Аэротенк продленной аэрации. Четырехкоридорные аэротенки
Аэротенки высоконагружаемые, высокопроизводительные и продленной аэрации
из "Очистка производственных сточных вод в аэротанках"
Одним из возможных путей интенсификации работы аэрационных сооружений с целью увеличения их пропускной способности является повышение нагрузок на активный ил. Высоконагружаемыми аэротенками называют сооружения, в которых процесс биологической очистки происходит за 0,5-2 ч (городские сточные воды), вследствие чего гидравлические нагрузки составляют более 20 м /сутки на 1 ж сооружения и суточные нагрузки на ил по БПКполн - более 0,8 кг/кг при эффекте очистки 70-95%.Увеличение отношения количества питательных веществ к количеству активных микроорганизмов в высоконагружаемых аэротенках вызнает более интенсивное протекание процесса окисления, чем в аэротенках с низкой нагрузкой или минерализацией ила, где процесс угнетен недостатком питания для микроорганизмов. Результатом подачи избыточного питания в аэротенки является преобладание логарифмической фазы роста микроорганизмов, при этом в обработанной воде доминирует аммиачный азот и содержится минимальное количество его окисленных форм.
Как видно из табл. У.1, в которой представлены диапазоны нагрузок для всех видов аэрационных сооружений, по данным отечественных и зарубежных исследований, высоконагружаемые сооружения дают возможность значительно повысить э(ективно(ь использования единицы объема аэротенка.
Второй вариант - при сохранении прежних нагрузок на ил повышают концентрацию активного ила в системе, что приводит к созданию аэрационных сооружений, которые в отличие от высоконагружаемых являются высокопроизводительными. Как известно, скорость окисления сточной жидкости - источника питания и энергии микроорганизмов - тем больше, чем большее количество микроорганизмов функционирует в системе. Это положение хорошо согласуется сданными, полученными И. С. Постниковым и др., для сточных вод ряда московских станций аэрации. Интересные результаты, подтверждающие эффект работы высокопроизводительных аэротенков, приводит В. Эмде (табл. У.2). Как видно из данной таблицы, доза ила в сооружениях не опускалась ниже 3,6 г л, а в отдельных случаях достигала 10,2-11,2 г л, что даже при сравнительно невысоких нагрузках на активный ил обеспечивало окислительную мощность по БПКполн более 5 кг -сутки.
Для обеспечения требуемой высокой степени циркуляции без дополнительных затрат на перекачку циркуляционного расхода ила необходимо блокировать аэротенк с вторичным отстойником.
Фактором, ограничивающим увеличение рабочей дозы активного ила более 7-10 г/л, является резкое ухудшение седиментационной сепарации концентрированных иловых смесей во вторичных отстойниках. Кафедрой канализации МИСИ им. В. В. Куйбышева выдвинута оригинальная идея фильтрации иловой смеси аэротенков с дозами ила до 25 г л через сетчатые фильтры таким образом, что во вторичные отстойники поступают не более 3-4 г л взвешенных веществ. Технологическая схема сооружения, получившего название фильтротенк, производительностью 37500 м /сутки представлена на рис. У.Ю.
При очистке на фильтротенке сточных вод, имеющих величину БПКполн более 1 500 мг лу1 содержание эфирорастворимых веществ около ЪОмг л, очищенная вода имела БПКполн равное 20-Шмг л, при остаточном содержании эфирорастворимых веществ 7-9 мг л. Продолжительность аэрации сточной жидкости составляет 3-4 ч, что соответствует окислительной мощности по БПКполн 8000 - 12 ООО г -сутки или 400-600 лег на 1 г ила в сутки. При этом высота слоя активного ила перед сетчатой насадкой составляет 1-1,5 м, период фильтрования через нее 40-60 сек, период обратной продувки сетчатой насадки 8-12 сек при интенсивности подачи воздуха 80-120 м м -ч.
Технико-экономические подсчеты показывают, что фильтротенк, обеспечивающий высокую окислительную мощность при сравнительно низких нагрузках на активный ил, позволяет достичь 12-15% экономии на себестоимости очистки 1 сточной жидкости, при этом экономия на капитальных затратах в период строительства составляет 35-40%. Учитывая изложенное выше, высокопроизводительный аэротенк данной конструкции следует признать прогрессивным очистным сооружением, особенно для очистки высококонцентрированных производственных сточных вод, а также для очистки сточных вод, образующих труднооседающий активный ил.
Исследование основных расчетных параметров высокопроизводительных аэротенков проводилось авторами в 1966-1968 гг. на лабораторных моделях с пневмомеханической системой аэрации. Цикл наблюдений проводился на синтетической сточной жидкости, причем в качестве основного питательного компонента был выбран пептон, а в качестве промышленной добавки вводились различные концентрации аминов алифатического ряда, которые присутствуют в сточных водах многих производств. В течение эксперимента рабочая доза активного ила поддерживалась на уровне 4-8 г л при количестве циркулирующего ила 100-500% и расходе подаваемого воздуха в зависимости от нагрузки 40-80 на 1 л очищенной жидкости.
Возможность интенсификации очистки сточной жидкости путем увеличения рабочей дозы активного ила, а с другой стороны, непригодность традиционных станций аэрации для надежной работы в указанном режиме определяют одно из основных направлений в разработке конструкций высокопроизводительных аэротенков.
Аэротенки этого типа, как правило, выполняют коридорными с отдельно стоящими отстойниками (рис. 7). В данном случае аэоротенк разделяется на параллельно работающие секции, которые включают в себя два и более продольных коридора.
Режим вытеснения обеспечивается при отношении длины коридора к его ширине более 30. Если указанное отношение составляет 30 и менее, следует предусмотреть секционирование коридоров продольными перегородками, отстоящими от поперечных стенок на 2…5 м, на 5…6 ячеек.
Очищаемая сточная вода смешивается с активным илом и подается к аэротенку по каналу, затем поступает в секционные каналы, из которых так же по каналам поступает в коридоры. Обработанная вода собирается водосборными лотками и отводится по каналу и трубопроводу во вторичные отстойники.
Продолжительность периода аэрации, ч,
где: φ – коэффициент ингибирования продуктами распада органических веществ активного ила, л/г, (табл. 9);
а i – доза активного ила по сухому веществу, г/л, (табл.10);
Р max – максимальная скорость окисления органических веществ, мг/(г·ч) (табл. 9);
С 0 – концентрация растворенного кислорода, равная 1…2 мг/л;
s– зольность активного ила, доли единицы (табл. 9);
К 0 – константа, характеризующая влияние кислорода, мг О 2 /л (табл. 9);
L cм – величина БПК полн, определяемая с учетом разбавления сточных вод рециркуляционным расходом возвратного активного ила, мг/л;
L t – величина БПК полн очищенной сточной воды, мг/л;
К l – константа, характеризующая свойства органических веществ, мг БПК полн /л(табл. 9);
L 0 – величина БПК полн поступающей в аэротенк сточной воды, мг/л;
К р – коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания на процесс очистки сточных вод: К р =1,5 при очистке стоков доL t =15 мг/л и К р =1,25 – приL t >30 мг/л.
Величина БПК полн с учетом разбавления сточных вод рециркуляционным расходом возвратного активного ила, мг/л,
(19)
здесь: r i – коэффициент рециркуляции активного ила, доли единицы, определяемый по рис. 2, в зависимости от дозы активного ила по беззольному веществу а h i и величины илового индексаiили по формуле:
Примечание: 1. Формула (18) справедлива при i<175 см 3 /г и а i £5 г/л;
2. Величина r i должна быть не менее 0,3 для отстойников с
илососами, 0,4 – с илоскребами, 0,6 – при самотечном удалении активного ила.
