технология sbr что такое
Во многих зарубежных системах частного проживания активно используется очистка черных и серых канализационных стоков методом установки локальных SBR систем. Системы компактны и построены по принципу миниатюрных промышленных очистных сооружений активного типа. Реактор системы активно участвует в процессе очистки стоков. Установка возможна в любую емкость. Однако лучше построить грамотную систему очистки из нескольких емкостей или из емкости с разделением на неколько секций.
Система SBR имеет много аналогов зарубежом. Принцип всех SBR систем одинаков. Он различается по принципу комплектации. В ряде случаев используется только блок реактора SBR, а емкость используют существующую или наиболее подходящую. При массовом производстве делают Модульную систему SBR собранную на сонове специально разработанной двухсекционной емкости
В России распространение системы только начинается.
Стоит SBR система больше других аналогов очистных сооружений для частных домов, но во время эксплуатации все затраты быстро окупаются высоким качеством очистки и компактностью ситемы.
Параметры | Технология очистки сточных вод | ||
200 (пример для сравнения параметров установок) | |||
Рабочая концентрация активного ила, г/л | До 5 | До 10 | До 20 |
2*24 | Не требуется | Не требуется | |
Суммарная электрическая, мощность, кВт | 85 | 78 | 85 |
Вероятность выноса частиц активного ила | Возможен вынос из вторичного отстойника | Возможен вынос из резервуара | Вынос невозможен |
Основное оборудование процесса очистки | Аэротенки, вторичные отстойники, насосы, воздуходувки, блок доочистки, блок УФ-обеззараживания | Резервуары с мешалками, декантеры, насосы, воздуходувки, блок доочистки, блок УФ-обеззараживания | Мембраны ультрафильтрационные, на-сосы, воздуходувки, биореактор, блок УФ-обеззараживания, RO мембраны (опция) |
Эффективность процесса очистки по основным показателям | Не более 80-90% по всем основным показателям. | Круглогодичная нитрификация даже в условиях холодного климата | |
Надежность эксплуатации | Требуется постоянное присутствие персонала и контроль показателей очищенной сточной воды | Автоматизированный процесс, удаленный доступ и управление, постоянный контроль качества сточной воды | Полностью автоматизированный процесс, удаленный доступ и управление |
Достигаемая степень микробиологической чистоты очищенных сточных вод | Низкая, необходимо оборудование для доочистки и обеззараживания биологически очищенных сточных вод. Колиморфные бактерии, вирусы–выполнение норматива только при наличии доочистки, УФ-обеззараживания и обработки дезинфектантами. | Высокая, отсутствие вирусов и бактерий в биологически очищенных сточных водах. Колиморфные бактерии, вирусы – отсутствуют. | |
Капитальные затраты на строительство установки | Высокие | Относительно высокие | Средние |
Сроки монтажа, дней, около | 60-85 | 90-120 | 50-60 |
Экологический эффект при эксплуатации установки | Сверхлимитные сбросы при пиковых нагрузках, начисление штрафов за превышение ПДС на сбросы. | Освобождение гидросферы от сбросов загрязнений и отсутствие штрафов | |
Возможный уровень автоматизации процесса управления установкой, % | 45-65 | 98-100 | |
Средний рейтинг установок по обобщенным показателям, % | Не более 35 | Около 65 | 85 и более |
При сравнении средних значений не существует какого-либо существенного различия в стоимости строительства, расходов на оборудование и электрооборудование для А2О и MBR-систем. Общие затраты для указанных систем почти равны, потому что стоимость комплекса оборудования для А2О процесса выше, чем для процесса MBR, в то время как MBR процесс требует немного больше эксплуатационных расходов, чем А2О-аэротенк.
В случае аэробного SBR-реактора переменного действия материал резервуара, в котором будет происходить процесс очистки, должен быть прочным, обладать теплоизоляционными свойствами, а также быть устойчивым к воздействию коррозии, поэтому черные металлы и бетон не подходят для таких целей. Возможно применение бетонного основания, но при дополнительной его обработке водоотталкивающими материалами и обязательной футеровке стен реактора нержавеющими или пластиковыми материалами. Такая конструкция реакторов SBR-установки стоит очень дорого и требует длительное время на возведение.
Расходы на агрегаты и электрооборудование для SBR на 25-30% ниже, чем для А2О и MBR-установок.
Как для MBR, так и для А2О-установки расходы на электрическую энергию составляет большую часть расходов при их эксплуатации. Затраты электрической энергии для MBR обычно больше, чем для А2О и SBR-установок.
