Денитрификатор в очистных сооружениях для чего нужен

В современном мире угроза экологической обстановке представляет собой крайне актуальный и острый вопрос. Известно, что главный источник загрязнения окружающей среды ― человек. В мире ежегодно повышается численность населения, в результате чего уровень загрязнения окружающей среды доходит до критических отметок. Особую опасность представляет загрязнение подземных и поверхностных водных объектов.

Несмотря на то, что осуществляется контроль со стороны государства за состоянием сточных вод, владельцы объектов, которые подключены к централизованной канализационной сети или не могут быть к ней подключены по тем или иным причинам, далеко не всегда следят за безопасностью стоков. Нитрификация и денитрификация сточных вод с высокой эффективностью решают вопрос безопасности канализационных вод для окружающей среды.

Обеспечить безопасное состояние стоков может любой, кто заботится об окружающей среде и не желает нести ответственность за несоответствие сточных вод на своем участке установленным нормам. Для очистки канализационных жидкостей необходимо установить соответствующее оборудование ― очистные сооружения.

Практически все подобные очистные установки основаны на технологии биологической очистки стоков. Биоочистка – это очистительный процесс с помощью использования микроорганизмов, способных разлагать и окислять органические загрязнения, которые в большом количестве присутствуют в сточных водах.

Как устроена биологическая очистка воды?

Очистка стоков от нитритов преследует главным образом одну важнейшую цель ― устранить большое количество соединений фосфора и азота из стоков. Если эти соединения попадут в почву или в воду, содержащуюся в водоемах, то может возникнуть отравление, в результате чего будет повышен уровень нитратов в плодах растений, которые произрастают на земле.

Помимо этого, будут успешно развиваться токсичные микроорганизмы в водоемах, чего допустить нельзя – именно поэтому соединения азота и фосфора нужно нещадно удалять из сточных вод.

В среде специалистов этой области хорошо знаком термин «нитрит ион в сточных водах». Стоит также добавить, что в процессе нитрификации существует оптимальный уровень кислотности или Ph: он составляет 7-9 Ph.

Теперь разберем, что такое денитрификатор. Сточные воды требуют проведения обоих процессов, нельзя ограничиться лишь нитрификацией или провести лишь денитрификацию. Итак, денитрификация представляет собой процесс, при котором нитриты и нитраты восстанавливаются до состояния свободного азота, выделяемого в атмосферу.

Чтобы провести процесс денитрификации на очистных сооружениях, который был бы доведен до логичного завершения, в воде должно присутствовать некоторое количество органических веществ, окисляющих сапрофитными микроорганизмами до С02 и Н20, что происходит не без помощи кислорода соединений азота.

Иными словами, денитрификация призвана очистить стоки от соединений азота, а также избавить массу канализационных жидкостей от биологических окисляемых соединений органического типа.

Рекомендуемый уровень кислотности в этом процессе ― 7-7,5 Ph. Если уровень кислотности будет ниже или выше рекомендуемого уровня, то процесс будет затормаживаться. Роль органических веществ, при проведении денитрификации могут сыграть практически любые виды биологически окисляемых органических соединений (углеводы, спирты, продукты распада белков и, конечно, органические кислоты).

О сооружениях биологической очистки стоков

Физико-химические процессы очистки сточных вод (нитрификация и денитрификация) предполагают использование определенных сооружений биологической очистки. Традиционные типы сооружений – это аэротенки и биофильтры. Идет в ход особая система обработки канализационных вод, состоящая из трех стадий (ее еще называют системой трех иловых культур).

Если будут использоваться аэротенки с продленной аэрацией, то в обработке стоковых вод будет лишь одна стадия, которая будет проводиться до окончательной нитрификации в одном сооружении.

В данном случае, будет иметь место лишь секция денитрификации, в которую будет подаваться субстрат органического типа, а затем проводиться будет перемешивание с помощью механических мешалок без подачи воздуха. Большое значение имеет в процессах очистки ионный обмен сточных вод.

Если же будет применяться обработка сточных жидкостей из двух стадий, то в этом случае применяться будет аэротенк продленной аэрации и денитрификатор, расположенный отдельно от аэротенка.

Могут присутствовать некоторые отклонения от традиционной последовательности обработки воды, ведь при содержании в сточных водах в большей степени нитратов целесообразно сначала выявить ту зону, в которой будет осуществляться денитрификация и зону аэрации, в которой произойдет окончательное окисление органических веществ.

Если в канализационной жидкости наблюдается содержание нитратного и аммонийного азота при малом количестве органических веществ, то предварительно предусмотрена должна быть зона, в которой будет осуществляться нитрификация, после чего определяются зоны денитрификации и аэрации.

Источник

Денитрификация

Известно, что избыток азота и фосфора в водоемах приводит к усиленному росту сине-зеленых водорослей, снижению содержания растворенного кислорода в воде, к снижению разнообразия флоры и фауны водоемов и рек. То, что в научной литературе называется эвтрофикация.

В настоящей статье мы хотим поделиться опытом, накопленным нашей компанией в процессе проектирования и последующей эксплуатации очистных сооружений.

Итак, денитрификация.

Известно, что большая часть микроорганизмов активного ила (70-85% гетеротрофных бактерий) используют различные виды дыхания. Другими словами, для осуществления своей жизнедеятельности используется кислород не только в молекулярной форме О₂. Ряд микроорганизмов для окисления органики, содержащейся в сточных водах потребляют кислород нитратов и нитритов. Для успешного осуществления процесса денитрификации необходимо соблюдение ряда условий:

Находясь в анаэробных условиях, активный ил для своей жизнедеятельности использует преимущественно кислород нитратов, как наиболее доступный из остальных соединений, содержащих кислород. В общих чертах этот процесс можно выразить следующим схематичным уравнением:

В процессе денитрификации (восстановления азота до молекулярной формы) увеличивается объем биомассы (происходит прирост ила), повышается карбонатная щелочность смеси ила и очищаемой воды. Так как увеличение содержания HCO3- положительно влияет на процесс нитрификации аммонийного азота, денитрификатор в технологической схеме располагают перед нитрификатором.

На практике, оптимальным для процесса денитрификации являются следующие параметры и соотношения:

Потребление БПК₅ микроорганизмами денитрификаторами на единицу азота нитратов составляет 14-22 мгБПК₅/мг N(NO₃ — ).

Время пребывания сточных вод в присутствии нитрифицирующего ила в диапазоне 2-3 ч. При большем значении времени пребывания в денитрификаторе, происходит ингибирование нитрифицирующей микрофлоры, что приводит на следующих ступенях к неудовлетворительным степеням очистки по аммонийному азоту. Нагрузка на ил в нитрификаторе не более 90 мгБПК₅ / 1кг ила сут. Напомним, что требования на сброс в рыбохозяйственные водоемы первой категории по концентрации иона аммония NH₄ + не более 0,5 мг/л.

Возраст ила в нитрификаторе при этом должен составлять не менее 6-7 сут.

Следует отметить, что повышение возраста ила ведет к вытеснению фосфора из клеток активного ила в очищаемую воду. Удаление азота и фосфора биологическими методами оказываются тесно взаимосвязаны.

При написании статьи использовались следующие материалы:

Статью подготовил технолог компании ООО «Энвайронмент Рус» Долгов Сергей.

Источник

Нитрификация, денитрификация сточных вод

Удаление из сточных вод аммонийного азота происходит в результате процесса нитрификации, которая осуществляется автотрофными бактериями, использующими для питания неорганический углерод (углекислоту, карбонаты, бикарбонаты). Присутствие в воде органических веществ может тормозить развитие нитрифицирующих бактерий. Это связано с тем, что нитрифицирующие бактерии способны потреблять только тот азот, который не использован гетеротрофными микроорганизмами, развивающимися при наличии органических веществ и потребляющими азот в процессе конструктивного обмена. Кроме того, гетеротрофные бактерии усиленно поглощают кислород, необходимый нитрификаторам.

На первой стадии процесса бактерии рода Nitrosomonas окисляют азот аммонийный до нитритов. В качестве субстрата Nitrosomonas может использовать аммонийный азот, мочевину, мочевую кислоту, гуанин, но органическая часть молекулы не потребляется. На второй стадии бактерии рода Nitrobacter окисляют нитриты до нитратов.

Реакции окисления азота аммонийного:

1) NH4+ + 3O2 → 2 NO2- + 2H2O + 4H+

2) 2 NO2- + О2 → 2 N03-

до 55 мг/л. Основным требованием к процессу нитрификации при осуществлении его в аэротенках является наличие достаточной биомассы бактерий-нитрификаторов. Поскольку скорость роста автотрофов значительно ниже чем, гетеротрофов, ведущих процесс разложения органических загрязнений, при осуществлении процесса нитрификации в одном сооружении с окислением органических загрязнений требуется увеличение продолжительности очистки или снижение органической нагрузки. Скорость прироста бактерий-нитрификаторов определяет минимальный возраст активного ила в аэротенке, ниже которого эти бактерии будут просто изыматься из аэротенка с избыточным активным илом.

Содержание различных форм азота в очищенной воде зависит от технологических параметров работы очистных сооружений. При традиционных режимах, обеспечивающих полную биологическую очистку и частичную нитрификацию, т.е. при нагрузках 400-500 мг БПК на 1 г беззольного вещества ила в сутки концентрация аммонийного азота снижается не более, чем на 40%. Очищенные сточные воды содержат не менее 10-15 мг/л аммонийного азота и не более 3-4 мг/л нитратов. В этом режиме в настоящее время работает большинство очистных сооружений.

В аэротенках полного окисления (продленной аэрации) нитрификация проходит довольно полно, так как возраст ила в этих сооружениях достигает 30 суток и более. Здесь отмечается высокое содержание нитратов в очищенной воде (до 8-10 мг/л) и соответственно более низкие концентрации солей аммония (1-2 мг/л). Более глубокую нитрификацию (NH4 до 0,5 мг/л) можно осуществить в аэротенках с прикрепленной микрофлорой, оснащенных различной загрузкой. Применение аэротенков полного окисления на станциях большой производительности ранее не применялось по технико-экономическим показателям ( увеличение объемов аэротенков и количества подаваемого в них воздуха). Однако считается, что этот метод наиболее перспективен, особенно с учетом современных требований к степени удаления из воды соединений азота (при применении обычных аэротенков все равно необходимо предусматривать дополнительные сооружения для проведения нитрификации).

Достоинством аэротенков полного окисления, особенно при использовании затопленной загрузки, является также то, что в них одновременно протекает процесс денитрификации, эффективность которой может достигать 60-80%.

Денитрификация происходит согласно такой схеме:

Для эффективной денитрификации необходимо присутствие легкоокисляемых органических веществ (спиртов, низкомолекулярных органических кислот) в качестве источника углеродного питания. Для этой цели может быть использована неочищенная сточная вода, количество которой определяется из необходимого соотношения содержания органического вещества по БПК и нитратного азота, равного (3-6):1, сброженный осадок (отстой из метантенков фазы кислого брожения) или избыточный активный ил. Процессы нитрификации и денитрификации проходят в аэротенке одновременно, так как в активном иле всегда есть аэрируемые зоны и зоны с дефицитом кислорода, где образовавшиеся в процессе нитрификации нитриты и нитраты восстанавливаются.Разделение процессов нитрификации и денитрификации позволяет улучшить условия проведения каждого из них и, соответственно, обеспечить глубокое удаление азота.

