Очистка сточных вод поселка городского типа производительностью 6000 м3 сутки (стр. 6 из 16)
Известно, что масса активного ила, участвующего в процессе биологической очистки, может быть увеличена за счет применения отдельной регенерации активного ила. В таком случае в регенераторах может поддерживаться высокая доза ила (до 7—8 г/л), а в аэротенках устанавливается оптимальная доза (обычно 1,5—2 г/л), обеспечивающая нормальную работу вторичных отстойников.
При наличии регенераторов важно поддерживать в них возможно большую концентрацию активного ила, что может быть достигнуто увеличением продолжительности уплотнения активного ила в осадочной части вторичных отстойников, то есть путем уменьшения расхода рециркулирующего ила. Однако, как уже отмечалось, это может иметь отрицательные последствия для работы вторичных отстойников и самих аэротенков.
Таким образом, с одной стороны, уменьшив расход рециркуляционного ила, можно существенно увеличить концентрацию и абсолютную массу активного ила в peгeнepаторах и тем самым увеличить окислительную мощность всей системы аэрационных сооружений, но, с другой стороны, уменьшение рециркуляционного расхода может вести к ухудшению окислительных и седиментационных свойств ила, к созданию менее благоприятных условий обеспечения микроорганизмов кислородом при возрастании концентрациях ила в регенераторах [12].
Учитывая эти противоположные тенденции, нужно полагать, что для каждого конкретного случая существует оптимальный расход рециркуляционного ила, обеспечивающий максимальную производительность аэротенков с предельной регенерацией активного ила. Установить этот оптимальный расход можно путем плавного изменения расхода рециркуляционного ила при непрерывном контроле таких показателей процесса очистки, как концентрация взвешенных веществ в воде на выходе из вторичных отстойников, БПК сточных вод до- и после очистки в аэротенке, дозы активного ила и концентрации растворенного кислорода в регенераторе и собственно аэротенке, иловый индекс.
Как отмечалось ранее, работа вторичных отстойников и вместе с этим аэротенков ухудшается при вспухании активного ила. Универсального способа борьбы с вспуханием ила не существует, что связано, по–видимому, с большим разнообразием причин этого явления, поэтому в каждом конкретном случае очень важно выявить и устранить эти причины. Обычно седиментационные свойства активного ила существенно улучшаются вследствие осуществления мер, обеспечивающих нормальный кислородный режим в аэротенках и оптимальные нагрузки на активный ил, устранение дефицита биогенных элементов в очищаемых сточных водах, усреднение сточных вод, поддержание оптимальных значений рН.
Установлено, что седиментационные свойства активного ила улучшаются по мере приближения гидродинамического режима работы аэротенка к идеальному вытеснению, увеличения коэффициента рециркуляции активного ила (до 1,5—2), увеличения объема отдельных регенераторов. Для борьбы с вспуханием ила рекомендуется перед аэротенками смешивать возвратный активный ил с очищаемой водой и выдерживать смесь в специальном резервуаре в течение 30—40 мин при перемешивании без аэрирования. Осаждаемость ила во вторичных отстойниках можно улучшить введением в иловую смесь солей железа и алюминия с дозами соответственно 7—8 и 7—10 г/м3 по иону металла, а также извести с дозами 30—50 г/м3 по окиси кальция и полиэлектролитов. Разрушение нитчатых бактерий и улучшение седиментационных свойств активного ила достигаются при обработке его сильными окислителями: хлором или перекисью водорода с дозами соответственно 10—20 и 200—500 г/м3 [5].
Возможным способом увеличения массы активного ила в аэротенках является заполнение всего или части их объема инертными материалами с развитой поверхностью, обрастаемой биологической пленкой (биотенки) - использование закрепленной (иммобилизованной) микрофлоры. Закрепление клеток микроорганизмов позволяет осуществлять сложные многостадийные процессы, обуславливает лучшую защищенность клеток от воздействия отрицательных факторов, создает высокую концентрацию клеток в реакторе. Кроме того, закрепление не только позволяет постоянно фиксировать клеточную массу микроорганизмов-деструкторов, но и осуществлять их пространственную последовательную смену одних организмов другими.
Важным преимуществом использования системы закрепленных клеток является их устойчивость к перепадам гидравлической нагрузки и залповым поступлениям загрязнений. Кроме того, иммобилизация позволяет существенно повысить окислительную мощность сооружений и глубину очистки, сократить время обработки сточных вод.