Издержки обращения и утилизации смеси осадка и отработанного ила для MBR значительно ниже, чем А2О и SBR-установок. Поэтому с точки зрения обезвоживания и утилизации шлама MBR может рассматриваться как наиболее выгодная технология.
Согласно технической оценке экспертов из Японии MBR-установки с производительностью от 3000 до 5000 м 3 /сутки имеют более высокие затраты на строительство, чем А2О или SBR-установки. Однако, расходы на строительство почти одинаковы для объектов с производительностью более 5000 м 3 /сутки. На объектах с производительностью 10000 м 3 /сутки и более MBR является более выгодным по сравнению с аэротенком, поскольку строительные расходы ниже, т.к. MBR требует значительно меньше места, чем остальные установки. Независимо от затрат только MBR-установка может быть применима, когда пространство под очистные сооружения ограничено или предъявлены высокие требования к качеству биологически очищенной сточной воды (водоёмы рыбохозяйственного значения высшей категории и прочие водные объекты), в том числе по микробиологической чистоте.
Что касается SBR-установок, то совмещение различных процессов в одном объеме создает известные сложности, поскольку как аэробные, так и анаэробные микроорганизмы вынуждены сосуществовать в одном и том же резервуаре. Наличие кислорода подавляет жизнедеятельность анаэробов, его отсутствие–аэробов. Периодическая циклическая аэрация приводит к тому, что в реакторе начинают развиваться гетеротрофные аэробные микроорганизмы, способные потреблять органические загрязнения как в присутствии кислорода, так и в его отсутствии. При поступлении на SBR-установку бытовых сточных вод с низким содержанием органических веществ для активного ила не хватает органики на полное удаление азота нитратной группы, происходит накопление нитратов в резервуаре и их вынос с потоком очищенных вод, норматив по нитратам не соблюдается, поскольку на активную денитрификацию недостаточно органического углерода. SBR предназначен для очистки высококонцентрированных стоков и эксплуатируется только при положительных температурах (30-38 о С). Для решения данной проблемы усложняется конструкция и технологическая схема сооружения, вводятся системы дозирования водных растворов химреагентов, что ведет к резкому удорожанию стоимости SBR-сооружения.
При штатной эксплуатации очистных сооружений с использованием МБР-технологии штрафные санкции за нарушение норм сброса выше ПДК – практически отсутствуют, равно как не наносится вред природе и экологическому режиму в месте сброса очищенных сточных вод,исключается эвтрофирование водного объекта [8].
Что касается обеспечения микробиологической чистоты биологически очищенных сточных вод, то для обеспечения указанного показателя следует применять ультрафильтрационные мембраны с размерами пор порядка 25 нм, поскольку согласно таблице 2 условный диаметр вирусов составляет от 27 до 250 нм. Использование мембран с рейтингом пор ниже 25 нм гарантирует удаление из воды всех коллоидных и взвешенных частиц, а также бактерий и вирусов [9].
Основные конкурентные преимущества технологии МБР перед аэротенками
Сравнение выносных и погружных мембран
Преимущества очистных сооружений на выносных мембранах перед подгружными:
Сравнение погружных и выносных МБР систем | Погружные МБР | Выносные МБР | Комментарии |
Занимаемая площадь | + | + | |
Сроки строительства | + | ++ | Без сложных строительных работ |
Доступность элементов системы | — | ++ | Чистый и прямой доступ к элементам системы |
Эффективность промывок | — | ++ | Автоматические обратные промывки, химически усиленные промывки и дренаж |
Обслуживание | — | ++ | Минимальные затраты на обслуживание |
Гибкость процессов | — | ++ | Возможность функционирования только части системы |
Удельная производительность | — | + | |
Энергопотребление | + | + | |
Потребление реагентов | — | ++ | Только для заполнения модулей |
Качество очищенной воды | -/+ | ++ | Настоящая UF мембрана 0,025 микрон |
Из сравнения выше видны несомненные преимущества выносных мембран перед погружными, особенно в условиях «северной» эксплуатации. Также необходимо отметить постоянную работу производителей мебмран над своей продукцией, позволяющей с каждым годом наращивать эффективность напорных мембран.
