Биологические очистные сооружения это: Биологические очистные сооружения | Агростройсервис

Содержание

что это такое, цели и задачи, сфера применения. Механизмы, методы и технология биологической очистки стоков. Плюсы и минусы различных видов очистки.

Статья посвящена биологическим очистным сооружениям. Рассмотрены принципы биологической очистки, химические и биологические процессы, проходящие в биореакторах. Приведены списки технологического оборудования очистных сооружений биологического типа. Также описаны процессы проектирования, строительства, монтажа и эксплуатации станций биологической очистки малых городов.

1. Введение. Проблема очистки стоков городов. Методы существующей очистки.

1.1. Введение. Проблема очистки стоков городов. Методы существующей очистки.

Сущность метода заключается в способности микроорганизмов питаться субстратом органи-ческих и неорганических соединений, содержащимся в стоке. Биологические процессы осуществляются в сооружениях биологической очистки, предназна-ченных для удаления растворенных, коллоидных и взвешенных органических веществ. В со-оружениях обеспечивается контакт загрязнений с оптимальным количеством организмов ак-тивного ила, в присутствии соответствующего количества растворенного кислорода, в тече-ние необходимого периода времени. Процесс окисления и минерализации загрязняющих ве-ществ в блоках биологической очистки осуществляется в течение нескольких ча-сов, в то время как в водоемах на это потребовалось бы от 4 до 6 месяцев.

В основе биологической очистки лежат два свойства микроорганизмов: · способность превращать примеси воды в биомассу клеток и внеклеточные продукты; · способность синтезировать биофлокулянты и с их помощью образовывать многоклеточ-ные агрегаты, легко отделяемые от воды.

1.2. Содержание процесса биологической очистки стоков

Очищение сточных вод происходит в результате биологических процессов (биосинтез, био-окисление и биовосстановление примесей воды) и физико — химических процессов (флокуля-ция, адсорбция). Газообразные продукты межклеточного метаболизма (продукты биоокисле-ния и биовосстановления) десорбируются из воды, а нерастворимые в воде продукты и кле-точные агрегаты удаляются отстаиванием.

В осадок переходят также взвешенные веще-ства сточной воды, которые с помощью биофлокулянтов включаются в клеточные агре-гаты, а также некоторые сорбированные биомассой примеси. Для функционирования си-стем биоочистки важно поддерживать условия, в которых образуются биологические «реа-генты» – активные микробные ценозы.

Кислород (О), углерод (С) и водород (Н) принимают участие в энергетическом и конструктив-ном обмене, другие элементы – исключительно в конструктивном. Определённая доля органических веществ подвергается окислению в процессе энергетического обмена молекулярным кислородом до получения СО
2
и Н2О, другая — синтезируются в биомассу. На аэробной стадии органические вещества являются строительным материалом для кле-ток микроорганизмов, которые отделя-ются от воды отстаиванием, и дигидрооксихлорид углерода. Частично дигидрооксихлорид углерода выходит в атмосферу, частично задерживается в воде, снижая её рН. Биораспад азотсодержащей органики стоков в биореакторах происходит практически полно-стью. Частично азот включается в органику активного ила, частично посту-пает в стоки в виде солей аммония.

1.3. Процессы нитрификации и денитрификации.

Процессы удаления азота связаны с биореакциями нитрификации и денитрификации. Хими-чески могут быть представлены следующим образом:

Нитрификация (аэробные условия) – очистка от аммонийного азота в два этапа бактери-ями Nitrosomonas и Nitrobakter : 2NH

4+ + 3O2 = 3Н+ + 2NO2 — + 2H2O 2NO2— + О2 → 2NO3— Нитрификацию осуществляют бактерии автотрофы, которым углерод необходим в неоргани-ческой форме (углекислота, карбонаты, бикарбонаты). Суммарная реакция является кислото-образующей (снижает щелочность воды). Количество азота общего при этом не изменяется. На процесс нитрификации влияют: — возраст ила, — температура (оптимальные условия – 16-230С, максимально допустимая температура 300С.), — концентрация растворенного кислорода (4,6 стехиометрических мг О2 на мг окисленного N-NН4), — щелочность и рН (7,1 мг щелочности по СаСО3 на мг окисленного N-NН4, уменьшение щелочности снижает рН и замедляет нитрификацию), — концентрация ингибиторов (некоторые тяжелые металлы и органические соединения) Денитрификация (анаэробные и ангидрооксихлоридные условия) – биовосстановление нитри-тов и нитратов до молекулярного азота, который отдувается из сточной воды в атмо-сферу.
Это последующая за нитрификацией фаза (или одновременная с ней): CxHyOz + (y+4x-2z) /6 · NO3 → x · CO2 + y/2 · H2O + (y+4x-2z)/12 · N2 ↑ Денитрификация осуществляется под действием группы анаэробных гетеротрофных микро-организмов, которые существуют за счет органического субстрата и кислорода, входя-щего в состав кислотных остатков (нитратов). Процесс требует аноксидных условий и источ-ника легко окисляемых органических веществ. Для надежной денитрификации необхо-димо соотношение БПК: Nобщ = 3 : 1. Необходимо присутствие связанного кислорода и отсутствие растворенного кислорода. Про-цесс денитрификации восстанавливает щелочность (из расчета 3,6 мг по СаСО
3
) и потреб-ляет связанный кислород (2,9 мг О2 на мг снятого N-NО3). Снижение температуры тормозит процесс денитрификации (изменение с 200 до 100 тормо-зит процесс до 75%). Сочетание процессов нитрификации и денитрификации в едином биореакторе способ-ствует частичному восстановлению щелочности и экономии энергозатрат на ввод кислорода. Эффективность процессов денитрификации коррелируется с насыщенно-стью CxHyOz (быстро разлагаемое органическое вещество), а нитрификации—с обеспеченно-стью кислородом.


Для эффективной аэробной биологической очистки загрязненных биоразлагаемыми органиче-скими соединениями производственных сточных вод, либо их смеси с хозяйственно-быто-выми сточными водами, необходимо обеспечивать содержание биогенных элементов не ме-нее 5 мг/л азота и 1 мг/л фосфора па каждые 100 мг/л БПКполн

Концентрация в исходных сточных водах, подаваемых на биологические очистные сооруже-ния, состав-ляет БПК5 – 370 мг/л. Для эффективной аэробной биологической очистки на 370 мг/л БПК5 должно приходиться не менее 18,50 (3,70*5) мг/л азота общего и не ме-нее 3,70 (3,70*1) мг/л фосфора. Соотноше-ние БПК : N : Р в поступающих сточных водах позволяет осуществить аэробную биологическую очистку загрязненных сточных вод, так как содержание в поступающих сточных во-дах азота аммонийного – 40,0 мг/л, фосфора фосфатов – 28 мг/л. Расчет показывает, что дополнительного введения биогенных веществ не требуется.

1.4. Преимущества, возникающие при де- и нитрификации.

Помимо совершенствования качества очистки сточных вод, при реализации схем де- и нитри-фикации, обычно удается снизить энергопотери при аэрации (поскольку вместо растворен-ного кислорода для окисления органики в зоне денитрификации используется кислород нит-ритов и нитратов) и снизить объема избыточного ила (из-за улучшения седиментацион-ных свойств). И как следствие, система легче реагирует на залповые сбросы сточ-ных вод с высоким содержанием загрязняющих веществ.

2. Очистные сооружения биологического типа. Состав очистных сооружений, список оборудования и этапов.

Очистка сточных вод и обработка осадка предусмотрены в станции пол-ной биологической очистки, предполагающая процессы нитрификации и денит-рификации, а также биологическое удаление фосфора.

Таблица «Перечень и назначение технологического оборудования очист-ных сооружений»

Технологическое сооружение / установка Назначение
Приемная камера
Комбинированная установка механической очистки М-Комби 300 механическая очистка сточной воды от грубодис-персных примесей, примесей минерального про-исхождения и плавающих примесей в комплексной машине механической очистки
Усреднитель с насосами
Анаэробная зона
Аноксная зона Зона денитрификации (анаэробная и аноксная зоны) представляет собой вертикальный ла-биринт, в котором сточные воды в процессе очистки совершают восходящее и нисходящее движение.
Таким образом осуществляется естественное гидравлическое перемешивание с активным илом.
Аэрационная зона Аэрация происходит через трубчатые аэраторы, которые расположены внизу данной зоны и помогают удерживать ил в виде суспензии.
Вторичные отстойники вторичное отстаивание для отделения очищенной воды и активного ила во вторичных отстойниках
Воздуходувки для камеры аэрации и эрлифтов  
Илоуплотнитель Избыточный активный ил из аэрационной зоны с помощью двух эрлифтов перекачивается в ило-уплотнитель (один эрлифт на одну технологическую линию).
Микрофильтр доочистка сточных вод в микрофильтре
Установка УФ обеззараживания очищенных сточных вод обеззараживание очищенной воды на бактерицид-ных установках с ультрафиолетовым излучением
Резервуар технической воды
Измеритель расхода сточных вод Биологически очищенная вода протекает через расходомер, где данные фиксируются при помощи ультразвука и передаются на пульт оператору очистных сооружений.
Линия обезвоживания осадка
Избыточный ил насосом из уплотнителя подается в буферную емкость для накопления перед механическим обезвоживанием.    
КНС собственных нужд
Станция приема и учета привозных стоков Станция приема стоков предназначена для приема и учета сточных вод, привозимых ассенизационными транспортными средствами.

3. Проектирование и монтаж очистных сооружений.

3.1. Проектирование биологических очистных сооружений

Проектные организации, разрабатывающие документацию для очистных соору-жений, проходят ряд стадий:

  1. Предварительная оценка требуемой мощности, химического состава сто-ков, характера потребителей.
  2. Прохождение предварительных экспертиз в соответствующих инстанциях.
  3. Расчёт технологии очистки сточных вод.
  4. Проектная и сметная документация.
  5. Прохождение проб в лабораториях.
  6. Получение согласования на проект.

3.2. Монтаж сооружений биологической очистки

Монтаж сооружений биологической очистки сточных вод происходит в несколько стадий:

  • Возведение конструкций
  • ·
  • Установка оборудования

Таблица: «Этапы работ при монтаже очистных сооружений»

  • земляные работы;
  • строительство бетонного резервуара;
  • строительство здания для обслуживающего персонала;
  • установка крупногабаритного оборудования;
  • монтаж перегородок аноксной и анаэробной зоны;
  • разводка труб и монтаж аэраторов;
  • монтаж вторичных отстойников и лотков для чистой воды;
  • установка трапов и ограждений.

4. Эксплуатация Очистных сооружений биологической очистки сточных вод

Все процессы полностью автоматизированы – от подачи воздуха воздуходувками до учёта стоков.

Для подачи воздуха в биореакторы для процессов аэрации используются воздуходувки. Они устанавливаются в технологическом павильоне. Управление их работой полностью автоматическое. Работу воздуходувок программируют на подачу электроэнергии пуск-стоп 1:1.

Остальные системы также снабжены датчиками и измерительными приборами. При штатной прогнозируемой ситуации достаточно контролировать данные о pH, ОВП и температуре. При переходе к внештатной ситуации оператор может вручную скорректировать работу оборудования. Однако многие современные системы могут самостоятельно, без участия человеческого фактора, основываясь на полученных данных, изменять режим работы оборудования в реальном времени

Система искусственного интеллекта накапливает в базе данных информацию с датчиков и анализаторов. Этот массив данных является фундаментом для определенных закономерностей минимальных и максимальных значений стоков, степени загрязнений и прочих показателей. На основе этих закономерностей делается прогноз работы оборудования в стандартном штатном режиме. Учитывается также время суток. При увеличении нагрузки днём, либо при снижении нагрузки ночью или выходные, система будет задействовать оборудование, необходимое для конкретного случая –освобождать резервные резервуары, корректировать подачу воздуха и т.д.

5. Заключение

В последние три десятилетия в мировой практике созданы технологические схемы и математические описания процессов, позволяющие разработать технологию с максимально возможной степенью удаления биогенных соединений элементов стока активным илом.

