Procesy biologiczne służące do rozkładu CSB, amonu i azotu
Zlecić zaprojektowanie biologicznej oczyszczalni ścieków
Maksim Neubauer
Kierownik ds. rozwoju projektów międzynarodowych
Czym jest tlenowe biologiczne oczyszczanie ścieków?
W procesie tlenowego biologicznego oczyszczania ścieków mikroorganizmy wykorzystują tlen do redukcji biodegradowalnych składników organicznych zawartych w ściekach przemysłowych. W zależności od sposobu prowadzenia procesu, oprócz CSB i BSB można również poddać biologicznej obróbce amon i azot.
W warunkach tlenowych mikroorganizmy rozkładają biologicznie dostępne organiczne związki węgla. Przy odpowiednim prowadzeniu procesu dochodzi ponadto do utleniania amonu w procesie nitryfikacji, najpierw do azotynów, a następnie do azotanów.
W celu dalszej eliminacji azotu można połączyć etapy procesu tlenowego z fazami beztlenowymi lub strefami reaktora. W warunkach beztlenowych wcześniej powstały azotan ulega redukcji poprzez denitryfikację do azotu elementarnego.
Aerobowe biologiczne oczyszczanie ścieków wykorzystuje mikroorganizmy oraz tlen w celu usunięcia substancji organicznych ulegających biodegradacji ze ścieków. Dzięki nitryfikacji oraz uzupełniającej denitryfikacji beztlenowej można dodatkowo zmniejszyć zawartość amonu i azotu.
Jakie substancje można usunąć biologicznie ze ścieków przemysłowych?
To, które substancje mogą zostać zredukowane biologicznie, zależy od ich biologicznej rozkładalności, składu ścieków oraz wybranego sposobu prowadzenia procesu. Najważniejszymi zadaniami aerobowych instalacji biologicznych są rozkład węgla oraz oczyszczanie azotu.
CSB i BSB
Biologicznie dostępne organiczne związki węgla są przetwarzane przez mikroorganizmy heterotroficzne. Dzięki temu można zmniejszyć zawartość CSB i BSB w ściekach .
Amon
Mikroorganizmy nitryfikacyjne utleniają amon w warunkach tlenowych, najpierw do azotynów, a następnie do azotanów.
Azot całkowity
W fazach procesu lub strefach reaktora, w których panują warunki beztlenowe, azotan może zostać zredukowany w procesie denitryfikacji do azotu elementarnego i w ten sposób usunięty ze ścieków.
Substancje śladowe ulegające biodegradacji
W zależności od składu ścieków systemy biologiczne mogą również redukować inne biodegradowalne związki organiczne . Rzeczywistą biodegradowalność ocenia się indywidualnie dla każdego projektu.
Porównanie techniczne procesów biologicznych tlenowych
Technologie SBR, MBBR, MBR, osad czynny oraz biofiltracja różnią się między sobą przede wszystkim pod względem zatrzymywania biomasy, sposobu działania, oddzielania substancji stałych oraz koncepcji reaktora. Porównanie techniczne wskazuje na podstawowe różnice między tymi procesami, niezależnie od późniejszego wyboru konkretnego rozwiązania w ramach danego projektu.