Источник

Денитрификатор в очистных сооружениях

Сегодня большая часть загрязнения почвы биологическими жидкостями приходится на старые очистные сооружения, которые были построены несколько десятков лет назад. Тогда концентрация соединений азота в стоках была небольшой и не ставились задачи в тщательной очистке выбросов. Сегодня для соблюдения установленных стандартов и сохранения экологии требуется строительство модернизированных станций. На таких объектах проводится денитрификация, которая обеспечивает качественную очистку.

Что такое денитрификация?

Любые современные станции обеспечивают очистку, благодаря которой вода полностью фильтруется от вредных веществ и может сбрасываться в природные водоемы. Для утилизации соединений азота применяется метод биологической денитрификации, при котором весь азот из стоков утилизируют бактерии, разлагая его на безопасные компоненты. Для этого используют аэротенки – специальные резервуары для фильтрации. В них азотсодержащие соединения связываются биологическим способом, а жидкость, проходящая тщательную очистку, сбрасывается в водоемы в чистом виде. Это полностью безопасный и эффективный способ.

Устройство таких очистных сооружений довольно простое:

При правильном обустройстве биологического деинтификатора его не требуется постоянно обслуживать – в процессе работы биомасса в аэротенках постоянно растет, бактерии обеспечивают качественную очистку стоков от азотосодержащих соединений.

Доработки аэротенков

Старые очистные сооружения обеспечивают связывание только трети всех азотсодержащих соединений в стоках и не отвечают требованиям законодательства. Для их модернизации используется денитрификация с переоборудованием аэротенков под современные стандарты.

В таких станциях различают несколько зон для поэтапной очистки воды:

При модернизации оборудования устанавливаются аэротенки, устроенные по данному принципу, они состоят из анаэробной, аноксидной и аэробной зоны. Такие станции обеспечиваются качественную денитрификацию и связывание опасных соединений, содержащихся в стоках. Они отвечают всем требованиям законодательства, устанавливаются на предприятиях или на сельскохозяйственных объектах. Перед их строительством составляется проектная документация под конкретные требования.

Заказать очистные сооружения от производителя

Наша компания предлагает строительство надежных аэротенков для очистки сточных вод – данное оборудование отвечает всем стандартам качества и полностью подходит для профессиональной эксплуатации. Занимаемся доработкой очистных сооружений, согласуем с вами любой проект: просто свяжитесь с нашим менеджером и получите развернутую консультацию.

Закажите денитрификатор для своих очистных сооружений:

Подать заявку можно онлайн или по телефону, выбрав удобный способ на сайте. Наш специалист ответит на все ваши вопросы, сориентирует по срокам и по ценам. Мы занимаемся строительством надежных станций, которые отвечают современным требованиям по биологической денитрификации. Выезжаем на объект, берем в работу самые сложные задачи и успешно справляемся с ними в короткие сроки!

Источник

2. Нитрификация и денитрификация

Нитрификация — процесс окисления кислородом воздуха аммонийного азота до нитритов и нитратов, осуществляемый нитрифицирующими микроорганизмами. На первой стадии процесса нитрификации аммоний окисляется до нитритов, на второй стадии нитриты окисляются до нитратов.

Для процесса нитрификации оптимальная величина рН составляет 7—9; возможна нитрификация и при рН —6—7.

Денитрификация — процесс восстановления нитритов и нитратов до свободного азота, который выделяется в атмосферу. Процесс может быть реализован при наличии в воде определенного количества органического субстрата, окисляемого сапрофитными микроорганизмами до С02 и Н20 за счет кислорода азотсодержащих соединений. При денитрификации обеспечивается очистка сточных вод одновременно от биологически окисляемых органических соединений и от соединений азота (NO2- и NO3-). Наиболее эффективно процесс денитрификации протекает при рН=7—7, 5; при рН ниже 6 или выше 9 процесс затормаживается.

