Об иле озёрном, болотном, речном, из сточных канав, прудов, септиков: что и как можно использовать для огорода

Современные септики, используемые в автономных канализационных системах, обладают высокой эффективностью и экономичны в обслуживании благодаря применению активного ила – колоний микроорганизмов, способных перерабатывать органические соединения, находящиеся в бытовых стоках. Что собой представляет и как работает активный ил?

Микроорганизмы, запускаемые в септик, начинают активно размножаться. При достаточном питании и оптимальной температуре быстро формируются многочисленные колонии, то есть увеличивается объем активного ила. Процесс очистки связан с окислительными реакциями и абсорбцией органики из жидкости, поступающей в резервуар очистительного комплекса. Большая часть микроорганизмов опускается на дно и перерабатывает оседающие фракции. Ил также плавает в виде хлопьев, очищая воду уже в верхних слоях.

В состав ила могут входить различные виды микроорганизмов, баланс которых зависит от химического состава сточных вод и их концентрации. Стимулировать рост биомассы ила и увеличивать его активность позволяют некоторые виды простейших микроорганизмов, такие как: коловратка, актиномицета и др. Они подавляют развитие патогенной микрофлоры, оставляя больше питательных веществ «жителям» ила.

Оптимальные условия для полноценного функционирования ила

Скорость формирования активного ила зависит от множества факторов, в том числе:

  1. температуры;
  2. химического состава стоков;
  3. доступа кислорода;
  4. объема и формы тяжелых фракций;
  5. скорости окисления.

Выращивание активного ила осуществляется в отсеке септика, куда поступает осветленная (предварительно очищенная) вода. Оптимальным временем года для повышения объема ила считается лето. Кроме осветленной воды, в отсек, где растет ил, должна быть налажена подача кислорода. Для этого используются специальные компрессоры, которыми оснащаются современные очистные комплексы. Устройства, подающие кислород – аэраторы, также способствуют распределению ила по всей площади резервуара, тем самым увеличивая интенсивность очистки воды.

При неблагоприятных условиях, таких как: несоответствующий Ph, неоптимальная температура, наличие в стоках тяжелых химикатов, нефтепродуктов и прочих небелковых примесей, может наблюдаться отмирание ила. При чрезмерном увеличении популяции и недостатке кислорода ил может вспухать. Для создания оптимальных условий, в которых активный ил эффективно выполняет свои функции, необходимо контролировать состав и характеристики сточных вод. Нормальными условиями для активного ила являются следующие показатели стоков:

При использовании нефтепродуктов и технических масел в домашних условия и утилизации их в общий сток система канализации должна быть оборудована устройствами, улавливающими и отфильтровывающими эти элементы. Для повышения эффективности очистки септик необходимо периодически чистить, а активный ил обновлять.

Очищение септика и утилизация ила

При очистке септика от ила необходимо выполнить следующие этапы:

  1. удалить ил, скопившийся на дне резервуара при помощи ручного насоса, ведер или ассенизаторской машины;
  2. тщательно промыть все трубы, фильтры и резервуары.

Периодичность очистки септика от ила зависит от объема резервуара и интенсивности использования канализационной системы. Как правило, необходимость в полной очистке системы возникает не чаще одного раза в год, при норме до трех раз в год.

Сточные воды, оставшиеся в резервуаре на момент начала процесса очистки, необходимо удалить в соответствии с санитарно-эпидемиологическими и экологическими требованиями. При размещении септика в сельской местности жидкость может быть слита в грунт. Для этого предварительно вырывается яма необходимой глубины в месте, отдаленном от источников питьевой воды и жилых построек. После впитывания жидкости яма засыпается.

Отработавший ил может быть использован в качестве удобрений. В процессе очистки микроорганизмы нейтрализуют не только вредные примеси, но и неприятный запах. Вынутый из септика ил высушивается и смешивается с растительным мусором в компостной яме. В результате этого получается богатое азотом удобрение, подходящее по характеристикам для внесения в качестве прикормки под любой вид растений.

