Аэротенки: описание, конструкции, виды

Особенности и отличия от септика

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

Преимущества и недостатки

Преимущества:

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

Недостатки:

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

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

Для этого делают следующее:

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

Из чего состоит?

Конструкция и размеры песколовки во многом зависят от того, какие примеси должны удаляться. Для работы со связанным песком (смесь твердой органики и песка) используют длинные пескоуловители, либо их оборудуют механизмом отмывки.

Основными элементами оборудования являются:

• главный резервуар, состоящий из двух частей: рабочей, по которой проходит сбрасываемая вода, и осадочной для сбора песка, а также двух патрубков – входного и выходного;
• механизм для перемещения осадка в сторону приямка;
• приспособление для удаления песка из контейнера.

Песочный контейнер располагается в головной части под рабочим резервуаром. Может быть также расположен сверху. Выпавший на дно песок перемещается в бункер скребками или гидромеханическим путем — водой, которая впрыскивается через трубы, проложенные по дну.

Для нормального функционирования оборудования следует вовремя убирать выпавший в осадок песок. На небольших устройствах его убирают вручную.

Если в сутки набирается более 0,1 м3 осадка, то должно быть обеспечено его механизированное удаление.

В зависимости от конструкции выгрузка песка проводится

• песковыми насосами,
• гидроэлеваторами,
• шнеками,
• ковшами.

На крупных очистных станциях осажденный песок из бункера подают на специальные площадки, где он обезвоживается.

Для этого используются:

• гидроциклоны,
• шнековые ценрифуги,
• гидравлические и механические пескопромыватели,

после чего обработанный песок, без риска для окружающей среды, можно повторно использовать.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

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

Недостатки:

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

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

Для этого делают следующее:

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

Плюсы и минусы

Прежде чем принять решение об установке биосистемы на своем загородном участке, рекомендуется изучить схему аэротанка, ознакомиться с положительными сторонами работы такой конструкции, а также ее недостатками.

• высокое качество, быстрота очищения стоков;
• простота устройства;
• компактность;
• максимальная загрузка оборудования;
• отсутствие резких неприятных запахов;
• нет надобности в затратном утеплении объекта: в результате химических реакций (окислительно-восстановительных) выделяется огромное количество тепловой энергии.

Преимущества аэротенка заключаются в высоком уровне очистки сточных вод, отсутствии неприятных запахов и необходимости утепления самой установкиИсточник klops.ru

Недостатки:

• высокая цена;
• требует больших расходов на электроэнергию;
• для поддержания работы биосистемы необходим обслуживающий персонал;
• если продолжительный период не использовать канализацию, то живые бактерии погибнут по причине отсутствия питательной среды.

Для надлежащего функционирования аэротенков нужна непрерывная подача стоков с органикой, которая будет обеспечивать питание живых организмов. При сильном дефиците кислорода начинаются процессы гниения, впоследствии чего микроорганизмы гибнут.

Когда воздух подается в недостаточном объеме, то существует высокий риск формирования залежей. Для поддержания активной жизнедеятельности живых организмов требуется концентрация кислорода не менее 0,2 мг/дм3.

Без работающего компрессора, обеспечивающего непрерывную подачу воздуха, бактерии в аэротенке долго не проживутИсточник stroy-podskazka.ru

Установка и запуск системы очистки

Для монтажа системы сточных вод рекомендуется приглашать специалистов сторонних организаций или фирмы-производителя, так как проект имеет конструктивные особенности.

Начинается установка с рытья котлована под аэротенк. Для создания подушки на дно насыпается слой песка высотой до 20 см. После этого устанавливают резервуар. Одновременно происходит заполнение ёмкости водой и засыпка резервуара, причём уровень воды должен быть на 15 см выше уровня земли для предотвращения деформации резервуара под давлением насыпного грунта.

На следующем этапе прокладываются коммуникации, устанавливается компрессор и подключается к системе аэрации. Всё сооружение засыпается землёй. После проверки работы всех систем и контрольного пуска аэротенк вводится в эксплуатацию.

Принцип явления флотации и его использование

Гидрофобные частицы сближаются с пузырьками воздуха в воде, в результате чего образуется небольшая прослойка. Эта прослойка становится всё меньше и меньше, и, в итоге, наступает критический момент, когда она неизбежно рвётся. После этого обычно происходит полное смачивание гидрофобной частицы.

Далее пузырёк воздуха прилипает к данной частице, и поднимаются к границе раздела фаз, это происходит за счёт того, что плотность пульпы (жидкой среды) гораздо выше плотности пузырька с частицей. Иными словами, они флотируют, в результате чего образуется слой пены, который автоматическии удаляется из флотатора. Также существует небольшой нюанс в данном процессе. На устойчивость связи пузырька с гидрофобной частицей влияют такие факторы как: размер пузырька и частицы, их физико-химические свойства, а также водной среды, в которой они находятся.

Теперь же мы можем рассмотреть конструкцию флотационной установки. Во-первых, струя воздуха и струя воды располагаются друг от друга на очень небольшом расстоянии. Во-вторых, они направлены в одну сторону, что и позволяет частицам воздуха слипаться с частицами воды. Более того, во флотационную камеру подаются частицы определённого размера, которые установлены неоднократными опытами, что позволяет сделать работу установки оптимальной. Иначе, если пузырёк будет иметь слишком большой объём, то изменится скорость потока и, соответственно, частицы не будут успевать прилепляться друг к другу. Ещё одной причиной, по которой частицы должны иметь определённый размер это то, что при перемешивании воды происходит разрыв соединений между гидрофобными частицами и пузырьками воздуха.

В чём различие между импеллерной и напорной флотацией, которые используют пористые материалы для очистки постоянно поступающих в систему сточных вод?

При применении напорной флотации воды насыщается воздухом, который подаётся под большим давлением. Если при применении данного метода в воду не добавляются реагенты, то этот метод очистки сточных вод называется физическим. Большим плюсом напорной флотации является то, что при её использовании есть возможность регулировать размер и объём пузырьков, а также количество воздуха, которое растворяется в период работы.

Существует ещё один метод флотации – это метод импеллерной флотации, который широко используется в нефтеперерабатывающей промышленности. Данный метод отличается от всех остальных тем, что обладает низкой эффективностью, так как при его использовании во флотаторе происходит большая турбулентность потоков, в результате которой разрушаются хлопьевидной формы. Чтобы получить лучший результат при использовании импеллерной флотации, во флотатор добавляются поверхностно-активные вещества.

Для получения пузырьков небольшого размера производители используют пористые материалы, которые понижают скорость истечения воздушной струи, в результате чего и образуются небольшие пузырьки.

Также эффективность флотации повышается благодаря использованию коагулянтов, помогающие удалять те или иные загрязнения в виде весьма стойких эмульсионных соединений.

Обезвоживание в отстойниках-сгустителях, сушилка и являются следующими этапами очищения сточных вод от различных взвесей и органических соединений. Но это уже совсем другой разговор и об этом в следующий раз.

В заключение хочется сказать, что благодаря методу флотации наши озёра и пруды сохраняют свою первозданную прозрачность и красоту, что, конечно же, очень приятно обычным людям. И не будь этого метода, возможно, многие прекрасные пруды и реки превратились бы в болота, заполненные отходами с различных предприятий.

Применяемое оборудование компании Argel:
— Flotomax S — напорный флотатор из стеклопластика;
— Флотатор ФДП — флотационная установка.

Напорная флотация

Является наиболее эффективной для извлечения мелкодисперсных и коллоидных взвесей низкой концентрации. Очищаемую воду насыщают воздухом под давлением до 7 МПа в специальном реакторе — сатураторе. После выхода воды из него давление резко снижается до нормального (атмосферного), что провоцирует интенсивный процесс выделения пузырьков воздуха.

Для того чтобы значительно повысить эффективность очистки вод, флотацию сочетают с коагуляцией и флокуляцией. Оба этих приема способствуют увеличению размера нерастворенных частиц. Коагулянтами являются как неорганические соединения, обычно соли трехвалентного железа или алюминия, так и некоторые органические вещества. Флокулянтами являются особые полимеры, молекулы которых в водной среде образуют заряженную сетку, способную притягивать загрязняющие частицы, что приводит к появлению хлопьевидных агрегатов.

Способы и устройства

Биологическая очистка стоков делится на 2 основные разновидности:

1. Естественная. Не используется в качестве основной очистки, а служит скорее дополнительным процессом. В основе естественного преобразования стоков лежит принцип природного удаления или переработки вредных микроорганизмов растительной средой или почвой.
2. Искусственная. Данная разновидность очистки делится на 2 подвида:
   • Аэробная. В аэробных системах применяют бактерии, жизнедеятельность которых возможна только в кислородной среде.
   • Анаэробная. Способ очистки противоположный аэробному – в резервуары помещаются бактерии, для работы которых не требуется избыток кислорода.

При аэробной очистке используются бактерии вместе с небольшим количеством твёрдых неорганических веществ.

Данная смесь получила название «активный ил». Имеет не слишком плотную структуру и тёмно-коричневый цвет.

Последствиями аэробной очистки являются твёрдые вещества, а после анаэробного воздействия остаётся метан.

Важно! Метан, как и очищенные сточные воды, можно использовать в промышленных или сельскохозяйственных целях.

Рассмотрим более подробно каждый из методов биологической очистки сточных вод.

Биофильтры

В современных биофильтрах используется исключительно аэробная среда. В промышленных масштабах биофильтры представляют собой круглые бассейны больших диаметров. Помимо «активного ила» используется дренажный фильтр – слой шлака или гальки, толщиной от 2 до 5 см.

Последовательность очистки сточных вод в биофильтре:

1. Стоки подаются в бассейн под напором и проходят первичную степень очистки – слой дренажа. Крупные частицы загрязняющих веществ остаются в шлаке или гальке, более мелкие – отстаиваются в открытом резервуаре.
2. После прохождения первой степени очистки, в сточные воды добавляют бактерии – аэробы. Биофильтры имеют открытую конструкцию, поэтому начинается реакция поглощения аэробами загрязняющих веществ.
3. После окончания реакции, на поверхности стоков остаётся тонкая плёнка, которую смывают под напором воды. Остаётся только очищенная техническая жидкость.

Биопруды

Биопруды отличаются от биофильтров уникальностью бактериальной среды – в них может использоваться как анаэробная, так и аэробная среда.

После очистки остается природный ил, который можно использовать в качестве удобрения или кормовой базы.

Чаще всего используют пруды-смесители – конструкции, в которых могут одновременно протекать как анаэробные, так и аэробные процессы. При этом процессы не пересекаются и протекают параллельно.

Метатенки

Данные конструкции созданы исключительно для полной переработки осадка, который возникает после процесса жизнедеятельности анаэробных или аэробных бактерий.

В основе конструкции метантенков преобладают 2 формы:

• цилиндрическая.
• прямоугольная.

Принцип действия:

1. По трубопроводу в метантенк поступает осадок.
2. Запускается специальная система подогрева, ускоряющая процесс разложения элементов. Основным элементом системы служит радиатор, через который проходит пар или жидкость.
3. Жиры и белки, находящиеся в осадке, раскладываются на метан и углекислый газ, которые по другому трубопроводу поступают наружу.
4. Вещества, которые не поддаются полной переработке, высушивают и используют в качестве удобрений.

Фильтрационные или дренажные поля

В основе принципа действия данного сооружения – очистка стоков путём пропускания их через дренажный слой. Основное требование для установки дренажного поля – достаточный уровень грунтовых вод, не менее 1.5 м.

Интересно! Фильтрационные поля могут быть различной формы: от классического параллельного расположения траншей, до уникальной «змейки» или «ёлочки».

Все трубы очистной системы располагаются в одном большом котловане дренажного поля – это основное отличие данной конструкции от фильтрующих траншей.

Каждое дренажное поле имеет несколько очистных отсеков:

• В первом происходит грубое разделение стоков и твёрдых загрязняющих веществ.
• Во втором отсеке на частично очищенную жидкость воздействуют анаэробные бактерии.
• В последнем отсеке переработанный бактериями ил оседает на дно и со временем удаляется.

Аэротенки

Аэротенки по своей конструкции и принципу действия очень похожи на биопруды. В них также происходит смешивание бактериальной среды со стоками, но не природным путём, а под действием аэраторных систем, которые нагнетают большое количество кислорода в резервуары.

Аэротенки – это системы с высоким КПД. Для их непрерывной деятельности необходима постоянная работа аэраторной системы.

Среднее количество кислорода в системе не должно находится ниже отметки 0,5 мг/дм³, а показатель 0,2 мг/дм³ уже считается критическим.

Реконструкция Аэротенков

При реконструкции дополнительно выполняются:

1. Обследование Аэротенков, примыкающих сооружений и вспомогательных сооружений:
   1. Первичные отстойники с системой подающих лотков или трубопроводов.
   2. Система отводящих лотков или трубопроводов.
   3. Вторичные отстойники.
   4. Воздуходувная станция
2. Разработка регламента реконструкции действующего объекта без остановки технологического процесса.

Аэротенк – очистное сооружение, относящееся к классу септиков, отличается от последних системой принудительного нагнетания кислорода. В состав установки входят различные фильтры, в которых находятся специальные бактерии. В процессе воздействия с кислородом, биологические вещества в сточных водах интенсивно окисляются, а активный ил выпадает в осадок. Аэротенки демонстрируют высокую степень очистки. Для хозяйственно бытовых стоков она доходит до 90%. Очищенную таким образом воду допускается использовать для хозяйственных нужд. Установки применяются не только в жилищном строительстве, но и для очистки промышленных стоков пищевых производств.

 

Емкость аэротенка с аэраторами установленными на дне

Основные этапы устройства септика с биофильтром

Чтоб устроить септик с биофильтром на Вашем участке надо:

Выбрать место для очистного сооружения (расстояние до жилого дома должно быть не менее 5 м). Конструкция такого септика может быть:

Цельная (септик и биофильтр в одной емкости)

Раздельная (септик и биофильтр- это отдельных емкости)

Выполняем земляные работы – роем котлован для септика с биофильтром (размеры ямы зависят от конструкции Вашего биофильтра) и траншеи для трубопровода

Рисунок 1.3. Котлован под биофильтр

• Если корпус цельной конструкции септика с биофильтром выполнен из пластика, то его необходимо закрепить в почве. Для этого на дно котлована укладываем анкерную ж/б плиту. На плиту укладываем 20 сантиметровый слой цементно-бетонной смеси (1 часть цемента, 3 части песка)
• Опускаем корпус в котлован, укладываем на цементно-бетонный слой и крепим к плите специальными ремнями (если нет ремней, то можно использовать обычный трос)

Рисунок 1.4. Устанавливаем емкость в котловане.

• Если биофильтр не встроен в септик, а выполнен в виде отдельной емкости, то вначале устанавливается септик, а затем – биофильтр. В этом случае и септик и биофильтр можно крепить к одной ж/б плите
• Если корпус биофильтра выполнен из бетона, то биофильтр на 2/3 засыпают грунтом, который остался после рытья котлована под биофильтр. Если же корпус биофильтра – это полимерная емкость, то она на 2/3 засыпается цементно-песчаной смесью (1 часть цемента, 3 части песка). Перед установкой емкость септика обязательно наполняют чистой водой, а емкость биофильтра – загрузкой. Если этого не сделать, то под давлением грунта емкости просто «всплывут»

Рисунок 1.5. Засыпаем емкость цементно-песчаной смесью

• Если по конструкции Вашего биофильтра предусмотрен колодец для очищенных стоков, то монтируем колодец (аналогично биофильтру и септику)
• Подключаем к биофильтру систему вентиляции (покупается отдельно или входит в комплект к биофильтру)
• Накрываем биофильтр и септик крышками и засыпаем
• Засыпаем биофильтр до верха грунтом (независимо от типа корпуса)

Ориентировочная стоимость септика с биофильтром

Сам биофильтр — не менее 1000 евро + бактерии – от 1,5 евро за 1 упаковку. Стоимость и варианты устройства септика можно посмотреть в статье «Канализация. Автономная канализация для дома, септик».

Химические

Сущность химических способов заключается в ведении специальных веществ. При осуществлении нейтрализации кислот и щелочей вводят специальные реагенты (известь, аммиак), а при осуществлении окисления — различные окислители (перманганат калия, газообразный и сжиженный хлор).

Это позволяет устранить токсичные соединения. К этим мероприятиям прибегают с целью устранения растворимых веществ в замкнутых системах водоснабжения.

Технологическая схема химического способа очистки воды

Основные физико-химические методы

При проведении физико-химических методик происходит устранение примесей неорганического происхождение и разрушение примесей органического происхождения.

К ним относятся следующие методы:

• Флотация. Через сточные воды пропускается воздух. Газовые пузырьки захватывают поверхностно-активные вещества (ПАВ), масла и ряд иных загрязнений, формируя на поверхности пенообразный слой, который с легкостью устраняется;
• Коагуляция. Этот способ подразумевает введение коагулянтов (к примеру, солей аммония или меди) с целью формирования осадков в виде хлопьев, которые, как и пенообразный слой, без проблем устраняются;
• Сорбция. С помощью данной методики происходит извлечение ценных растворимых веществ с дальнейшей утилизацией. Для ее проведения используют вещества, способные поглощать загрязнения (например, силикагель или активированный уголь).

Описание биологической системы и область ее применения

Аэротенк – это система, предназначенная для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод в местах, где нет центральной канализационной сети или подсоединение к ней невозможно.

Внешне конструкция устройства напоминает прямоугольник или круг.

Нейтрализация загрязняющих веществ производится микроорганизмами.  Стоки для них среда обитания, за счёт которой они питаются и образуют укрупнённые частицы. Они впоследствии и выводятся из системы, унося с собой все вредные вещества.

Бактериям и другим живым организмам в системе постоянно требуется пища, без поступления органики вместе со стоками они погибают. В нефункционирующем устройстве микроорганизмы могут сохранить жизнь не более 90 дней.

Области применения:

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

Аэротенки энергозависимы. Они могут работать только при подключении к электросети.

Прямоугольная форма аэротенков свойственна для устройств, предназначенных для очистки большого количества жидкости.

Внешний вид системы зависит от:

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

Аэротенки – одни из лучших очистных сооружений, в которых применяются живые организмы. Они удаляют из стоков 98% загрязнителей. Воды, прошедшие через систему, пригодны для повторного использования в технических  целях.

Такие стоки можно:

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

По мере необходимости уровень прозрачности сточных вод можно менять. На их прозрачность также могут повлиять и внешние факторы.

Типовая установка включает:

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

В систему могут входить и вспомогательные устройства.

Основные плюсы и минусы выбора данной конструкции

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

Аэротенки могут полностью нейтрализовать вредные вещества в стоках. А также служить в качестве одного звена в цепочке оборудований.

Заключение

Биологическая очистка сточных вод – метод, основанный на возможностях микроорганизмов, при помощи которых можно перерабатывать органические и некоторые минеральные загрязнения.

Особенности процесса:

• Происходит при участии аэробных и анаэробных бактерий;
• Осуществляется в природных или искусственно созданных условиях;
• Метод удаляет 98-99% загрязнений;
• Промышленная очистка стоков проходит в аэро-, био-, метантенках;
• На любом участке можно установить локальные очистные сооружения;
• Для запуска и интенсификации процесса используются биопрепараты;
• Отходы, образующиеся в результате процесса, экологически безопасные;
• Когда к сточным водам предъявляются повышенные требования по химическому составу, они проходят доочистку.

Биологическая очистка – обязательный этап улучшения качества сточных вод. Соблюдение технологий делает процесс безопасным, высокоэффективным и даже полезным для окружающей среды.