Очистка сточных вод по технологии МБР позволяет решить следующие проблемы, присущие классическим очистным сооружениям:
Технология SBR
ТЕХНОЛОГИЯ SBR
ПРЕДИСЛОВИЕ SBR
Во многих зарубежных системах частного проживания активно используется очистка черных и серых канализационных стоков методом установки локальных систем по технологии SBR. Системы компактны и построены по принципу миниатюрных промышленных очистных сооружений активного типа. Реактор системы активно участвует в процессе очистки стоков. Установка возможна в любую емкость. Однако лучше построить грамотную систему очистки из нескольких емкостей или из емкости с разделением на неколько секций. Система SBR имеет много аналогов зарубежом. Принцип технология SBR — одинаковы. Он различается по принципу комплектации. В ряде случаев используется только блок реактора SBR, а емкость используют существующую или наиболее подходящую. При массовом производстве делают Модульную систему SBR собранную на основе специально разработанной двухсекционной емкости, что имеет свои преимущества.
ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ТЕХНОЛОГИИ SBR
В отличие от традиционного метода аэробной биологической очистки, при котором вода протекает через несколько последовательных ёмкостей разного назначения, в реакторе SBR все этапы очистки проходят в одной ёмкости (биореакторе) последовательно, с разделением по времени.Последовательные периодические реакторы или SBR используют отдельную секцию предварительной обработки для механического удержания твердых частиц и биологического аэрационного и отстойного резервуара. Небольшие системы очистки сточных вод SBR очищают поступающие сточные воды в течение нескольких циклов. Работа биореактора осуществляется в циклах, каждый из которых включает следующие фазы: наполнение, реакция (аэрация, периодическая или непрерывная), седиментация, удаление очищенной воды, удаление избыточного ила. Продолжительность каждого цикла определяется с учётом свойств по- ступающей на сооружения сточной воды, требуемых показателей для очищенной воды и других условий. Ис- ходя из удобства эксплуатации обычно выбирают 6-, 8-, 12-часовые циклы. При наличии двух реакторов начало циклов смещено относительно друг друга так, чтобы фазы наполнения и слива не пересекались во времени. Продолжительность фаз при изменении характеристик сточных вод с учётом сезонных колебаний, расширения и т.п. можно настраивать в определённых диапазонах с помощью интерфейса системы управления. Такая особенность является одним из главных технологических преимуществ SBR, поскольку обеспечивает максимальную гибкость в управлении процессом очистки.
Принцип действия SBR системы
Процесс системы SBR — Как работает технология SBR? Работа реактора циклична и состоит из 4-х фаз
Остановка откачивающего насоса в червертой фазе происходит автоматически по датчику уровня. Если насосу при откачке воды минимальный уровень достичь неудаётся, то подается аварийный сигнал высокого уровня воды. Полный цикл очистки составляет около восьми часов. За одни сутки SBR система осуществляет три цикла. Регулировка всей системы осуществляется электронным блоком автоматического управления. Это позволяет адаптироваться к конкретным условиям. Когда в течение долгого времени в SBR систему не поступают сточные воды система автоматически переключается на экономный энерго режим. Время фазы аэрации сокращается, однако микроорганизмы продолжают получать минимально необходимое количество кислорода для своей жизнедеятельности. При появлении сточных вод в нормальном объеме SBR станция автоматически переходит в обычный режим работы. Индикация рабочего времени всех агрегатов системы показывается на дисплее, а также фиксируется в памяти блока управления.
Преимущества технологии и Основные достоинства SBR технологий
Теоретически процесс очистки стоков в SBR-реакторе принципиально отличается от традиционных аэрационных сооружений, используемых в централизованных системах канализации, только тем, что процесс биологической очистки происходит последовательно в одной единственной емкости. В традиционных установках очистка происходит в нескольких последовательно установленных емкостях. То есть реактор собственно и состоит из одной емкости, в которой можно организовывать разные процессы – аэробный или аноксидный. Можно даже запустить режим отстойника.
Совмещение различных процессов в одном объеме создает известные сложности, поскольку и аэробные, и анаэробные микроорганизмы вынуждены сосуществовать в одном и том же объеме реактора. Наличие кислорода подавляет жизнедеятельность анаэробов, его отсутствие – аэробов.
Периодическая циклическая аэрация приводит к тому, что в реакторе начинают развиваться гетеротрофные аэробные микроорганизмы, способные потреблять органические загрязнения как в присутствии кислорода, так и в его отсутствии. При поступлении на установку стока с низким содержанием органических загрязнений (только бытовые воды), органики не хватает на полное удаление азота нитратной группы, происходит накопление нитратов в реакторе и их вынос с потоком очищенных вод, норматив на сброс нитратов не соблюдается.:
Технологические особенности биологической очистки в периодическом режиме.
Основная особенность технологии периодической биологической очистки состоит в том, что все биохимические процессы (полного окисления органики, нитрификации аммоний-ионов, денитрификации нитрит- и нитрат-анионов, биологического и химического удаления фосфора), а также вспомогательные процессы загрузки, отстаивания, выгрузки (декантации) очищенной воды осуществляются в одном резервуаре – по международной терминологии SBR (sequencing batch reactor). Эта технология позволяет принимать стоки с высоким коэффициентом неравномерности поступления и практически не зависит от качества поступающей воды.
Применение технологии SBR
Позволяет легко регулировать и при необходимости быстро изменять время пребывания очищаемой воды в биореакторе, концентрацию активного ила, нагрузку на ил, его возраст, концентрацию растворенного кислорода, время отстаивания, загрузки и выгрузки. Все технологические операции в биореакторе осуществляются по заданной временной программе и контролируется по показаниям датчика концентрации кислорода, т.е. по потреблению кислорода.
Вторая особенность технологии SBR
— сохранение осевшего активного ила в биореакторе после завершения периода очистки сточных вод. Объем осевшего ила составляет от 35 до 45% полного объема биореатора, его концентрация по беззольному веществу биомассы (БВБ) от 12 до 15 кг/м3. Путем отбора или удержания в биореакторе избыточного ила осуществляется коррекция концентрации активного ила при каждой новой порции очищаемого стока. Таким образом, регулируется рабочая концентрация активного ила, его возраст и нагрузка на ил в необходимых пределах, соответствующих изменению состава или концентрации загрязняющих веществ в сточной воде.
Третья особенность технологии SBR
– автономная система аэрации иловой смеси в биореакторе. Аэрация осуществляется механическими турбоаэраторами на плавающей платформе. Благодаря приводу с частотными преобразователями частота вращения мешалок может изменяться в широких пределах.
Благодаря выше названным особенностям периодический процесс биологической очистки практически независим от существенных колебаний объемов сточных вод, поступающих на очистку, состава и концентраций загрязняющих веществ. Это главное преимущество канализационных очистных сооружений, в условиях сезонного колебания режима работы гостиничного комплекса.
Расчет и эффективность очистки SBR
Расчёт биореактора производится с учётом выполнения двух требований: удаления заданного количества загрязнений и приёма определенного объёма сточных вод. Необходимый реакционный объём зависит так- же от возраста ила, принимаемого исходя из целей очистки. Для удаления органических загрязнений достаточно 4–5 сут., для реализации процесса нитри — денитрификации – 8 – 20 сут. В воде, сливаемой из биореактора, содержится от 10 до 15 мг/л взвешен- ных веществ и в случае полной биоло- гической очистки – около 10 мгО2/л
Современные технологии оборудования. Исполнение с наземными ёмкостями с переоборудованием их в биореактор (4000 м3/сут, четыре реактора по 820 м3). БПК5, что обусловлено как выносом твёрдых частиц, так и остаточной растворенной долей (её объём зависит от специфики производства и наличия трудноокисляемой органики).
SBR система биологической очистки бытовые очистные сооружения — канализация загородного дома
Наиболее высокие показатели очистки SBR системе достигаются в комплексе с UV — УФ облулателем выходящего стока. Это позволяет провести максимально качественную очистку канализационных стоков с дома или коттеджа. В России распространение системы только начинается. Стоит SBR система больше других аналогов очистных сооружений для частных домов, но во время эксплуатации все затраты быстро окупаются высоким качеством очистки и компактностью ситемы.
Средние значения эффективности очистки сточных вод с применением SBR:
Абстрактные технологии SBR
Технология SBR применяется примерно в 1,3% установок очистки сточных вод (СОСВ) в Германии. Это привело к тому, что Германская ассоциация водной среды (ATV) подготовила руководство ATV-M 210, чтобы представить современное состояние для этого типа СОСВ в Германии. Основные параметры конструкции были получены из стандартного ATV-A 131 для установок с активным илом, чтобы подготовить основу для сравнения альтернатив. В Баварии многочисленные небольшие очистные сооружения используют технологию SBR. Опыт эксплуатации показывает, что эти установки требуют специально обученного персонала. Растения производят сточные воды, сопоставимые со сточными водами непрерывного потока во всех отношениях. Следовательно, выбор системы может быть основан на экономических критериях.
Технология SBR, используемая для передовой комбинированной очистки сточных вод муниципальных и кожевенных заводов с высокими стандартами приема воды
Биореактор очистных сооружений большой производительности
Биореактор очистных сооружений большой производительности представляет собой железобетонный резервуар. Для обслуживания и ремонта оборудования в перекрытии SBR – реакторов выполнены монтажные проёмы, через которые извлекается демонтируемое оборудование. Для подъёма используется легкий козловой кран, которые свободно перемещается по кровле всех ёмкостных сооружений.