Дренажные трубы и фильтры септика промываются чистой водой, подаваемой под давлением. Данная процедура необходима для предотвращения закупорки функциональных отверстий и очистки их от условно патогенной микрофлоры, способной замедлить или остановить рост активного ила в начале нового цикла.

Активный ил для очистки сточных вод

Проверка концентрации активного ила

Активный ил под микроскопом

Прошедший центрифугу избыточный активный ил

Вспухание активного ила

Как известно, биологический метод очистки стоков является одним из самых эффективных. В основе данного способа лежат процессы жизнедеятельности микроорганизмов (так называемого «активного ила»), с помощью которых и осуществляется очищение жидкости. Таким образом, активный ил для очистки сточных вод является неотъемлемой частью процесса биологического очищения.

Что это такое?

Активный ил представляет собой комплекс бактерий, необходимых для биологического очищения стоков в специализированных очистных сооружениях.

Выглядит активный ил как различные по размеру хлопья, плавающие в воде или закрепленные на загрузке септика. Очищение стоков производится за счет поглощения органической составляющей простейшими микроорганизмами, а также биохимического окисления и биосорбции.

Активному илу свойственно перманентное увеличение численности микроорганизмов, что не всегда необходимо и может проявляться нестабильным соотношением массы бактерий и поступающих сточных вод.

Принцип работы и что нужно знать

Активный ил формируется коллоидными, взвешенными и растворенными веществами, а также скоростью и качеством процессов окисления.

В то же время процесс окисления зависит от таких факторов, как:

  • концентрация микроорганизмов;
  • температурные условия;
  • продолжительность аэрации;
  • интенсивность насыщения стоков кислородом.

Так как вместе со стоками в емкость попадает питательная для микроорганизмов среда, необходимо контролировать концентрацию загрязнений сточных вод. В противном случае может наблюдаться вспухание или отмирание культур, входящих в состав активного ила.

Для поддержания жизнедеятельности организмов температура поступаемой сточной жидкости не должна опускаться ниже 6 градусов. Кроме того, важно контролировать количество в ней токсинов. При наличии нефтепродуктов и масел в стоках необходимо установить специальное оборудование — нефтеловушки или улавливатели жира.

Возраст

Возрастом активного ила является средняя продолжительность нахождения микроорганизмов в очистном сооружении, которое регулирует соотношение отводимой массы и возвращаемого вещества из вторичных отстойников.

В теории активный ил представляет собой самовоспроизводимую колонию бактерий, однако на практике обновлять комплекс микроорганизмов приходится каждые 5-6 лет.

Состав

Состав активного ила напрямую зависит от концентрации и качества стоков, поступаемых в аэротенк. Компонентами активного ила могут являться:

  • простейшие микроорганизмы;
  • амебы;
  • бактерии;
  • актиномицеты (грибы);
  • инфузории;
  • черви;
  • коловратки.

Бактерии активного ила

При аэробном очищении стоков протекают два основных микробиологических процесса: окисление органического углерода и нитрификация при участии нитчатых, флокулообразующих микроорганизмов и бактерий-нитрификаторов.

Флокулообразующие бактерии отвечают за окисление органических соединений. В их число входят микроорганизмы такого рода, как:

Наиболее многочисленными (до 80 процентов от всего комплекса микроорганизмов) бактериями являются микроорганизмы рода Pseudomonas, способные окислять:

  • спирты;
  • парафины;
  • жирные кислоты;
  • углеводы;
  • ароматические углеводороды.

Микроорганизмы рода Brevibacterium отвечают за окисление:

  • нефти;
  • парафинов;
  • нафтенов;
  • фенолов;
  • альдегидов;
  • жирных кислот.

Окисление алифатических углеводородов происходит за счет бактерий рода Bacillus, углеводородов различных групп –Mycobacterium, а целлюлозы – бактерий рода Cellulomonas.

Палочковидные бактерии рода Zoogloea ramigera выполняют функцию образования полисахаридов хлопьев активного ила.

Углеродоокисляющие нитчатые микроорганизмы представлены:

  • Sphaerotilus;
  • Beggiatoa;
  • Thiothrix.

Нитчатые бактерии отвечают за окисление многочисленных органических соединений и образование каркаса, вокруг которого формируются флоккулы. В то же время эти микроорганизмы являются основной причиной плохого осаждения ила в отстойнике и образования устойчивой пены в устройстве.

При очищении стоков с большим содержанием углеводов и дефицитом азота порой наблюдается интенсивное развитие гетероферментативных молочнокислых бактерий рода Leuconostoc, которые образуют мощную декстрановую капсулу, затрудняющую осаждение ила во вторичном отстойнике.

При недостаточном уровне аэрации развиваются анаэробные процессы с участием микроорганизмов, осуществляющих маслянокислое брожение, сульфатредукцию, денитрификацию и тому подобное.

Денитрификация во вторичных отстойниках приводит к формированию пузырьков азота, что затрудняет устранение ила из сточных вод на выходе из устройства.

Бактерии-нитрификаторы ( чаще всего рода Nitrosomonas или Nitrobacter) выполняют роль окислителей аммонийных ионов и устранителя минерального азота из стоков. По сравнению к гетеротрофными углеродокисляющими бактериями нитрификаторы развиваются гораздо медленнее, за счет чего в случае возникновения необходимости окисления аммонийных ионов в стоках их активность ограничивает производительность аэротенка.

Важно: Наиболее активно процессы нитрификации протекают после окисления органической составляющей.

В сточных водах с содержанием серы в активном иле развиваются сульфатредукторы, тионовые и серобактерии (наиболее часто встречаются бактерии рода Thiobacillus). Тионовые микроорганизмы развиваются при условии содержания в стоках восстановленных соединений серы.

При высоком содержании соединений железа в активном иле развиваются микроорганизмы, окисляющие Fe2 (например, рода Ferrobacillus).

Литические микроорганизмы и бактерии-паразиты рода Bdellovibrio присоединяются к клеткам других бактерий, проникают в них и размножаются, что приводит к лизису. Литические микроорганизмы разрушают клетки других бактерий за счет воздействия выделяемых ими литических ферментов.

Из внеклеточных ферментов в активном иле содержатся:

  • протеазы;
  • гидролазы;
  • целлюлазы;
  • пероксидазы.

Внеклеточные ферменты катализируют окисление субстратов при участии пероксида водорода и каталазы, разлагающих Н2О2. При этом в анаэробном иле активном пероксидаз и каталаз не наблюдается.

Биомасса активного ила, участвующего в анаэробном разложении, состоит из двух основных групп бактерий:

  • кислотообразующих;
  • метаногенных.

Первая группа микроорганизмов в качестве питательной среды использует исходную сложную органику, окисляя ее в процессе собственного метаболизма.

Разнообразие видов кислотообразующих микроорганизмов обеспечивает первоначальный гидролиз протеинов, углеводов и липидов до составляющих их аминокислот, сахаров и кислот. В зависимости от преобладания конкретного класса сложной органики, происходит развитие микроорганизмов определенного типа.

Наиболее активное участие в первичном брожении принимают клостридии – микроорганизмы, перерабатывающие все сложные органические соединения. При этом одни их подвиды перерабатывают только протеины, другие – окисляют целлюлозу и другие углеводные вещества, а третьи занимаются разложением жиров.

Данный тип бактерий относится к гидролитикам, так как способствует прохождению основной стадии гидролиза сложной органики.

Вторая группа бактерий обеспечивает сбраживание аминокислот, жирных кислот и сахаров до спиртов и сложных органических кислот, которые также являются промежуточными продуктами в стадии разложения.

Ацетогенные микроорганизмы в результате процессов жинедеятельности продолжают окисление до уксусной кислоты, что влечет за собой выделение молекулярного водорода.

Благодаря разнообразию видов кислотообразующих микроорганизмов жизнедеятельность биоценоза анаэробного ила довольна устойчива к изменению кислотности окружающей среды. В то же время слишком высокое содержание органических кислот способно подавить стадию ацетогенеза — разложение до уксусной кислоты.

Группа метаногенных бактерий именуется по конечному продукту процессов жизнедеятельности – метану.

