Принцип работы Топас
Принцип работы станций ТОПАС основан на процессе мелкопузырчатой аэрации бытовых сточных вод и связанной с ней глубокой биологической очисткой, в основе которой стоит биохимическое разложение сточных вод микроорганизмами.
Ниже, как в Википедии, по полочкам, изложена информация по технолоигии и химии процесса очистки в станциях канализации.
Принципиальная технологическая схема
Для более подробного описания работы станции ниже приведена ее принципиальная схема.
Рис. 1. Принципиальная схема Топас
1. Приемная камера или уравнительный резервуар
![]() |
Неочищенные стоки по канализационной магистрали (1,2) поступают в приемную камеру (A) установки, где происходит их подготовка – измельчение и частичное окисление за счет аэрации – принудительного насыщения сточных вод кислородом воздуха, возникающего при работе одного из двух установленных в специальном отсеке (I) воздушных компрессоров. Затем, равномерно перемешанные стоки через фильтр крупных фракций, который не дает проходить дальше крупным механическим и не разлагаемым загрязнениям, главным насосом перекачиваются в камеру аэротенка (B). |
2. Аэротенк
![]() |
Нужно отметить, что все насосы осуществляющие перекачку между камерами в ТОПАСе выполнены по принципу эрлифта (или мамут-насоса), где перекачивание идет за счет подачи воздуха в трубку, опущенную в перекачиваемую жидкость В аэротенке происходит основная очистка стоков активным илом – растворенной в воде биомассой состоящей из разных видов микроорганизмов, которые в процессе жизнедеятельности разлагают вещества, составляющие сточные воды. Условием образования активного ила является процесс аэрации в камере аэротенка, за который отвечает второй воздушный компрессор. |
3. Вторичный отстойник
![]() |
После аэротенка смесь очищенных стоков и активного ила поступает в следующую камеру – вторичный отстойник (C), где ил оседает на дно под действием силы тяжести, а осветленные очищенные стоки, представляющие собой технически чистую воду, поступают на выход из станции (3). Между камерами аэротенка и вторичного отстойника установлен уловитель жирных пленок (жироуловитель), который удаляет возможные жировые накопления из вторичного отстойника обратно в аэротенк для дальнейшей переработки. |
4. Стабилизатор ила
![]() |
Осевший на общее дно камер аэротенка и вторичного отстойника ил откачивается в стабилизатор ила (D), где также, оседает на дно, постепенно накапливаясь до удаления. Для поддержания высокой степени очистки в приемной камере установлен датчик уровня (поплавковый переключатель), который регулирует переключение режимов аэрации в аэротенке и приемной камере в зависимости от уровня стоков в последней. |
Фазы работы
Химия процесса
Выше приведена вкратце принципиальная технологическая схема работы установки. Теперь немного о химии процесса и фазах работы...
Очистка сточных вод это сложный многостадийный процесс, в котором участвуют множество микроорганизмов составляющих активный ил. Рассмотрим основные этапы очистки происходящие в станциях глубокой биологической очистки.
1) Биохимическое окисление органических веществ
Во время аэрирования в приемной камере и аэротенке происходит разрушение содержащихся в сточных водах органических веществ. Как это происходит?
Аэробные бактерии, отвечающие за окисление органики, вырабатывают специальные вещества – ферменты, которые помогают окислить органику сточных вод. Часть ферментов выделяется клеткой бактерии наружу (экзоферменты), где они окисляют растворенные органические вещества до состояния, когда окисленное вещество сможет проникнуть в клетку бактерии. Вторая часть ферментов находится в самой клетке (эндоферменты) и доокисляет, то, что попало внутрь. Этот механизм можно сравнить с приемом пищи человека: сначала еда прожёвывается, измельчаясь, а затем уже подготовленная переваривается в желудке.
Процесс биохимического окисления необходим для двух целей:
— для питания клетки бактерии за счет выделившейся энергии. Можно представить схематично, как
— для образования новых клеток
2) Нитрификация и денитрификация
Важным этапом очистки сточных вод являются процессы нитрификации/денитрификации.
a. Нитрификация – процесс окисления аммонийного азота отдельной группой нитрифицирующих аэробных бактерий при помощи ферментов. В сточных водах аммонийный азот представлен в основном в виде продуктов жизнедеятельности человека аммиака и мочевины, а так же в меньшей степени в виде других соединении органической природы (аминокислоты, белки), которые окисляются с образованием того же аммиака. Процесс, как и биохимическое окисление, проходит при аэрации сточных вод в аэротенке, схематично его можно представить следующим образом:
b. Денитрификация – процесс восстановления нитратов образованных на стадии нитрификации до молекулярного азота денитрифицирующими анаэробными бактериями. Является частью анаэробного дыхания, грубо говоря, нитраты и продукты их восстановления используются вместо кислорода для окисления органических веществ. Процесс протекает без участия кислорода, поэтому денитрификация идет в аэротенке при отключенной аэрации.
3) Удаление фосфора
Фосфор в сточных водах находится в нерастворимых соединениях, органических соединениях и в виде растворимых соединений (фосфатов и полифосфатов), последние и необходимо удалять. Часть фосфора расходуется на образование новых клеток микроорганизмов активного ила, так как фосфор наравне с азотом является биогенным элементом (необходимым для нормальной жизнедеятельности и воспроизведения) Часть переходит в нерастворимые соединения путем образования комплексов с Са2+, Mg2+, Fe3+, Al3+ находящимися в сточных водах. В результате, качественно, мы имеем очистку по фосфору около 30 %.
Степень очистки
В результате протекающих процессов и при соблюдении технологии имеем следующие показатели очистки: