Очистка сточных вод поселка городского типа производительностью 6000 м3 сутки (стр. 7 из 16)
Циркуляция возвратного активного ила из зоны выделения в зону аэрации осуществляется либо специально направленными потоками, либо перекачкой эрлифтами. В сооружениях с механическими аэраторами движение ила происходит под воздействием статического напора развиваемого таким аэратором.
В аэротенках-отстойниках, разработанных в нашей стране, предусматривается принудительная циркуляция активного ила. Такой технологический прием обеспечивает стабильный и регулируемый по объему возврат активного ила в зону аэрации (независимо от притока сточных вод) и поддержание его во взвешенном состоянии. В отстойной зоне аэротенка такой конструкции не образуются мертвые зоны, где возможно скопление и загнивание активного ила. Аэротенки-отстойники могут использоваться для очистки городских и производственных сточных вод, обеспечивая их полную или неполную биологическую очистку.
Применение комбинированных сооружений типа аэротенк-отстойник позволяет экономить земельные площади, сокращать протяженность технологических коммуникаций и значительно уменьшать потребление электроэнергии.
Применение реагентов. Применение различных реагентов также позволяет интенсифицировать процесс биологической очистки. Было изучено действие природных сорбентов на жизнедеятельность микроорганизмов. Установлено, что такие глинистые материалы, как монтмориллонит и палыгорскит, при добавке их в сточные воды в количестве 1 % способны увеличить окислительную активность культуры микроорганизмов почти в 2 раза.
Применение химического мутагенеза. Метод химического мутагенеза также получил широкое распространение для интенсификации очистки сточных вод от химических загрязнителей. Сущность этого метода заключается в воздействии химическими мутагенами на сложный биоценоз активного ила, содержащий различные популяции бактерий, актиномицитов, различных грибов, зеленых водорослей и т. д. [22]
Использование ультразвука. Использование ультразвука для интенсификации очистки сточных вод за счет повышения ферментативной активности микроорганизмов было изучено в Харьковском НИИ по охране вод. Объектом исследований была многокомпонентная, содержащая более 700 органических и минеральных загрязнителей, высококонцентрированная (ХПК до 10000 мг/л) и токсичная сточная жидкость завода химических реактивов. Эксперименты проводились в лабораторном аэротенке с использованием ультразвука. Диапазон электрической мощности составлял 3—400 Вт, время воздействия ультразвука на биоценоз 1—60 мин при частоте ультразвука 22±1 кГц [11]. Ультразвуковая обработка активного ила осуществлялась при постоянном аэрировании. Установлено, что для сточных вод данного производства оптимальной является выходная мощность 10 Вт при 10-ти минутной обработке активного ила ультразвуком. При воздействии ультразвука концентрация дегидрогеназ в активном иле повышается в 1,4—1,8 раз, в результате чего увеличивается окислительная мощность сооружения.
Электрообработка сточных вод. Электрообработка сточных вод с целью интенсификации процессов биологической очистки также проводилась в Харьковском НИИ по охране вод. Определялось влияние силы тока в 25—50 мкА на биохимическую активность ила при постоянных напряжении и времени воздействия. При очистке сточной жидкости с БПК 5400 мг/л эффект изъятия загрязнений в контрольном опыте составил 19%, а при раздражении бактериальных клеток электрическим током 84—87%. Установлено, что этот метод ускоряет внутриклеточные процессы, в частности повышается концентрация дегидрогеназ. Электрический ток целесообразно использовать для интенсификации биологической очистки высококонцентрированных сточных вод. Однако и при очистке городских сточных вод электростимуляция активного ила на Бортнической станции аэрации в Киеве позволила добиться значительного эффекта. При обработке активного ила очистных сооружений в течение 3 мин электрическим током мощностью 2,5 мВт эффект очистки по БПК5 возрос в 2,9—3,2 раза [12].
Совершенствование систем аэрации. Совершенствование систем аэрации сточных вод позволяет в значительной мере интенсифицировать процессы биологической очистки, снизить эксплуатационные расходы и затраты электроэнергии.
Большинство станций аэрации оснащено пневматическими аэраторами, из которых наиболее эффективны мелкопузырчатые. Мелкопузырчатая аэрация обеспечивает эффективность насыщения жидкости кислородом в пределах 2—3,3 кг/кВт*ч электроэнергии, средне- и крупнопузырчатая — 1,4—1,8 кг/кВт*ч [7]. Совершенствование мелкопузырчатой аэрации идет по пути создания устойчивых к засорению, а также легко извлекаемых и заменяемых или регенерируемых фильтросов. Таким образом, из изложенного выше видно, что работу аэротенков можно интенсифицировать в результате повышения концентрации активной биомассы в зоне аэрации, а также совершенствования конструкции всего сооружения в целом и отдельных его элементов. Повысить окислительную мощность аэротенков можно, применяя различные реагенты или управляя качественным составом биоценоза активного ила. На основании литературных данных выбрана технологическая схема, позволяющая проводить полную биологическую очистку сточных вод до уровня предельно–допустимых концентраций.
Технологическая схема очистки сточных вод поселка городского типа
На рисунке 9 и 10 приведены: традиционная схема очистки сточных вод и выбранная технологическая схема очистки сточных вод поселка городского типа. Отличительной особенностью выбранной схемы от традиционной является наличие в ней блока доочистки на механических фильтрах, используемых для того, чтобы перед сбросом в водоем снизить концентрацию взвешенных веществ и величину показателей БПК. Также блок обеззараживания ультрафиолетовым облучением, необходимого для уничтожения патогенных микроорганизмов содержащихся в сточной воде.