В большинстве своем группа бактерий представлена метановыми археями нескольких видов, которые в качестве питательной среды используют продукты жизнедеятельности кислотообразующих бактерий.

Образование метана происходит с использованием двух возможных механизмов. При реакции первого типа микроорганизмы окисляют метиловый спирт и уксусную кислоту, выделяя при этом метан и углекислый газ. Реакции второго типа свойственно участие бактерий, использующих выделяющийся в реакциях первого типа углекислый газ, а также водород, образующийся при распаде карбоновых кислот и сложных спиртов. Оба процесса протекают одновременно, в результате чего образуется смесь газов, состоящая на 70 процентов из метана и на 30 – из диоксида углерода.

В отличие от кислотообразующих, метаногенные бактерии чувствительны к показателям кислотности окружающей среды и реагируют даже на повышение концентрации солей азотной и серной кислоты. Кроме того, уровень комфортной температуры для метаногенных микроорганизмов находится в пределах 35-40 градусов.

При большом содержании ионов водорода метаногенные бактерии погибают, в результате чего процесс разложения приостанавливается на стадии накопления жирных кислот, что впоследствии приводит к полному его прекращению.

Если в септике пропал активный ил

Чаще всего выращивание комплекса бактерий осуществляется в аэротенке в теплое время года. Для этого необходимо в емкость налить воду, прошедшую через очистку первой отстойной камеры в количестве до половины от всего объема. Затем вода должна пройти процедуру аэрации и смешаться с массой микроорганизмов. Для постоянного увеличения численности бактерий необходимо регулярно доливать в септик осветленную воду.

Кроме того, проблему могут помочь решить биопрепараты, применение которых позволяет заселить в очистное сооружение колонию необходимых микроорганизмов.

Регенерация

Основная масса комплекса микроорганизмов, отстаивающегося во вторичном отстойнике, должна перекачиваться снова в аэротенк. Ил, попадающий в аэротенк через регенератор, называется циркуляционным. Как показывает практика, во вторичном отстойнике ила собирается больше, чем необходимо для циркуляции, поэтому избыток активного ила утилизируется.

Система регенерации основывается на том, что из общего процесса окисления загрязнений на стадии регенерации выделяются самостоятельные стадии:

  • изъятия сложноокисляемой органики, сорбированной на иле, и полного удаления нерастворенных примесей;
  • активного образования полисахаридного геля.

В связи с этим регенерация требует увеличения времени пребывания ила в системе до 8-18 часов, в то время как процесс окисления загрязнений занимает от 2 до 6 часов.

Важно: Регенератор может быть отдельно стоящим или занимать от одного до трех коридоров аэротенка.

Процент регенерации зависит от объема аэротенков, выделенных под данный процесс. К примеру, если в трехкоридорном устройстве под регенератор выделен лишь один коридор, то система функционирует в условиях 33 процентов регенерации ила.

На современных сооружения биологической очистки вод с высоким содержанием промышленных примесей необходимо выделение под регенераторы как минимум половины общего объема аэротенков.

Применение регенераторов приводит к повышению производительности аэротенков за счет следующих факторов:

  • доза активного ила в регенераторе в 2-3 раза превышает долю ила в аротенке, за счет чего процесс окисления идет с большей интенсивностью;
  • увеличивается число активно функционирующих микроорганизмов, подавленных в аэротенках неблагоприятным воздействием сточных вод;
  • улушаются седиментационные показатели ила за счет снижения удельной нагрузки на ил и улучшения свойств гелеобразующей микрофлоры, флокулообразования и вытеснения нитчатых бактерий;
  • повышенная подача воздуха улучшает перемешивание активного ила и его оснащение кислородом;
  • общая масса и возраст ила в системе с регенератором больше, вследствие чего возможна нитрификация и повышенная устойчивость ила к аварийному сбросу.

Важно: В системах, оснащенными регенераторами, наблюдается уменьшение прироста или и улучшение его влагоотдающих свойств, что имеет существенное значение на стадии удаления избыточного ила.

Для полноценной регенерации активного ила необходимо соблюдение трех основных условий, согласно которым в регенератор:

  • не должны попадать осветленные сточные воды;
  • должен поступать возвратный ил;
  • должно подаваться вдвое больше воздуха, чем в другие коридоры аэротенков.

