Биологическая очистка стоков, SBR vs MBR Опции

[Carrera]

Спасибо, Андрей! Надо к Вам на мастер-класс прийти..

Сообщение отредактировал Carrera - 24.11.2008, 17:37

[Carrera]

Спасибо, Андрей! Надо к Вам на мастер-класс прийти..

Сообщение отредактировал Carrera - 24.11.2008, 17:37

[andrey R]

Приходите
Только они зависли, я не знаю, когда теперь состоятся...

[Carrera]

Коллеги, а чём разница между СБР-реактором и аэротенком нитри-денитрификатором? Процесс один и тот же ведь?
И ещё вопрос.. Почему СБР плохо работает при низких БПК?

Спасибо.

[andrey R]

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.

[Carrera]

Спасибо, Андрей. А где про это можно почитать по подробнее?

И ещё - вот эта схема аэротенка.. Здесь разве не в одной ёмкости денитри и нитрификация?


Видно плохо, но вот ещё описание:

Принципиальная схема аэротенка нитри-денитрификатора с зоной дефосфатации
I - зона дефосфатации; II - зона денитрификации; III - зона нитрификации, IV- зона отстаивания
1- сточная вода; 2- возвратный ил; 3-воздух; 4- эрлифт; 5- загрузка; 6- иловая смесь; 7- канал циркуляционной иловой смеси, 8- очищенная вода.

[andrey R]

В таком ракурсе, как сформулирован вопрос, затрудняюсь сказать. Что "это" Вы имеете ввиду? Сравнительный анализ классики и реактора?
Приведенная цитата - из моей же статьи в журнале Сантехника. Но статья несколько о другом.


Здесь выделенные зоны для каждого процесса. В реакторе используется весь объем. Подача воздуха - имеем аэротенк, выключили подачу - получили денитри. В том же самом объеме (зоне).

[Carrera]

Что "это" Вы имеете ввиду? Сравнительный анализ классики и реактора?

Да, сравнение. И про СБР более подробно хотелось бы почитать.


Андрей, так вот в Биотале три реактора отдельных для нитри и денитри + отстаивание в третьем. Всё равно это как бы в одном объеме считается?

[andrey R]

в Биотале три реактора отдельных для нитри и денитри + отстаивание в третьем.

Не, там три SBR-реактора и запасовка потоков между ними. Подробнее вот тут
Зацените цитатку:

Поскольку в SBR I окисляется более 50% органики, в SBR II начинается процесс нитрификации.

Да, сравнение.

Не встречал. Собственно, SBR предназначен для очистки высококонцентрированных стоков. Его применение для стоков, бедных органикой не позволяет достичь норматива по азотной группе, банально не хватает органики на процесс денитри. Попытки решить эту проблему и приводят к усложнению конструкции, что можно наблюдать на примере того же Биотала.

[Carrera]

Попытки решить эту проблему и приводят к усложнению конструкции, что можно наблюдать на примере того же Биотала.

То есть конструкция хоть и усложняется, но всё равно не работет? По БПК может "пройти", а по азоту нет - правильно я Вас поняла?

[andrey R]

Ну, давайте посчитаем, хотя бы грубо.
120-150 мг/л БПК на входе
25-30 аммонийный.
На денитри нужно 4 мг БПК/мг NO3
Если весь аммонийный азот перевести на стадии нитрификации в NO3, то только на денитри потребуется 120 мг/л БПК. А на всё остальное где брать? Соответственно, норматив по азоту на таком стоке не может быть выполнен даже теоретически.
Практически на выходе имеем от 15 до 25 мг/л БПК. Нитраты-нитриты можно посчитать по уравнениям материального баланса.

[Гость_BUFF_*]

Соответственно, норматив по азоту на таком стоке не может быть выполнен даже теоретически.

