесь с командой профессионалов Macken Services сегодня. Мы с нетерпением ждем возможности сообщить вам о ценности этих систем и помочь вам в вашем проекте.
Категория: Установка песчаного фильтра
Этот пост был написан писателем
Медленная песчаная фильтрация неочищенных сточных вод с использованием biochar в качестве альтернативной фильтрующей среды
Физико-химический параметр
Физико-химические параметры притока были нестабильными в течение экспериментального времени (Таблица 1). Значительная разница была обнаружена для мутности на входе и выходе фильтра, а также между колонками с песком и биоуглями (рис. 1). Заметными были низкие значения мутности (> 20 FNU) для фильтровальных стоков в первые два дня отбора проб.В течение третьей недели наблюдался прорыв мутности для песочных фильтров, а через неделю — для фильтров biochar. После этого прорыва мутность сточных вод была очень нестабильной и иногда превышала аналогичные значения, измеренные для притока, особенно в полупериод эксперимента. Ни корреляции между притоком и оттоком, ни существенной разницы между фильтрующими материалами нельзя было наблюдать за исключением фазы запуска. Более поздний прорыв в области мутности фильтров biochar можно объяснить более высоким удерживанием частиц и адсорбционной способностью biochar из-за их заметно более высокой удельной поверхности (Таблица S1) 14 .
Таблица 1 Средние концентрации различных фильтрующих материалов на входе и выходе за время эксперимента. Рис. 1Средняя мутность сточных вод песочных фильтров (серый) и фильтров biochar (черный) за время эксперимента. Планки погрешностей представляют собой стандартные отклонения. Поступающая мутность обозначается наполовину заполненными ромбами. Горизонтальная черная сплошная линия представляет среднюю мутность на входе, черная пунктирная линия представляет среднюю мутность на выходе фильтров biochar, а серая пунктирная линия — средняя мутность на выходе песчаных фильтров.
Несмотря на относительно большой размер зерна фильтрующих материалов, можно ожидать, что конструкция фильтрующих колонн способствовала удалению частиц как за счет поверхностной фильтрации, так и глубокой фильтрации. 22 . Однако прорыв мутности может быть результатом перегрузки органическими веществами (таблица 1), которая превышает удерживающую способность фильтрующих слоев. Это подтверждается коррелированными нормализованными концентрациями мутности и ХПК обоих фильтрующих материалов (рис. S7c, d). Высокая доступность питательных веществ в неочищенных сточных водах способствовала росту биомассы в фильтрующих слоях и, по-видимому, привела к вымыванию избыточной биомассы.Такой процесс вымывания был очевиден по высоким показателям мутности. Эти результаты согласуются с результатами исследований Ари и Адина 23 , которые обрабатывали первичные и вторичные сточные воды с помощью SSF с эффективным размером зерна 0,64 мм и HLR 0,15 м ∙ ч −1 и высокой органической нагрузкой. Они также определили увеличение мутности сточных вод через три недели из-за высокой биологической активности, а также заметно более высокие значения для сточных вод с фильтров, чем в неочищенной воде.
Оба фильтрующих материала удаляли значительное количество ХПК и ТОС из неочищенных сточных вод.Среднее удаление COD и TOC в колонках biochar было на 74 ± 18% и 61 ± 12% значительно выше, чем в песочных фильтрах (61 ± 12% для COD и 46 ± 3,8% для TOC). Аналогично мутности, удаление ХПК песочными фильтрами снизилось через две недели с 70% до 50% и с более чем 80% до 50% для фильтров biochar через три недели. К концу эксперимента степень удаления ХПК стабилизировалась в пределах 65–75% с более высокими значениями для фильтров biochar. Уменьшение удаления ХПК можно объяснить высвобождением избыточной биомассы и частично разложившихся органических частиц, как описано выше.Повышение эффективности удаления материалов к концу эксперимента указывает на повышенную биологическую активность и, следовательно, на более эффективное биологическое разложение органического вещества в более глубоких зонах фильтрации, а также на улучшенное удерживание частиц в разработанном фильтре schmutzdecke на поверхности фильтра. Более высокая эффективность удаления ХПК и ТОС в колонках с биочагом может быть объяснена положительным влиянием биоугля на процессы анаэробной деградации, такие как перенос электронов, улучшенная колониализация и буферная способность или адсорбция ингибиторов 24,25 .
В то время как NH 4 -N не подвергался значительному влиянию фильтрации, вероятно, из-за снижения содержания органического азота в анаэробных условиях, удаление фосфора (P — ) было примерно на 35% значительно выше в колонках biochar, чем в песке. фильтры (около 25%). Высокое удаление P — через оба фильтрующих материала не может быть объяснено только включением в биомассу 26 . Следовательно, удаление фосфора за счет поверхностной фильтрации органических соединений, а также за счет осаждения фосфат-ионов в фильтрующем слое присутствующими катионами и оксидами (например,грамм. оксиды магния; MgO) можно принять 27 . Более высокие скорости удаления фосфора в фильтрах biochar можно объяснить высоким адсорбционным потенциалом biochar, как сообщается в другом месте 16,28 .
Корреляционный анализ между физико-химическими параметрами за время эксперимента выявил более выраженную коллинеарность между концентрацией в сточных водах, нормализованной концентрацией (C 90C 0 -1 ) и эффективностью удаления в фильтрах biochar по сравнению с песчаными фильтрами (рис.S7). Однако в обоих фильтрующих материалах наблюдалась очень сильная взаимосвязь между ХПК и ТОС. Принимая во внимание нормализованные концентрации, ХПК и мутность также сильно коррелировали (положительно) в обоих фильтрующих материалах. В фильтрах biochar нормализованная концентрация всех химических параметров значительно увеличивалась за время эксперимента (рис. S7c) и была связана со снижением эффективности удаления этих параметров (рис. S7e). Таким образом, корреляционный анализ подтверждает нашу гипотезу о нестабильных и высоких значениях мутности в сточных водах фильтра в результате вымывания биомассы.
Тем не менее, продолжительность эксперимента и количество образцов не позволяют полностью прояснить взаимодействие процессов, которые участвовали в удалении химических параметров и органических веществ из неочищенных сточных вод через AnBF.
Время работы фильтра и засорение
Чтобы компенсировать высокие концентрации TSS и ХПК в неочищенных сточных водах, были выбраны фильтрующие материалы с относительно большими размерами зерен, чтобы избежать быстрого засорения фильтра (рис. S1). Хотя гранулометрический состав и пористость биоугля и песка различались, поведение водного слоя надосадочной жидкости было одинаковым для обоих материалов (рис.2). Уровень воды в супернатанте был постоянным и составлял 30 см в течение первых 20 дней. Впоследствии слой воды линейно поднимался до тех пор, пока через 70 дней для одного фильтра не произошло перетекание воды. Это указывает на то, что разработка schmutzdecke и связанные с ней процессы засорения фильтра были одинаковыми для обоих материалов. Таким образом, достигнутое время работы фильтра 70 дней было сравнимо с показателями Farooq и Al-Yousef 10 , которые сообщили о работе 84 дня при обработке вторичных сточных вод с помощью SSF с эффективным размером 0.56 мм и HLR 0,16 м ∙ ч −1 . Однако в других исследованиях сообщалось о значительном увеличении времени обработки сточных вод вторичного осветлителя с помощью SSF 7 .
Рис. 2Изменение уровня воды в надосадочной жидкости за время эксперимента для фильтров с песком и биоугля. Песочные фильтры представлены в виде кружков (средние значения в виде черного кружка (●) и каждый отдельный фильтр в виде серого кружка ()), а фильтры biochar в виде треугольников (средние значения в виде черного треугольника (▲) и каждый отдельный фильтр в виде серого треугольника ()).