| Procedura | Zasada wykorzystania biomasy | Tryb działania | Oddzielanie cząstek stałych | Cechy techniczne |
|---|---|---|---|---|
| SBR | Osad zawieszony | Nieciągłe / cykliczne | Sedimentacja bezpośrednio w reaktorze SBR | Reakcja biologiczna i sedymentacja zachodzą kolejno w tym samym reaktorze |
| MBBR | Biofilm na swobodnie poruszających się nośnikach | W sposób ciągły | Oddzielne oddzielanie wydobytej biomasy | Wysoka gęstość biomasy aktywnej dzięki biofilmowi na ruchomych nośnikach dla osadzania się mikroorganizmów |
| MBR | Biomasa zawieszona | Z reguły w sposób ciągły | Filtracja membranowa / zewnętrzna filtracja ultrafiltracyjna (UF) | Oczyszczanie biologiczne i zewnętrzna ultrafiltracja są stosowane łącznie |
| osad aktywny | Osad zawieszony | W sposób ciągły | Oczyszczanie wtórne z recyrkulacją biomasy | Przestrzenne oddzielenie reakcji biologicznej od procesu oddzielania osadu |
| BAF / Biofiltracja | Biofilm na stałym materiale filtracyjnym lub nośnym | W sposób ciągły | Filtracja wewnątrz lub przez złoże filtracyjne | Biologiczny proces tworzenia biofilmu oraz filtracja są połączone w jednym etapie procesu |
Procesy tlenowe różnią się przede wszystkim tym, w jaki sposób biomasa jest utrzymywana w systemie oraz w jaki sposób oczyszczona woda jest oddzielana od substancji stałych. Ostateczny wybór procesu zależy ponadto od obciążenia CSB/BSB, obciążenia azotem, temperatury, profilu obciążenia, zapotrzebowania na miejsce oraz wymaganej jakości ścieków odprowadzanych.
Nasze aerobowe biologiczne oczyszczalnie ścieków
Firma ALMAWATECH oferuje różne procesy biologiczne przeznaczone do oczyszczania ścieków przemysłowych. Dobór i projektowanie odbywa się indywidualnie dla każdego projektu na podstawie analizy ścieków, profilu obciążenia oraz wymaganej jakości ścieków odprowadzanych.
ALMA BIO SBR
ALMA BIO SBR to reaktor biologiczny pracujący w trybie cyklicznym, przeznaczony do przemysłowych strumieni ścieków o zmiennym obciążeniu i nieciągłym napływie ścieków. Napełnianie, reakcja biologiczna, sedymentacja oraz odprowadzanie wody czystej odbywają się kolejno w tym samym reaktorze.
- Zmienne ilości ścieków produkcyjnych
- Powstawanie ścieków w partiach
- Rozkład CSB i BSB
- Nitryfikacja i denitryfikacja
- Kompaktowe instalacje biologiczne
ALMA BIO MBBR
W systemie ALMA BIO MBBR biomasa aktywna rozwija się na swobodnie poruszających się nośnikach z tworzywa sztucznego. Duża powierzchnia aktywna biologicznie umożliwia zastosowanie kompaktowej technologii biofilmowej do rozkładu substancji organicznych, nitryfikacji oraz eliminacji azotu.
- Wysokie lub zmienne stężenia CSB
- Rozkład amonu
- Eliminacja azotu
- Rozbudowa istniejących instalacji biologicznych
- Kompaktowe stopnie biofilmu
ALMA BIO MBR
System ALMA BIO MBR łączy biologiczne oczyszczanie ścieków z zewnętrzną ultrafiltracją. Biomasa pozostaje w etapie biologicznym, podczas gdy zewnętrzna ultrafiltracja (UF) odpowiada za oddzielanie substancji stałych, co pozwala na uzyskanie bardzo niskiej zawartości substancji stałych w wypływie. .
- Wysokie wymagania dotyczące jakości procesów
- Zastosowania w zakresie ponownego wykorzystania wody
- Zewnętrzne UF służące do zatrzymywania biomasy
- Połączenie biologii i filtracji membranowej
- Ponowne wykorzystanie wody procesowej w przemyśle
ALMA BHU BIO
ALMA BHU BIO to indywidualnie zaprojektowana biologiczna oczyszczalnia z aktywnym osadem przeznaczona do dużych przemysłowych strumieni ścieków. W zależności od celu oczyszczania etapy procesu tlenowego i beztlenowego są łączone z sedymentacją oraz recyklingiem biomasy.
- Duże strumienie ścieków przemysłowych
- Produkcja ciągła
- Rozkład CSB i BSB
- Nitryfikacja i denitryfikacja
- Indywidualnie zaprojektowane instalacje wielkoskalowe
ALMA BIO BBI
ALMA BIO BBI to kompaktowa biologiczna instalacja do oczyszczania ścieków oparta na procesie osadu czynnego. Reakcja biologiczna oraz oddzielanie substancji stałych są połączone w kompaktowej konstrukcji instalacji przeznaczonej do mniejszych i średnich ilości ścieków przemysłowych.