Предусмотрена стационарная, погружная установка насосов. Насосы крепятся к напорным трубопроводам при помощи автоматических муфт, к которым опускаются по направляющим. На напорном трубопроводе, после каждого насоса устанавливается электрифицированная задвижка. Работа каждого биореактора состоит из последовательных фаз: наполнение, аэрация, отстаивание и декантация.
В данной фазе биореактор готов к работе. (Рис 3). Приблизительно половина объёма биореактора занята активный ил.
Наполнение и перемешивание. (Рис 4). Насосами насосной станции сточная вода по трубопроводам подаётся в SBR-реактор и перемешиваются с активным илом в анаэробных условиях. Эта фаза очень существенна для систем с большим содержанием органических загрязнений. Поступление сточных вод продолжается в условиях перемешивания и периодической аэрации, до наполнения биореактора до расчётного (заданного) объёма. Чередование аэробных или анаэробных условий ведет к созданию процессов нитрификации и денитрификации. Изменение скорости производиться автоматически в зависимости от сигнала датчика кислорода.
Вторая фаза. Аэрация. (Рис 5)
Третья фаза. Отстаивание. (Рис. 6)
В этой фазе перемешивание и аэрация прекращаются. Отстаивание ила происходит в идеальных условиях.
Четвёртая фаза. Декантация. (Рис. 6)
Рис 6. Третья фаза. Отстаивание; Четвёртая фаза декантация очищенной воды
Пятая фаза. Отбор избыточного ила. (Рис. 7)
Избыточный активный ил откачивается насосами и подаётся в илоуплотнители, после удаления из системы избыточного количества ила SBR-биореактор возвращается в начальную фазу и готов к приёму следующей порции сточной воды. Общее время протекания всех фаз составляет 12 часов.
Рис 7. Пятая фаза. Отбор избыточного ила
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ SBR
Для очистки средних и больших объемов (более 1000 куб.м./сут.) хозяйственно-бытовых, а также близких к ним по составу промышленных сточных вод, предлагается использовать SBR- технологию. Применение этой технологии является идеальным решением при создании эффективных и компактных очистных сооружений, принципиально отличающихся от традиционных сооружений проточного действия тем, что процесс биологической очистки ( наполнение сточной водой, перемешивание с активным илом, аэрация, седиментация активного ила, отвод очищенной воды, отвод избыточного ила) происходит последовательно во времени в одной емкости — реакторе SBR (англ. Sequencing Batch Reactor). Полный временной период от наполнения до опустошения реактора SBR ( цикл работы), как и длительность отдельных стадий процесса, можно регулировать в зависимости от желаемой степени очистки и состава сточной воды поступающей на очистку. Принцип SBR- технологии позволяет очищать сточные воды до нормативных показателей для сброса в водоемы рыбно-хозяйственного водопользования, при относительно небольших затратах и небольшой занимаемой площади. Полностью автоматизированная система управления позволяет изменять любые параметры и, таким образом, регулировать качество очищенной воды при минимальном количестве обслуживающего персонала. Собственные разработки фирмы Hydromatic Gmbh, например, устройство для отсоса плавучего шлама, центральный смеситель, механические решётки с системой утилизации мусора, гравитационный и погружной декантаторы и др., как и разносторонний опыт, накопленный в самых различных отраслях, позволили довести этот способ очистки до совершенства. SBR технология Установка SBR технологии на 60 000 жителей. Германия Преимущества очистных сооружений компании Hydromatic Gmbh: Гибкость производственного процесса путём изменения длительности отдельных стадий переработки во времени (условное регулирование объёма реактора); Повышенная скорость обработки стоков согласно MONOD-кинетики при установленном времени протекания реакции; Аэрация без подачи необработанных стоков и,как следствие, превосходный эффект очистки; Отсутствие рециркуляции активного ила; Идеальные предпосылки для отделения активного ила от воды: на стадии седиментации активного ила не происходит подача новых необработанных стоков и откачивания чистой воды; Низкие производственные затраты вследствие применения мелкодисперсной аэрации в геометрически оптимизированных резервуарах с большой глубиной воды; Полный автоматический контроль всех стадий очистки. Представленные технологии с использованием систем автоматического контроля за процессом очистки сточных вод идеально подходят для реконструкции существующих очистных сооружений и позволяют снизить эксплуатационные затраты до 3
- технология runflat нет что это такое
- технология seal что это такое