Также на полноценность процессов регенерации большое влияние оказывает своевременное удаление избыточного активного ила из вторичного отстойника.

Очистка сточных вод с помощью активного ила

Очищение сточных вод с помощью активного ила представляет собой процесс, основанный на способности бактерий использовать загрязнения в качестве питательной среды.

В настоящее время наиболее востребованными в плане очищения сточных вод являются аэробные способы очищения (при участии кислорода). Анаэробные процессы (в условиях дефицита кислорода) распространены менее широко.

Аэробная очистка сточных вод состоит из нескольких стадий:

  • массопередачи кислорода и загрязнений к поверхности активного ила;
  • сорбции загрязнений активным илом;
  • ферментативного гидролиза большинства исходных загрязнений;
  • переноса веществ внутрь клетки;
  • внутриклеточного биохимического окисления загрязнений.

В то же время анаэробный метод очистки стоков подразумевает превращение органических загрязнений в метан, который впоследствии будет использован в дальнейших технологических процессах.

Процесс анаэробного очищения состоит из следующих этапов:

  • трансформация органики в мономерные соединения;
  • переход мономеров в форму короткоцепочных кислот;
  • окисление кислот до состояния уксусной кислоты;
  • образование метана и углекислого газа.

Преимущества и недостатки

Основными преимуществами очистки сточных вод с помощью активного ила является:

  • низкая расчетная стоимость очистки одной единицы стоков;
  • надежность;
  • отсутствие необходимости в регулярной закупке расходных материалов;
  • экологичность;
  • высокая степень очищения (до 99 процентов).

Цена

Один кубический метр готового активного ила стоит около 10-13 тысяч рублей. Бактерии для формирования активного ила стоят значительно дешевле – в среднем около одной тысячи рублей за 500 граммов вещества.

Где купить активный ил для очистки сточных вод?

В Москве

Биопрепараты для формирования активного ила можно приобрести в таких компаниях, как:

  • ООО «СитиСтрой»: город Москва, Дмитровское шоссе, дом 157, офис 92133;
  • ООО «ВодаСтокСервис» Московская область, город Лыткарино, промзона Тураево, строение 10;
  • ООО «БИИКС»: город Москва, улица Поклонная, дом 4.

В СПб

Активный ил в готовом виде в Санкт-Петербурге и области поставляет компания «Инжиконстрой», офис которой располагается по адресу: город Санкт-Петербург, Новоколомяжский проспект, дом 15, литер А, помещение 5-Н.

В то же время приобрести препараты для формирования активного ила можно в компаниях:

Таким образом, активный ил играет большую роль в очищении стоков от органических примесей и позволяет добиться высокой степени очистки стоков — до 99 процентов.

Вторичный отстойник

Назначение

Вторичный отстойник является важной стадией биохимической очистки. В аппарате происходит механическая очистка сточных вод от взвешенных частиц активного ила, образующегося в аэротенке. Часть отделяемого активного ила возвращается в аэротенк для поддержания в нем необходимого микробиологического состава.

В зависимости от направления движения потока отстойники подразделяют на горизонтальные, вертикальные и радиальные. В данном проекте, ввиду заданной производительности по сточной воде рассматривается горизонтальный вторичный отстойник.

Техническая характеристика аппарата

1. Аппарат предназначен для отделения твердых взвешенных частиц (активного ила) методом осаждения.

Содержание твердых взвешенных частиц на входе, мг/л не более 33;

Содержание твердых взвешенных частиц на выходе, мг/л не более 10;

2. Среда в аппарате — не токсичная, коррозионная.

3. Производительность по воде, м3/час, не более 11800

4. Давление в аппарате — атмосферное.

5. Температура среды в аппарате, °С:

не менее +5

не более +25.

6. Эффективность очистки, % — 69,7.

8. Габаритные размеры установки, мм — 18200х3600х5800.