Рисунок 9. Традиционная технологическая схема очистки сточных вод
1- решетки; 2 – горизонтальные песколовки с круговым движением воды; 3 – первичный радиальный отстойник; 4 – аэротенк-вытеснитель с регенератором; 5 – вторичный радиальный отстойник; 6 – биопруды с естественной аэрацией; 7 – аэробный стабилизатор; 8 – песковые площадки; 9 – иловые площадки.
Рисунок 10. Технологическая схема очистки сточных вод поселка городского типа
1- решетки с механизированной очисткой; 2 – горизонтальные песколовки с круговым движением воды; 3 – первичный радиальный отстойник; 4 – аэротенк-вытеснитель с регенератором; 5 – вторичный радиальный отстойник; 6 – блок доочистки; 7 – блок обеззараживания; 8 – аэробный стабилизатор; 9 – песковые площадки; 10 – иловые площадки.
Описание технологической схемы поселка городского типа
Сточные воды, поступающие на очистные сооружения, подвергаются полной биологической очистке, включающей несколько последовательных ступеней:
- Задержание и удаление из сточных вод разного рода механических примесей, отбросов (бытовой мусор, тряпки, бумага) происходит на решетках.
- Выделение из сточной воды минеральных примесей (песок, шлам и т.д.) осуществляется на песколовках.
- Выделение из сточной воды грубодисперсных примесей, оседающих в виде сырого осадка и плавающих жироподобных веществ – на первичных отстойниках.
- Биохимическое окисление растворенных, коллоидных и взвешенных органических веществ и неорганических загрязнений с помощью бактерий, простейших и других микроорганизмов активного ила – в аэротенке-вытеснителе с регенератором.
- Отделение сточной воды и активного ила происходит во вторичном отстойнике. Осуществляется разделение активного ила на две части. Циркуляционный активный ил под действием насоса поступает в аэротенк-вытеснитель, а избыточный активный ил подается в аэробный стабилизатор.
- Доочистка сточных вод происходит на механических фильтрах.
- Обеззараживание сточных вод протекает в бактерицидных установках.
- Обработка трех видов осадков: измельченные отбросы, взвешенные частицы и избыточный активный ил, осуществляется в аэробном стабилизаторе. После чего обезвоженный и минерализованный осадок подается на иловые площадки.
3. Материальный баланс процесса биологической очистки
Материальный баланс биологической очистки сточной воды поселка городского типа составлен по результатам расчетов. Все показатели не превышают предельно–допустимых сбросов (ПДС).
| Наименование стадии процесса | Приход | Расход | Единицы измерения |
| 1. Решетки | |||
| Поступающая сточная вода: | 6000 | 5999,46 | т/сут |
| - содержание взвешенных веществ | 1,86 | 1,32 | т/сут |
| - БПКполн | 1,296 | 1,296 | т/сут |
| - количество задерживаемых отбросов | 0,54 | т/сут | |
| Итого: | 6000 | 6000 | т/сут |
| 2. Песколовки | |||
| Поступающая сточная вода: | 5999,46 | 5998,63 | т/сут |
| - количество взвешенных веществ | 1,32 | 0,49 | т/сут |
| - БПКполн | 1,296 | 1,296 | т/сут |
| - количество задерживаемых отбросов | 0,83 | т/сут | |
| Итого: | 5999,46 | 5998,46 | т/сут |
| 3. Первичные отстойники | |||
| Поступающая сточная вода: | 5998,63 | 5998,46 | т/сут |
| - количество взвешенных веществ | 0,49 | 0,31 | т/сут |
| - БПКполн | 1,296 | 1,296 | т/сут |
| - количество уловленных взвешенных веществ | 0,17 | т/сут | |
| Итого: | 5998,63 | 5998,63 | т/сут |
| 4. Аэротенк – вытеснитель с регенератором | |||
| Поступающая сточная вода: | 5998,46 | 6029,99 | т/сут |
| - количество взвешенных веществ | 0,31 | 0,22 | т/сут |
| - БПКполн | 1,296 | 0,089 | т/сут |
| - количество уловленных взвешенных веществ | 0,089 | т/сут | |
| - окислено БПКполн | 1,207 | т/сут | |
| - объем поступающего в аэротенк активного ила | 32,3 | т/сут | |
| - количество образованного избыточного активного ила | 0,673 | т/сут | |
| Итого: | 6030,76 | 6030,76 | т/сут |
| 5. Вторичные отстойники | |||
| Поступающая сточная вода: | 6029,99 | 1721,97 | т/сут |
| - количество взвешенных веществ | 0,22 | 0,20 | т/сут |
| - БПКполн | 0,089 | т/сут | |
| - количество уловленных взвешенных частиц | 0,018 | т/сут | |
| - объем высвободившегося активного ила | 4308 | т/сут | |
| Итого: | 6029,99 | 6029,99 | т/сут |
| 6. Доочистка на механических фильтрах | |||
| Поступающая сточная вода: | 1721,97 | 1721,96 | т/сут |
| - количество взвешенных веществ | 0,20 | 0,192 | т/сут |
| - БПКполн | 0,089 | 0,005 | т/сут |
| - количество задерживаемых отбросов | 0,008 | т/сут | |
| - окислено БПКполн | 0,084 | т/сут | |
| Итог: | 1721,97 | 1721,97 | т/сут |
| Общий итог: | 6032,3 | 6032,3 | т/сут |
4. Технологический расчет сооружений