Для предотвращения влияния тяжелых и крупных загрязнений на процесс биологической очистки ему предшествуют сооружения предварительной очистки. На маленьких стан-циях можно обойтись без первичного отстаивания, в этом слу-чае необходима предварительная обработка, которая должна включать полное удаление жиров.
Конструкция М.А. исключает возможность появления неуправ-ляемой денитрификации, как, например, подъем сгустков ила па поверхность. При высокой степени рециркуляции ила и сохранении на постоянном уровне его концентрации процесс осуществляется при низких нагрузках на ил. Этим устраняется риск возникновения засоров, связанных с низким рециркуляцион-ным расходом, подаваемым насосом.
Удаление азота .Достаточность аэробной фазы, в процессе которой сток нитрифицируется, и анаэробной фазы, при кото-рой происходит денитрификация, позволяет достичь высокой степени удаления азота, составляющий 80% и более, что на-ходится в значительной зависимости от температуры.
Помимо предварительных решеток, сооружений для удаления песка и жира и насосного оборудования установка S.A. включает следующее оборудование:
аэротенк;
вторичный отстойник с донными и поверхностными скребками;
резервуар стабилизации ила.
Типичная схема станций этого типа:
предварительные решетки (обычно механизированные);
удаление песка, если необходимо (аэрируемые песколов-ки);
удаление жира, если необходимо (часто объединяется с песко-ловками);
сжигание ила (если необходимо) на станции или совместно с бытовыми отходами на расположенной поблизости мусоро-сжигательной станции.
Еще одна возможность обработки осадка — прямое компости-рование сырого осадка с биологическими добавками (отсортированные бытовые отходы, виноградные стебли и т. п.).
Дополнительные сооружения. На очистной станции иногда дополнительно применяют третичную очистку, например, удаление фосфатов, денитрификацию, регулирование скорости рециркуляции активного ила.
Жиры и флотируемые вещества удаляются, в основ-ном, на этапе предварительной обработки, а в процессе первичного отстаивания собираются обычно сборным желобом и периодически удаляются.
Когда для удаления веществ, которые не осаждаются в обычных услоловиях, применяется интенсивная флокуляция, количество задержанного осадка значительно возрастает. Весьма перспек-тивным является использование органических полимеров, так как при этом к поступающей воде добавляется очень мало вещества. С другой стороны, все неорганические электро-литы ведут к образованию осаждаемых хлопьев гидроксидов,простых или сложных фосфатов и осаждаемых карбо-натов, которые неизбежно увеличивают количество осадка, удаляемого из отстойников. Более того, известь, когда она применяется в больших дозах, дает плотный осадок, особенно если при ее применении одновременно удаляются присутст-вующие в водекарбонаты; гидроксиды железа и алюми-ния осаждаются в виде очень неплотных и гидрофильных хло-пьев, которые не могут уплотняться. Увеличение массы осадка сопровождается еще более значительным увеличением его объема.
Процесс третичной очистки улучшает показатели качества очищенной воды после биологической или равнозначной ей очистки.
Потребность в применении третичной очистки возникает вслучаях, приведенных ниже в порядке возрастания требований к показателям качества очищенной воды
потребность в сельском хозяйстве, ирригация;
для целей охлаждения в промышленности;
поддержание биотического равновесия;
использование в промышленности;
пополнение подземных вод;
рыбоводство;
использование в хозяйственных целях вплоть до потребления человеком.
Степень очистки сточных вод будет меняться в зависимости от целей, для которых предназначена вода.
Известны следующие процессы третичной очистки:
доочистка, которая обеспечивает дальнейшее уменьшение кон-центрации взвешенных веществ и снижение концентрации по БПК5;
удаление фосфора для борьбы с эвтрофикацией озер;
нитрификация и денитрификация, направленные на снижение всего или части органического либо аммонийного азо-та;
удаление бионеразлагаемых органических загрязне-ний (ХПК) и органических или неорганических токсич-ных веществ;
снижение цветности и удаление поверхностно-активных веществ;
обеззараживание и удаление патогенной микрофлоры.
Третичная очистка применима как для производственных, так и для бытовых сточных вод.
В естественных прудах вследствие роста водорослей значительно уменьшается содержание азота и фосфора, хотя сте-пень снижения их концентрации зависит от сезона. Однако про-блема удаления водорослей из сбрасываемой в водоемы очи-щенной воды в настоящее время не решена. В мелководных прудах длительное освещение оказывает обеззараживающий эффект.
Биологическая очистка может быть осуществлена фильт-рацией через почву.
Наиболее широко используется для доочисткифильтро-вание, которое основано на физическом процессе.
Прямое фильтрование через песчаную загрузку позволяет снизить концентрацию взвешенных веществ на 60—80% и уменьшить концентрацию соединений углерода на 30—40%. Чем ниже нагрузка на ил в предшествующем биологическом процессе, тем достигается более высокая эффективность очистки.
Удалениефосфатов весьма полезно, если очищенный сток сбрасывается в озеро или малопроточный водоем, так как сброс сточной воды, содержащий большое количество годных к потреблению водной растительностью фосфатов, может способс-твовать развитию эвтрофикации. Указанные фосфаты являются лимитирующим фактором для развития водной растительности и планктона. Вследствие этого в таких странах, как Швейцария, стремящихся защитить свои озера, заключено соглаше-ние о сбросе предельной максимальной дозы общих фосфа-тов около 1 мг/л в сточных водах, поступающих в озера или сбрасываемых близко от них.
В процессе обычной биологической очисткифосфор уда-ляется не полностью. Тем не менее благодаря бактериальному действию полифосфаты превращаются в годные для потреб-ления ортофосфаты. В то время как в поступающей в аэротенк сырой сточной воде две трети общего фосфора присутствуют в форме полифосфатов и одна треть — в форме ортофосфа-тов, для биологически очищенных сточных вод имеет место обратное соотношение.
Современные моющие средства являются основным источником полифосфатов; количество фосфатов в стоке возрастает с увеличением использования моющих средств.
Для удаления фосфатов рекомендуются два процесса: симультанное осаждение введением солей железа или алюминия в активный ил и раздельное осаждение, кото-рое производится на третьей ступени очистки с флокуляцией и осаждением или флотацией. В последнем случае качество очищенного стока более высокое, поскольку содержа-ние взвешенных веществ и соответствующая им БПК5 также уменьшаются.
Симультанное осаждение в широких масштабах успешно применяется в Швейцарии. В процессе очистки используется большое количество реагентов, около 1—1,5 мг железа на 1 мг фосфатов (выраженных в РОг8), достигаемая эффективность составляет 80—90%. Активный ил становится более тяжелым иловый индекс падает. Влияние на эффективность очистки не отмечено, хотя определенные трудности имелись при низконагружаемом процессе. При анаэробном сбраживании избыточного ила, содержащего осажденные фосфаты, высвобождения фосфатов в рециркулирующий поток не наблюдалось.
В связи с получением данных, свидетельствующих о том что биологический процесс денитрификации позволяет осуществить сверхпоглощение фосфора бактериями, открывается новый подход к удалению фосфора. Однако, хотя пока и не ясно, можно ли при таком процессе достичь уровня содержания фос-фатов, требуемого правилами ряда стран, но он, вероятно, должен уменьшить значение химического удаления фосфатов.
Во французском стандарте общий азот упомянут в трех из шести уровней очистки.
Содержание азота регламентируется во многих странах, до-пустимые концентрации для сброса часто бывают очень низ-кими. Имеется ряд причин, объясняющих эти требования:
необходимость ограничения потребления кислорода в водоприёмнике, так как для окисления 1 мг аммонийного азота требуется около 4 мг кислорода;
необходимость ограничения эвтрофикации озер и малопроточных водоемов (вэтом случае удалениеазота должно сочетаться с удалениемфосфатов);
обеспечение условий использования поверхностных речных вод для определенных промышленных и хозяйственных целей, когда присутствие азота или вредно, или запрещено.
Наиболее простым способом удаления азота является его окисление в процессе очистки до нитратных форм(N/NO3-), в которых он считается полностью безвредным. Действительно, при биологической нитрификации происходит переход от аммонийных форм N/NH3 в нитратные с образованием промежуточных нитритов N/N02, которые, находясь в воде, отчасти токсичны для детей, и эти недостатки можно предотвратить при осуществлении процесса нитрификации. С другой стороны, в водном источнике возможны обратные процессы, известные как ассимилятивное восстановление. В конечном счете при нитрификации потребляется кислород, а следовательно, и энергия, тогда как при диссимилятивном восстановлении, когда нитраты пре-вращаются в газообразный азот, высвобождаемая часть кислорода, использованного ранее для нитрификации, потреб-ляется на окисление загрязнений, содержащих соединения углерода. Общая тенденция поэтому заключается в полном удаленииазота. Возможны два способа: физико-химическое удаление; биологическая нитрификация / денитрификация.