Исходные данные

Расход сточной воды

Содержание взвешенных частиц

Средний диаметр частиц

Плотность воды

Вязкость воды

Плотность твердой фазы принимаем рекомендуемую:

Технологический расчет вторичного отстойника

Определим скорость осаждения твердых частиц

Критерий Архимеда

Так как Ar<36, следовательно, осаждение происходит в области ламинарного движения. Следовательно, Re определим по следующей формуле

Скорость осаждения твердых частиц составит

Определим скорость отстаивания в стесненных условиях

Определение объемной доли жидкости в суспензии

Массовый расход твердых частиц поступающих с водой

Определим объемный расход твердой фазы

Объемная доля жидкости в суспензии

Сопротивление жидкой среды движущимся частицам выражается функцией Фe

Скорость стесненного осаждения составит

Таким образом, влияние стесненного движения не значительно. Это связано с низкой концентрацией твердых частиц.

Для расчета отстойника необходимо перевести скорость отстаивания в мм/сек

Задаваясь L/H=10 по табл.26 определяем коэффициенты К и a

По таблице 27 экстраполяцией определяем скорость воды в отстойнике

Но так как по рекомендациям значение wср не должно превышать 8мм/с принимаем

Площадь отстойника в плане составит

Глубину зоны осаждения отстойника принимаем из рекомендуемого диапазона 2.5-3,5м

Тогда ширина отстойника составит

Принимаем ширину отстойника

Длина отстойника

Принимаем длину отстойника

Для обеспечения равномерного распределения воды по живому сечению отстойника в начале и в конце его ставят поперечные дырчатые перегородки на расстоянии 1,5м от торцевых стенок. В нижней части перегородок (на 0,3м выше зоны накопления и уплотнения осадка) отверстий нет.

Таким образом, рабочая (перфорированная) площадь распределительной перегородки в коридоре отстойника составит

Скорость движения воды в отверстиях перегородки

в начале отстойника

в конце отстойника

Необходимая площадь отверстий в распраделительных перегородках в начале отстойника

в конце отстойника

Принимаем в передней перегородке отверстия диаметром

Тогда число отверстий в передней перегородке составит

Принимаем в задней перегородке отверстия диаметром

Тогда число отверстий в задней перегородке составит

Принимаем по 230 отверстий в каждой перегородке, размещая их по горизонтали в 10 рядов и по вертикали в 23 ряда

Расстояние между осями отверстий по горизонтали

Принимаем шаг 0,275 мм

Расстояние между осями отверстий по вертикали

Осадок удаляется из отстойника периодически. Продолжительность действия отстойника между чистками

Количество взвеси в воде на выходе из отстойника допускается

Средняя концентрация уплотненного осадка

Объем зоны накопления и уплотнения осадка

Средняя высота зоны накопления и уплотнения осадка

Средняя глубина отстойника

Общая длина отстойника с учетом распределительных отделений

Определим степень очистки отстойника

Расчет устройств для удаления осадка из отстойника без прекращения его действия.

Осадок удаляется при помощи дырчатых труб, проложенных по дну отстойника

Количество осадка, удаляемое за 1 чистку

Продолжительность откачки осадка

Среднее содержание твердого вещества в осадке

Расход воды, сбрасываемой с осадком по дырчатой трубе, уложенной по дну отстойника

Диаметр дырчатых труб принимаем

Диаметр отверстий

Площадь отверстий на одной трубе должно составлять

Количество отверстий на одной трубе

Принимаем 50 отверстий и размещаем их в один ряд, направляя вниз

Шаг оси отверстий

Принимаем

Кроме того, для дополнительного повышения качества очистки сточной воды от мелкодисперстных взвешенных частиц в концевой части элемента устанавливаем тонкослойные элементы, которые за счет уменьшения высоты отстаивания (определяется расстоянием между тонкослойными элементами) существенно улучшеают оседание мелких частиц с последующим их укрупнением на поверхности тонкослойных элементов и сползанием на дно отстойника.

Угол наклона тонкослойных элементов к горизонту принимаем

Расстояние между пластинами

Диаметр труб входа и выхода воды в отстойник.

Скорость воды в трубе принимаем

Число вводов воды в аппарат

Принимаем трубу 325х7 мм

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *