Процесс с активным илом: основные рабочие параметры, виды отказов и оборудование

Вытащите стеклянную банку со смешанным раствором из здоровой аэротенка, и ответ станет виден через несколько минут: коричневые пушистые хлопья, которые оседают в прозрачный слой в течение получаса. Эти живые хлопья представляют собой активный ил, биологическую рабочую лошадку большинства промышленных и муниципальных очистных сооружений, и при правильном обращении с ними они обычно удаляют более 90 процентов поступающего БПК.

Когда он дрейфует, предупреждающие знаки появляются в течение нескольких дней: мутные сточные воды, слой ила, ползущий к водосбросам, и график работы вентиляторов, который перестает иметь смысл. В этом руководстве рассказывается о том, как работает процесс с активным илом, о четырех рабочих показателях, определяющих его производительность, о режимах отказов, которые чаще всего возникают в промышленном обслуживании, а также о выборе оборудования, обеспечивающего стабильность биологии.

Что такое активный ил и почему флок имеет значение?

Активный ил представляет собой хлопьевидную культуру бактерий, простейших и других микроорганизмов, выращиваемую при контролируемой аэрации и используемую для потребления органических загрязнителей из сточных и промышленных сточных вод.

Название датируется 1914 годом, когда Эдвард Ардерн и Уильям Локетт показали в Манчестере, что аэрированные сточные воды можно повторно использовать для посева следующей партии, и что переработка этой биомассы сокращает время обработки с дней до часов. Столетие спустя тот же принцип по-прежнему работает на большинстве биологических очистных сооружений в мире.

Флок — это работающая экосистема, а не химическое вещество. Гетеротрофные бактерии удаляют углеродистую нагрузку, измеряемую БПК, нитрифицирующие бактерии превращают аммиак в нитрат, а простейшие поедают свободно плавающие клетки, что и очищает сточные воды. Флокообразователи выделяют липкие внеклеточные полимеры, которые позволяют частицам агрегировать, оседать и уплотняться, поэтому каждое решение, принимаемое оператором, на самом деле является решением об этой экосистеме.

Как работает процесс с активным илом, этап за этапом

Процесс работает как непрерывный цикл: предварительная обработка потока, его аэрация, осаждение, затем возврат большей части биомассы и удаление излишков.

1. Предварительная обработка и выравнивание. Экраны и средства удаления песка защищают насосы и диффузоры, а уравнительный резервуар сглаживает выбросы партий во время заводских смен. Масляные или жирные промышленные потоки обычно сначала проходят через установку флотации растворенным воздухом, поскольку масляные покрытия препятствуют осаждению хлопьев.
2. Биологическая аэрация. Мелкие пузырьки или поверхностные аэраторы подают кислород в бассейн, в то время как турбулентность удерживает хлопья во взвешенном состоянии. Уровень растворенного кислорода должен оставаться выше примерно 1,5 мг/л для удаления углерода и ближе к 2 мг/л, когда требуется нитрификация.
3. Вторичное уточнение. Смешанная жидкость стекает в тихий отстойник, где хлопья тонут, а чистая вода переливается через водосливы. Нагрузка на поверхность обычно поддерживается ниже примерно 1,2 метра в час, чтобы предотвратить перенос твердых частиц.
4. Возврат и трата. Насос возвратного активного ила (РАН) поднимает осевшую биомассу обратно к входу в бассейн, обычно в размере от 30 до 80 процентов входящего потока, в то время как контролируемый поток отработанного активного ила (WAS) устанавливает возраст ила, обычно от 5 до 15 дней на обычных установках.

Там, где отстойник является узким местом, модули с наклонными трубами добавляют эффективную площадь осаждения внутри существующего резервуара, что делает их одной из наименее разрушительных модернизаций, доступных для работающей установки.

Отстойник с наклонной трубкой для модернизации осветлителя Модули с наклонными трубками увеличивают эффективную площадь осаждения в пределах существующего резервуара, позволяя частицам оседать быстрее, чем скорость восходящего потока. Для заводов, где отстойник ограничивает производительность, это модернизация с минимальными нарушениями. Посмотреть продукт →

Четыре рабочих показателя, которые определяют эффективность активного ила

Четыре числа: МЛСС, растворенный кислород, соотношение F/M и СВИ описывают практически все, что происходит в системе активного ила, и все четыре можно отслеживать с помощью обычного ежедневного отбора проб.

Взвешенные вещества в смешанных щелоках (MLSS) — это количество биомассы, выполняющей работу. Соотношение количества пищи к массе (F/M) сравнивает поступающий БПК с этой биомассой: если поднять его выше 0,5, хлопья станут рыхлыми и рассеются, при значении ниже 0,1 они будут голодать, а затем следуют фиксирующие хлопья с потерями в осветлителе. Растворенный кислород ниже примерно 0,5 мг/л в любой зоне привлекает нитчатые организмы, такие как Sphaerotilus, тогда как кислород намного выше 4 мг/л просто сжигает мощность вентилятора.

Та же биология, разные конфигурации

Одна и та же петля появляется у многих типов растений, и ее конфигурация в основном меняет количество биомассы, переносимой бассейном. Секвенирующие реакторы периодического действия (СБР) проводят весь цикл в одном резервуаре, установки расширенной аэрации дольше удерживают больше ила, а мембранный биореактор (МБР) заменяет осветлитель мембранной фильтрацией, поэтому он может переносить в несколько раз больше обычного MLSS.