- Kompaktowe oczyszczanie biologiczne
- Rozkład CSB i BSB
- Sedimentacja zintegrowana
- Małe i średnie strumienie ścieków
- Ścieki przemysłowe zawierające substancje ulegające biodegradacji
ALMA, BHU, DEA
Urządzenie ALMA BHU DEA jest przeznaczone do biologicznej eliminacji azotu ze ścieków o wysokiej zawartości amonu . Proces deamonifikacji łączy в себе częściową nitryfikację z przemianą azotu opartą na procesie anammox. .
- Ścieki przemysłowe o wysokiej zawartości amonu
- Dalsza eliminacja azotu
- Częściowa nitryfikacja
- Proces anammox
- Projektowe obliczenia biologiczne
Inne procesy związane z biofilmem tlenowym
Oprócz instalacji typu SBR, MBBR, MBR oraz instalacji z osadem czynnym firma ALMAWATECH oferuje systemy biofiltracji o różnej wydajności hydraulicznej, biologiczne oczyszczanie końcowe oraz rozwiązania w zakresie ponownego wykorzystania wody.
ALMA BHU BAF
Filtracja z aktywacją biologiczną do dużych przepływów wodySystem ALMA BHU BAF łączy procesy związane z biofilmem z filtracją i nadaje się do biologicznego rozkładu substancji organicznych, a także do zadań związanych z nitryfikacją i denitryfikacją.
ALMA BioFil Compact
Kompaktowa biofiltracja dla przemysłowych obiegów wodnychUrządzenie ALMA BioFil Compact nadaje się do kompaktowych zastosowań biologicznych, a także do oczyszczania obiegów wodnych lub permeatów i może być wykorzystywane jako etap wstępnego oczyszczania przed dalszymi procesami membranowymi.
Zlecenie zaprojektowania aerobowej oczyszczalni ścieków:
Maksim Neubauer
Kierownik ds. rozwoju projektów międzynarodowych
SBR, MBBR, MBR czy biofiltracja – która metoda jest właściwa?
Wybór odpowiedniego procesu biologicznego zależy od składu ścieków, profilu obciążenia, hydraulicznych warunków brzegowych oraz wymaganych parametrów na wylocie. W zależności od zastosowania różne technologie biologiczne mogą być uzasadnione zarówno pod względem technicznym, jak i ekonomicznym.
| Sytuacja początkowa | Technologia często stosowana |
|---|---|
| Znaczne wahania lub dostawy partiami | SBR |
| Wysoka niezawodność procesowa przy kompaktowej konstrukcji | MBBR |
| Bardzo wysoka jakość oczyszczania ścieków lub ponowne wykorzystanie wody | MBR |
| Ciągłe duże ilości ścieków przemysłowych | Proces osadu czynnego |
| Biologiczne oczyszczanie końcowe lub polerowanie | BAF / Biofiltracja |
| Istniejąca instalacja biologiczna ma stać się bardziej wydajna | Często stosuje się technologię MBBR lub dodatkowy etap z biofilmem |
| Amoniak musi być poddany niezawodnej nitryfikacji | SBR, MBBR, BAF lub osad czynny – dobór dostosowany do konkretnego projektu |
Nie istnieje żadna metoda biologiczna, która byłaby w równym stopniu optymalna dla wszystkich rodzajów ścieków przemysłowych. Firma ALMAWATECH dobiera odpowiednią technologię na podstawie rzeczywistej analizy ścieków, profili obciążenia hydraulicznego i organicznego, a także wymaganych parametrów ścieków na wylocie.
Oczyszczanie ścieków w warunkach tlenowych czy beztlenowych – na czym polega różnica?
Zarówno procesy tlenowe, jak i beztlenowe wykorzystują mikroorganizmy do biologicznego oczyszczania ścieków, różnią się jednak zasadniczo pod względem zapotrzebowania na tlen, sposobu prowadzenia procesu oraz zakresu zastosowania.
Tlenowe oczyszczanie ścieków
Mikroorganizmy tlenowe potrzebują tlenu do biologicznego rozkładu związków organicznych. Systemy tlenowe nadają się w szczególności do dalszego oczyszczania ścieków, rozkładu ChZT i BZT, nitrifikacji amonu oraz – w połączeniu z etapami procesu anoksycznego – eliminacji azotu.
Beztlenowe oczyszczanie ścieków
Mikroorganizmy beztlenowe funkcjonują bez dopływu tlenu. Dzięki temu możliwe jest biologiczne wstępne oczyszczanie ścieków przemysłowych o wysokim obciążeniu substancjami organicznymi. W trakcie tego procesu część substancji organicznych ulega biologicznej przemianie w bogaty w energię biogaz.
Łączenie procesów tlenowych i beztlenowych
W przypadku ścieków przemysłowych o wysokim stopniu zanieczyszczenia można połączyć anaerobową obróbkę wstępną z aerobową obróbką końcową. Etap anaerobowy redukuje najpierw znaczną część ładunku organicznego . Następnie instalacja biologiczna tlenowa, umieszczona w dalszej części procesu, przejmuje dalsze oczyszczanie CSB, a także – w zależności od koncepcji instalacji – nitryfikację i eliminację azotu.
W zakresie beztlenowego oczyszczania ściekówReferencje dotyczące tlenowego biologicznego oczyszczania ścieków
Przemysł cukrowniczy, Pemuco, Chile
Nitryfikacja i denitryfikacja ze zintegrowanym odgazowaniem i sedymentacją dla przepływu objętościowego ścieków wynoszącego 120 m³/h.
Abraham Benelux S.A., Belgia
Kompaktowa biologiczna oczyszczalnia ścieków w konstrukcji kontenerowej o wydajności 35 m³/d.
Fabryka papieru, południowe Niemcy
Usuwanie trudno rozkładalnych biologicznie substancji CSB za pomocą biofiltracji przy przepływie objętościowym wynoszącym 700 m³/h.
Przemysł cukrowniczy, Niemcy
Oczyszczanie beztlenowe i oczyszczanie tlenowe o wydajności 220 m³/h z przemysłu cukrowniczego.
Mleczarnia, wody procesowe, Niemcy
Biofiltracja służąca do dalszej eliminacji ChZT w procesie ponownego wykorzystania wody, zaprojektowana dla wydajności 600 m³/dobę.
Top Harvest Yanchang Coal, Chiny
Biologiczne oczyszczanie ścieków o wydajności 1 500 m³/h z poprzedzającym etapem DAF służącym do wstępnego oczyszczania ścieków rafineryjnych.
Automatyzacja biologicznych oczyszczalni ścieków
Skuteczność oczyszczania biologicznego zależy w znacznym stopniu od dopływu tlenu, obciążenia hydraulicznego, temperatury oraz ilości substancji organicznych. Dlatego firma ALMAWATECH łączy tlenowe procesy biologiczne z dostosowaną do konkretnego projektu techniką pomiarową i automatyzacyjną.
Typowe parametry pomiarowe w biologicznych oczyszczalniach ścieków
Typowe zastosowania przemysłowe biologicznego oczyszczania ścieków
Biologiczne oczyszczanie ścieków w warunkach tlenowych znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, w których konieczne jest biologiczne zredukowanie zanieczyszczeń organicznych, amonu lub azotu.
Przemysł spożywczy
Biologiczne oczyszczanie ścieków produkcyjnych o wysokiej i często zmiennej zawartości substancji organicznych w postaci ChZT i BZT.
Przemysł napojowy i browary
Rozkład substancji organicznych o dobrej przyswajalności biologicznej oraz nitryfikacja i dalsza eliminacja azotu.
Mleczarnie
Oczyszczanie ścieków o wysokim obciążeniu substancjami organicznymi, charakteryzujących się wysokimi wartościami CSB/BSB oraz znacznymi wahnięciami w produkcji.
Przemysł papierniczy i opakowaniowy
Biologiczne oczyszczanie główne lub uzupełniające ścieków procesowych zanieczyszczonych substancjami organicznymi, pochodzących z przemysłowych procesów produkcyjnych.
Przemysł chemiczny
Oczyszczanie odpowiednich strumieni odpadów ulegających biodegradacji po przeprowadzeniu obróbki wstępnej dostosowanej do składu ścieków i ewentualnych czynników hamujących.
Przemysł farmaceutyczny i kosmetyczny
Biologiczne oczyszczanie ścieków produkcyjnych i czyszczalniczych zawierających substancje organiczne, po przeprowadzeniu badania biologicznej rozpuszczalności.
Jakie dane są nam potrzebne do zaprojektowania biologicznej oczyszczalni ścieków?
W celu doboru odpowiedniej metody oraz zapewnienia rzetelnego wymiarowania potrzebujemy danych dotyczących obciążenia hydraulicznego, ładunku ulegającego biodegradacji, obciążenia azotem oraz pożądanych parametrów na wylocie.
Istotne dane dotyczące wstępnego wyboru procedury
- Średni i maksymalny przepływ objętościowy
- Profile dzienne i tygodniowe
- COD
- BSB
- CSB w roztworze i całkowity CSB
- Azot amonowy
- Azot całkowity
- Fosfor
- Wartość pH
- Temperatura ścieków
- Zawartość substancji stałych
- Przewodność
- Szczytowe obciążenia
- Czas realizacji
- Dotychczasowe zabiegi przygotowawcze
- Żądane wartości przepływu
- Znane substancje hamujące lub szkodliwe
- Istniejące wanny i dostępna powierzchnia montażowa
Która metoda biologicznego oczyszczania ścieków jest odpowiednia dla Państwa ścieków?
Prosimy o przesłanie nam Państwa wyników analizy ścieków, danych dotyczących natężenia przepływu oraz pożądanych parametrów odpływu. Nasi inżynierowie procesowi sprawdzą, czy system SBR, MBBR, MBR, osad czynny, biofiltracja czy też połączenie kilku procesów stanowi odpowiednie rozwiązanie pod względem technicznym i ekonomicznym.
Projektowanie i budowa oczyszczalni ścieków typu tlenowego
Dokumentacja techniczna i karty charakterystyki dotyczące aerobowych oczyszczalni ścieków
Zdjęcia aerobowych oczyszczalni ścieków
Najczęściej zadawane pytania dotyczące aerobowych oczyszczalni ścieków
Czym jest tlenowe biologiczne oczyszczanie ścieków?
W procesie tlenowego biologicznego oczyszczania ścieków mikroorganizmy wykorzystują tlen do rozkładu substancji organicznych ulegających biodegradacji zawartych w ściekach. W zależności od sposobu prowadzenia procesu można dodatkowo poddać nitryfikacji amon i usunąć azot w procesie beztlenowej denitryfikacji.
Która metoda biologicznego oczyszczania ścieków najlepiej nadaje się do ścieków przemysłowych?
Zależy to od składu ścieków, obciążenia, natężenia przepływu oraz wymagań dotyczących ścieków odprowadzanych. Na przykład technologia SBR dobrze sprawdza się w przypadku zmiennych lub nieciągłych strumieni ścieków, podczas gdy MBBR stanowi kompaktową technologię opartą na biofilmie, a MBR jest interesującym rozwiązaniem zwłaszcza przy wysokich wymaganiach dotyczących ścieków odprowadzanych.
Jaka jest różnica między systemami SBR, MBBR i MBR?
W procesie SBR oczyszczanie biologiczne i sedymentacja odbywają się kolejno w jednym reaktorze. W procesie MBBR biomasa rozwija się na ruchomych nośnikach. System MBR łączy oczyszczanie biologiczne z filtracją membranową w celu oddzielenia cząstek stałych.
Czy instalację biologiczną można stosować również w przypadku znacznych wahań obciążenia ściekowego?
Tak. Procesy takie jak SBR czy MBBR można specjalnie zaprojektować z myślą o zmiennych obciążeniach hydraulicznych i organicznych. Decydujące znaczenie mają jednak rzeczywiste profile obciążenia oraz ewentualne szczyty produkcyjne.
Kiedy konieczne jest przeprowadzenie oczyszczania wstępnego przed etapem biologicznym?
Oczyszczanie wstępne może okazać się konieczne, jeśli ścieki zawierają duże ilości substancji stałych, tłuszczów, metali ciężkich lub innych zanieczyszczeń hamujących procesy biologiczne. W zależności od zastosowania na wstępnym etapie można zastosować przesiewanie, flotację, neutralizację lub oczyszczanie fizykochemiczne.
Czy istniejącą biologiczną oczyszczalnię ścieków można rozbudować?
Tak. Istniejące instalacje biologiczne można, w zależności od geometrii zbiornika i celu oczyszczania, rozbudować na przykład poprzez dodanie dodatkowych stopni biofilmu, nośników MBBR, biofiltracji lub kolejnych linii reaktorów.
Jak duże znaczenie ma temperatura ścieków dla oczyszczania biologicznego?
Temperatura ma znaczący wpływ na aktywność i tempo wzrostu mikroorganizmów. Szczególnie proces nitryfikacji jest wrażliwy na niskie temperatury, dlatego należy uwzględnić temperaturę przy doborze parametrów instalacji.
Czy można zastosować tlenowe biologiczne oczyszczanie ścieków w celu ponownego wykorzystania wody?
Tak. Biologiczne oczyszczanie tlenowe może stanowić kluczowy element koncepcji ponownego wykorzystania wody. W szczególności systemy MBR i biofiltracji mogą być stosowane jako biologiczny etap wstępny przed dalszymi procesami membranowymi, takimi jak ultrafiltracja lub osmoza odwrotna.
Nasze beztlenowe oczyszczalnie ścieków
ALMA BHU BIO
System ALMA BHU BIO łączy nitryfikację, denitryfikację i sedymentację z recyrkulacją biomasy w celu zwiększenia szybkości przemian.
ALMA BIO BBI
System ALMA BIO BBI charakteryzuje się zintegrowanym osadnikiem, dzięki czemu zajmuje wyjątkowo mało miejsca w porównaniu z podobnymi systemami.
ALMA BAF
W biologicznie aktywowanej filtracji (BAF) mikroorganizmy siedzące są wykorzystywane do usuwania związków organicznych (BZT, ChZT) i azotu ze ścieków.
ALMA BIO MBBR
Biologiczne oczyszczanie ścieków z wykorzystaniem swobodnie poruszających się osadów biologicznych w celu skutecznej redukcji związków węgla i azotu.
ALMA BIO SBR
Bioreaktor pracujący w trybie sekwencyjnym, z oddzielnymi fazami oczyszczania biologicznego, sedymentacji i odprowadzania wody czystej.
ALMA BHU BIO DEA
Biologiczny proces deamonifikacji służący energooszczędnej eliminacji azotu ze ścieków o wysokiej zawartości amonu przy niewielkim zapotrzebowaniu na tlen.
ALMA BIO Compact MBBR
Kontenerowa instalacja MBBR do biologicznego oczyszczania ścieków, charakteryzująca się wysoką wydajnością powierzchniową i szybką integracją z procesami operacyjnymi.
ALMA BioFil Compact
Nasza kompaktowa, biologicznie aktywowana filtracja w zbiorniku, wyposażona w specjalne organy wzrostu dla efektywnego wzrostu biomasy.
ALMA BIO MBR
Reaktor membranowy z zanurzonymi modułami płytowymi lub zewnętrznym zespołem ultrafiltracyjnym, wykonany w solidnej konstrukcji rurowoczęściowej.
Zlecić sprawdzenie danych dotyczących ścieków
Maksim Neubauer
Kierownik ds. rozwoju projektów międzynarodowych