Доза активного ила по беззольному веществу, г/л,
Величину илового индекса следует определять экспериментально. При отсутствии экспериментальных данных допускается принимать по табл. 11 в зависимости от нагрузки по БПК полн на 1 г беззольного вещества активного ила в суткиR a , мг/(г. сут), равной:
(22)
где t р – продолжительность периода аэрации с учетом температуры сточной воды, ч,
или рассчитывать по формуле:
(23)
Рис.7. расчетная схема коридора аэротенка-вытеснителя
Таблица 9
Основные расчетные данные характеристики процесса сточных вод в аэротенках
Примечание. Для других производств указанные параметры следует принимать по данным научно-исследовательских организаций.
Таблица 10
Основные технологические характеристики аэротенков
| Режим нагрузок по загрязняющим веществам | Сооружения | Продолжительность аэрации, ч | Доза активного ила по сухому веществу, г/л | Иловый индекс, см 3 /г |
| Низкие | Аэротенки продленной аэрации | 10…30 | 3…12 | 40…80 |
| Средние | Аэротенки обычные | 6...8 | 2…4 | 50…100 |
| Аэротенки с регенераторами | 5…6 | 2…4 | 50…100 | |
| Аэротенки высокопроизводительные | 3..5 | 3,5…8 | 50…100 | |
| Высокие | Аэротенки высоконагружаемые | 0,4…4 | 1,5…10 | 80…200 |
Период аэрации с учетом температуры сточных вод, ч,
здесь: T– среднегодовая температура сточных вод, 0 С.
Концентрация возвратного активного ила, г/л,
(25)
Таблица 11
Значение илового индекса
Концентрация активного ила в иловой смеси с учетом концентрации возвратного ила и коэффициент рециркуляции, г/л,
(26)
где: С вв – концентрация взвешенных веществ в поступающих в аэротенк сточных водах, г/л;
К и =0,80…0,85.
Продолжительность периода аэрации с учетом рециркуляции возвратного активного ила, ч,
Рабочий объем аэротенка, м 3 ,
(28)
Здесь: q– расчетный расход сточных вод, м 3 /ч, принимаемый в зависимости от величины коэффициента неравномерности притока сточных вод:
· при коэффициенте неравномерности не более 1,25 – qравен среднечасовому расходу сточных вод;
· при коэффициенте неравномерности более 1,25 – qравен среднему расходу в часы максимального притока сточных вод;
N– количество аэротенков.
Рабочий объем секции аэротенка, м 3 ,
при чем, N c – количество секций в аэротенке,N c ³2.
Примечание: Количество секций в аэротенке ориентировочно рекомендуется принимать для станций производительностью до 50000 м 3 /сут равное 4…6, для станций большей производительности – 8…10.
Ширина коридора, м,
где: К b = 1…2;
h 1 – рабочая глубина аэротенка,h 1 = 3…6.
Ширина секции аэротенка, м,
здесь n– количество коридоров в секции,n= 2…4.
Длина коридоров аэротенка (рабочая длинна аэротенка), м,
Примечание: Так как, сооружения с большими габаритными размерами принято выполнять из сборного железобетона, то длина коридоров должна быть кратна 6 м и составлять 36…114 м. Если это условие не выполняется, то необходимо скорректировать ширину коридоров, их количество, количество секций или количество аэротенков.
Общее число секций в аэротенке:
(33)
здесь N c.p. – число резервных секций, определяемое из условия, что их пропускная способность должна составлять не менее 50% производительности рабочих секций, т.е.
(34)
Ширина аэротенка, м,
Полная глубина аэротенка, м,
где h 2 – высота бортов аэротенка,h 2 = 0,3…0,5 м.
Диаметр магистрального трубопровода подачи сточных вод к аэротенкам, м,
(37)
здесь v св – скорость движения воды в трубопроводе, м/с, равная при напорном движении – 3 м/с, при безнапорном движении – 0,8…1,0 м/с.
Для аэротенков продленной аэрации существуют ограничения по использованию: концентрация примесей в пределах 350 мг/л, БПК 500 мг/л, расход до тысячи кубов. Период аэрации длится в резервуаре сутки, что позволяет минерализовать активный ил, крупные фракции взвесей. Нормы проектирования допускают использование установок внутри комплекса водоочистки, а, не в качестве самостоятельного сооружения.