Большая часть органических загрязнений бытовых сточных вод, около 2/3, содержит растворенные или тонкодисперсные примеси, которые невозможно выделить механический метод в отстойнике. Однако в значительной мере они удаляются из стоков биологическим мето-дом очистки.

Очистные сооружения. Виды очистных сооружений. Принцип работы. Методы очистки. Воздуходувки – как неотъемлемая часть системы очистных сооружений

Очистные сооружения. Виды очистных сооружений. Принцип работы. Методы очистки. Воздуходувки – как неотъемлемая часть системы очистных сооружений.

Экологическое благополучие любого города напрямую зависит от качества работы очистных сооружений. Очистные сооружения необходимы каждому населенному пункту, чтобы использованная вода от жилых и общественных зданий, от сельскохозяйственных и промышленных предприятий была очищена до попадания в окружающую среду.

Метод очистки состава стоков отличается в зависимости от состава этих стоков: бытовые, производственные, ливневые (или дождевые). Соответственно, существует несколько видов очистных сооружений, такие как КОС (канализационные очистные сооружения), очистные сооружения бытовых сточных вод, очистные сооружения ливневых стоков, а также очистные сооружения промышленных сточных вод. Более того, очистные сооружения устанавливаются на каждом промышленном предприятии: от спиртовых заводов, всей пищевой промышленности до нефтегазовой отрасли, а также стекольных производств.

Принцип работы очистных сооружений основан на биологической очистке воды. В состав очистного сооружения входит четыре специальных очистных блока. Механический блок очистки служит для удаления песка и крупного мусора (как правило, крупные отходы, отсеянные ещё на первом этапе утилизировать гораздо проще). Далее происходит биологическая очистка, при этом удаляются соединения азота, а также максимально возможное количество органических соединений. После этого, в третьем блоке, уже происходит дальнейшая доочистка отходов – они очищаются на более глубоком уровне и обеззараживаются. В четвёртом блоке, происходит процесс обработки оставшихся осадков.

Системы биологической очистки воды не могут работать без воздуходувки. Это оборудование обеспечивает стабильный поток кислорода и жизнь бактериям, которые живут в воде. Они в свою очередь поедают органику, чистят воду. На человека эти бактерии не влияют, а для очистки воды необходимы. Природной аэрации недостаточно чтобы очистить промышленную жидкость для повторного использования. Это же касается воды в природных водоемах.

Воздуходувки в очистных сооружениях используются для двух процессов: удаление биогаза и аэрация. Под аэрацией следует понимать наполнение сточной воды повышенной дозой воздуха. Это нужно чтобы бактерии, которые есть в воде, быстрее размножались, обрабатывали жидкость. Бактерии в воде питаются органическими веществами и их остатками, которые находят в сточной воде. Они их поглощают, а взамен выделяют диоксид углерода и метан. Воздуходувка собирает этот газ, потом откачивает в специальную цистерну. Далее этот газ транспортируется и продается тем предприятиям, которые в нем нуждаются.

Аэрация воды помогает её очистить, чтобы в последствии повторно использовать. Нередко воздуходувки применяют там, где нужно почистить питьевую воду от примесей, разделить на части отходы и вывести токсины. Воздуходувки работают практически во всех типах очистных систем.

Они актуальны для таких производств, где нужно подавать больше количество воздуха, но при этом не должно быть шума и перерасхода электричества. Техническое обслуживание систем минимальное, если правильно выбрать оборудование.

В системах, где нужно перегонять большие объемы воздуха применяются турбовоздуходувки или роторное оборудование. Принцип работы устройства простой: вода попадает в специальную емкость (аэротенки), одновременно с ней туда подается большой объем воздуха. Повышенный объем кислорода провоцирует быстрое развитие бактерий, они в свою очередь окисляют и съедают органику.

Далее бактерии и продукты их распада собираются в мелкие частицы, смешиваются с осевшим илом. Осадок в воде накапливает токсичные вещества, вредные микробы в жидкости умирают от невыносимых условий. Через фильтр вода вытекает в природный водоем или специальный резервуар. Земля и мелкий мусор переходят в цилиндр.

После окончания очистки его открывают, скопленный мусор выбрасывают, далее готовят оборудование к следующему сеансу работы. Воздуходувка – механизм, который сжимает большие объемы воздуха и подает его в аэротенки. Мощность и характеристики оборудования определяются по тому же принципу, как компрессоры.

Выбирать оборудование рекомендуется с учетом объема жидкости, которую нужно очистить. Потребности небольшого поселка, предприятия нельзя сравнить с потребностями большого или маленького города. Оборудование для обслуживания очистных станций нужно будет разное.

Подобрать воздуходувку

Принцип работы биологических очистных сооружений

Принцип работы биологических очистных сооружений Ниже изложен принцип работы биологических очистных сооружений.

Необходимость экономии водных ресурсов привела к созданию систем биологической очистки вод. На самом деле биологические очистные сооружения являются комбинированными, поскольку включают в себя механический и бактериальный способы очистки.

Очистке подвергаются как поступающие из природных источников воды, так и уже использованные, то есть сточные. В первом случае природная вода очищается от ила и примесей биологических и глинистых веществ и становится пригодной для хозяйственно-бытовых и промышленных целей. Сточная вода очищается уже для повторного использования или сброса обратно в водоем. Ниже изложен принцип работы биологических очистных сооружений.

Установка для очистки состоит из канализационной насосной станции, фильтров, сточного бассейна, аэратора, мембранного биореактора и резервуаров для чистой воды. Помимо этого весь комплекс снабжен датчиками, мониторами, автоматами и станциями управления.

Все сточные воды – хозяйственно-бытовые, промышленные, ливневые – приходят в канализационную насосную станцию. Перед тем, как приступить к биологической очистке, вода должна пройти этап механической. Это необходимо, чтобы исключить попадание в очищаемые воды крупных предметов и таких мелких загрязнений, как песок, камни, осколки бытовых предметов или промышленных деталей, которые часто попадают в канализацию. Во избежание этого отводные каналы закрываются специальными решетками, которые задерживают инородные предметы. После механической очистки, сточная вода попадает в специальный бассейн – первичный отстойник, где аккумулируются все поступившие в систему очистки воды, а также выпадает в осадок взвешенная органика.

Здесь при помощи воздуходувов начинается активная аэрация – насыщение воды кислородом, наличие которого является необходимым условием для жизнедеятельности бактерий, способствующих разложению нестойких органических соединений.

После того, как произошла механическая очистка и насыщение кислородом вод, наступает этап разложения загрязнений активным илом – биологическая очистка скоплением живых микроорганизмов.

Во вторичном отстойнике удаляются остатки активного ила, происходит фильтрация и дезинфекция воды, которая затем поступает в резервуары и сбрасывается в водоем.

Принцип работы очистных сооружений биологической очистки показывает, что одно такое сооружение способно снабдить водой целый коттеджный городок или промышленное предприятие.


Назад в раздел

Основы процессов очистки сточных вод населенных пунктов

Основы процессов очистки сточных вод населенных пунктов

     Благодаря наличию в реках и других водоемах микроорганизмов, которые используют загрязнения в качестве
питания, происходит естественный процесс самоочищения воды.
     Сведения, касающиеся естественных процессов самоочищения водоемов — это предпосылки для проведения аналогичных процессов на канализационных очистных сооружениях. Однако процессы, которые длятся в природных водоемах дни и недели, здесь необходимо провести за несколько часов. Это касается, прежде всего, биологических сооружений. Необходимые для биологической очистки сточных вод бактерии, как правило, уже присутствуют в
сточных водах. К тому же на очистных сооружениях они дополнительно выращиваются искусственно. Для этого создаются специальные благоприятные условия для роста и развития микроорганизмов, как то достаточное количество кислорода, своевременная подача питания (загрязнений). Для того, чтобы такие сооружения могли нормально работать и эксплуатировать их было экономически выгодно, сточные воды должны быть предварительно обработаны. Предварительная очистка включает в себя удаление грубых примесей на сорозадерживающих решетках, удаление песка в песколовках и первичное отстаивание.
     Возникающие в биологических сооружениях хлопья бактерий удерживаются при вторичном отстаивании.
Осажденные вещества после первичного и вторичного от стаивания образуют осадок, который направляется на сооружения сбраживания, где он уменьшается в объеме на 1/3, а затем на обезвоживание.
     На канализационных очистных станциях хоз-бытового стока применяют различные методы очистки сточных вод. На первой стадии производится механическая очистка сточных вод. Здесь удаляются грубые примеси, песок, взвешенные вещества, включая плавающие загрязнения. Это обеспечивают сороудерживающие решетки,
песколовки и отстойники. Сооружения механической очистки способны удалить 20 — 30% всех загрязнений сточных вод Поэтому необходима следующая стадия очистки — биологическая. Здесь удаляются растворенные органические загрязнения и остаточные взвешенные вещества. Биологические сооружения обеспечивают очистку от органических загрязнений на 90-98%.
     Азот и фосфор, снабжающие водоемы большим количеством пита тельных веществ, также должны удаляться из сточных вод, особенно при сбросе в водоем большого количества жидкости. Азот удаляется, как правило, биологическими методами, в то время как фосфор возможно максимально удалить только химическим осаждением.
 
     Механические процессы в очистке сточных вод
     Все твердые вещества, содержащиеся в сточных водах, способны оседать согласно закону силы тяжести. Более тяжелые вещества имеют более высокую плотность (удельную массу), и соответственно оседают быстрее, чем вещества с меньшей плотностью.
     В песколовках устанавливается такая скорость течения потока жидкости, при которой сравнительно тяжелые зерна песка оседают, в то время как более легкие загрязнения находятся во взвешенном состоянии. В отстойниках скорость потока значительно замедляется таким образом, чтобы практически все взвешенные вещества могли осесть. Предпосылкой успешной очистки в таких сооружениях является также равномерное ламинарное движение потока.      Препятствия на входе в сооружение или неравномерный приток делают поток неравномерным и могут помешать процессу осаждения.
     Ухудшить процесс отстаивания, например, могут также низкая температура воды или ее большое солесодержание.
Биологические процессы в очистке сточных вод Большая часть органических загрязнений бытовых сточных
вод, около 2/3, состоит из растворенных или тонкодисперсных при месей, которые не выделяются в отстойнике. Эти вещества можно в значительной мере удалить из сточных вод с помощью биологических
методов очистки.
     При биохимической очистке сточных вод органические вещества поглощаются микроорганизмами, в частности, различными видами слизистых бактерий (одноклеточные). Быстро размножаясь, они образуют «биологическую пленку» в биофильтре или хлопок «активного ила» в аэротенке.
     Содержащиеся в сточных водах частицы загрязнений извлекают ся биологической пленкой или активным илом и поглощаются микроорганизмами. При этом органические вещества окисляются с получением углекислого газа и водорастворимых минеральных солей и используются микроорганизмами для построения клетки и выработки энергии, необходимой для жизнедеятельности. Помимо питательных веществ для нормального существования микроорганизмам необходим кислород. Для удовлетворительной работы биологических очистных сооружений необходима подача достаточного количества кислорода одновременно с подачей сточных вод. Выносимая из биофильтра биопленка (активный ил из аэротенка) осаждается во вторичном отстойнике. Сущность биологического метода очистки состоит в том, чтобы преобразовать растворенные органические загрязнения до веществ, не загрязняющих окружающую среду, за счет деятельности мик роорганизмов. Очистка сточных вод на биофильтрах и в аэротенках относится к биологическим методам.

Дополнительная очистка сточных вод (доочистка).
     Понятие дополнительной очистки сточных вод до конца не определено и изменяется с развитием новых технологий и канализационной техники. Биологическая дефосфотация и окисление азотистых соединений ранее относились к методам доочистки сточных вод. Необходимость применения этих методов на большинстве канализационных очистных сооружений привела к тому, что данные методы введены в стандартную схему очистки сточных вод.
     Метод коагулирующей фильтрации для осаждения фосфора, применение микросит, фильтрацию очищенных сточных вод через активированный уголь, обработку воды различными типами излучений (УФ-, УЗ-излучения) можно отнести к методам доочистки.
     Вышеупомянутые методы и соответствующие им сооружения могут устраиваться на очистных сооружениях и использоваться только в исключительных случаях, для очистки высококонцентрированных
сточных вод или для части расхода. На сегодняшний день данные методы применяются достаточно редко.
Следует помнить, что любые, даже самые современные канализационные очистные сооружения будут хорошо очищать сточные воды только в том случае, когда они хорошо эксплуатируются. В свою очередь эксплуатация зависит от работы технического персонала очистных сооружений.