Сопоставьте конфигурацию с вашим профилем нагрузки и реальностью укомплектования персоналом, а не с самым большим числом в таблице данных. Поскольку в счетах за электроэнергию доминируют воздуходувки, передача кислорода обычно является наиболее быстрой окупаемостью на предприятии: замена изношенных крупнопузырчатых решеток или устаревших поверхностных аэраторов на мелкопузырчатые диффузоры обычно сокращает двузначную долю энергии аэрации при сохранении того же заданного значения растворенного кислорода.

Микропористый дисковый аэратор для аэрационных резервуаров Микропористые аэраторы диафрагменного типа выпускают мелкие пузырьки с большой площадью границы раздела газ-жидкость, повышая эффективность переноса кислорода. Замена изношенных крупнопузырчатых или поверхностных аэраторов на них может сократить расход энергии на аэрацию при сохранении того же заданного значения растворенного кислорода. Посмотреть продукт →

Когда активный ил идет не так: набухание, пенообразование и подъем ила

Большинство проблем с активным илом являются сбоями в осаждении, а не биологическими сбоями, и они возникают из короткого списка причин: нитей, дисбаланса питательных веществ, падения кислорода и перепадов нагрузки.

Наиболее распространенные основные причины

• Падение растворенного кислорода ниже 0,5 мг/л в части бассейна, часто на входном конце.
• Дефицит питательных веществ, поскольку многие промышленные отходы содержат гораздо меньше азота или фосфора, чем классическое соотношение БПК к азоту и фосфору 100:5:1.
• Септический приток, несущий сульфиды из длинных анаэробных канализационных труб.
• Большие колебания нагрузки, pH или температуры при серийном производстве.
• Хроническая недогрузка в бассейнах слишком большого размера, из-за которой флокообразователи голодают.

Поднимающийся ил является самозванцем в этом списке: ил хорошо оседает, затем денитрифицируется в отстойнике и снова всплывает на поверхность пузырьками азота. Лечение оперативное, больше потерь, более высокая скорость возврата или более короткое пребывание в бассейне, а не химическое.

Обращение с отходами активного ила до того, как он выйдет за рамки бюджета

Отходный активный ил разбавлен, нестабилен и его дорого транспортировать, поэтому сгущение и обезвоживание его на месте почти всегда дешевле, чем вывозить его влажным грузовиком.

Вторичный ил также труднее обезвоживать, чем первичный, поскольку биологические хлопья удерживают воду в тонких капиллярах. После кондиционирования полимера ожидайте примерно 16–22 процентов твердых частиц из шнекового пресса или ленточного фильтр-пресса в отходах активного ила по сравнению с более высокими показателями для первичного материала, поэтому рассчитывайте объем обработки кека для биологического потока, а не для среднего значения.

Выбор оборудования имеет такое же значение, как и химия. Детальное сравнение конструкции шнекового пресса и ленточного фильтр-пресса показывает компромисс между скоростью улавливания, потребностью в промывочной воде и вниманием оператора: шнековые прессы работают непрерывно с минимальной промывкой, в то время как ленточные прессы могут доставлять более сухой осадок из некоторых осадков, но требуют постоянной очистки ленты.

Покупка обеих ступеней у одного поставщика также упрощает гарантию производительности. Компания Yixing Hengye Environmental Protection Technology Co., Ltd., производитель промышленного оборудования для очистки сточных вод, основанная в 2015 году, производит шнековые прессы, ленточные фильтр-прессы и обезвоживающие машины декантерных центрифуг, а также аэраторы, осветлительное оборудование и системы сортировки, а также имеет сертификаты ISO 9001, экологического менеджмента, а также охраны труда и техники безопасности на протяжении всей своей проектной и производственной цепочки.

Машина для обезвоживания шлама винтового пресса Используя неподвижные и подвижные кольца с самоочищающимся шнековым механизмом, эта машина обезвоживает осадок от 2000 до 50000 мг/л без засорения фильтровальной ткани. Практичный выбор для обработки объемов ила, образующихся на этапах биологической очистки. Посмотреть продукт →

Часто задаваемые вопросы об активном иле

Чем активный ил отличается от процесса биопленки, такого как MBBR?

Активный ил удерживает микроорганизмы во взвешенном состоянии в виде хлопьев и откачивает их обратно из отстойника. Биопленочный реактор с подвижным слоем (MBBR) выращивает их на пластиковых носителях, которые остаются в бассейне, что лучше переносит колебания нагрузки и не требует обратной откачки, в то время как взвешенный активный ил обычно достигает более низкого БПК сточных вод при более строгом контроле процесса.

Какое значение SVI указывает на здоровый активный ил?

Считайте 70–150 мл/г нормой. Между 150 и 200 осадок дрейфует и за осветлителем следует следить ежечасно; Если уровень выше 200 мл/г, вы находитесь на территории набора массы, и потеря твердых веществ вероятны в течение нескольких дней.

Сколько времени занимает запуск системы активного ила?

Внесение от 10 до 20 процентов проектного MLSS с соседнего завода обычно сокращает срок ввода в эксплуатацию до двух-трех недель. Без семенного осадка ожидайте от четырех до шести недель до стабильного удаления и дольше в холодной воде.

Может ли активный ил очищать высококонцентрированные промышленные сточные воды?

Да, при условии, что поток выровнен, питательные вещества сбалансированы примерно до соотношения БПК, азота и фосфора 100:5:1, а токсические ударные нагрузки отсеиваются вверх по течению. Химические, текстильные, кожевенные и бумажные фабрики успешно используют активный ил именно на этой основе.