Разработка способов очистки сточных вод требует решения двух задач: первая - освобождение воды от веществ загрязнителей; вторая - освобождение воды от суспендированных микроорганизмов. И обе данные задачи эффективно решаются при использовании закрепленной микрофлоры и фауны. Закрепление на носителе различных водных организмов - совершенно необходимое условие надежной, глубокой и эффективной биологической очистки сточных вод. Иммобилизация повышает скорость окисления в 2-3 раза и особенно эффективна при очистке высококонцентрированных вод с большими значениями БПК. Увеличение удельной скорости окисления позволяет сократить время аэрации и, соответственно, уменьшить полезную вместимость аэротенка.
Реакторы оборудуются системой аэрации. По мере насыщения биологическими обрастаниями загрузка регенерируется путем интенсивной продувки воздухом.
Процесс биологической очистки в реакторах проходит настолько энергично, что на очистку может подаваться не отстоянная сточная вода. В реакторах происходит процесс нитрификации, а БПКполн снижается до 3-5 мг/л [11].
Применение систем аэрации с повышенной окислительной способностью. Одним из основных факторов определяющих интенсивность биохимического окисления органических веществ является непрерывное и полное обеспечение микроорганизмов активного ила кислородом. Недостаток кислорода приводит к нарушению обмена веществ в бактериальных клетках и снижению скорости окисления загрязнений. Считается, что для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов активного ила достаточна минимальная концентрация растворенного кислорода 1—2 г/м3. Одновременно система аэрации должна обеспечивать достаточную интенсивность перемешивания иловой смеси для создания необходимой частоты обновления поверхности хлопьев, что увеличивает скорость диффузии субстрата и кислорода к бактериальным клеткам. Последнее обстоятельство нужно считать важнейшим условием для повышения окислительной мощности аэротенков, особенно при повышенных концентрациях активного ила.
Именно система аэрации в конечном итоге определяет максимальную концентрацию активного ила в аэротенке и тем самым его максимальную окислительную мощность, если считать, что эта максимальная концентрация не лимитируется работой илоотделителей (вторичных отстойников, флотаторов и др.). Применение кислорода для очистки сточных вод в аэротенках позволяет снизить расход электроэнергии в 1,3—1,7 раза. Наибольшая экономия электроэнергии наблюдается при растворении кислорода в иловой смеси, при этом с избытком компенсируются энергозатраты на производство кислорода.
Совершенствование гидродинамического режима аэротенков. Совершенствование гидродинамического режима аэротенков также позволяет интенсифицировать их работу. Существуют два основных типа аэротенков: смесители и вытеснители. Аэротенки-вытеснители обеспечивают высокое качество и стабильность очистки, однако доза, ила в них невелика и нагрузка на него распределяется неравномерно. Аэротенки-смесители отличаются равномерностью нагрузки на активный ил по органическим загрязнениям, что обеспечивает высокую скорость изъятия загрязнений. Однако в них возможен проскок неочищенной сточной жидкости. Эффективность работы действующих коридорных аэротенков можно повысить путем разделения объема коридора на секции (камеры, ячейки). В аэротенке такой конструкции происходит полное перемешивание, жидкости в каждой камере, однако отсутствует ее перемешивание между камерами. При последовательном движении жидкости от камеры к камере через отверстия в придонной части перегородок создается гидравлический режим, аналогичный гидравлическому режиму в идеальном вытеснителе. Размер камер, общее число которых колеблется от четырех до 10, может быть одинаковым. Наиболее предпочтителен объем камеры, пропорциональный остаточному содержанию загрязнений, определяемых БПК, по мере очистки сточной жидкости [22].
Комбинированные аэротенки. Комбинированные аэротенки, совмещающие в одном объеме зоны аэрации и отстаивания, для очистных сооружений пропускной способностью до 50 тыс. м3/сутки разрабатываются в нашей стране и за рубежом. В этих сооружениях в различных вариантах сочетаются процессы биокоагуляции, аэробного окисления и отстаивания или осветления во взвешенном слое. В зависимости от сочетания этих процессов аэротенки носят различные названия: аэротенк-отстойник, аэроакселератор, оксидатор, циклейтор, реактиватор, оксиконтакт, рапид-блок, оксирапид и т. д. (рисунок 8) [12].
Рисунок 8 – Оксиконтакт-2.
1—трубопровод для подачи сточных вод; 2 — зона аэрации; 3—аэраторы типа «Вибрэйр»; 4— зона отстаивания; 5 и 6 — трубопровод для отвода очищенной сточной жидкости и избыточного активного ила; 7—труба для подачи воздуха.
Комбинированные аэрационные сооружения отличаются высокой окислительной мощностью и компактностью.
Они могут быть с механической, пневматической и пневмомеханической аэрацией. Конструктивно они выполняются с центральной зоной аэрации и периферийным отстаиванием, или наоборот.