Промышленно выпускаемые очистные сооружения.
     Некоторые сооружения очистных станций можно комбинировать друг с другом. Так возможна комбинация первичных отстойников, биологических сооружений и вторичных отстойников в единый блок. Такие блоки выполняются обычно фирмами-производителями в стандартной комплектации, но различного объема для очистных
станций разной производительности. Для того чтобы уменьшить количество  ручного труда, все больше используют автоматически управляемые устройства для работы на очистных сооружениях. В большей степени это касается малых очистных сооружений. Такая механизация очистных сооружений часто приветствуется операторами
очистных сооружений, так как в данном случае ручной труд минимизируется и необходим только тщательный уход и технический контроль сооружений.
     К таким сооружениям и относятся наши станции очистки
сточных вод (СОСВ) – типов Биофлуид Е и АЧБ.

Биофлуид Е
     Для небольших расходов, где приток сточных вод имеет большой коэффициент неравномерности поступления, мы предлагаем комбинацию: первичный отстойник — погружной биофильтр — вторичный отстойник. Данное решение реализовано в СОСВ Биофлуид Е.
     В погружном биофильтре биологическая пленка располагается на пластмассовых дисках с развитой поверхностью, которые надеты на ось на расстоянии от 1 до 2 см друг от друга. Вместо дисков могут использоваться пластмассовые элементы различных форм.
     Процесс очистки происходит следующим образом: ось с дисками находится в постоянном медленном вращении, таким образом, что часть диска периодически смачивается сточной водой, то есть микроорганизмы биопленки, образовавшейся на дисках, периодически получают питание из сточной жидкости, а периодически — кислород.
     Потребление электроэнергии таким биофильтром невелико. Стоимость его строительства сравнима со стоимостью строительства биофильтров других конструкций.
     Применение погружных биофильтров возможно при осуществлении процессов нитрификации и денитрификации. При этом нитрификация проводится в аэробном режиме (Биофлуид Е-N). Денитрификация осуществляется, к примеру, в тех случаях, когда погружной биофильтр полностью покрыт водой и расположен перед обычным биофильтром (Биофлуид Е-DN).

АЧБ
     Для больших объектов (и больших расходов) более рациональным является схема: первичный отстойник — аэротенк — вторичный отстойник. Данное решение реализовано в СОСВ АЧБ.
     Очистка сточных вод в аэротенках происходит за счет смешивания сточных вод с возвратным активным илом из вторичного отстойника и зоны аэрации. Бактерии, находящиеся в хлопьях ила, поглощают растворенные вещества органические загрязнения и оседают во вторичном отстойнике. После осаждения во вторичном отстойнике активный ил опять направляется в аэротенк для осуществления процесса очистки. Так как бактерии размножаются очень быстро, то при большой нагрузке на сооружение концентрация активного ила становится очень большой, поэтому избыточный активный ил необходимо периодически удалять. Он отводится к первичному отстойнику, где смешивается с сырым осадком и далее осадочная смесь направляется на сооружения обезвоживания и утилизации осадка (например, установки OZK). В противоположность биофильтрации аэрация, рециркуляция и смешивание сточных вод с активным илом в аэротенке происходят искусственным путем. К аэротенку подводятся сточные воды, возвратный активный ил и воздух. Методы подвода могут быть весьма разнообразны. Воздух подводится ко всему резервуару; если возможно управление подачей кислорода, то необходимо подавать в начале сооружения большее количество кислорода и меньшее — в конце сооружения. Системы аэрации в СОСВ АЧБ пневматические. Сжатый воздух подается в
сооружение под давлением через пористые аэраторы.


Смотрите также

Биологическая очистка — Salher

Биологическая очистка Salher для удаления органического вещества с помощью подвижного слоя (MBBR) состоит из стеклопластикых реакторов цилиндрической формы горизонтального или вертикального расположения.

Используемая технология представляет собой процесс биологической очистки, при которой биомасса “прикрепляется” и растет на подвижных носителях в оптимальных условиях перемешивания и окисления. Носители выполнены из пластика с высокой удельной поверхностью (> 500 м²/м³)  и плотностью около 1 г/ см³. Данная технология обладает следующими преимуществами по сравнению с традиционным процессом очистки активным илом с низкой нагрузкой:

  • Высокий уровень стабилизации процессов разложения органических веществ.
  • Сокращение объема биологического реактора для достижения таких же требуемых качественных показателей стоков на выходе.
  • Высокая гибкость процесса: в зависимости от объема реактора и процента заполнения пластиковыми носителями может регулироваться эффективность очистки при текущей и будущей нагрузке.
  • Высокая гибкость в отношении пиковой нагрузки загрязняющими веществами и ингибиторов: восстановление процесса после их воздействия происходит всего за несколько часов.
  • Облегчение процесса вторичной декантации, так как не требуется рециркуляция ила для поддержания бактериальной популяции, что препятствует возникновению нитчатого “вспухания”. Возможность работы на более высоких скоростях.
  • Простота контроля и эксплуатации.

Реактор будет иметь различные конфигурации камер и наполняющих материалов в зависимости от требований к качеству стоков, нагрузок загрязняющими веществами и поступающих расходов сточных вод для обработки:

  • Декантационные камеры: простое отстаивание или отстаивание с ферментацией (imhoff).
  • Различные камеры аэрации: аэробное удаление ХПК и аэробная нитрификация.
  • Специальный пластиковый наполнитель для различных камер аэрации.

Система аэрации позволяет поддерживать пластиковые носители во взвешенном состоянии (эффект смешивания) и обеспечивать необходимое количество кислорода (окисление). Подача кислорода осуществляется с помощью воздуходвки с боковым каналом и комплектующими: антивибрационной муфтой, коллектором, фильтром, манометром, предохранительным клапаном и продувкой воздухом.

Система распределения воздуха будет осуществляться при помощи системы диффузоров, расположенной в нижней части биореактора, с особой конфигурацией для улучшения процессов аэрации и агитации.

Связь между камерами осуществляется с помощью эффективной системы, которая препятствует оседанию и выходу пластикового наполняющего материала.

Вторичное отстаивание происходит во вторичном декантере-осветлителе марки Salher, который может быть компактным (встроенным в реактор) или иметь форму конуса (наружный отстойник). Производится из стеклоармированого полиэфира GRP на основе ортофталевых смол. Оснащен  центральным блоком  питания и периферической фигурной кромкой Thompson с каналом для сбора осетленной жидкости.

Управление установкой осуществляется с панели управления для защиты и управления различными компонентами СОСВ.

Опционально установка может быть укомплектована измерителем растворенного кислорода. 

Модели очистных сооружений с подвижным слоем (MBBR), удаление азота и фосфора:

CHC-FS-BIO-DEP, CHC-FS-BIO-DEP-ANOX, CHC-BIO-C, CHC-BIO-TC, CHC-FS-BIO-C, CHC-FS-BIO-TC, CHC-ANOX-BIO-C, CHC-ANOX-BIO-TC, CHC-FS-ANOX-BIO-C y CHC-FS-ANOX-BIO-TC.

виды, устройство, принцип работы и схемы

На чтение 5 мин Просмотров 206 Опубликовано Обновлено

Современный человек для собственных нужд использует большое количество воды. В процессе ее применения жидкость подвергается серьезным загрязнениям, становится угрозой для окружающей среды и людей. Поэтому перед ее выведением в природные условия необходимо проводить тщательную обработку. Одним из этапов этого процесса является биологическая очистка.

Понятие биологической очистки

Биологические очистные сооружения удаляют из воды до 99% примесей

Это комплекс проводимых работ, которые направлены на удаление из воды загрязнений (в основном органических) с помощью бактерий. Канализационные стоки, исходящие из домов, наполнены органикой в виде жиров, сульфатов, тканей разного вида, углеводов и прочих.

Попадая в канализационную систему, стоки подвергаются процессу разъедания бактериями. Окончательным продуктом выступают углекислый газ и активный ил, который оседает на дно канализационного колодца. Его можно впоследствии использовать в качестве органической добавки в грунт, делая его богатым полезными для растений веществами. Ил скапливается на дне резервуаров несколько лет, поэтому, заполняя собой емкости, он уменьшает объем канализационного колодца. Поэтому от иловых отложений стенки сооружений нужно очищать.

Схема биологической очистки

Есть два варианта использования бактерий: самостоятельный процесс и с применением мероприятий, которые основаны на механических, физико-химических и дезинфицирующих операциях.

Первый вариант – это засыпка внутрь канализационных колодцев сухих бактерий, которые в воде оживают, начинают размножаться и поедать органику. Такие препараты продаются в виде таблеток, порошков и гранул.

Второй вариант – комплекс биологических очистных сооружений, в состав которого входят разные виды оборудования.

  1. Механическая очистка предваряет процесс биологического воздействия. На этом этапе канализационные стоки подвергаются механическому разделению загрязненной воды на жидкость и примеси разной фракции. Для этого используются сетки, сита, фильтры, отстойники, песколовки и прочие приборы. Обычно их устанавливают последовательно. На этом этапе вода очищается до 40%.
  2. Физико-химическая очистка применяется для удаления из воды растворенных примесей. На этом этапе используют такие технологии как флотация, электролиз, сорбция, нейтрализация и прочие. Во многих из них используют химические реагенты.
  3. Дезинфекция канализационных стоков – завершающий этап. Чаще для этого используют ультрафиолетовое облучение, с помощью которого убивают вредоносные бактерии, вирусы и другие микроорганизмы. Раньше для этого использовали хлор, который сегодня в современных очистительных установках не применяется.

В канализационных системах частных домов дезинфекцию ультрафиолетом используют редко. Хотя современные септики дорогого класса в себе такие отсеки несут. Стандартные септические канализационные сети – это три варианта биологической очистки:

  • аэротенки, в которых используется активный ил, богатый бактериями, пожирающими органику;
  • биофильтры;
  • анаэробное брожение, которое носит название метантенки.

Первые считаются наиболее эффективными. Принцип работы таких биологических очистных сооружений сточных вод основан на конструкции оборудования. Чисто конструктивно это несколько емкостей, объединенных в одно устройство. В одном происходит осаждение нерастворенных частиц — происходит осветление воды. Во втором стоки подвергаются воздействию активным илом. Здесь происходит биологическая очистка. В третий стоки вместе с илом подаются с помощью насоса, где происходит осаждение иловых масс. Они впоследствии самотеком попадают обратно во второй отсек.

В некоторых септиках есть четвертый отсек, где происходит очистка воды с помощью кислорода, потому что некоторый вид бактерий может жить только при его наличии. Такое оборудование снабжается компрессорами.

Биофильтры популярны среди дачников, потому что они рассчитаны на очистку небольшого количества канализационных стоков. По сути, это емкость, в которую загружают бактерии. Производители предлагают две разновидности биофильтров:

  • капельные;
  • двухступенчатые.

Первые от вторых отличаются лишь пониженной скоростью очистки. По качеству две технологии одинаковы.

Метантенки — это железобетонная емкость с плавающей крышкой, которая может приподниматься под давлением выделяющегося газа-метана. Последний – продукт жизнедеятельности бактерий. Канализационные стоки внутри емкости подогреваются с помощью водяных или паровых радиаторов. Внутри расположена мешалка, которая все время вращается, перемешивая содержимое метантенка.

Внутри емкости отсутствует кислород. Именно такие условия позволяют выделить из органического месива жирные кислоты, которые всплывают на поверхность водной массы. Здесь они и превращаются с помощью бактерий в метан, углекислый газ и ил. Последний осаждается на дно тенка. Газы по специальным трубам в крышке оборудования выводятся за его пределы.