Рис. 32. 1. Трехстадийная I, II, III система очистки воды
1 — подача исходной воды; 2 — отстойники; 3 — отвод очищенной воды; 4 — возвратный ил; 5 — подача органического субстрата; 6 — подача воздуха; 7 — аэротенк биологической очистки; 8 — нитрификатор; 9 — денитрификатор

Рис. 32. 2. Одностадийная система очистки воды
1 — подача исходной воды; 2 — отстойник; 3 — отвод очищенной воды; 4 — возвратный ил; 5 — аэротенк продленной аэрации; 6 — зона денитрификации; 7 — подача органического субстрата; 8 — подача воздуха

Рис. 32. 3. Двухстадийная система очистки воды
1 — подача исходной воды; 2 — отстойники; 3 — отвод очищенной воды; 4 — возвратный ил; 5 — аэротенк-нитрификатор; 6 — денитрификатор; 7 — подача воздуха; 8 — подача органического субстрата

В качестве органического субстрата в процессе денитрификации могут быть использованы любые биологически окисляемые органические соединения (углеводы, спирты, органические кислоты, продукты распада белков и т. д.). Источником углеродного питания при очистке сточных вод методом денитрификации могут быть сточные воды, прошедшие очистку в первичных отстойниках, а также органические производственные стоки, предпочтительно не содержащие азота.

Необходимое соотношение величины БПК в сточных водах к нитратному азоту примерно равно 4:1. Для процессов нитрификации и денитрификации могут быть использованы традиционные сооружения биологической очистки: аэротенки и биофильтры.

Применяют трехстадийную обработку сточных вод, или так называемую систему трех иловых культур. Для каждой стадии процесса — аэрации, нитрификации и денитрификации имеются свой аэротенк, отстойник и система возврата активного ила (рис. 32. 1). При использовании аэротенков с про¬дленной аэрацией обработка сточных вод одностадийная; она проводится до полной нитрификации в одном сооружении. В этом случае выделяется секция денитрификации, в которую подается органический субстрат; перемешивание в ней осуществляется меха¬ническими мешалками без подачи воздуха (рис. 32. 2).

Рис. 32. 4. Схема очистки производственных сточных вод от азота
1 — подача усредненных азотсодержащих сточных вод; 2 — подача реагентов (известкового молока и суперфосфата); 3 — камера смешения; 4 — подача воздуха; 5 — аэротенк с зонами нитрификации (H), денитрификации (Д) и аэрации (А); 6 — подача органосодержащих сточных вод; 7 — усреднитель; 8 — первичные отстойник органосодержащих вод; 9 — рециркуляция с помощью эрлифта (3) очищенной от азота жидкости в зону нитрификации для разбавления; 10 — аэротенки бытовой канализации; 11 — иловая камера; 12 — возвратный ил; 13 — отвод смеси очищенных от азотсточных вод с активным илом; 14 — подача ила из вторичных отстойников бытовой канализаций; 15 — иловая насосная станция; 16 — отвод очищенной воды

При двухстадийной обработке сточных вод устраивают аэротенк продленной аэрации и отдельно расположенный денитрификатор (рис. 32. 3). Возможны отклонения от этой последовательности обработки воды. Так, при содержании в сточной воде преимущественно нитратов целесообразно вначале предусмотреть зону денитрификации, в которой органический субстрат будет окисляться за счет нитратов с выделением свободного азота, и зону аэрации для окончательного окисления органических веществ. Если в сточной воде содержатся нитратный и аммонийный азот при незначительном количестве органических веществ, вначале предусматривают зону нитрификации, затем зоны денитрификации и аэрации (рис. 32. 4).

Для очистки сточных вод от соединений азота можно применять биологические пруды. Наиболее эффективно биологические пруды используются в южных районах, так как концентрация азота снижается в них в результате нитрификации и денитрификации в основном в летнее время. При исходной концентрации аммонийного азота 15— 20 мг/л р биологических прудах и летнее время его можно снизить на 40—60%, а в мелководных прудах с высшей водной растительностью — 70—90%.

Источник