Стоки – это отработанные воды, которые содержат различные загрязняющие вещества, такие как органические соединения, азот, фосфор, тяжелые металлы, микроорганизмы и т.д. Очистка сточных вод – это процесс удаления этих веществ из воды, чтобы сделать ее пригодной для повторного использования или сброса в окружающую среду. Очистка сточных вод является важной задачей для обеспечения экологической безопасности, здоровья населения и рационального использования водных ресурсов.
Существует множество методов очистки сточных вод, таких как физические, химические, биологические и комбинированные. Одним из наиболее распространенных и эффективных методов является биологическая очистка, которая заключается в использовании микроорганизмов для разложения органических веществ и азота в сточных водах. Однако биологическая очистка имеет свои недостатки, такие как высокое потребление энергии, большой объем реакторов, нестабильность работы и сложность управления.
Что такое MBBR?
Для устранения этих недостатков была разработана современная технология биологической очистки сточных вод, называемая MBBR фильтром. MBBR фильтр – это Moving Bed Biofilm Reactor (Реактор с Подвижным Слоем Биопленки), который основан на использовании плавающих биологических носителей, которые обеспечивают высокую концентрацию активной биомассы и интенсивный контакт между сточными водами и микроорганизмами. MBBR фильтр имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами биологической очистки, такие как:
- Высокая эффективность очистки от органических веществ и азота;
- Низкое потребление энергии и пространства;
- Простота конструкции и установки;
- Стабильность работы и устойчивость к перегрузкам;
- Минимальное образование избыточного ила;
- Легкость управления и обслуживания.
Типы и характеристики MBBR фильтров
MBBR фильтры состоят из трех основных компонентов: реактора, биологических носителей и системы аэрации.
Реактор – это емкость, в которой происходит биологическая очистка сточных вод.
Биологические носители – это пластиковые элементы различной формы и размера, которые плавают в реакторе и служат субстратом для роста биопленки.
Биопленка – это слой микроорганизмов, которые прикрепляются к поверхности биологических носителей и разлагают органические вещества и азот в сточных водах.
Система аэрации – это устройство, которое подает воздух в реактор для обеспечения кислорода для микроорганизмов и перемешивания сточных вод и биологических носителей.
Существует несколько типов MBBR фильтров, которые отличаются по конфигурации реакторов, видам биологических носителей и способам аэрации. Некоторые из них перечислены ниже:
- Одноступенчатый MBBR фильтр – это фильтр, который состоит из одного реактора, в котором происходит одновременное удаление органических веществ и азота. Этот тип фильтра подходит для сточных вод с низкой концентрацией загрязняющих веществ и требует меньше пространства и энергии.
- Двухступенчатый MBBR фильтр – это фильтр, который состоит из двух реакторов, соединенных последовательно. В первом реакторе происходит удаление органических веществ, а во втором – удаление азота. Этот тип фильтра подходит для сточных вод с высокой концентрацией загрязняющих веществ и требует больше пространства и энергии.
- Гибридный MBBR фильтр – это фильтр, который сочетает в себе элементы MBBR фильтра и других биологических процессов, таких как активный шлам или триклинговый фильтр. В этом случае биологические носители могут быть частично или полностью заменены другим субстратом, таким как гравий, песок или шлам. Этот тип фильтра позволяет увеличить эффективность очистки и уменьшить образование избыточного ила.
Биологические носители для MBBR фильтров могут иметь различную форму и размер, которые влияют на их свойства, такие как плотность, удельная поверхность, защитная способность и коэффициент заполнения. Некоторые из наиболее распространенных форм биологических носителей – это цилиндры, кубики, звездочки, шарики и спирали. Биологические носители могут быть изготовлены из различных материалов, таких как полипропилен, полиэтилен, полистирол или поливинилхлорид. Биологические носители должны быть устойчивы к химическим, биологическим и механическим воздействиям, а также иметь оптимальную плотность для обеспечения хорошего перемешивания и распределения в реакторе.
Система аэрации для MBBR фильтров может быть основана на различных принципах, таких как диффузионное, механическое или пневматическое перемешивание. Система аэрации должна обеспечивать достаточный уровень кислорода для микроорганизмов, равномерное распределение сточных вод и биологических носителей в реакторе, а также предотвращать склеивание и оседание биологических носителей. Некоторые из наиболее распространенных типов систем аэрации – это трубчатые диффузоры, дисковые диффузоры, воздушные подъемники или механические смесители.
Применение MBBR фильтров
MBBR фильтры могут использоваться для очистки сточных вод в разных отраслях и сферах деятельности, таких как пищевая промышленность, текстильная промышленность, животноводство, аквакультура и рыбоводство. Ниже представлены несколько примеров применения MBBR фильтров в промышленных условиях.
- Производство целлюлозы и бумаги. Целлюлозно-бумажное производство предъявляет высокие требования к воде. Сточные воды от этого производства содержат большое количество органических веществ, азота, фосфора и цветности. MBBR фильтры могут эффективно очищать эти сточные воды и снижать их воздействие на окружающую среду.
- Текстильная промышленность. Текстильная промышленность является одной из самых загрязняющих отраслей в мире. Сточные воды от текстильного производства содержат высокую концентрацию органических веществ, азота, фосфора, цветности и токсичных химикатов.
- Животноводство. Животноводство является одним из основных источников сточных вод в сельском хозяйстве. Сточные воды от животноводства содержат большое количество органических веществ, азота, фосфора, бактерий и патогенов. MBBR фильтры могут эффективно удалять эти загрязняющие вещества из сточных вод и снижать их запах и заболачивание. Кроме того, MBBR фильтры могут использоваться для производства биогаза из сточных вод, который может быть использован как источник энергии или удобрения.
- Аквакультура и рыбоводство. Аквакультура и рыбоводство – это отрасли, которые занимаются разведением и выращиванием водных организмов, таких как рыбы, ракообразные, моллюски и водоросли. Сточные воды от аквакультуры и рыбоводства содержат высокую концентрацию органических веществ, азота, фосфора, аммиака и твердых частиц. MBBR фильтры могут эффективно очищать эти сточные воды и повышать качество воды для выращивания водных организмов.
MBBR фильтр является актуальным и перспективным решением для очистки сточных вод в разных условиях. Для выбора и установки MBBR фильтра необходимо учитывать характеристики сточных вод, требования к качеству очищенной воды, доступность пространства и энергии, а также экономическую целесообразность.