Неверная формулировка. Теоретически - может.
В обычном среднестатистическом стоке поселка, городка - аммонийного азота - 35-40 (крупные города не в счет)
40 аммнонийного на входе - 36 нитратов на выходе.
Снять нитратов надо 36-8=28 мг/л. 28х(3....4)=(84...112) мг БПК ЛОО/л . Остальное количество органики должно окисляться в зоне нитрификации.
Реальное количество доступной легкоокисляемой органики в бытовых СВ - порядка 20-30% от БПК5, т.е. 30-40 мг/л. Таким образом, в условиях недостатка органики падает скорость реакции - скорость денитрификации. Именно отсюда растут ноги всяких ацидоцикаторов и гидролизеров - получить дополнительную легкоокисляемую органику с осадка и загнать ее в качестве субстрата в процесс. Упала скорость - не хватает объема сооружения, не происходит полное восстановление нитратов до 8, а, скажем, где-то до 14-16 мг/л. Не успели просто.
Коммерческий фактор. Время реакции увеличить нельзя - есть временной цикл. Объем реактора раздуть нельзя - его не получится продать с прибылью, так как есть рыночная стоимость установки этого класса. Поэтому реактор как-то считается на максимум по справочным данным, а для интенсификации - возникают разные нагрузки для иммобилизованной биомассы. А при эксплуатации скорости втрое-впятеро ниже, и реактор все равно не справляется. То есть, на окисление образованных нитратов надо по факту, скажем, 2 часа - а есть только полтора. Что происходит? Накопление нитратов.
Отделения денитрификации в СБР - это всего навсего эффективный способ борьбы с накоплением нитратов, вызванным низкими скоростями реакции.
А есть еще влияние температуры воды на биологическую очистку. Допустим, при проектировании установки процесс считали, задаваясь температурой 16 градусов. А по факту - реактор закопали с минимальным заглублением , вода в него приходит - 15, вода в нем стоит, остывает, и температура 13 градусов. Что будет? будет замедление всех реакций (кроме отстаивания). А сразу считать ректор на 13 - нельзя - коммерческий фактор.
В случае биологического удаления фосфора - все еще сложней, так как нитраты из воды надо удалить полностью, а не до 8 мг/л, и в этом случае органики будет не хватать. Именно поэтому я лично, имея положительную экспертизу проекта ОС с биологическим удалением фосфора, и построенные по этому проекту сооружения, убежден, что должно быть биологическое + реагентное удаление фосфора на больших объемах, или только реагентное на малых объемах сточных вод.
Обеспечивать надежность работы - можно только увеличением объемов, то есть увеличением прямых затрат на капстроительство. А это - то, что невозможно объяснить покупателю компактной установки на коттедж (или группу коттеджей) потому, что у них - обратная задача. Минимизировать затраты. И в условиях рынка - когда есть Топас, Юбас, Биотал и еще пяток заведомо неработающих, но дешевых установок - все вынуждены держать низкие цены, выстраиваясь по самой малой, а получить прибыль в этом случае можно, только минимизируя затраты - то есть, снижая объемы установок. Добавим к этому бесконтрольный сброс якобы очищенной воды из установок - и получим то, что имеем.

Все эти реакторы успешно существуют в Европе - с их требованиями к сбросу. Они нормально существуют у нас - но, только до тех пор, пока за их владельцев не взялись СЭС.
Если не возьмутся - все будет хорошо. Но говорить об их эффективности - или признаваться в собственной безграмотности, или считать собеседника последним лохом.
Собственно... последнее предложение - это и есть описание стратегии продаж коттеджных установок биологической очистки

[andrey R]

Неверная формулировка. Теоретически - может.

О! Технологи подтянулись
Согласен, формулировка некорректная. Надо было написать - практически недостижимы на рассматриваемом оборудовании, в заданных условиях эксплуатации на стоках одного или нескольких коттеджей

[Carrera]

Спасибо вам огромное, andrey R и BUFF! Буду теперь пытаться отговорить зака от использования СБРа на стоке от коттеджного посёлка))

П.С.: а по стоимости традиционная очистка (аэротенк/биофильтр..) получается, чем СБР? Допустим, на расход 1000-5000м3/сут. Или за счёт количества сооружений это дороже СБР выйдет?

[andrey R]

Большие сооружения контролируют, в отличие от коттеджных. А как только появляется реальный контроль, все "преимущества" реактора сразу исчезают.

