Очистные сооружения для животноводческих ферм. Очистка воды на фермах. Оставить комментарий

Обработка сточных вод является очень актуальной проблемой, учитывая развитие сельского хозяйства и жесткие требования к качеству воды перед выгрузкой в водоемы или в местную канализационную систему.

Обработка сточных вод является очень актуальной проблемой, учитывая развитие сельского хозяйства и жесткие требования к качеству воды перед выгрузкой в водоемы или в местную канализационную систему.

Независимо от размера фермы и места притока сточных вод, необходимо соблюдать стандарты для ряда показателей, установленных законодательством. Для этого необходимо очистить потоки отработанных жидкостей с помощью утвержденных технологических схем и установок. Мы рассмотрим некоторые варианты очистки сточных вод от ферм, которые могут гарантировать их модернизированную и экологически чистую эксплуатацию.

Точечные источники загрязнения воды, например, животноводческие фермы могут делать сброс сточных вод, только если они соответствуют стандартам выбросов для закачки в канализационные сети населенных пунктов, городских очистительных систем или водоемы. При разрешения на сброс сточных вод в водоемы должны быть назначены индивидуальные предельные уровни выбросов для точечных источников загрязнения. Цель состоит в том, чтобы сократить количество сточных вод в поверхностные воды, построить водоочистные сооружения и уменьшить загрязнение воды. Когда сток происходит не в органах системы водоснабжения и не в канализации в населенных пунктах, то тут действуют стандарты выбросов, указанных в каждом конкретном случае с учетом мощности и нагрузки городских очистных сооружений.

Все это означает, что для удовлетворения требований каждая ферма должна использовать очистные сооружения. Сегодня разработка инженерных решений для очистки сточных вод и концепции рационального использования водных ресурсов необходимы для более ответственного и современного подхода к окружающей среде и защите здоровья человека в секторе животноводства.

Характеристика сточных вод

Домашний скот может представлять особую опасность для окружающей среды в накоплении навоза и сброса сточных вод, потому что они являются источником нитратов и микробное загрязнение почвы, поверхностные и подземные воды. Сточная вода из скота, как правило, характеризуется высоким содержанием органического вещества – выше, чем у городских сточных вод, высокое содержания взвешенных твердых веществ, нитратов и фосфатов, наличие антибиотиков, синтетические гормоны часто высокие концентрации паразитов и их яиц, и споры болезнетворных микроорганизмов.

Есть особенности разных типов ферм. Например, в свиноводческих хозяйствах существует практика введения антибиотиков для лечения и профилактики заболеваний или для их добавления в корм. Если использование антибиотиков (тетрациклин) в свинофермах происходит в течение длительного периода времени, оно активирует развитие штаммов, устойчивых к тетрациклину, в пищеварительном тракте животного и, следовательно, в сточных водах и удобрениях. В тех случаях, когда они неправильно обрабатываются и хранятся, существует риск того, что эти штаммы попадут в поверхностные и подземные воды. Это, в свою очередь, может иметь серьезные последствия для здоровья человека и окружающей среды.

Аналогично, эстрогены обнаруживаются в высоких концентрациях в сточных водах и в удобрениях. Было показано, что, когда в грунтовые воды делаются сбросы неочищенных сточных вод, то поверхностные воды превращаются в стабильные органические вещества опасные для окружающей среды и здоровья человека.

Очень часто потоки отходов делятся на твердые и жидкие фракции. Для твердых животных отходов существует несколько вариантов восстановления. Твердые органические удобрения можно высушить и использовать в качестве натуральных удобрений в сельском хозяйстве. Некоторые животные удобрения обрабатывают путем смешивания с соломой и компостированием при высокой температуре для получения бактериологически стерильных и рыхлых почвенных удобрений (компост). Введение этого продукта в почву не нарушает стабильности агроэкосистем. Другим вариантом является присутствие в анаэробных лагунах, где после обработки анаэробными микроорганизмами летучие органические соединения превращаются в диоксид углерода и метан. В этом случае также имеются массы жидких отходов.

Способы очистки сточных вод от животноводческих отходов

Наиболее распространенными методами очистки водных потоков от отходов домашнего скота, являются механические, физико-химические, биохимические, тепловые и органические.

Механическая обработка

Осуществляется в песчаных ловушках, центрифугах, флотаторах и фильтрах. Флотаторы отделяются от воды неравномерными твердыми частицами в зависимости от их различной степени смачивания. Те, если они хорошо не промокли, то они остаются гидрофобными и плавают на поверхности с пузырьками воздуха.

 

Физико-химические методы обработки

Коагуляция, флокуляция, электрокоагуляция и сорбция используются для очистки сточных вод от коллоидных и растворенных соединений, количество которых в воде после механических очистных сооружений практически не изменяется. Сульфат алюминия и хлорид железа являются наиболее широко используемыми коагулянтами. Путем введения коагулянтов в реакторы с загрязненной водой они обертывают взвешенные частицы, полностью изменяя их свойства поверхности и нейтрализуя их заряд. Коагулянты вызывают агрегацию нерастворенных загрязняющих веществ и образуют их распад. Сегодня минеральные коагулянты все чаще заменяют макромолекулярные флокулянты органического и неорганического происхождения. Суть флокуляции – производство крупных агрегатов загрязняющих частиц.

Электрохимические способы обработки

Имеют ряд преимуществ по сравнению с реагентами: в сточных водах не увеличивается содержание соли, уменьшается количество шлама, упрощается процесс очистки, обеспечивается автоматизация и требуются средства для небольших производственных площадей. В качестве недостатка они могут выделить большие капитальные и эксплуатационные издержки электродной системы, а также образование отложений электродов и появление взрывоопасных смесей газа. Электрокоагуляция используется для удаления мелкодисперсных примесей из сточных вод и не применима к растворенным веществам.

Обработка сорбентами

Это поглощение твердым веществом или жидкостью вещества из окружающей среды. Очистка сточных вод использует различную степень сорбции загрязняющих веществ из воды или твердых веществ (сорбентов). В качестве сорбентов можно использовать активированный уголь, почвенные или растительные остатки. Если сточные воды имеют высокое содержание соли, что предотвращает выбросы, требуется термообработка. Он выполняется в вакуумном оборудовании. В результате выделяются конденсат (очищенная вода) и соли.

Биохимическая очистка

Является основным способом очистки отходов продуктов животноводства до его выгрузки и до повторного использования в системах обратимого водоснабжения. Считается, что микроорганизмы могут окислять все органические вещества, кроме тех, которые искусственно синтезированы и не имеют аналогов в природе. Наименее доступными источниками углерода являются вещества, которые не содержат атомов кислорода (углеводороды), но они также деградируют микроорганизмами активированного ила. Токсичными для микроорганизмов активного ила могут быть ионы тяжелых металлов и некоторые органические соединения. Однако при концентрациях ниже предела они поглощаются бактериями и являются источниками углерода и энергии. Биологическая обработка проводится в аэротенках или био-кислородных бассейнах (био-перо).

Станции аэрации и органическая очистка

Органическая очистка воды посредством аэрации широко признана в качестве удобного, надежного и безопасного способа очистки сточных вод. Этот метод создает благоприятные условия для активности аэробных микроорганизмов путем введения воздушных пузырьков (аэрации). В результате этой работы создается достаточно активная микробная масса, способная разлагать высокое органическое содержание отходящих продуктов животноводства на простые неорганические соединения. Фактически, этот тип станции имеет почти универсальное применение и уровень очистки высок. У них также есть другие преимущества. После очистки вода может быть использована для технических целей, а отходы после процесса аэрации осадка обрабатываются почвенным удобрением с необходимыми индикаторами стабильности.

Объекты с высококонцентрированными сточными водами из животноводческих ферм создают серьезные технические проблемы с точки зрения аэрации. Это в основном связано с окружающей средой, в которой переносится кислород. Из-за высокого содержания солей, органических веществ, а также поверхностно-активных веществ, возникающих при гидролизе, поверхностная пена создается в биобазе. Таким образом, поверхностное распределение кислорода становится затруднительным. Поэтому поверхностные аэраторы здесь не особенно эффективны. Речь идет об эжекторных погружных аэраторах, которые надежно работают в описанных условиях и обладают высокой способностью к окислению.

Как правило, станции аэрации содержат несколько секторов. Во-первых, сточные воды проходят через насосы с режущими устройствами, которые разрушают и гомогенизируют грязь. Они находятся в начале входного сектора, где происходит денитрификация – разложение азотных соединений на азот. Затем смесь переходит в сектор нитрификации, где вводится постоянное введение мелких пузырьков воздуха из диффузоров (аэраторов). Здесь происходит аэробная деградация всех загрязняющих веществ, причем соединения азота деградируют до нитратов из аэробных бактерий. Аэраторы питаются от компрессора, расположенного за пределами очистной установки. Полученные нитраты непрерывно передаются воздушным насосом из зоны нитрификации в зону денитрификации. После того этого все идет в кларификатор, в котором биомасса отделяется от очищенной сточной воды. В самом конце вода проходит через канал за пределами очистной установки. Биомасса, отделяемая в осадке, возвращается в сектор аэрации. Когда биомасса накапливается в зоне нитрификации, он передается воздушным насосом в области аэробной стабилизации, где они и подготавлиывютч для удаления из устройства в виде удобрений.

Анаэробные и комбинированные станции

Современные анаэробные биореакторы отличаются от традиционных метантанков сокращением от 5 до 10 раз времени удерживания биомассы и понижением температура до 20 °С Таким образом, процессы проходят быстрее и энергоэффективнее. Эти анаэробные бактерии перевариваются сточными водами после прохождения через электрофильтр в метан, диоксид углерода и недеградированные примеси.

Существуют также резервуары с биофильтром, которые используют как анаэробную, так и аэробную деградацию загрязненной воды. В них сточные воды сначала проходят через стадию осаждения, а затем распределяются равномерно по поверхности биофильтра. На поверхности грязи образуются колонии аэробных микроорганизмов или так называемая биопленка. Микроорганизмы разрушают растворенные загрязняющие вещества в проточной воде и превращают их в осадок, который периодически промывают биофильтром. В биофильтрах очистка сточных вод достигает 90%.

Для дальнейшей очистки вод, транспортируемых через аэробные и анаэробные септики, они направляются равномерно через фильтрующую поверхность подземных фильтрующих установок – поля фильтрации, колодцы и лагуны. В этом случае аэробные почвенные микроорганизмы, которые в присутствии кислорода питаются органическими веществами в загрязняющих веществах и, таким образом, разрушают их.

Биологические очистные сооружения

Очистка сточных вод с биологических очистных сооружений становится все более предпочтительной, экологически чистой альтернативой. В них загрязненная вода очищается естественным образом в результате жизнедеятельности различных видов растений и микроорганизмов из почвы. Все они включают в свой метаболизм органические загрязнители, тяжелые металлы и различные другие токсичные вещества из потоков отходов. Вода, прошедшая через такую установку по очистке воды, показывает pH, BOD5, ХПК, нитрит и нерастворенные вещества, которые соответствуют нормам и допускают сброс в соответствии с требованиями MOEW.

Самые продвинутые предложения по очистке — объединяют в себе последние разработки в области экологической инженерии с традиционными процессами очистки сточных вод. Компоненты системы производятся за пределами площадки и доставляются к ней в готовом виде. Модульные секции позволяют сократить время строительства и создать экономически выгодный метод очистки сточных вод с высокой пропускной способностью (более 5000 м3 / день). Такая станция включает в себя привлекательные экологические функции и может быть ключевым компонентом плана устойчивого управления водными ресурсами для каждой животноводческой фермы.

Компоненты системы образуют сложную матрицу биологических реакций и процессов очистки. Такая система имеет стабильность. Это современное экотехническое решение, которое объединяет процессы в природе в уменьшительной матрице. Некоторые из форм имеют инновационную плавучую платформу, а другие – для посадки. Таким образом, они могут действовать в потоках жидких отходов, лагунах и почвенных субстратах. Полная система высших растений и микроорганизмов обрабатывает поток отходов с минимальным образованием шлама.

Ключевым преимуществом матричных биологических станций является их гибкость. Система может быть пересобрана в зависимости от нагрузки. Система хорошо интегрируется с окружающей средой и может присоединиться к любой местности. Расходы на эксплуатацию низкие и не требуют человеческого труда. Не образуются неприятные запахи, и очищенная вода может быть превращена в водоснабжение с рециркуляцией в ферму для мытья или полива.