Конструктивные решения обеспечивают следующую схему осветления:
- решетка/песколовка - стоки теряют крупные примеси
- аэрокамера - аэрация в контакте с активным илом (4 - 2 г/л)
- перелив жидкости в зону вторичного отстойника через нижнюю трубу
- при движении вверх стоки осветляются
- затем они отводятся с помощью переливных лотков
- активный ил оседает, сползает по конусу к вертикальному насосу
- осажденный ил возвращается в аэрокамеру
Современное оборудование этого типа применяют для очистки биохимическими способами неотстоенных стоков. На каждое сооружение допускается расход 2 100 - 400 кубов ежесуточно, содержание взвесей должно быть в пределах 300 мг/л, БПКП не больше 1,5 г/л. Системы автоматизации, диспетчеризации, управления обеспечивают бесперебойную работу насосного, компрессорного оборудования.
Полезная информация и интересные статьи:
Фотографии водоотведения и канализации:
Основные сложности и ошибки при проектировании самостоятельно (своими руками) |
Решения ООО «Регион» |
|||||
|
|
|||||
|
|
|||||
|
|
|||||
|
|
|||||
|
|
|||||
|
|
|||||
СТОИМОСТЬ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА |
|
Для определения базовой (начальной) стоимости проектно-сметной документации и изыскательских работ ООО «Регион» использует проверенный временем способ: составление сметы на ПИР по справочникам базовых цен. Сметная стоимость проектно-изыскательских работ является обоснованной начальной стоимостью работ, которая уточняется в процессе уточнения объемов работ и переговоров. Смета на ПИР составленная по справочникам базовых цен может служить обоснованием цены при проведении конкурсной процедуры в соответствие с ФЗ №44 и №223. |
| Содействие в оформлении заявок для участия в Федеральных Целевых Программах (ФЦП). | Все технические и технологические решения мы принимаем на основании вариантного проектирования и сравнения всех технико-экономических параметров, в том числе эксплуатационных. | |||
| Содействие в оформление заявок на получение денежных средств из региональных бюджетов (ТЭО, Обоснования). | Разработка ТЭО (технико-экономического обоснования) проекта на начальных этапах реализации инвестиционного замысла. | |||
| Консультации по вопросам кредитования в европейских банках и привлечении грантов. | ||||
| Содействие при разработке инвестиционных программ. | Консультирование в области проектирования, стадии проектирования, этапы проектирования, согласования, необходимая исходно-разрешительная документация и т.п. | |||
| Содействие в привлечении кредитных средств, для реализации энергосервисных контрактов (энергоэффективность), и экологических проектов. | ||||
| Компания ООО «Регион» входит в соств ряда крупных проектно-строительных холдингов и готова реализовывать объекты под ключ на всей территории России. | ||||
НАЧИНАЯ СОТРУДНИЧАТЬ С НАМИ ВЫ ЭКОНОМИТЕ |
|
| 30% | Стоимости на строительно-монтажных работах. На основе вариантного проектирования и современных технологий мы подбираем оптимальное решение. Технологии 3х-мерного моделирования помогают избежать перерасхода материалов и минимизировать вероятность ошибки. |
| 25% | Стоимости проектно-изыскательных работ при этом получаете качественный проект, позволяющий реализовать ваш замысел в срок. Благодаря комплексному подходу всё в одних руках (сбор исходных данных, обследования и обмеры, изыскания) и опыту наших специалистов мы можем оптимизировать затраты и предложить вам конкурентную цену. |
| 20% | Времени при выполнении строительно-монтажных работ. Решения, принимаемые нашими инженерами и архитекторами не только надежны и эстетичны, но и продуманы с точки зрения удобства и скорости реализации (гибкие решения с точки зрения производства работ). |
В составе договора на проектирования мы всегда прописываем гарантийные обязательства
и материальную ответственность за срыв сроков.
Специалисты ООО «Регион» готовы оказать содействие на всех этапах принятия решения, как на этапе рассмотрения концепции проекта, так и при рассмотрении вариантов реконструкции существующих зданий и сооружений. На этапе подготовки проектирования - подготовить технические задания на проектирование и необходимые изыскания.
А также подготовить сметы на проектирование и изыскания по сборникам базовых цен (обоснование цены для проведения конкурса).
КАК МЫ ПРОЕКТИРУЕМ |
|||
 |
|
||
ЛИЦЕНЗИИ И СЕРТИФИКАТЫ ООО «РЕГИОН» |
||||
 ООО «Регион» является членом добровольной сертификации качества в соответствие с ГОСТ Р ИСО 9001-2015. Регистрационный № СМК.РТС.RU.03121.17 |
 |
 |
||
МЫ РАБОТАЕМ НА ЛИЦЕНЗИОННОМ ПО |
||||
 Мы проктируем на nanoCAD - российская универсальная САПР-платформа, содержащая все необходимые инструменты базового проектирования, выпуска чертежей. |
 Наши ПК оснащены ОС Windows 10 - Операционная система для персональных компьютеров, разработанная корпорацией Microsoft в рамках семейства Windows NT. После Windows 8 система получила номер 10, минуя 9. |
 Мы работаем на Microsoft Office 2010 - это пакет программ, ориентированных на требования современного бизнеса и нужды его сотрудников. |
||
| Использование лицензионного программного обеспечения гарантирует информационную безопасность, законность выполнения работ и снижает риски закрытия компании в связи с проверками регулирующими органами. | ||||
|
размер шрифта КАНАЛИЗАЦИЯ- НАРУЖНЫЕ СЕТИ И СООРУЖЕНИЯ- СНиП 2-04-03-85 (утв- Постановлением Госстроя СССР от 21-05-85 71) (ред от 20-05-86)... Актуально в 2018 году Аэрационные установки на полное окисление (аэротенки с продленной аэрацией)6.166. Аэрационные установки на полное окисление следует применять для биологической очистки сточных вод. Перед подачей сточных вод на установку необходимо предусматривать задержание крупных механических примесей. 6.167. Продолжительность аэрации в аэротенках на полное окисление следует определять по формуле (48), при этом надлежит принимать: р - среднюю скорость окисления по БПК_полн - 6 мг/(г х ч); а_i - дозу ила - 3 - 4 г/л; s - зольность ила - 0,35. Удельный расход воздуха следует определять по формуле (61), при этом надлежит принимать: q_O - удельный расход кислорода, мг/мг снятой БПК_полн, - 1,25; K_1, K_2, K_T, K_3, C_a - по данным, приведенным в п.6.157. 6.168. Продолжительность пребывания сточных вод в зоне отстаивания при максимальном притоке должна составлять не менее 1,5 ч. 6.169. Количество избыточного активного ила следует принимать 0,35 кг на 1 кг БПК_полн. Удаление избыточного ила допускается предусматривать как из отстойника, так и из аэротенка при достижении дозы ила 5 - 6 г/л. Влажность ила, удаляемого из отстойника, равна 98%, из аэротенка 99,4%. 6.170. Нагрузку на иловые площадки следует принимать как для осадков, сброженных в мезофильных условиях. --- 2015-03-15В этой статье приводятся технологические параметры работы биологической очистки в аэротенках. Описываются особенности технологической схемы: высокая концентрация иловой смеси, высокий коэффициент рециркуляции активного ила. Для устранения недостатков, присущих аэротенкам-вытеснителям, проведены конструктивные изменения аэротенков: установлена новая система аэрации, устроен продольный рецикл иловой смеси в аэротенках при помощи эрлифтов. Фото 1. Инфузории Epistylis plicatilis
Фото 2. Колония коловраток
Фото 3. Коловратка в слое ила Контроль за процессом биологической очистки в аэротенках осуществляется в физико-химической и гидробиологической лабораториях по современным методикам анализа с использованием видеокамер и компьютеров для накопления информации о состоянии биоценоза и всех его изменениях. В результате реконструкции достигнуты высокие результаты очистки сточных вод. Концентрация органических загрязнений после биологической очистки не превышает 3 мг/дм. Суммарная концентрация минерального азота не превышает 10 мг/дм, эффективность очистки по тяжёлым металлам составляет 94-96 %, по нефтепродуктам — 92-96 %о. Достигнутые результаты (по качеству очистки и показателям энергоэффективности) позволяют сделать вывод о целесообразности использования процесса биологической очистки в аэротенках с низкими нагрузками для достижения высокого качества очистки при низких затратах на реконструкцию сооружений биологической очистки. Затраты на реконструкцию окупаются в течение двух-трёх лет. В цехе НиОПСВ ОАО «Минудобрения» проводится очистка сточных вод двух подмосковных городов — Егорьевска и Воскресенска. Объём сточных вод составляет в среднем 60-80 тыс. м 3 /сут. Характер поступающих загрязнений — хозяйственно-бытовой. Сточные воды имеют концентрации по взвешенным веществам в пределах 150-180 мг/дм 3 , по БПК-5 — до 160 мг/дм 3 , по ХПК — 250-350 мг/дм 3 . Очистные сооружения выполнены по классической схеме биологической очистки. Образующийся осадок, после специальной обработки, в полном объёме используется на рекультивацию промышленного полигона. Построенные 40 лет назад сооружения многократно реконструировались. В последнее десятилетие была завершена реконструкция биологической очистки в аэротенках с целью повышения качества очистки стоков и энергоэффективности процесса очистки.
Традиционные схемы биологической очистки (с использованием микроорганизмов во взвешенном состоянии в аэротенках с последующим их осаждением во вторичных отстойниках) не обеспечивают эффективную и надёжную очистку сточных вод до жёстких установленных норм допустимого сброса. Особенно большие сложности возникают при достижении норм допустимого сброса для водоёмов рыбохозяйственного значения. Для решения задачи глубокой очистки сточных вод от органических и биогенных соединений в мировой практике разработано несколько основополагающих технологических процессов: технология SBR (с реакторами переменного действия); технология последовательного чередования аэробной, аноксидной и анаэробной зон биологической очистки в аэротенке; технология концентрирования биомассы путём сочетания в реакторах взвешенных и прикреплённых форм микроорганизмов; технология концентрирования биомассы взвешенных форм микроорганизмов с последующим их задержанием специальными мембранами. Концентрация органических загрязнений после биологической очистки не превышает 3 мг/дм. Суммарная концентрация минерального азота не превышает 10 мг/дм, эффективность очистки по тяжёлым металлам составляет 94-96 %, по нефтепродуктам — 92-96 %
Технология SBR предполагает последовательное проведение в одном реакторе в периодическом режиме, в течение его работы чередования аэробных и анаэробных процессов. Данная технология весьма дорога и требует сложнейшей системы исполнительных механизмов для выполнения команд системы управления процессом. Циклично-переменные кислородные условия жизнедеятельности микроорганизмов в таком реакторе, в связи с адаптационным фактором, тормозят скорость биохимических реакций и увеличивают время, необходимое для прохождения реакции. Это увеличивает размер реактора. Технология последовательного чередования анаэробной, аноксидной и аэробной зон при реконструкции снижает на 30-40 % производительность биологической очистки. Многовариантная система рециклов активных илов и стоков из различных зон обработки значительно усложняет контроль за технологическим процессом и его управляемость. Увеличивается число исполнительных механизмов, установленных в малодоступных местах, значительно увеличивается объём перекачиваемого активного ила. Технология концентрирования биомассы с использованием взвешенных и прикреплённых на инертных носителях форм микроорганизмов связана с затратами на приобретение носителей, установку этих носителей в биореакторы и значительными трудностями при ремонте аэрационных систем. Появление в иловой смеси биоплёнки с инертных носителей требует увеличения времени отстаивания иловой смеси, то есть увеличения и размеров отстойников. Технология концентрирования биомассы взвешенных форм микроорганизмов в реакторе (с последующим отделением на полимерных мембранах) связана с расходом средств на реагенты для регенерации мембран и со сложностью эксплуатации. Однако необходимо проводить реконструкцию существующих сооружений биологической очистки с повышением эффективности очистки для снижения сброса в водоёмы органических загрязнений и биогенных элементов. Это возможно при использовании аэротенков-вытеснителей в режиме продлённой аэрации.