[Гость_BUFF_*]

П.С.: а по стоимости традиционная очистка (аэротенк/биофильтр..) получается, чем СБР? Допустим, на расход 1000-5000м3/сут. Или за счёт количества сооружений это дороже СБР выйдет?

на промке СБР будет однозначно дешевле. На хозбыте - надо считать, я без ТЭР не решусь утверждать. В принципе, экономия в объемах некоторая будет - теоретически, но - незначительная. Однозначный проигрыш на автоматике, дополнительных насосных, стоимости эксплуатации - по сравнению с традиционной технологией.
По приведенным затратам - традиционная технология выйдет дешевле, как мне кажется.

СБР-тысячник, имея опыт запуска СБР-3000, я бы врагу не посоветовал ставить на хозбыт... и тем более - в деревне.

[andrey R]

на промке СБР будет однозначно дешевле.

Собсно, это как раз его область применения

По приведенным затратам - традиционная технология выйдет дешевле, как мне кажется.

Ну... если не ставить мешалок и прочих дорогих штуковин...
Опять же, многое зависит от характеристики стока.

[Гость_BUFF_*]

Ну и напоследок... если хочется читать для понимания сути процессов - то читать надо не рекламу манагеров.
По удалению биогенных элементов - в России надо читать А. Эпова и О. Мойжес. И Хензе для понимания основ.
По СБР - покойного Б.Н. Репина. По МБР и биогенам - К.М. Морозову. По МБР - только К.М. Морозову - насколько я понимаю, она единственная, кто в РФ этим занимается серьезно, как надо, ответственно и высокопрофессионально - а не только для продаж.

[andrey R]

Ща у Вас спросят, а где взять нетленки маститых?
А Вы усталым голосом расскажете про пользу посещения библиотек...

[Гость_BUFF_*]

Ну... если не ставить мешалок и прочих дорогих штуковин...
Опять же, многое зависит от характеристики стока.

Нет. С учетом. Мешалки - и там, и там. Стоимость мешалки - копейки. 5-7 тыб. Потребляемая электроэнергия - копейки (2-3 кВт). Стоимость рециклов в традиционном аэротенке - ниже за счет того, что используются низконапорные насосы большого расхода и напора 2-3 метра.
Стоимость насосной, насосов, автоматики, электроэнергии для закачки, откачки воды в СБР - выше. Экономия на объемах за счет увеличения дозы ила практически пожирается необходимостью предусматривать буферные объемы для отстаивания ила (25-30% объема СБР - мертвый объем). В традиционном аэротенке можно выбирать систему аэрации, гуляя по цене, в СБР - надо ставить более дорогие грибы без вариантов.
Я просчитывал в 2003 году контейнерные - СБР и традиционные установки (на 100 кубов), и пришел к выводу, что на хозбыте выгодней традиционная установка. А на "Биотал" - потеря и в стоимости, и в площади (объемах).
Пока не появились высокие концентрации, СБР - невыгодное решение, с моей точки зрения.

[Гость_BUFF_*]

Ща у Вас спросят, а где взять нетленки маститых?
А Вы усталым голосом расскажете про пользу посещения библиотек...

ну, могу послать на мастер-класс О.В. Мойжес.... если он есть. Сам бы сходил с огромным удовольствием. Оксана Викторовна - очень талантливый ученый и преподаватель (судя по мне ). Мне лично - очень жаль, что она не читает лекции в московских ВУЗах на постоянной основе.
А Андрей Эпов - периодически печатается. Если уж на то пошло - то Эпов на сегодняшний день единственный, кто регулирует нитри-денитри в промышленных масштабах автоматически (я водку пью с тем, кто делал ему серийный контроллер под эту задачу).
Видит бог, я человек независтливый, но тут - мне завидно.

[andrey R]

Нет.

Зато это практически единственный способ сподвигнуть Вас написать чё нить осмысленное, а не привычный стеб на тему

[Гость_BUFF_*]

написать чё нить осмысленное

а смысл?

[andrey R]

Я ж тут массовиком-затейником подвизаюсь, если помните...
Народ вопрошает, вот я и забочусь

[sashapvt]

а смысл?

Сергей, Вас очень интересно читать молодым технологам. Не лишайте нас этого удовольствия

[Carrera]

Коллеги,

Перечитав много литературы пытаюсь разобраться с нитри- и денитри- и почему не работают эти дурацкие реакторы...Прошу вашей помощи - поправьте меня, если я где-то ошибаюсь в своих рассуждениях, пожалуйста.

1. Реакция нитрификации происходит для превращения аммония в нитрит, а затем нитрат. Аммоний окисляется до нитрита под действием нитрифицирующих бактерий, жизнедеятельность которых обеспечивает кислород (02) (аэрация в зоне нитрификации аэротенка нитри-денитрификатора). При этом протекают следующие реакции:

NH4 + 02 → NO2 + H2O + 2H
NO2 + O2 → NO3

Основная проблема нитрификации - медленный рост бактерий, следовательно, низкая скорость реакции денитрификации. Именно поэтому в реакторах (Биотал, Топас и т.п.) не хватает времени для протекания реакции нитрификации, происходит накопление нитритов и нитратов.

Параллельно вопрос: можно ведь увеличить дозу ила, тогда и времени хватит?

2. Реакция денитрификации - процесс превращения нитрата в атмосферный азот. Процесс анаэробный, происходит без доступа кислорода. В качестве окислителя выступает нитрат. Протекает следующая реакция:

NO3 + H+ → N2(газ) + H2O

Бактерии на этой стадии используют кислород нитратов для жизнеделятельности, а не О2.

Теперь я могу понять, к чему нужно вот это вот применить, чтоб реактор не работал))))

120-150 мг/л БПК на входе
25-30 аммонийный.
На денитри нужно 4 мг БПК/мг NO3
Если весь аммонийный азот перевести на стадии нитрификации в NO3, то только на денитри потребуется 120 мг/л БПК. А на всё остальное где брать? Соответственно, норматив по азоту на таком стоке не может быть выполнен даже теоретически.
Практически на выходе имеем от 15 до 25 мг/л БПК. Нитраты-нитриты можно посчитать по уравнениям материального баланса.

Подскажите, пожалуйста, Коллеги

[andrey R]

Основная проблема нитрификации - низкая скорость реакции денитрификации.

Чё то Вы совсем запутались...

не хватает времени для протекания реакции нитрификации, происходит накопление нитритов и нитратов

Если не хватает времени на их образование, откуда накопление?

Подскажите, пожалуйста, Коллеги

Что конкретно?

[Гость_BUFF_*]

Именно поэтому в реакторах (Биотал, Топас и т.п.) не хватает времени для протекания реакции нитрификации, происходит накопление нитритов и нитратов.

да. но не только.

Основная проблема нитрификации - медленный рост бактерий,

да. и вымывание бактерий, если не хватает объемов.

следовательно, низкая скорость реакции денитрификации.

нет.
ДЕнитрификация - другой поцесс. Нет прямой связи. денитрификаторы, кстати, растут быстро.
Скорость реакции определяется несколькими факторами. Кухонный пример (как мне когда-то объясняли за стаканом)
Есть огромный стол, уставленный едой. Еды немеряно. Можно за стол посадить одного человека - он будет есть долго. Неделю. И будет болеть. Можно посадить 100 человек - все сметут за пять минут. Это - доза ила и нагрузка на аэротенк.
Если еды - на 10 человек - то и сидеть за столом должны 10 человек. Им будет сыто, пьяно, и весельчато.
Еще скорость реакции зависит от температуры (оптимум лежит в границах 33-37), минимум - 15. При 13 градусах процесс идет, но медленно. Поэтому вводится поправка на температуру, Т/15. Это уравнение Аррениуса в общей химии, если память мне не врет.
Когда-то Курьяновские очистные работали при температуре 10 градусов - я видел архивы. Но это был адаптированный ил, и качество - история умалчивает.
Еще скорость реакции зависит от количества еды, как не странно. Когда субстрата мало - скорость процесса замедляется. Уравнение Михаэлиса-Ментен-Моно, смотреть у Бондарева, Скирдова, Хензе. Можете представить себя за длинным столом, а вся еда - на другом конце, и постоянно двигается от Вас. а Вы за ней бегаете
Поэтому - на денитрификацию нужно много органики. Ее должно хватать.

Параллельно вопрос: можно ведь увеличить дозу ила, тогда и времени хватит?

только до определенных пределов - смотреть выше.
Увеличение дозы ила - это увеличение размеров отстойников, иначе начинается вынос. Обычные аэротенки с вторичными отстойниками считаются на 2.5 г/л, если доза больше 3 г/л- начинается вынос ила.
Поэтому все стараются для увеличения дозы использовать загрузки: кассеты, синт. водоросли, плавающие загрузки.
Решена эта проблема только в циклотенке (SBR) - там отстаивание проводится в покое, и выноса нет. Но есть другие сложности.

Аэротенк-вторичный отстойник - это сложная система, где все факторы работают одновременно.
Все, что я пишу - это весьма поверхностное изложение, имейте в виду.

Блин, только сейчас подумал... Мы с настырностью дебилов уперлись в Хензе. А ведь наша школа - не хуже, а во многом - и лучше.
Только Хензе - напечатан ограниченным тиражом, а Карюхина, Скирдов, Бондарев, Чурбанова, Репин, Швецов и все-все остальные - блин, всех и не перечислить - только у тех, кто крепко любит свое дело, и смог найти и сохранить...
Вот бы издать все заново... Толстым томом "Биологическая очистка сточных вод". За любые деньги бы купил...

Сергей, Вас очень интересно читать молодым технологам. Не лишайте нас этого удовольствия

Придушить мерзавцев.... нашли говнопатриарха...


Сообщение отредактировал BUFF - 11.2.2009, 15:49

[Carrera]

Чё то Вы совсем запутались...

Это опечатка, Андрей

А про "подсказать" хотелось бы вот что: к чему привязать это БПК? Зачем оно нам вообще там и почему:

Если весь аммонийный азот перевести на стадии нитрификации в NO3, то только на денитри потребуется 120 мг/л БПК. А на всё остальное где брать?

?

Про накопление нитратов.
Я не пойму как интерпретировать фразу BUFFa:

А при эксплуатации скорости втрое-впятеро ниже, и реактор все равно не справляется. То есть, на окисление образованных нитратов надо по факту, скажем, 2 часа - а есть только полтора. Что происходит? Накопление нитратов.
Отделения денитрификации в СБР - это всего навсего эффективный способ борьбы с накоплением нитратов, вызванным низкими скоростями реакции.

Спасибо!

Сообщение отредактировал Carrera - 11.2.2009, 15:55

[Гость_BUFF_*]

Основная проблема Биоталов и Топасов - не в технологии, а в рыночных требованиях.
Можно сделать так, что будет работать.
Но стоить будет столько, что никто не купит. И тогда - нет смысла делать.

А про "подсказать" хотелось бы вот что: к чему прявязать это БПК? Зачем оно нам вообще там и почему:
?

Это опечатка

я потом специально и писал - органика нужна на восстановление нитратов. причем, я описался - и написал "окисление", кажется - и лень было исправлять все равно никто не поправил
для окисления аммонийного азота - органика не нужна.
В старых учебниках писали, что процессы идкт последовательно - сначала окисление БПК, потом - аммонийного. Сейчас превалирует представление о том, что процессы идут параллельно.

Я не пойму как интерпретировать фразу BUFFa:

расчетная температура при проектировании установки была - допустим, 16 градусов. По факту - 13.
Органики необходимо, допустим, 120 мг/л - а есть только 80. В результате - скорости реакции - ниже.
Расчетный объем зоны - допустим, 10 м3, а при фактических параметрах нужно - 20. Реакция проходит не до конца.

[Carrera]

Органики необходимо, допустим, 120 мг/л - а есть только 80. В результате - скорости реакции - ниже.

А органика (в виде БПК) в какой момент и кем потребляется?
На стадии денитрификации бактериями для восстановления?