Через 70 дней верхние 10 см каждого фильтра были удалены и заменены новым материалом для уменьшения сопротивления фильтра за счет покрытия биопленкой, как известно из процессов медленной фильтрации через песок. 7,12 . Однако из-за интенсивного накопления биомассы и органических веществ в более глубоких зонах фильтрации в результате медленного анаэробного гидролиза и разложения 26 этой обработки было недостаточно для предотвращения переполнения фильтра, которое произошло уже через одну неделю в обоих типах фильтров.Это указывает на то, что проникновение schmutzdecke и засорение фильтра в AnBF происходит в более глубоких зонах фильтрации по сравнению с SSF, фильтрующим поверхностную воду или стоком вторичного осветлителя 7,9,10,29 , и вызвано большим размером зерна фильтрующего материала. и высокий OLR 12,29,30 . Поскольку конструкция фильтрующих колонн не позволяла проводить обратную промывку для удаления физических засоров без ущерба для фильтрующего слоя 12 , большие части фильтрующего слоя должны быть заменены, чтобы продлить время работы фильтра.Однако, чтобы предотвратить быстрое увеличение водяного слоя надосадочной жидкости и засорение фильтра в верхней части фильтрующего слоя и, таким образом, продлить срок службы фильтра, на поверхность фильтра можно добавить защитный слой 31 .
Микробиологический параметр
На протяжении всего эксперимента концентрация входящего FIB сильно варьировалась, а концентрация E . coli варьировала от 4,9 до 6,9 log 10 MPN ∙ 100 мл -1 (среднее значение: 6,2 ± 0.65) и от 4,4 до 6,5 log 10 MPN ∙ 100 мл −1 (среднее значение: 5,5 ± 0,69) для энтерококков (таблица 1). Средний E . Удаление coli в фильтрах biochar было 1,35 ± 0,27 log 10 MPN ∙ 100 мл −1 значительно выше по сравнению с песочными фильтрами (1,18 ± 0,31 log 10 MPN ∙ 100 мл −1 ; t-тест , p <0,05; таблица 1). Максимальное уменьшение E . coli может быть достигнуто с помощью 1,9 log 10 единиц через фильтры biochar и 1.7 лог 10 -единиц через песочные фильтры. Поскольку процесс фильтрации привел к образованию ингибитора, который повлиял на процедуру тестирования на энтерококки, уменьшение количества энтерококков, однако, не могло быть определено. В течение всего эксперимента фильтры biochar показали немного более постоянную и более высокую эффективность удаления, чем песчаные фильтры, с разницей до 0,5 логарифмических единиц в конце эксперимента (рис. S3).
Из-за различных рабочих параметров, таких как размер зерна, глубина фильтрующего слоя, качество сырой воды и HLR, сравнение наших результатов с результатами аналогичных исследований может проводиться только осторожно.Тем не менее, аналогичные показатели снятия E . Сообщалось о coli , которые были получены в этом эксперименте, i.a. Эллис 9 , который обработал сточные воды вторичного осветлителя SSF с HLR 3,5 м ∙ d -1 и песчаным слоем с эффективным диаметром 0,6 мм (U: 1,2) и добился среднего снижения колиформных бактерий на 97%. (~ 1,5 лог-единицы). Беллами и др. . 32 сообщил об устранении 85% всех колиформных бактерий (~ 0,8 логарифмических единиц) на этапе запуска нового песочного фильтра для очистки поверхностных вод.Фарук и Аль-Юсеф 10 сообщили об общем сокращении количества кишечной палочки на 93% (~ 1,2 логарифмических единиц) при очистке вторичных сточных вод с глубиной песчаного слоя 55 см.
В нашем исследовании эффективность удаления фильтров biochar E . coli увеличивалось за время эксперимента ( R = 0,81, p <0,01) и выражалось в снижении нормализованной концентрации E . coli (рис. S7). Напротив, эффективность удаления песочных фильтров снижалась с течением времени и выражалась в увеличении нормализованного значения E .Концентрация coli . По поводу механизмов снятия E . coli в AnBFs, отбор проб на разной глубине фильтрации показал, что schmutzdecke содержит более 1 log 10 -единиц, в основном ответственных за удаление патогенов (рис. S2). Таким образом, физическая поверхностная фильтрация и последующее биоразложение в пределах schmutzdecke можно рассматривать как основные механизмы удаления в AnBF, что подтверждается другими исследованиями 7,9,29 и объясняет относительно высокую скорость удаления вскоре после активации фильтра при еще чистом фильтре. материал.В частности, было показано, что песочные фильтры имеют ограниченную способность удаления в более глубоких фильтрующих слоях. Напротив, сконструированный фильтр biochar, по-видимому, способен удалять патогены также в более глубоких зонах фильтрации, поскольку между первым портом отбора проб ниже schmutzdecke и выходом фильтра было обнаружено дополнительное удаление почти 0,5 log 10 единиц. Поскольку формирование schmutzdecke было сопоставимым для обоих материалов и загрязнения ФИП в аналогичном диапазоне (рис.3), повышение эффективности удаления фильтров biochar нельзя объяснить только улучшением поверхностной фильтрации или адсорбции. Вероятные причины для улучшенного удаления E . coli через фильтры biochar кажется, во-первых, повышенной биологической активностью и, во-вторых, дополнительным разложением в более глубоких зонах фильтра.
Рисунок 3Загрязнение фильтрующего материала E . coli ( a ) и энтерококки ( b ) для песочных (кружки) и biochar (черный треугольник) фильтров.Планки погрешностей представляют собой 95% доверительный интервал. Горизонтальные серые полосы представляют зоны отбора проб в фильтрующем слое.
Фильтрующий материал
Использованный biochar характеризовался низким соотношением H / C- (0,19) и O / C- (0,08) (Таблица S2), что указывает на высокую степень карбонизации с очень сильно конденсированной системой ароматических колец и низкое количество функциональных групп 33 . Следовательно, от biochar можно ожидать высокой химической устойчивости против микробной деградации, что позволяет квалифицировать его как подходящую фильтрующую среду для AnBF сточных вод 12,34 .В свою очередь, использованный кварцевый песок не содержал химических примесей (Таблица S3).
Что касается физических свойств, биочар имеет значительно более высокую удельную поверхность по сравнению с песком (Таблица S1). Таким образом, biochar обеспечивает различные среды обитания для микробов для колонизации и роста, и где они защищены от выпаса хищников 35 . Однако большая площадь поверхности biochar является результатом в основном микропор (<1 нм), которые не способствуют эффективной адсорбции коллоидов, таких как FIB, из водных растворов.
Чтобы определить влияние фильтрующих материалов на адсорбцию FIB и образование биопленок, в конце эксперимента были взяты образцы с разной глубины. Образцы были проанализированы на предмет их загрязнения FIB, а также на предмет покрытия биопленкой с помощью конфокально-лазерного сканирующего микроскопа (cLSM) и изображений сканирующего электронного микроскопа (SEM). Измеренное загрязнение FIB для E . coli находилась в диапазоне 4 ∙ 10 3 –1,7 ∙ 10 4 MPN ∙ см –3 , а для энтерококков — в пределах 1.8 ∙ 10 2 –1.9 ∙ 10 4 MPN ∙ см −3 (рис. 3). Загрязнение FIB уменьшалось с увеличением глубины фильтрующего слоя и было самым низким в нижней части фильтров. Относительно небольшое снижение верхних 25 см фильтрующего слоя можно объяснить высокой загрузкой биомассы, которая приводила к засорению фильтров в более глубоких зонах, как обсуждалось выше. Ожидалось, что из-за своей пористой структуры biochar будет больше загрязнен FIB, но измеренные различия между материалами не были значительными.Об улучшенном удерживании FIB в фильтрах biochar или biochar-augmented сообщалось в других исследованиях 20 и объяснялось более высокой адсорбционной способностью biochar по сравнению с песком. Однако результаты этого исследования не могут подтвердить эту гипотезу.
Дополнительные образцы из фильтрующего материала на глубине 10 ± 2,5 см и 30 ± 2,5 см (рис. 4, рис. S4 и S5) были проанализированы с помощью сканирующих электронных изображений для выявления развития биопленки и ее присутствия на глубине фильтрующего слоя. Подобно измеренному загрязнению FIB, можно было наблюдать уменьшение покрытия биопленкой с глубиной фильтрации.На глубине 10 см материал был полностью покрыт структурами биопленки, и даже в макроскопических порах биоугля можно было наблюдать образование биопленки. В отличие от этого массового роста биомассы, в более глубоких зонах можно было обнаружить только частичное и тонкое развитие биопленки.
Рис. 4Сканирующие электронные изображения фильтрующего материала через 70 дней. При глубине фильтрации 10 ± 2,5 см песка ( a ) и биоугля ( b ) и при глубине фильтрации 30 ± 2,5 см песка ( c ) и биоугля ( d ).
Поскольку SEM-изображения не сохраняли структуру биопленки, так как образцы должны были быть обезвожены перед анализом, были сделаны cLSM-изображения для исследования биопленки на частицах in situ (рис. 5). Изображения были проанализированы в отношении общего числа бактериальных клеток, внеклеточных полимерных веществ (EPS) и объема стопки (рис. S6). Таким образом, для частиц биоугля и песка не было обнаружено значительных различий. Однако из-за пористой и фрактальной структуры частицы биоугля лазер не мог проникнуть во все поры и области, поэтому обнаруженные сигналы, возможно, занижали реальный ЭПС и количество клеток на частицах биоугля (рис.S6). Соответственно, никакого значительного влияния предполагаемой более высокой адсорбционной способности бактерий на biochar не наблюдалось в течение всего экспериментального периода в 70 дней. Из-за высокого OLR AnBFs, который был заметно выше, чем в сопоставимых исследованиях 7,8,18,19 , можно предположить, что адсорбционная способность biochar была исчерпана на ранней стадии нашего эксперимента. В пользу этого говорит тот факт, что основное удаление E . coli в AnBFs имел место в schmutzdecke .Следовательно, можно ожидать, что адсорбция FIB на фильтрующем слое будет незначительным вкладом в общее удаление из сточных вод.
Рис. 5Трехмерные микрофотографии конфокального лазерного сканирования частиц песка ( a ) и биоугля ( b ). На изображениях показаны все бактерии (красный), EPS-гликопротеин (зеленый) и отражение поверхности частиц (серый).
По истечении срока службы фильтра и необходимости его демонтажа использованный фильтрующий материал может быть переработан.Однако стратегии повторного использования песка ограничены. Тем не менее, песок может быть повторно использован в качестве фильтрующего материала после промывки и удаления биомассы. Также возможна переработка в качестве строительного материала (например, для бетона).
В отличие от песка, biochar можно использовать для производства нейтральной энергии CO 2 или приготовления пищи путем сжигания 36 . Также гигиенизация путем совместного компостирования может быть потенциальной стратегией 37 , которая, в свою очередь, может снизить выбросы парниковых газов при компостировании 38 .После гигиенизации материал biochar можно использовать для улучшения почвы. 39 . Также возможными стратегиями рециркуляции могут быть реактивация biochar пиролизом или производство активированного угля паровой активацией. А благодаря положительному влиянию на выход метана, дальнейшее использование на биогазовых установках возможно 24,25 .
Общее обсуждение
Скорость загрузки фильтров органическими веществами была слишком высокой для обеспечения достаточного времени работы. Следовательно, необходимо либо уменьшить HLR, либо разработать улучшенную предварительную очистку городских сточных вод, чтобы увеличить время работы AnBF и эффективность удаления.
Более низкий HLR приведет к более длительной HRT и более низкому OLR и, следовательно, к более эффективной скорости инактивации FIB 40 . С другой стороны, более длительная HRT приведет к увеличению потребности в площади очистных сооружений, что может быть ограничивающим фактором в регионах, где доступные площади ограничены.
Кроме того, поскольку предполагается, что гидролиз органических веществ ограничивает анаэробные процессы разложения 41 , снижение OLR приведет к уменьшению накопления органических веществ.При улучшенной предварительной очистке сточных вод, такой как системы прудов или анаэробные фильтры для удаления органических веществ 9,42,43 , можно ожидать более продолжительного времени работы фильтра AnBF за счет сохранения относительно высокого HLR. Это, в свою очередь, может улучшить образование хорошо развитой биопленки в фильтрующем слое, что, как ожидается, повысит эффективность удаления патогенов и органических веществ.
Более высокая производительность съема E . coli , COD и TOC через фильтры biochar указывает на усиленное микробное разложение во время фильтрации.Однако анализ с помощью cLSM-микроскопа не показал значительных различий в численности общих бактерий (рис. S6). Следовательно, необходимо провести дальнейшие исследования микробного состава биопленки на biochar в AnBFs для очистки сточных вод.
Очистка сточных вод и водоочистка
Микроорганизмы и качество воды
Микроорганизмы из сточных вод могут вызывать болезни человека, но также могут отрицательно влиять на важные экосистемы, от которых зависят люди.
Цели обучения
Объясните взаимосвязь между микроорганизмами и качеством воды
Ключевые выводы
Ключевые моменты
- Ученые обычно измеряют качество воды, проверяя наличие «индикаторных видов» бактерий, безвредных микроорганизмов, которые встречаются в кишечнике человека наряду с патогенными видами.
- Типичные индикаторные виды включают бактерии группы кишечной палочки (родственные патогенной кишечной палочке) и синегнойную палочку.Когда уровень этих бактерий высок, ученые начинают тестирование на болезнетворные бактерии.
- Экосистемы также могут пострадать от загрязненной воды. В водных экосистемах бактерии сточных вод могут создавать «мертвые зоны», когда они используют кислород в воде при разложении питательных веществ. Коралловые рифы также могут инфицироваться сточными бактериями и погибнуть.
Ключевые термины
- гипоксический : относящийся к гипоксии (недостаток кислорода) или страдающий от нее
Качество воды и здоровье человека
Болезни, передающиеся через воду, — это инфекции, передающиеся через загрязненную питьевую воду.Хотя существует множество патогенов, которые могут передаваться через воду, бактерии и простейшие являются одними из наиболее распространенных организмов, вызывающих заболевания. Мониторинг заболеваний, передающихся через воду, может быть трудным, потому что люди часто выделяют очень небольшое количество патогенных бактерий, когда они инфицированы. Чтобы проверить, могут ли присутствовать болезнетворные бактерии, исследователи измеряют присутствие индикаторных видов, таких как бактерии группы кишечной палочки (которые являются группой, к которой принадлежит патогенная кишечная палочка E. coli ) или синегнойная палочка .Хотя большинство бактерий группы кишечной палочки не вызывают заболеваний, они обычно обнаруживаются в кишечнике человека и в сточных водах, и их присутствие означает, что человеческие отходы попали в систему водоснабжения. Исследователи обычно проверяют качество воды, отбирая образцы воды и измеряя концентрацию всех бактерий в образце. Если количество бактерий превышает пределы, установленные стандартами качества воды, следующим шагом будет проверка на наличие конкретных патогенов. Ученые могут использовать генетические зонды или специальные методы культивирования, чтобы проверить, присутствуют ли вредные патогены.Стандарты тестирования могут различаться в зависимости от источника воды: питьевая вода соответствует очень высоким стандартам, тогда как качество воды в озерах и реках может соответствовать более низким стандартам, поскольку пловцы-любители обычно глотают очень мало воды.
Бактерии E. coli : Исследователи контролируют качество воды, проверяя на наличие колиформных бактерий, родственников E. coli
Качество воды и окружающая среда
Микроорганизмы также могут оказывать серьезное воздействие на окружающую среду.Во всех здоровых экосистемах есть свои сообщества бактерий, разлагающих биологическое вещество. Однако загрязнение сточными водами и отходами жизнедеятельности человека может нарушить естественный баланс бактерий и повлиять на водные экосистемы. Приток патогенов человека может вызвать проблемы для экосистем по нескольким причинам. Во-первых, сточные бактерии могут вызывать гипоксические «мертвые зоны» в водных экосистемах. Инородные бактерии быстро размножаются и потребляют мусор и питательные вещества из сточных вод, но при этом расходуют весь кислород воды.Обессиленная вода вредна для рыб и других водных организмов. Коралловые рифы также страдают от загрязнения сточными водами. Кораллы могут инфицироваться кишечными бактериями человека, и это может вызвать «болезнь обесцвечивания кораллов», когда кораллы теряют свои нормальные сообщества бактерий и водорослей и умирают. Качество воды важно не только для здоровья человека, оно важно для человеческих сообществ, которые зависят от водных и морских экосистем.
Сточные воды и очистка сточных вод
Сточные воды обрабатываются в 3 этапа: первичная (удаление твердых частиц), вторичная (бактериальное разложение) и третичная (дополнительная фильтрация).
Цели обучения
Перечень этапов очистки сточных вод / сточных вод
Ключевые выводы
Ключевые моменты
- Первичная очистка — это первый этап очистки сточных вод: сточные воды помещаются в сборный резервуар, и твердые частицы оседают на дно, где они собираются, а более легкие вещества, такие как жиры и масла, соскребаются сверху.
- Вторичная очистка — это процесс разложения отходов аэробными бактериями, включенными в систему очистки сточных вод.
- Третичная очистка предназначена для фильтрации питательных веществ и частиц отходов, которые могут нанести ущерб чувствительным экосистемам; сточные воды проходят через дополнительные фильтрующие лагуны или резервуары для удаления лишних питательных веществ.
Ключевые термины
- Стоки : сточные воды, которые были частично очищены и сбрасываются в естественный водоем; поток любых жидких отходов.
- зоопланктон : Мелкие простейшие, ракообразные (например, криль), а также яйца и личинки более крупных животных.
- аэробный : Живет или встречается только в присутствии кислорода.
Сточные воды образуются от жилых и промышленных предприятий. Сюда входят бытовые сточные воды из туалетов, ванн, душевых, кухонь, раковин и т. Д., Которые сбрасываются через канализацию. Во многих областях сточные воды также включают жидкие отходы промышленности и торговли. Разделение и слив бытовых отходов на «серую» и «черную воду» становится все более распространенным явлением в развитых странах.Серая вода — это вода, образующаяся в результате домашней деятельности, такой как стирка, мытье посуды и купание, и ее легче использовать повторно. Черная вода поступает из туалетов и содержит отходы жизнедеятельности человека.
Очистка сточных вод осуществляется в три этапа: первичная, вторичная и третичная.
Схема процесса очистки сточных вод : Сточные воды проходят первичную, вторичную и третичную очистку.
Первичная обработка
При первичной очистке сточные воды хранятся в резервуаре, где твердые частицы (ил) могут оседать на дно, а нефть и более легкие вещества могут подниматься вверх.Затем эти слои удаляются, а оставшаяся жидкость может быть отправлена на вторичную обработку. Осадок сточных вод обрабатывается в отдельном процессе, называемом сбраживанием осадка.
Вторичное лечение
Вторичная обработка удаляет растворенные и взвешенные биологические вещества, часто с использованием микроорганизмов в контролируемой среде. В большинстве систем вторичной очистки используются аэробные бактерии, которые потребляют органические компоненты сточных вод (сахар, жир и т. Д.). В некоторых системах используются фиксированные пленочные системы, в которых бактерии растут на фильтрах, а вода проходит через них.В подвешенных системах роста используется «активный» ил, в котором разлагающиеся бактерии смешиваются непосредственно со сточными водами. Поскольку кислород имеет решающее значение для роста бактерий, сточные воды часто смешиваются с воздухом для облегчения разложения.
Третичное лечение
Третичная очистка (иногда называемая «очисткой сточных вод») используется для дополнительной очистки воды, когда она сбрасывается в уязвимую экосистему. Для дальнейшей дезинфекции сточных вод помимо первичной и вторичной очистки можно использовать несколько методов.Для удаления твердых частиц можно использовать песчаную фильтрацию, при которой вода проходит через песчаный фильтр. Сточные воды могут по-прежнему содержать высокие уровни питательных веществ, таких как азот и фосфор. Они могут нарушить баланс питательных веществ в водных экосистемах и вызвать цветение водорослей и чрезмерный рост сорняков. Фосфор может быть удален биологическим путем в процессе, называемом усиленным биологическим удалением фосфора. В этом процессе определенные бактерии, называемые полифосфатами, накапливают организмы, которые хранят фосфаты в своих тканях.Когда биомасса, накопленная в этих бактериях, отделяется от очищенной воды, эти биологические твердые вещества имеют высокую ценность удобрения. Азот также можно удалить с помощью нитрифицирующих бактерий. Лагуна — еще один метод удаления питательных веществ и отходов из сточных вод. Вода хранится в лагуне, а местные растения, бактерии, водоросли и мелкий зоопланктон фильтруют питательные вещества и мелкие частицы из воды.