Биологические пруды

Биологические пруды для очистки сточных вод

Эту разновидность биологической очистки канализационных стоков используют, если стоит необходимость объединить в одну систему целый поселок или несколько больших домов. Существует три вида схем:

  • В пруд подводят небольшую речку, воду которой смешивают с канализационными стоками. Происходит осаждение тяжелых нерастворенных частиц. Время очистки – минимум 15 дней. Обычно в таких прудах разводят рыб, которые увеличивают степень биологической очистки.
  • Несколько прудов, в которые стоки попадают неразбавленными. Резервуары располагаются последовательно. Вода перемещается из одного пруда в другой. Таким образом снижается степень загрязнения воды. В таких водоемах часто разводят карпов.
  • Доочистные водоемы. Это завершающий этап многоступенчатой очистки, не связанной с прудами и другими резервуарами такого типа.

В частном домостроении сложные технологические процессы практически не используются. Самый сложный из них – септик, работающий по принципу аэротенка. Это компактные устройства, энергозависимые, которые монтируются рядом с фундаментом дома. Есть простые модификации без использования электричества. В них биологические процессы очистки происходят с помощью бактерий, которые засыпаются прямо в септик. Первые в разы дороже вторых, но у них степень очистки очень высокая – до 99%.

Воду из таких очистных сооружений можно использовать для полива сада и огорода. Если установить дополнительные фильтрующие элементы, осветленную жидкость можно употреблять для бытовых нужд.

Блок биологической очистки сточных вод. Модульные очистные сооружения

Принцип работы

Модельный ряд

Состав станции

Усреднительная емкость. В напорном режиме стоки проходят стадию механической очистки на решетке, где удаляется крупный мусор. Далее сточные воды поступают на песколовку и из нее в усреднитель, в котором происходит перемешивание поступающего стока с целью усреднения его состава.

Анаэробная стадия очистки. Предварительно очищенный от крупного мусора и песка, усредненный сток подается под напором в зону денитрификации, где происходит перемешивание активного ила без доступа кислорода воздуха, с целью удаления нитратов (суть процесса заключается в организации условий биотической трансформации окисленных форм азота до газообразного состояния).

Аэробная стадия очистки. После зоны денитрификации, сточные воды самотеком поступают на основную стадию очистки — в аэротенк-нитрификатор, оборудованный мелкопузырчатой системой аэрации, обеспечивающий оптимальное перемешивание иловой смеси и обогащения воды кислородом воздуха. Для увеличения концентрации биомассы, в аэротенке-нитрификаторе, размещена полимерная загрузка в виде ершей или каркасной загрузки, на которой развивается биопленка из бактерий.

Вторичное отстаивание стоков. Из зоны аэротенка-нитрификатора, сток самотеком поступает во вторичный отстойник, где происходит гравитационное оседание активного ила, после чего, осевший на дно отстойника ил, эрлифтами перекачивается обратно в зону денитрификации. С целью удаления фосфатов в смесь активного ила на выходе из аэротенка-нитрификатора вводится раствор коагулянта. Соединения фосфатов подаются вместе с избыточным активным илом на блок обезвоживания осадка. 

Блок доочистки стока. Очищенные сточные воды после биологической очистки из вторичного отстойника поступают в блок доочистки, оснащенный системой аэрации и полимерной загрузкой с прикрепленными к ней бактериями, осуществляющими минерализацию оставшихся в воде органических соединений после основного процесса биологохимической очистки.

Модель станции

Производительность, 
м3/сут

Габаритные размеры
LxBxH, мм

Масса нетто/рабочая,
кг

СТОВ ББ-10

10

5 100 х 1 400 х  1850   

7 300 / 16 700 

СТОВ ББ-25

25

 7 000 x 2 480 x 2 700 

15 100 / 31 700 

СТОВ ББ-40

40

9 200 х 2 300 х 2 900

25 100 / 41 400  

СТОВ ББ-50

50

11 200 х 2 300 х 2 900 

35 000 / 73 400   

СТОВ ББ-100

100

 По запросу

По запросу

ОборудованиеТехнические характеристики
Усреднительная емкость с механической решеткой
  • Емкостное оборудование — сталь/нержавеющая сталь 
  • Механическая решетка — нержавеющая сталь
Денитрификатор стока
  • Эрлифтные насосы рециркуляции ила 
  • Перемешивающее устройство
Нитрификатор стока
  • Система мелкопузырчатой аэрации
  • Биологическая загрузка
Емкость вторичного отстойника
  • Отстойник вертикального типа с конусным днищем и с системой эрлифтного возврата активного ила
Блок глубокой доочистки
  • Система мелкопузырчатой аэрации 
  • Биологическая загрузка
Емкость очищенной воды
  • Емкостное оборудование – сталь/нержавеющая сталь
Аэрационная система
  • Вихревые воздуходувки 
  • Аэратор

Вода необходима для жизни человека. Она нужна не только для питья, но и для других повседневных нужд. Ежедневно в ходе жизнедеятельности люди спускают в трубу канализации большое количество использованной воды. В основном это стоки из ванной комнаты и кухни. Эти стоки принято обобщенно называть хозяйственно-бытовыми. Это очень загрязненная, вредная для окружающей среды и ядовитая для живности смесь воды с жирами, моющими химически активными веществами и отходами человеческой жизнедеятельности. Нуждается в глубокой очистке и бактерицидной обработке. Нуждается в постоянной очистке, так как после ее потребления, вода становится грязной, вредной или даже опасной для употребления. В наше время популярная и эффективная система очистки воды – биологическая, что позволяет эффективноочищать хозяйственно бытовые сточные воды. Наиболее эфективным зарекомендовал себя биологический метод очистки хозяйственно-бытовых стоков. Система биологической очистки сточных вод подходит для очистки канализационных сточных вод.

Станция биологической очистки сточных вод работает за счет жизнедеятельности микроорганизмов, которые взаимодействуют с органическими загрязнениями. Данный метод подразумевает очистку вод с помощью активного ила, который содержит достаточно много микроорганизмов. Аэробная биологическая очистка стоков нуждается в постоянном поступлении кислорода, что позволяет бактериям поглощать органику. Также есть варианты биологической очистки без поступления кислорода, но тогда обработка загрязненных вод будет выходить дороже. После завершения обработки органических веществ, вода идет дальше для дальнейшей очистки. Нитраты и азот аммонийных солей поглощают бактерии нитрофикаторы. Если в биоблоке в воде остался активный ил, то в отстойнике он переводится в осадок. Биологическая очистка сточных вод нуждается в комплексном подходе. Так как для получения качественной воды из жидкости необходимо удалить все нерастворимые твердые частицы при помощи механической очистки. Также необходимо дезинфицировать очищенные воды, чтобы она стала пригодной для питья. Практически все очистительные сооружения включают в себя блок биологической очистки.

ООО «Сумма Технологий Очистки Воды» — это компания, которая является лидером по производству водоочистного оборудования. Мы изготавливаем станции биологической очистки стоков, подходя индивидуально к каждому клиенту. Это способствует повышению качества очистки воды. Позвонив нам по номеру телефона +7 (499) 350-62-37, вы сможете оформить заказ или получить консультацию специалиста.

Механическая биологическая обработка (MBT) и нулевые отходы

Что такое MBT?

MBT охватывает широкий спектр деятельности и технологий по обращению с остаточными отходами, т.е. отходы, которые не были разделены на переработку или компостирование. Как следует из названия, он состоит из механической части, в которой отходы механически разделяются для извлечения вторсырья, и биологической части, предназначенной либо для компоста, либо для переваривания органической фракции.

Три основных выхода завода по производству ОБТ: вторсырье — например, полиэтилентерефталат, который можно отправить на переработку — низкокачественная почва — биологически стабилизированная часть используется для мелиорации земель, почти никогда для сельского хозяйства — и RDF, Refuse Derived Fuel, который представляет собой смесь материалов с однородной теплотворной способностью. ценность для сжигания в мусоросжигательных печах или в некоторых цементных печах.

MBT стало популярным после вступления в силу Директивы о захоронении отходов, которая обязывала государства-члены сокращать количество биоразлагаемых отходов, отправляемых на полигоны. MBT обладает способностью сокращать объем и выбросы метана из отходов, а также, поскольку он модульный, он обеспечивает некоторую гибкость и дешевле и быстрее в сборке, чем любые другие крупномасштабные централизованные варианты.

Недостатками MBT являются низкое качество производимого компоста; почти всегда слишком загрязнен, чтобы его можно было использовать в качестве почвоулучшителя.Как следствие, некоторые органы власти рассматривают MBT как способ обеспечить соответствие нормам рециркуляции без фактической рециркуляции и производства RDF, предназначенного для сжигания в мусоросжигательных и цементных печах.

ОБТ в Европе

ОБТ с разным успехом использовались в Европе. Например, в Германии они используются более 10 лет, и, хотя и были получены некоторые хорошие результаты, чем больше растение, тем больше неприятного запаха и бактерий в округе. Опыт доказал, что MBT не требуется, когда сбор биологических отходов работает хорошо и существует высококачественный раздельный сбор других потоков отходов в сочетании с хорошей политикой в ​​отношении продукции, способствующей предотвращению образования хлора / ПВХ, тяжелых металлов и антипиренов.

В Барселоне, Испания, объекты MBT назывались экопарками и эксплуатируются уже 10 лет. Хотя им удалось значительно сократить количество отходов, отправляемых на свалки, и восстановить материалы для вторичной переработки, факт, что на этих объектах не получился хороший компост, в то время как их производство RDF увеличилось. Фактически, после всех дорогостоящих инвестиций в MBT город Барселона в конечном итоге внедрил отдельный сбор органических веществ (2010 г.) после того, как осознал, что единственный способ получить хороший компост — это использование материалов, поступающих в результате разделения источников биоотходов.

MBT и нулевые отходы

Стратегия нулевых отходов означает, что следует предотвращать образование отходов и максимально увеличивать разделение источников. Если все продукты, представленные на рынке, подлежат вторичной переработке и надлежащим образом собираются отдельно, не будет никаких отходов и, следовательно, необходимости в MBT. Если MBT имеет место в стратегии Zero Waste, то это только при работе с текущими 20-30% от общего количества твердых бытовых отходов, которые невозможно разделить и собрать. В этих случаях MBT может быть временным решением, но всегда помня о цели продолжения минимизации остаточных отходов.

Фактически, настоящее название MBT в стратегии Zero Waste — это комбинация Центра рекуперации материалов и Исследовательского центра Zero Waste. На этих объектах восстанавливаемые материалы регенерируются, а оставшиеся остатки стабилизируются, чтобы их можно было безопасно захоронить после того, как они пройдут через Центр исследований нулевых отходов, который анализирует дефекты конструкции, чтобы работать с ними и сделать их пригодными для вторичной переработки в будущем.

Одним из столпов Zero Waste является разделение источников органических веществ — единственный способ получить чистый высококачественный компост, — и опыт показывает, что его нельзя заменить MBT.

К сожалению, не существует европейского законодательства, требующего раздельного сбора органических веществ, и, следовательно, в европейской политике в отношении отходов по-прежнему отсутствует драйвер, который, вероятно, сделал бы MBT ненужным. Тем не менее, все большее число муниципалитетов с нулевыми отходами отдельно собирают биоотходы и другие фракции отходов и уже достигают высоких показателей утилизации в сочетании с созданием рабочих мест.

Чем больше сепарация у источника, тем меньше требуется сепарация в конце (MBT) и тем меньше требуется сооружений для захоронения (полигонов и мусоросжигательных заводов)!

Концепция механической биологической обработки (MBT) конверсии отходов для извлечения материалов и энергии из смешанных ТБО

Концепция MBT является подходящим решением для U.S., особенно за эффективное удаление пищевых отходов со свалок. Это решение для отвода органических веществ из смешанных ТБО и для эффективного восстановления материала и энергии без разделения источников. Планируя один, сначала разберитесь с рынками и ценностями, чтобы можно было лучше спрогнозировать чистую экономику.