Процесс очистки сточных вод в аэротенке можно представить следующим образом. При поступлении осветлённых стоков в аэротенк стоки смешиваются с хлопками возвратного ила. На поверхности зооглей, составляющих хлопки ила, происходит сорбция нерастворённых и коллоидных загрязнений, которые поступают с осветлёнными стоками. Располагаясь на поверхности зооглей, которые покрыты полисахаридным гелием, бактерии в присутствии кислорода выделяют ферменты для окисления загрязнений. Часть растворённых загрязнений попадает в тело бактерий, где при помощи ферментов происходит их окисление. При окислении загрязнений ферментами бактерий возможно использование как растворённого в иловой смеси кислорода, так и нитратов. Соединения, полученные в результате ферментативного окисления, используются бактериями для размножения, то есть роста численности. Процесс развития бактерий в аэротенке условно можно разделить на три фазы. Первая из них — это фаза логарифмического роста. В этой фазе происходит рост численности и массы бактерий на величину содержащихся в поступающих сточных водах загрязнений, за минусом массы, использованной самими бактериями на получение энергии для жизнедеятельности. Во второй фазе (развитой биоценоз активного ила) происходит стремительное развитие микроорганизмов-хищников, которые используют массу бактерий и оставшиеся загрязнения в качестве пищи и для последующего размножения. Исчерпание запасов легко окисляемой органики переводит биоценоз активного ила в фазу эндогенного дыхания или автотрофного окисления. В этой фазе источником энергии для жизни и размножения микроорганизмов является масса микроорганизмов самого активного ила. Резко снижается количество бактерий, число хищных микроорганизмов определяется скоростью самоокисления микроорганизмов ила. В третьей фазе начинается окисление получившихся в результате окисления неорганических соединений азота — происходит реакция нитрификации с использованием большого количества кислорода из иловой смеси. В фазе эндогенного дыхания микроорганизмов происходят процессы: формирования крупного плотного хлопка ила из зооглей бактерий, нитчатых бактерий, грибов, актиномицетов; продолжается процесс окисления органического вещества — вещества организмов биоценоза активного ила; происходит окисление неорганических форм азота в присутствии кислорода — нитрификация, восстановление в присутствии нитратов — денитрификация.
Биоценоз активного ила коридорных аэротенков, работающих в режиме низких нагрузок, с глубокой нитрификацией и денитрификацией характеризуется большим видовым разнообразием (свыше 30 видов простейших), однако без численного преобладания какого-либо вида Для проведения этих противоположных реакций по отношению к кислороду необходимо создать условия для каждого из них. Это возможно только с помощью создания различных зон: анаэробной, аэробной и аноксидной. Хлопок ила можно рассматривать как шарообразное или эллипсоидное образование с наличием внутри него зон, куда не поступает растворённый кислород из иловой смеси, даже при значительной концентрации кислорода (4-6 мг/дм 3) в сточной воде. Для проведения процесса очистки стоков от поступивших загрязнений, необходимо провести глубокое окисление органического вещества, которое содержится в осветлённой воде, глубокое окисление вещества бактерий активного ила. Полученные азотсодержащие вещества окислить до нитратов и восстановить до газообразного азота. Для повышения скорости реакции восстановления (денитрификации) необходимо увеличить в аэротенке аноксидную и анаэробную зону. Увеличение проводится двумя путями:
Одновременно, низкие нагрузки по БПК на аэротенк позволяют проводить глубокое окисление органического вещества до 3,5 мг/дм 3 , почти до теоретически достижимых 2,5 мг/дм 3 . На основании вышеизложенных теоретических положений в аэротенках цеха НиОПСВ был организован режим работы со следующими значениями технологических параметров: нагрузка по БПК — 35-50 мг на грамм сухого вещества БПК в сутки; время аэрации — 8-12 ч; доза ила — 5-6 г/дм 3 ; концентрация растворённого кислорода — 4-6 мг/дм 3 ; коэффициент рециркуляции — 0,8-1,0; электродный потенциал в пределах -200...-250 мВ; иловый индекс — 90-130; зольность ила — 35-40 %; удельный расход воздуха на аэрацию — 6-7 м 3 на 1 м 3 стоков; удельный расход электроэнергии на аэрацию — 0,35-0,4 кВт·ч на 1000 м 3 .
В тоже время необходимо отметить недостатки коридорных аэротенков:
Для устранения этих недостатков в аэротенках был устроен продольный рецикл иловой смеси. Схема представлена на рис. 1. Рециркуляционный узел выполнен в виде водовоздушного насоса-эрлифта, который перекачивает иловую смесь из конца второго коридора в начало первого. Значение коэффициента рецикла — 2,1-2,5. В результате более длительного нахождения активного ила в аэробных условиях и ускорения оборота биомассы: возрастает окислительная способность биомассы активного ила за счёт повышения уровня ферментативной активности; повышается макротурбулентность в аэротенке — снижается размер застойных зон; снижается удельная нагрузка на активный ил; улучшается кислородный режим сооружения, без сокращения средней длины пробега, обрабатываемых сточных вод, что исключает «проскок» неокисленных загрязнений. Это позволило добиться следующего: повысить минерализацию активного ила и снизить количество избыточного активного ила до минимального значения; повысить устойчивость биоценоза активного ила при поступлении сбросов трудно окисляемых промышленных стоков, контроль состояния ила проводился по методике биоэстимации ; стабилизировать кислородный режим в иловой смеси во время ремонта воздуходувок. Биоценоз активного ила коридорных аэротенков, работающих в режиме низких нагрузок, с глубокой нитрификацией и денитрификацией характеризуется большим видовым разнообразием (свыше 30 видов простейших) без численного преобладания какого-либо вида. Численность нитчатых бактерий, мелких бесцветных жгутиковых, мелких форм голых и раковинных амёб незначительна. Из инфузорий преобладают брюхоресничные и прикреплённые формы. На фото 1 представлена колония Epistylis plicatilis. Присутствие хищников положительно влияет на степень очистки воды от органических загрязнений за счёт интенсификации биологических процессов в бактериальной среде из-за поступления в неё веществ, выделяющихся из фрагментов микрофауны при их деструкции в аэротенках в фазе эндогенного дыхания. В активном иле всегда присутствуют коловратки (фото 2-3), сосущие инфузории, хищные грибы, разнообразные черви, тихоходки. По БПК5 было достигнуто значение в 3 мг/дм 3 , соответствующее предельно допустимым сбросам (ПДС) для водоёмов рыбохозяйственного назначения (рис. 2). По величине ХПК — 30 мг/дм 3 . По минеральному азоту — 10 мг/дм 3 (рис. 3), что соответствует рекомендациям Хельсинкской комиссии (Helcom) для городов с населением более 100 тыс. жителей. Эффективность очистки по железу составила 90-92 %, очистки по тяжёлым металлам — 94-96 %, эффективность по нефтепродуктам — 92-96 %.
При работе аэротенков в режиме низких нагрузок со значением коэффициента продольного рецикла 2-3:
Такая реконструкция — реальный путь улучшения качества очистки большинства очистных сооружений районного значения. Затраты на дальнейшее повышение качества очистки по азоту и фосфору (до достижения установленных нормативов ПДС для водоёмов рыбохозяйственного назначения) оказываются слишком велики, например, для бюджета населённого пункта с численностью менее 250-300 тыс. человек.
|