Сбраживание осадка
Осадок сточных вод, соскребаемый со дна отстойника во время первичной очистки, обрабатывается отдельно от сточных вод.Отстой можно утилизировать несколькими способами. Во-первых, его можно переварить с помощью бактерий; Бактериальное пищеварение может иногда производить метановый биогаз, который можно использовать для выработки электроэнергии. Ил также можно сжигать или конденсировать, нагревать для его дезинфекции и повторно использовать в качестве удобрения.
Очистка питьевой воды
Вода очищается с помощью фильтров для удаления более крупных простейших и с помощью химической или УФ-дезинфекции для уничтожения бактерий и других мелких патогенов.
Цели обучения
Проиллюстрируйте этапы очистки питьевой воды
Ключевые выводы
Ключевые моменты
- Вода сначала проходит через систему фильтров, и добавляется коагулирующий агент для удаления твердых частиц.
- Затем воду пропускают через мембранный фильтр для удаления крупных патогенов, таких как криптоспорид и лямблии.
- Для завершения процесса очистки воду обрабатывают химической дезинфекцией (обычно хлором или озоном) или УФ-светом, чтобы убить бактерии, вирусы и устойчивые цисты, продуцируемые криптоспоридиями и лямблиями.
Ключевые термины
- озон : трехатомная молекула, состоящая из трех атомов кислорода. Это аллотроп кислорода, который намного менее стабилен, чем двухатомный аллотроп (O2), распадающийся с периодом полураспада около получаса в нижних слоях атмосферы до нормального дикислорода.Озон образуется из двуокиси кислорода под действием ультрафиолетового света, а также атмосферных электрических разрядов, и в низких концентрациях присутствует в атмосфере Земли. Всего озон составляет всего 0,6 частей на миллион атмосферы.
- коагуляция : Осаждение взвешенных частиц по мере их увеличения (в результате любого из нескольких физических или химических процессов).
- простейших : простейшие — это разнообразная группа одноклеточных эукариотических организмов, многие из которых подвижны.Первоначально простейшие были определены как одноклеточные простейшие с поведением, подобным животным, например, движением. Protozoa считались партнерской группой простейших для protophyta, которые ведут себя как растения, например, фотосинтез.
Очистка питьевой воды
Чтобы очистить питьевую воду из источника (например, озера, реки, водохранилища или грунтовых вод), вода должна пройти несколько этапов для удаления крупных частиц и различных типов патогенов.
Очистка питьевой воды : Вода для питья очищается с помощью системы фильтров и химических дезинфицирующих средств.
- Перекачивание и локализация: вода перекачивается из источника в сборные резервуары.
- Фильтр: вода проходит через сетчатый фильтр для удаления крупного мусора.
- Хранение: Вода хранится в резервуарах, резервуарах и водонапорных башнях для подготовки к очистке. Иногда вода в этой системе «предварительно холринируется», чтобы предотвратить рост бактерий во время хранения.
- Коагуляция и осаждение: Несмотря на то, что существует множество процессов, с помощью которых крупные частицы удаляются из питьевой воды, в большинстве систем очистки воды используется какая-то система коагуляции.В воду добавляется химическое вещество, вызывающее агрегацию частиц, при этом частицы частиц образуются и оседают на дно резервуара. Это называется седиментацией.
- Мембранная фильтрация: Мембранные фильтры способны удалять все частицы размером более 0,2 мкм. Более крупные патогены, такие как лямблия и криптоспоридиум, задерживаются в этих фильтрах, но производимые ими кисты достаточно малы, чтобы проходить через них.
- Дезинфекция: Прежде чем вода станет питьевой, ее необходимо продезинфицировать, чтобы удалить все патогены, прошедшие через мембранный фильтр.
Методы дезинфекции
- Хлорирование — наиболее распространенная форма дезинфекции. Хлор является сильным окислителем и быстро убивает многие микроорганизмы, особенно бактерии. Поскольку хлор является токсичным газом, он также может быть опасен для санитарных работников. Часто используются соединения на основе хлора, такие как холорамин. Хотя хлор очень эффективен против бактерий, он не так эффективен против цист, образованных простейшими (такими как лямблия и криптоспоридиум).Иногда хлор может оставлять в воде остаточные побочные продукты.
- Озон — нестабильная молекула, которая легко отдает один атом кислорода, являясь мощным окислителем.