Люпка Арсова

Последние данные по удалению твердых бытовых отходов (ТБО) в США, опубликованные Агентством по охране окружающей среды США (- USEPA) в 2014 году, показывают 26 процентов образующихся ТБО перерабатываются, восемь процентов компостируются, 12 процентов сжигаются с рекуперацией энергии и 54 процента вывозятся на свалки.По данным обследования мусора, проведенного компанией Biocycle / Колумбийского университета, 69 процентов ТБО вывозятся на свалки. Наибольшее воздействие на окружающую среду фракций ТБО, отправляемых на полигоны, оказывают пищевые отходы. Согласно данным — USEPA, пищевые отходы составляют до 21 процента ТБО, которые в настоящее время вывозятся на свалки в США (см. Рисунок 1) .

Когда пищевые отходы (органические) вывозятся на свалки, они образуют метан, вносят свой вклад в образование фильтрата и оказывают наибольшее негативное воздействие на окружающую среду из всех фракций ТБО.Влияние органических веществ, захороненных на свалках, на окружающую среду было рассмотрено Европейским союзом (ЕС) в 1999 году, когда были установлены стандарты для органических веществ, захороненных на полигонах, что привело к разработке технических решений для работы с органическими веществами. В этой директиве определено, что количество биоразлагаемых отходов должно быть сокращено до 75 процентов от уровня 1995 года к 2006 году, до 50 процентов от уровня 1995 года к 2009 году и до 35 процентов от уровня 1995 года к 2016 году.

Одно из широко применяемых решений в Европейском Союзе это концепция механической биологической обработки (MBT).Учитывая устойчивую тенденцию к более высоким целям утечки и скорости переработки органических отходов в США, концепция MBT может быть вариантом для нас и здесь.

История заводов MBT в ЕС

Основным событием, положившим начало разработке концепции MBT, была Директива ЕС о захоронении отходов, принятая в 1999 году. Высокие налоги на захоронение (до 130 долларов США за тонну ТБО) были дополнительными драйверами для уменьшения количества отходов, вывозимых на свалки и перерабатываемых на заводах MBT.Растущий спрос на высокосортное топливо, полученное из отходов (RDF) в Европе, дополнительно стимулировал развитие заводов MBT, поскольку одним из основных побочных продуктов этих заводов является RDF (~ 40 процентов по весу).

Концепция MBT рассматривалась как альтернатива сжиганию для уменьшения количества органических и других ТБО, вывозимых на свалки, а также для восстановления вторсырья и производства биогаза и компоста.

Статус ОБТ в Европейском Союзе

Хотя концепция ОБТ возникла в Германии в 1999 году, с тех пор она успешно распространилась по Европе.Ведущими рынками ОБТ в Европе являются Германия, Австрия, Италия и Испания. 1 Последние данные по существующим установкам MBT относятся к 2011 году:

  • В Германии около 46 действующих заводов MBT с производственной мощностью около 6,6 млн тонн в год. Установки MBT перерабатывают около 25 процентов ТБО, образующихся в Германии, а 20-30 заводов (мощностью от 2 до 3 миллионов тонн в год) производят топливо из отходов. 1
  • Италия также имеет давние традиции использования установок MBT.В Италии больше всего заводов по производству ОБТ, 133 из них находятся в эксплуатации, а самая большая установленная мощность по переработке составляет около 15 миллионов тонн в год. 1
  • В Австрии имеется 16 действующих заводов по производству ОБТ с общей разрешенной мощностью около 800 000 тонн в год с исключительно аэробной биологической очисткой и производством RDF. 2
  • В Испании имеется 84 завода по производству ОБТ с производственной мощностью более 10,5 млн. Тонн в год. По сравнению с другими странами, в Испании есть большинство заводов МБТ с анаэробным перевариванием в качестве биологического процесса. 3

С 2005 по 2011 год количество заводов по производству ОБТ увеличилось на 60%. По данным исследования 2011 года, по всей Европе работает около 330 заводов по производству ОБТ с производительностью около 44 миллионов тонн в год. 4 Ожидается, что количество заводов по производству MBT продолжит расти до примерно 450 заводов с мощностью переработки около 50 миллионов тонн ТБО к 2016 году. 2

MBT Concept

Первоначально MBT установки были разработаны для стабилизации органической фракции ТБО перед захоронением, но они превратились в сложные предприятия, которые перерабатывают ТБО для разделения вторсырья, обрабатывают органическую фракцию для производства биогаза и / или компоста и производят топливо из отходов (RDF).Установки MBT принимают на переработку смешанные ТБО в том виде, в каком они собраны после завершения разделения источников вторичного сырья и органических веществ. Основные цели, достигаемые с помощью ОБТ, заключаются в следующем:

  • Уменьшить количество ТБО, предназначенных для захоронения и термической обработки
  • Уменьшить количество биоразлагаемых материалов, отправляемых на полигоны
  • Уменьшить образование свалочного газа (парниковый газ)
  • Уменьшить количество захоронения загрязнение фильтрата
  • Восстановление вторсырья, включая продукт для улучшения почвы
  • Производство твердого топлива с высоким содержанием энергии (RDF)

Двумя основными элементами установок MBT являются механическая обработка поступающих отходов и биологическая обработка остатков и отделенная органическая фракция.

Роль механической обработки заключается в разделении мелкой фракции для биологической очистки (с высоким содержанием органических веществ и влаги, низкой теплотворной способностью) и крупной фракции (с низким содержанием влаги, высокой теплотворной способностью, пригодные для повторного использования). Механическая обработка включает измельчители, сортировку по размеру и форме, сепараторы для черных и цветных материалов, оптические сортировщики, паллетизаторы и т. Д.

Органические вещества, отделенные при механической обработке, подлежат биологической переработке.Биологическая очистка может быть различной, и наиболее часто используемые варианты:

  • Аэробная биосушка / биостабилизация
  • Аэробное компостирование в резервуаре
  • Анаэробное сбраживание (AD)

Типы современных MBT

Дизайн и тип применяемой механической и биологической очистки на установках MBT зависят от ожидаемых окончательных результатов установки MBT. Основываясь на ожидаемых результатах, современные заводы ОБТ разделены на две основные группы:

  • ОБТ с основной фракцией захоронения
  • ОБТ для производства RDF

Установки ОБТ с основной фракцией захоронения имеют коэффициент отвлечения полигона около 60 процентов, а заводы MBT, предназначенные для производства RDF, сокращают количество вывозимых на свалку отходов до 90 процентов.Установки MBT с основной фракцией захоронения отходов подвергаются аэробному компостированию или анаэробному сбраживанию (сухому или влажному) в качестве биологической обработки. Конечный продукт этих растений имеет высокую концентрацию органических веществ и в некоторых странах используется в качестве грязного компоста.

Установки MBT с аэробным компостированием в качестве биологической очистки являются простейшими и наиболее надежными процессами MBT, требуют минимальных капитальных затрат и также имеют смысл в небольших масштабах. Эти установки MBT позволяют сократить количество отходов менее чем на 50 процентов.Единственным недостатком этих установок является то, что они не рекуперируют энергию, поскольку не производится биогаз. Упрощенная технологическая схема аэробной установки MBT показана на рис. , рис. 2 .

Установки MBT с анаэробным сбраживанием представляют собой комплексные установки, которые имеют более высокие капитальные затраты, требуют высококвалифицированного персонала, а их технология AD более чувствительна, чем аэробное компостирование. Однако эти установки регенерируют энергию в виде биогаза в дополнение к регенерированию материалов.На анаэробных установках MBT могут использоваться как «сухие», так и «влажные» технологии AD, а упрощенные технологические схемы анаэробных установок MBT показаны на рис. , рис. 3, , и, , , рис. 4 .

Установки MBT для производства RDF имеют физическую или биологическую сушку и не имеют биологической обработки, такой как компостирование или анаэробное сбраживание. Эти заводы, также известные как установки механической биологической стабилизации (MBS) или физико-механической стабилизации (MPS), очень надежны и обеспечивают отвод 65-90 процентов от захоронения за счет высокого извлечения материалов и значительного производства RDF.Упрощенные технологические схемы заводов MBS / MPS приведены в Рисунок 5 .

Экономика заводов ОБТ

Капитальные затраты на объекты ОБТ относительно высоки. Недавние примерные оценки и фактические затраты на строительство заводов MBT в Великобритании находятся в диапазоне от 150 долларов за тонну мощности завода MBT с аэробным компостированием в год до в среднем 250 долларов за тонну мощности завода MBT с биологической очисткой AD.Согласно отчетам, эксплуатационные расходы на немецких заводах по производству ОБТ составляют от 45 до 103 долларов за тонну переработанных ТБО. 5 Типичные затраты на установки ОБТ в Европейском Союзе показаны в Таблице 1 .

Помимо относительно высоких капитальных и операционных затрат, дополнительным финансовым бременем является маркетинг конечных продуктов, грязного компоста и RDF. Некоторые заводы MBT платят чаевые за RDF на электростанциях, и во многих случаях конечный остаток не может использоваться в качестве удобрения из-за высокой концентрации примесей и должен быть захоронен за дополнительную плату.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом концепции MBT является высокая гибкость к изменяющимся требованиям рынка отходов. Установки MBT могут быть оптимизированы в соответствии с конкретными требованиями рынка за счет увеличения регенерации вторсырья, производства RDF и биогаза. Установки MBT — это комплексное решение для утилизации материалов (вторсырье) и топлива / энергии (биогаз, RDF). За счет уменьшения биоразлагаемой фракции в ТБО, предназначенных для захоронения, концепция MBT помогает минимизировать выбросы парниковых газов (ПГ) при захоронении необработанных ТБО.В конечном итоге, концепция MBT сводит к минимуму общее количество отходов, вывозимых на свалки, и может способствовать достижению цели «Нулевое количество отходов на свалки».

Хотя концепция MBT имеет значительные преимущества, она также имеет свои недостатки. Одной из проблем, с которыми сталкиваются эти заводы, является качество регенерированных вторсырья и производимого компоста. В Германии продукт компоста не разрешен для использования в сельском хозяйстве, в то время как в Испании, хотя качество компоста является приемлемым, местные фермеры не хотят его использовать.Установки MBT имеют высокие капитальные и эксплуатационные затраты и поэтому имеют экономический смысл в областях, где они конкурентоспособны по сравнению с высокими затратами на захоронение. Как предприятия по переработке отходов, эти заводы также не одобряются общественностью из-за проблем с запахом.

MBT Потенциал в США

Концепцию MBT можно сравнить с существующей концепцией установок по переработке смешанных отходов (MWPF), также известных как «грязные» установки по рекуперации материалов (MRF), в США.S. Уровень технической сложности заводов MBT намного выше, чем у заводов MWPF, которые мы знаем в США. Концепция MBT может быть выгодным вариантом для мест в США с низким уровнем рециркуляции, нулевым количеством отходов на свалки и запретами на захоронение органических отходов. . Установки MBT также могут быть решением для подготовки сырья для передовых технологий термической обработки.

Концепция MBT является подходящим решением для США, особенно для эффективного удаления пищевых отходов со свалок.Это решение для отвода органических веществ из смешанных ТБО и для эффективного восстановления материала и энергии без разделения источников. Планируя один, сначала разберитесь с рынками и ценностями, чтобы можно было лучше спрогнозировать чистую экономику. Это дорогие комплексы.

Люпка Арсова — консультант II в Gershman, Brickner & Bratton, Inc. (Фэрфакс, Вирджиния). Она имеет более чем семилетний опыт работы с технологиями переработки твердых отходов, включая сочетание национального и международного опыта в определении подходящих технологий преобразования для существующих систем управления твердыми отходами.Люпка работала с клиентами из частного и государственного секторов, помогая им разработать лучший технический подход и выполнить процессы закупок, соответствующие их потребностям и финансовым возможностям. Она отвечает за ведение обширной базы данных по технологиям переработки твердых отходов в США и во всем мире для GBB. С ней можно связаться по телефону (703) 663-2433 или по электронной почте [email protected]

Чтобы узнать больше о технологиях MBT, рассмотрите возможность посещения специализированной конференции MBT «Waste-to-Resources 2015», дополнительную информацию можно получить по следующей ссылке, www.Waste-to-resources.eu/International-Symposium-2015.html

Примечания

  1. MBT в Германии и Европе — Развитие, состояние и перспективы — Майкл Неллес, Герт Моршек, Дженнифер Грюнес — Университет Ростока — Международные 9-е дни переработки ASA, 2012 г.
  2. Управление бытовыми отходами в Австрии, Европейское агентство по окружающей среде, февраль 2013 г. (цифры за 2011 г.)
  3. Изучение текущего состояния заводов по переработке MBT в Испании — Антонио Галлардо Искьердо и др., Universidad Jaume I de Castelló, CONAMA 2014
  4. Ecoprog GmbH — Европейский рынок механических биологических очистных сооружений, декабрь 2011 г.
  5. Углубленный семинар: Механическая биологическая очистка (MBT) как вариант нетермической обработки смешанных и остаточных отходов — Д-р Маттиас Кюле-Вайдемайер Конференция по возобновляемым источникам энергии из отходов (2014 г.)
  6. Центр обработки данных по технологиям обращения с отходами (2007 г.).

Что такое биологическая очистка сточных вод?

Биологическая очистка сточных вод, основанная на использовании микроорганизмов для разложения органических отходов, имеет долгую историю и варьируется от простых выгребных ям до традиционных заводов по производству активного ила и до технологически передовых решений, таких как MABR.

Биологическая очистка сточных вод использует действие бактерий и других микроорганизмов для получения чистой воды

Биологическая очистка сточных вод — это процесс, который на первый взгляд кажется простым, поскольку в нем используются естественные процессы, способствующие разложению органических веществ, но на самом деле это сложный, не до конца изученный процесс на стыке биологии и биохимии.

Биологические методы лечения основаны на бактериях, нематодах или других мелких организмах, которые разрушают органические отходы с помощью нормальных клеточных процессов.Сточные воды обычно содержат скопление органических веществ, таких как мусор, отходы и частично переваренные продукты. Он также может содержать патогенные организмы, тяжелые металлы и токсины.

Целью биологической очистки сточных вод является создание системы, в которой результаты разложения легко собираются для надлежащей утилизации. Биологическая очистка используется во всем мире, потому что она эффективнее и экономичнее многих механических или химических процессов.

Биологическая обработка обычно делится на аэробные и анаэробные процессы.«Аэробный» относится к процессу, в котором присутствует кислород, в то время как «анаэробный» описывает биологический процесс, в котором кислород отсутствует. Ученые смогли контролировать и усовершенствовать как аэробные, так и анаэробные биологические процессы для достижения оптимального удаления органических веществ из сточных вод.

Биологическая очистка сточных вод часто используется в качестве вторичного процесса очистки для удаления материала, оставшегося после первичной обработки с помощью процессов, включая флотацию растворенного воздуха (DAF).В процессе первичной очистки воды из сточных вод удаляются отложения и такие вещества, как нефть.

Аэробная очистка сточных вод

Процессы аэробной очистки сточных вод включают простые септические или аэробные резервуары и канавы окисления; аэрация поверхности и распылением; активный ил; канавы окисления, капельные фильтры; лечебные процедуры в прудах и лагунах; и аэробное пищеварение. Построенные водно-болотные угодья и различные типы фильтрации также считаются процессами биологической очистки.Системы диффузной аэрации могут использоваться для максимального увеличения переноса кислорода и сведения к минимуму запахов при очистке сточных вод. Аэрация обеспечивает кислородом полезные бактерии и другие организмы, разлагающие органические вещества в сточных водах.

Проверенным временем примером метода аэробной биологической очистки является процесс активного ила, который широко используется для вторичной очистки как бытовых, так и промышленных сточных вод. Он хорошо подходит для обработки потоков отходов с высоким содержанием органических или биоразлагаемых веществ и часто используется для очистки городских сточных вод; сточные воды, образующиеся на целлюлозно-бумажных комбинатах или в пищевой промышленности, например, в мясоперерабатывающей промышленности; и потоки промышленных отходов, содержащие молекулы углерода.

Обработка MABR

В последние годы технологические достижения изменили биологические процессы. Одним из примеров является мембранный реактор с аэрированной биопленкой (MABR), который оптимизирует этот процесс, чтобы использовать на 90% меньше энергии для аэрации, что обычно является наиболее энергоемким этапом традиционной биологической очистки. При MABR-обработке Fluence воздух при атмосферном давлении осторожно вдувается в спирально намотанную мембрану в резервуаре, при этом воздух находится с одной стороны мембраны, а смешанный раствор — с другой, в одном резервуаре.Нитрификация-денитрификация достигается за счет образования биопленки на мембране. В результате сточные воды подходят для орошения или сброса в окружающую среду.

На большинстве устаревших заводов по всему миру используется обработка активного ила или другие устаревшие процессы аэробной очистки. Замена таких заводов требует много времени и средств, либо у них нет необходимого места для расширения. Чтобы удовлетворить эту потребность, компания Fluence создала модули SUBRE MABR. SUBRE погружает группы мембран MABR в существующие резервуары очистных сооружений для повышения энергоэффективности, производительности и качества сточных вод — и все это на существующей площади завода.

Компания Fluence также упаковала укомплектованные очистные сооружения Aspiral ™ MABR в стандартных транспортных контейнерах, что обеспечивает эффективную транспортировку и быстрый ввод в эксплуатацию практически в любом регионе. Модули plug-and-play можно использовать в тандеме для увеличения производительности, они не требуют особого обслуживания и обеспечивают удаленный мониторинг.

Всего за несколько лет технология MABR превратилась в зрелую технологию, и в Китае ведутся обширные проекты в соответствии со строгими национальными стандартами очистки сточных вод класса 1A.В Соединенных Штатах Fluence MABR зарекомендовал себя в соответствии со стандартами очистки сточных вод California Title 22 во время годовой демонстрации в Стэнфордском университете.

Анаэробная обработка

Напротив, при анаэробной обработке бактерии используются для разрушения органических материалов в бескислородной среде. В лагунах и септических резервуарах могут использоваться анаэробные процессы, но наиболее известной анаэробной обработкой является анаэробное сбраживание, которое используется для очистки сточных вод от производства продуктов питания и напитков, а также городских сточных вод, химических сточных вод и сельскохозяйственных отходов.

Анаэробное сбраживание способствует одной из самых надежных областей восстановления ресурсов: рекуперации энергии. В этой форме рекуперации энергии, также известной как преобразование отходов в энергию, анаэробное сбраживание используется для производства биогаза, который состоит в основном из метана. Операторы могут использовать его для выработки энергии, чтобы помочь топливным операциям на пути к нулевому уровню энергии, или даже превратить потоки отходов в потоки доходов.

Дальнейшая очистка

Тип биологической очистки, выбранный для очистки сточных вод, будь то аэробный или анаэробный, зависит от широкого круга факторов, включая соблюдение нормативов качества сбросов в окружающую среду.

Биологическая обработка часто дополняется дополнительными стадиями обработки, включая хлорирование и УФ-обработку, а также рядом вариантов фильтрации, включая угольную фильтрацию, обратный осмос и ультрафильтрацию.

Исследователи продолжают искать способы оптимизации традиционной биологической очистки сточных вод. В одном из примеров финские исследователи добавили сульфат железа в сточные воды перед биологической очисткой, чтобы снизить содержание фосфора в трудноочищаемых сточных водах целлюлозных заводов.Другие исследователи использовали УФ-свет для удаления сложных веществ, таких как химические остатки и фармацевтические соединения. Новаторская модель аэрации MABR позволяет сэкономить столько энергии, что делает возможным лечение в отдаленных районах с использованием альтернативных источников энергии.

Итак, хотя биологическая очистка имеет долгую историю, она продолжает развиваться, делая ее более эффективной, действенной и доступной. Свяжитесь с Fluence, чтобы получить информацию о наших продуктах MABR или воспользоваться нашим 30-летним опытом в решениях по переработке отходов в энергию.

Устойчивая механическая биологическая обработка твердых отходов в урбанизированных районах с низким уровнем переработки

Свалки по-прежнему остаются основным технологическим объектом, используемым для обработки и утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) во всем мире. В развивающихся странах окончательная свалка применяется без мониторинга окружающей среды и защиты почвы, поскольку твердые отходы в основном отправляются на открытые свалки, в то время как в Европе захоронение рассматривается как последний вариант, поскольку обычно поощряются обратные логистические подходы или рекуперация энергии.Однако во многих регионах Европейского Союза ТБО продолжают вывозить на свалки, поскольку современные объекты не были введены из-за ненадежных правил или финансовой устойчивости. В этом документе обсуждаются мероприятия по окончательной утилизации и операции по предварительной обработке в районе на юге Италии, где окончательное захоронение по-прежнему является основным вариантом обработки ТБО, а степень рециркуляции все еще низка. Установки механической биологической очистки (МБТ) исследуются с целью оценки применяемых методов органической стабилизации для ТБО и эффективности производства топлива из отходов, стабилизации органических отходов и снижения массы.Внедрение МБТ перед захоронением снижает воздействие на окружающую среду и массу отходов до 30%, так как органические фракции стабилизируются, что приводит к поглощению кислорода менее 1600 мгО 2 ч -1 кг -1 VS , и используются неорганические материалы. Основываясь на экспериментальных данных, в этой работе исследуется применение ОБТ в условиях, когда деятельность по переработке и восстановлению не была полностью разработана. Доказательства этого исследования привели к утверждению, что внедрение установок MBT рекомендуется для развивающихся регионов с высоким уровнем образования гнилостных отходов, чтобы уменьшить загрязнение окружающей среды и улучшить здоровье людей.

Ключевые слова: Низкие показатели утилизации; Механическая биологическая очистка; Управление твердыми бытовыми отходами; Респирометрический анализ; Санитарная свалка.

Насколько экологична механическая биологическая обработка?

Д-р Адам Рид и д-р Эндрю Годли рассматривают потенциальную роль механической биологической и термической обработки (MBT / MHT) в устойчивых системах управления отходами и сравнивают «экологичность» технологий с отходами в энергетических системах.Также исследуются рынки твердого регенерированного топлива для производства энергии.

Общества всегда производили отходы, но, положив руку на сердце, действительно ли мы верим, что «нулевые отходы» возможны? Если это так, то давайте остановим это обсуждение сейчас, сделав вывод, что многие развитые страны потратили впустую значительную сумму денег на новые очистные сооружения и связанную с ними инфраструктуру сбора, которую в ближайшем будущем нечего будет обрабатывать.

Итак, если мы придерживаемся мнения, что общество всегда будет производить отходы, тогда нам необходимо подумать о том, как эффективно использовать их на благо общества и окружающей среды и превратить управление отходами в управление ресурсами.

Высвобождение ценности отходов

Отходы — это ресурс: возможно, они находятся в неправильной форме или в неправильном месте, но это ресурс, и поэтому их нельзя выбрасывать. Вот почему так много глобальных усилий направлено на разработку технологий переработки для высвобождения ресурсной и экономической ценности остаточных отходов. Мы перерабатываем стекло, пластик, металлы и бумагу; мы производим компост из садовых отходов, и ЕС, и в частности правительство Великобритании, поощряет нас производить энергию за счет анаэробного переваривания пищевых отходов.Но, несмотря на все эти усилия, остается значительное количество остаточных отходов.

Что нам делать с остаточными отходами? Мы либо сжигаем его, надеясь восстановить энергию на предприятии по переработке отходов в энергию (WtE); закопать его на свалке, но это не популярный вариант, учитывая правила ЕС; или использовать оборудование для механической биологической обработки (MBT) или механической термической обработки (MHT) для извлечения подходящих материалов (вторсырья) для последующей обработки при разложении / переваривании органической фракции.

Существуют сложные модели, такие как модель WRATE Агентства по окружающей среде для оценки и сравнения воздействия на окружающую среду различных очистных сооружений.

Однако существует также основополагающее мнение, которое может отвергнуть такую ​​научную оценку, когда местный орган власти / муниципалитет выбирает свое лечебное решение. Такое восприятие, которое в данной статье мы условно называем «экологическими полномочиями», широко распространено во всем мире. В заявлениях средств массовой информации и стратегических документах очевидно, что одна технология предпочтительнее другой, потому что они имеют меньший углеродный след или лучше для окружающей среды, даже когда полный научный анализ может предполагать иное.

В связи с нынешней непопулярностью свалок в ЕС и законодательством, направленным на отвод биоразлагаемых материалов с полигонов для ограничения выбросов парниковых газов (ПГ), акцент явно делается на разработке решений для термической обработки и MBT.

Эти варианты быстро разрабатываются многими местными властями / муниципалитетами по всей Европе для управления остаточными бытовыми отходами. Из-за стигмы, которая окружает термическую обработку, в частности, в Великобритании, многие муниципалитеты смотрели на решения MBT и MHT как на более «зеленые».Из таблицы 1 видно, что объекты MBT (наряду с операциями MHT) строятся в том же количестве, что и заводы WtE по всей Великобритании.

MBT против WtE

При простом сравнении WtE и MBT, насколько хорошо складываются зеленые учетные данные MBT? Установки, использующие отходы для производства энергии, обладают рядом очевидных преимуществ: значительно сокращается объем отходов; энергия восстанавливается из тепловой энергии, выделяющейся при сгорании; и большая часть золы может быть восстановлена ​​и переработана в виде металлов и заполнителей.Это также относительно дешево, мало и просто и, что самое главное, работает.

Объекты MBT с мощностью SRF могут соответствовать производительности объектов WtE

Так почему же он не применяется повсеместно в качестве технологии обработки остаточных отходов? Просто он пострадал от плохой прессы как источник токсичных загрязнителей из-за плохо спроектированных и плохо эксплуатируемых объектов в 1950-х и 1960-х годах. Загрязняющие вещества, переносимые по воздуху, вполне справедливо вызывают беспокойство, но уровень загрязняющих веществ от современных заводов находится в пределах требований ЕС, и существует мало доказательств, связывающих ПОЭ с плохим здоровьем.Но клеймо 1950-х и 1960-х годов осталось.

MBT, с другой стороны, часто рассматривается как «зеленая» альтернатива, которая производит ряд ценных продуктов, таких как вторсырье и топливо. MBT также широко считается более «приемлемым» и с меньшей вероятностью вызовет возражение общественности, чем установка WtE, и, как таковая, считается более безопасной ставкой, когда речь идет о планировании землепользования и консультациях с населением. Семейство систем очистки

MBT

MBT — это «семейство систем очистки», в которых используется комбинация механических и биологических процессов для разделения и преобразования остаточных отходов в несколько продуктов.Некоторые из них затем регенерируются или перерабатываются, но другие по-прежнему предназначены для захоронения на свалке, хотя объем этого материала будет значительно сокращен. Итак, возникает вопрос, насколько «экологичны» ОБТ? Как правило, установка MBT больше, сложнее и дороже в строительстве и эксплуатации, чем эквивалентная установка WtE, обрабатывающая такое же количество отходов. Тем не менее, многие установки MBT выполняют аналогичную работу, что и установки WtE — большинство из них предназначены для производства твердого топлива, которое затем должно поступать на другой завод для выработки энергии (рекуперации).

Предполагается, что установка MBT будет извлекать металлы, как черные, так и цветные, а также стекло для использования в качестве заполнителя. Завод MBT может также регенерировать пластмассы и, возможно, бумагу, которые, очевидно, не могут быть рекуперированы на установке термической обработки. Однако из-за загрязнения материалы для вторичной переработки не того же качества, что и материалы из MRF. Со временем, по мере того, как все больше и больше заводов по производству ОБТ вступает в строй, обеспечение рынков для этих вторсырья может стать практически невозможным, поскольку переработчики отдают предпочтение материалам, собранным на обочине, по соображениям качества.Таким образом, подрывается одно из экологических достижений MBT.

Тем не менее, учитывая, что это восстанавливаемые ресурсы фиксированного углерода, включая ископаемый углерод в пластмассах, системы MBT, производящие пластмассы и бумагу, могут иметь право на получение некоторых зеленых «баллов» сверх сопоставимой системы WtE.

Компостирование и анаэробное сбраживание

А как насчет биологических процессов? Объекты MBT часто включают компостирование биоразлагаемой фракции с получением компостоподобного продукта (CLO).Но они не могут использоваться с такой же свободой, как компосты, изготовленные из отходов, разделенных по источникам, таких как отдельно собранные садовые зеленые отходы, поскольку они считаются представляющими более высокий экологический риск из-за возможного загрязнения другими компонентами в остаточных отходах.

Но компостирование происходит при низких температурах, поэтому рекуперация энергии отсутствует. Это также неполно, поскольку не все органические вещества разлагаются, и фактически потребляет энергию для обеспечения аэрации, необходимой для завершения процесса.Кроме того, при компостировании образуются выхлопные газы, которые могут содержать патогенные бактерии и грибки, а также неприятные запахи и загрязняющие вещества, такие как аммиак и летучие органические соединения.

Наконец, произведенный CLO считается опасным материалом для внесения в почву, поскольку он может представлять экологические риски для почвы и грунтовых вод из-за диффузного загрязнения. Эти потенциальные выбросы MBT не всегда признаются сторонниками MBT, и в этом свете системы MBT могут быть не такими экологичными, как заявлено или широко воспринимается.

Однако многие MBT теперь включают анаэробный варочный котел вместо или в сочетании с фазой компостирования. Эти системы AD будут вырабатывать энергию из биогаза, который обычно компенсирует большую, но не всю энергию, необходимую для работы MBT. Однако системы AD также часто производят жидкие сточные воды, от которых трудно избавиться.

Таким образом, у систем MBT с решениями на основе AD могут возникнуть некоторые экологические проблемы, которые необходимо решить, прежде чем они действительно смогут претендовать на какое-либо экологическое превосходство — даже если модели анализа жизненного цикла придут к другому выводу.

Твердое топливо из MBT

Многие процессы MBT предназначены для производства твердого топлива из остаточных отходов, называемых RDF или SRF. Различие между RDF и SRF — это серая область, но в целом подготовка SRF более сложна, чем для RDF. Оба состоят в основном из отделенных горючих материалов, присутствующих в остаточных отходах, то есть пластмасс, бумаги, текстиля, дерева и ковров.

Аэрофотоснимок завода по производству ОБТ в парке утилизации отходов Уотербич. Завод был построен в рамках крупного контракта PFI для Donarbon

. Объекты MBT, производящие SRF или RDF, часто имеют более простую конструкцию, поскольку нет необходимости в утилизации вторсырья.Те, которые производят RDF, просто экранируют большую горючую фракцию от остальных отходов; в то время как те, которые производят SRF, выполняют аналогичную стадию разделения, но часто включают стадию биосушки.

Выход RDF и SRF может достигать 60% от исходного материала. После учета переработанных материалов, таких как металлы и стекло, а также технологических потерь, например, из-за микробного разложения и испарения влаги, это означает, что очень мало остатков обычно остается для захоронения — количество, сравнимое с количеством, полученным на крупных объектах ПОЭ. .

Таким образом, объекты

MBT с мощностью SRF очень привлекательны для муниципалитетов, поскольку они могут соответствовать характеристикам объектов WtE, но их легче приобрести, поскольку нет дымоходов или загрязнения воздуха, поскольку производство энергии может происходить за пределами площадки.

Воздействие SRF / RDF на окружающую среду

Тем не менее, мы должны помнить, что SRF все равно нужно сжечь, чтобы это решение реализовало свой потенциал с точки зрения отвода отходов и повышения эффективности. Системы MBT могут претендовать на экологичность только в том случае, если SRF / RDF сожжены, что может показаться парадоксом.

SRF и RDF могут использоваться в качестве топлива на традиционных установках WtE — хотя это длительный и дорогостоящий маршрут, который следует выбирать, когда вы можете направить прямо на объект WtE без необходимости какой-либо дорогостоящей предварительной обработки и производства топлива — или, возможно, совместное сжигание на обычных электростанциях, работающих на сжигании, например на угольных. Его также можно использовать в качестве топлива на установках газификации и пиролиза, где требуется более однородное и контролируемое сырье.

Как и объекты WtE, производство SRF / RDF зависит от исходного материала с минимальной теплотворной способностью

Хотя эти типы объектов обычно упоминаются как перспективные для Великобритании и других стран, их не так легко развивать из-за нежелания муниципалитетов закупать новые технологии с небольшим опытом работы, и это то же самое во всем мире.Будучи смесью ископаемого углерода и углерода биомассы, SRF из остаточных отходов не является полностью возобновляемым источником энергии. Его необходимо транспортировать к месту использования, и он часто является материалом с низкой насыпной плотностью. Во многих отношениях, на первый взгляд, это мало чем отличается от транспортировки необработанных ТБО непосредственно на объект ПОЭ.

Итак, каковы экологические преимущества производства SRF с учетом дорогостоящей обработки на объекте MBT, который требуется? SRF может заменить другие, более традиционные виды топлива в промышленных процессах, например, заменив природный газ в качестве топлива в промышленных котлах.Это может быть меньшее решение для местного производства топлива, чем это возможно для более традиционной энергии от мусорных заводов.

Рынок SRF

Характеристики SRF могут быть изменены посредством обработки MBT для получения определенных качеств, актуальных для некоторых приложений. Например, SRF нашел широкое применение в качестве топлива в цементных печах, где требуемая теплотворная способность (обычно> 15 МДж / кг) выше теплотворной способности остаточных ТБО, но может быть достигнута с помощью многих процессов MBT.Подобно объектам WtE, принимающим остаточные отходы напрямую, цементные печи будут оплачиваться за прием этого материала (сбор за ворота), который ниже, чем сборы, которые местные власти заплатили бы за вывоз материала на свалку — так что все в выигрыше. В Великобритании производство SRF для использования на промышленных объектах приносит пользу всем сторонам: муниципалитет экономит на затратах на захоронение отходов и выполняет задачи по их отводу, а промышленный пользователь получает деньги за использование топлива-заменителя вместо топлива, за которое он обычно платит.

Также широко распространено мнение о том, что со временем, по мере того, как на рынке появляется все больше SRF и его качество будет подтверждено стабильным, SRF фактически будет определять цену на этих промышленных предприятиях. Но это, конечно, еще не так в Великобритании, где ограниченный рынок SRF вызвал опасения по поводу того, что муниципалитеты вынуждены вывозить их на свалки.

Обратной стороной такого использования SRF является то, что во время экономического спада, например, сейчас, потребности отрасли в топливе могут упасть. Работать с продуктом, полученным из отходов, на меняющемся рынке рискованно, так как кран подачи отходов нельзя перекрыть.Следовательно, существуют риски для развития SRF как потока продукции ОБТ — и, поскольку ОБТ в Великобритании находится в зачаточном состоянии, а большинство ОБТ вводится в эксплуатацию с производством SRF, впереди могут быть трудные времена. Возможно, большее беспокойство вызывает ситуация, которая может возникнуть, если SRF будет накапливаться и некуда будет деваться. Захоронение SRF приведет к дополнительным дорогостоящим затратам на утилизацию и подорвет способность местных властей выполнять свои задачи по отводу мусора.

Таким образом, этот материал (SRF), который является дорогим в производстве, также может быть дорогостоящим при утилизации, если конечный рынок не будет полностью развит.Без рынков экологическая репутация предприятий по производству ОБТ, производящих SRF, будет подорвана! Важнейшим вопросом, который должны учитывать муниципалитеты при выборе решений по переработке остаточных отходов, являются рынки сбыта всей продукции.

Важно понимать, что производство и использование SRF в качестве топлива не сильно отличается от сжигания WtE, поскольку оба они полагаются на топливо с минимальной теплотворной способностью для самовоспламенения. И SRF, и остаточные отходы зависят от пластика для поддержания теплотворной способности.Пластмассы, полученные из ископаемого топлива, могут в будущем рассматриваться как слишком ценный вид фиксированного углерода для сжигания. Его можно во все большей степени удалять из потока остаточных отходов и поощрять его восстановление как таковое. В этом сценарии установки ПОЭ, сжигающие остаточные отходы, могут пострадать, поскольку теплотворная способность вводимых отходов может упасть ниже проектных пределов. Установка MBT, разработанная для производства SRF с высокой теплотворной способностью для конкретного конечного пользователя, также может пострадать в этом сценарии, поскольку поддержание высокой теплотворной способности SRF может быть затруднено.

Однако конструкция MBT, которая обладает встроенной гибкостью для производства широкого спектра продуктов и может увеличивать или уменьшать выход этих продуктов, вероятно, выживет в таком сценарии. Хотя это почти наверняка увеличит сложность и стоимость конструкции ОБТ, такая гибкость и надежность могут того стоить.

ОБТ: не такая уж зеленая альтернатива

Так что все это значит? Система MBT — это комплексная комбинированная установка, использующая аспекты MRF, компостирования, AD и WtE.Ключевой особенностью MBT является то, что он предлагает степень гибкости, которая может позволить ему быть лучше с точки зрения будущей защиты, чем чистые растворы WtE, которые не могут изменить качество исходного сырья или увеличить или уменьшить выходы.

В меняющемся мире, где меняются приоритеты с точки зрения спроса на энергию, доступности ресурсов и технических характеристик продукта, всегда будет отдаваться предпочтение гибкому решению, но гибкость сопровождается увеличением сложности и стоимости. Некоторые муниципалитеты примут это и заплатят премию за выбор системы MBT.Другие этого не сделают, и в мире, охваченном рецессией, эти решения будут подвергаться более тщательной проверке, чем когда-либо прежде.

Но, с точки зрения «экологичности» MBT, простая истина такова: MBT не является такой зеленой альтернативой WtE, как ее часто называют. Чистое преобразование отходов с помощью MBT, производящего SRF, очень похоже на преобразование на заводе WtE, но с помощью более сложного процесса с учетом собственных выбросов в окружающую среду. Мы предполагаем не то, что вы ожидали услышать, а важную реальность, которую должны принять руководители всего мира.

Д-р Адам Рид является руководителем мировой практики по управлению отходами, а д-р Эндрю Годли — специалистом по переработке органических отходов в AEA.
Электронная почта: [email protected]

Другие статьи об управлении отходами

Механическая биологическая очистка

MBT — это общий термин, используемый для описания ряда различных процессов обработки остаточных отходов, которые включают как механическую, так и биологическую очистку твердых бытовых отходов (ТБО).

Установки

MBT используются для разделения потоков смешанных отходов, обычно из ТБО, на ряд сухих продуктов (как правило, черные и цветные металлы и стекло), топлива, полученного из отходов с высокой теплотворной способностью (RDF), подходящего для сжигания, и влажных биоразлагаемых суспензий. подходит как для компостирования, так и для анаэробного сбраживания (AD).

Технология

MBT использует естественное тепло, выделяемое во время биологического разложения, для сушки и стабилизации ТБО. Существует два основных подхода, и разница между ними заключается в стадии обработки биологической части отходов — либо до процесса механического разделения, либо после того, как он произошел.

MBT сам по себе представляет собой двухэтапный процесс, в котором по получении на перерабатывающем предприятии ТБО после смешивания и измельчения (требуется для обеспечения равномерного смешивания и измельчения отходов) разделяются на различные фракции с использованием ряда различных процессов, таких как:

  • Просеивание — удаление более крупных отходов;
  • Магнитная сепарация — удаление черных металлов, таких как жестяные банки;
  • Вихретоковая сепарация — удаление цветных металлов, например, алюминиевых банок;
  • Оптическое разделение — разделение некоторых видов пластика; и
  • Классификация воздуха — удаление легких материалов, например бумаги.

Как обсуждалось выше, после разделения материалы можно направить на дальнейшую переработку, а RDF использовать в производстве энергии. Качество конечных продуктов будет зависеть от используемой обработки. Сухие материалы, как правило, низкого качества, и только некоторые виды могут быть переработаны, например, стекло используется в качестве заполнителя в дорожном строительстве. Остаточный биологический материал обычно имеет качество, подходящее только для восстановления полигона.

Дополнительную информацию можно получить по телефону:

Департамент окружающей среды, продовольствия и сельских районов (Defra)

объектов и установок по обращению с опасными отходами

На этой странице:


Что такое предприятие по обращению с опасными отходами?

Объекты по обращению с опасными отходами принимают опасные отходы для обработки, хранения или захоронения.Эти объекты часто называют объектами для обработки, хранения и захоронения, или TSDF, и их деятельность более подробно описана ниже:

  • Обработка — Использование различных процессов, таких как сжигание или окисление, для изменения характера или состава опасных отходов. Некоторые процессы обработки позволяют рекуперировать и повторно использовать отходы в производственных условиях, в то время как другие процессы обработки значительно сокращают количество опасных отходов.
  • Хранение — Временное хранение опасных отходов до их обработки или утилизации.Опасные отходы обычно хранятся перед обработкой или удалением и должны храниться в контейнерах, резервуарах, защитных сооружениях, каплеуловителях, кучах отходов или поверхностных водохранилищах, которые соответствуют положениям Закона о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA). Нормативные требования к этим типам устройств хранения данных можно найти в разделе 40 Свода федеральных правил (CFR):
    • часть 264 для разрешенных объектов и
    • часть 265 для объектов временного статуса
  • Утилизация — Постоянно содержащие опасные отходы.Наиболее распространенным типом объектов захоронения является свалка, где опасные отходы размещаются в тщательно спроектированных блоках, предназначенных для защиты подземных и поверхностных водных ресурсов.

Что такое подразделение по обращению с опасными отходами?

Согласно RCRA, Конгресс уполномочил EPA обнародовать правила, устанавливающие требования к конструкции и эксплуатации для установок по обращению с опасными отходами. Требования предназначены для защиты здоровья человека и окружающей среды от рисков, связанных с опасными отходами.

Специальные правила были разработаны для различных типов единиц управления опасными отходами в соответствии с Подзаголовком C RCRA в 40 CFR, части 264, 265 и 266. Эти единицы включают:

Контейнеры

Контейнер для опасных отходов — это любое переносное устройство, в котором опасные отходы хранятся, транспортируются, обрабатываются или обрабатываются иным образом. Самым распространенным контейнером для опасных отходов является бочка емкостью 55 галлонов. Другими примерами контейнеров являются автоцистерны, железнодорожные вагоны, ведра, мешки и даже пробирки.

Танки

Цистерны — это стационарные устройства, изготовленные из неземных материалов, используемые для хранения или обработки опасных отходов. Цистерны изготавливаются из самых разных материалов, включая сталь, пластик, стекловолокно и бетон.

Капельницы

Каплеуловитель — это спроектированная конструкция, состоящая из бордюра, свободно дренирующего основания, построенная из неземных материалов и предназначенная для отвода капель химического консерванта из обработанной древесины, атмосферных осадков и поверхностных вод в соответствующую систему сбора. на деревообрабатывающих предприятиях.

Изоляторы

Здания изолятора представляют собой полностью закрытые самонесущие конструкции (т. Е. Имеют четыре стены, крышу и пол), используемые для хранения или обработки неконтейнерных опасных отходов.

Инсинераторы

Мусоросжигательные печи

— это закрытые устройства, в которых используется контролируемое пламенное сжигание для термической обработки опасных отходов. При правильном выполнении этот процесс уничтожает токсичные органические компоненты в опасных отходах и уменьшает объем отходов, которые необходимо утилизировать.

Котлы и промышленные печи

Котлы — это закрытые устройства, в которых используется контролируемое пламенное сгорание для рекуперации и экспорта энергии в виде пара, нагретых жидкостей или нагретых газов. Промышленные печи — это закрытые блоки, которые являются неотъемлемой частью производственного процесса и используют термическую обработку для восстановления материалов или энергии из опасных отходов. Примерами промышленных печей являются печи для обжига цемента, агрегатные печи и печи с галогенированной кислотой (производящие кислоту из галогенированных опасных отходов).

Свалки

Свалки — это выкопанные или спроектированные площадки, где нежидкие опасные отходы складываются для окончательного захоронения и закрываются. Эти агрегаты выбраны и сконструированы таким образом, чтобы свести к минимуму вероятность выброса опасных отходов в окружающую среду. Нормы проектирования полигонов для опасных отходов требуют:

  • Двойной лайнер
  • Двойные системы сбора и удаления фильтрата
  • Система обнаружения утечек
  • Контроль за разбегом, стоком и ветром
  • Программа обеспечения качества строительства

Операторы также должны соблюдать требования проверки, мониторинга и реагирования на выпуск.Поскольку свалки являются постоянными площадками для захоронения и закрыты вместе с отходами, они подлежат закрытию и соблюдению требований по уходу после закрытия, включая:

  • Установка и обслуживание последней крышки
  • Продолжение работы системы сбора и удаления фильтрата до тех пор, пока фильтрат не перестанет обнаруживаться
  • Обслуживание и контроль системы обнаружения утечек
  • Мониторинг грунтовых вод
  • Предотвращение попадания ливневых вод и стока
  • Установка и защита исследуемых бенчмарков

Поверхностные водоемы

Поверхностные водохранилища — это естественные топографические впадины, искусственные раскопки или участки, построенные в основном из земляных материалов (хотя и облицованные искусственными материалами), которые используются для накопления жидких опасных отходов.Поверхностные водохранилища для опасных отходов должны быть построены с:

  • Система двойного лайнера
  • Системы сбора и удаления фильтрата
  • Система обнаружения утечек

Для обеспечения правильной установки и строительства, нормативные акты требуют, чтобы устройство имело и выполняло программу обеспечения качества строительства. В правилах также изложены требования к мониторингу, инспекциям, реагированию и закрытию.

Отвалы

Кучи отходов — это неконтейнерные груды твердых, нежидких опасных отходов, которые используются для временного хранения или обработки.Обязательно наличие свалок:

  • Система двойного лайнера
  • Двойные системы сбора и удаления фильтрата
  • Система обнаружения утечек
  • Регуляторы выбега, стекания и рассеивания ветром
  • Контроль качества строительства

Очистные сооружения

Установки для обработки почвы используют естественные почвенные микробы и солнечный свет для обработки опасных отходов. Это достигается путем внесения опасных отходов непосредственно на поверхность почвы или включения их в верхние слои почвы с целью разложения, преобразования или иммобилизации опасных компонентов.Установки по очистке земель полагаются на физические, химические и биологические процессы, происходящие в верхнем слое почвы, чтобы удержать отходы. Из-за этого не требуется, чтобы в установках были системы футеровки или системы сбора и удаления фильтрата.

Перед тем, как опасные отходы могут быть помещены в установку по переработке отходов, операторы должны пройти демонстрацию обработки, чтобы продемонстрировать эффективность и способность установки по переработке опасных отходов. После запуска операторы должны контролировать установку (мониторинг ненасыщенной зоны), чтобы гарантировать, что все опасные компоненты обрабатываются должным образом.Закрытие установки состоит в основном из покрытия установки растительным покровом и подтверждения того, что уровни опасных компонентов в зоне обработки не превышают фоновые уровни.

Нагнетательные скважины

Нагнетательные скважины

регулируются в основном Законом о безопасной питьевой воде и Программой контроля подземной закачки (UIC) Агентства по охране окружающей среды.

См. Также:

Разные и прочие единицы

Единицы по обращению с прочими опасными отходами включают единицы, которые не подпадают под определение более типичных единиц по обращению с отходами, описанных в 40 CFR, часть 264 (контейнеры, цистерны, мусоросжигательные установки и т. Д.). К ним также относятся установки термической обработки, кроме инсинераторов, котлов или промышленных печей, и геологические хранилища, кроме нагнетательных скважин, такие как:

  • Образования соляных куполов.
  • Соляные пласты.
  • Подземные шахты.
  • Подземные пещеры.

Поскольку эти устройства сильно различаются, на них распространяются экологические стандарты, а не предписанные технологические стандарты. Стандарты требуют, чтобы эти разные блоки располагались, проектировались, конструировались, эксплуатировались, обслуживались и закрывались таким образом, чтобы обеспечивать защиту здоровья человека и окружающей среды.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *