|
В основные технологические схемы очистки сточных вод входят аэротенки одноступенчатые, аэротенки с регенераторами и аэротенки двухступенчатые.
Простейшая схема очистки сточных вод содержит одноступенчатые аэротенки. По этой схеме возможна очистка стоков с применением обычной аэрации, полного или неполного окисления, а также с использованием высоконагружаемых аэротенков. По сравнению
с другими сооружениями одноступенчатые аэротенки относительно просты в эксплуатации.
Баланс количества ила в одноступенчатом аэротенке описывается уравнением
где — расходы соответственно сточной воды и возвратного
ила, м3/сутки; #возвр и °аэр — соответственно концентрации ила возвратного (или циркуляционного), направляемого в аэротенк после отстаивания, и в аэротенках, кг/м3 (г/л); Яр—прирост ила, кг/м3 (г/л). Если прирост ила мал по сравнению с величиной ааЭр, то значением произведения можно пренебречь. Если принять, например, что ааЭр=2 г/л, то в аэротенк должен возвращаться ил с концентрацией 5—8 г/л. Если ил уплотнять дольше, то можно получить Явозвр^в г/л, а а<С0,3. Снижение процента возвратного ила уменьшает затраты электроэнергии на перекачку ила. Более длительное его выдерживание в отстойниках (без аэрирования) обусловливает начало анаэробных процессов в иле, сопровождающихся выделе
нием газов и его взмучиванием, что приводит к выносу ила с очищенной водой и к снижению общего эффекта очистки стоков.
Одноступенчатая схема очистки сточных вод в аэротенках имеет ряд существенных недостатков. В таких аэротенках нельзя интенсифицировать процесс очистки стоков путем увеличения массы активного ила. Существенным недостатком этой технологической схемы является и то, что при залповом поступлении сточных вод, содержащих токсичные примеси, может происходить резкое нарушение жизнедеятельности микронаселения активного ила или даже его гибель. В обоих случаях нормальная работа аэротенка нарушается на длительное время.
Отмеченные недостатки отсутствуют в аэротенках, работающих по иной технологической схеме. В основу схемы с аэротенка-ми и регенераторами положена разница в скоростях двух процессов —
очистки илом сточной воды от исходных загрязнений и биохимического окисления этих загрязнений. Для городских сточных вод эта схема оказалась весьма рациональной, поскольку скорость очистки сточной воды в 2—5 раз превышает скорость окисления.
При наличии аэротенка с регенератором смесь воды с илом аэрируют в течение времени, достаточного для достижения требуемого эффекта по БПК, а затем ил после отделения его в отстойнике перекачивают в регенератор, где процессы окисления заканчиваются и ил приобретает первоначальные свойства. Поскольку при регенерации ила аВозвр>ааэр, то для обеспечения той же продолжительности окисления, что и в одноступенчатом аэротенке, для аэротенка с регенератором требуется меньший объем аэрационной системы.
Если регенератор вводится в систему эксплуатируемого аэротенка, то этим приемом достигается повышение общей массы ила, что позволяет либо понизить нагрузку на ил (при прежнем количестве воды), либо увеличить пропускную способность аэротенка.
Введение регенераторов для обработки городских сточных вод рекомендуется применять при БПКлолн поступающей воды 150 мг/л и более. Для производственных сточных вод целесообразность введения регенераторов должна быть подтверждена экспериментально. Если скорость окисления загрязнений близка к скорости изъятия их из воды, то вводить в схему регенератор не следует.
При высокой исходной концентрации органических загрязнений в воде, а также при наличии в воде веществ, скорость окисления которых резко различна, целесообразно применение двухступенчатой схемы. В аэротенках I ступени БПК сточных вод снижается на
50—70%, что обычно учитывается при проектировании. Неполностью очищенная вода после отстаивания направляется на доочистку в аэро-тенки II ступени.
Особенностью ступенчатой очистки сточных вод является то, что в каждой ступени аэротенков постепенно развивается ил со специфическим биоценозом, наиболее приспособленный к существованию в данных условиях и обеспечивающий высокий эффект работы сооружений. Поэтому общий объем аэротенков на единицу объема очищаемой воды уменьшается по сравнению с объемом обычных аэротенков.
Двухступенчатая очистка сточных вод может производиться как без регенераторов, так и с регенераторами. Обычно регенераторы предусматриваются для I ступени аэротенков в объеме 50%. Менее нагруженным по количеству загрязнений является активный ил аэротенков II ступени, поэтому некоторые специалисты рекомендуют направлять его избыток в аэротенки I ступени.
Двухступенчатая схема очистки нашла применение при обработке сточных вод нефтехимических производств. В составе этих стоков имеются трудно окисляемые углеводороды, которые практически совсем не утилизируются микроорганизмами, если процесс ведется в одноступенчатом аэротенке. Активный ил усваивает лишь легко окисляемые вещества, в связи с чем общий эффект очистки стоков недостаточен. Если же процесс провести в две ступени, то во II ступени ил адаптируется к использованию трудноокисляемых углеводородов, а окончательный эффект очистки может быть доведен до очень высокой степени. В аэротенках может быть достигнута практически любая степень очистки воды. Чаще всего они рассчитываются на полную очистку со снижением БПКполн очищенной воды до 15 мг/л. При благоприятных местных условиях предусматривается лишь частичная очистка стока. Она производится в одноступенчатых аэротенках, работающих по технологическим схемам без регенераторов и с регенераторами. Применение последних более экономично и надежно в санитарном отношении.
Частичная очистка сточных вод широко применяется в зарубежной практике. При очистке слабоконцентрированных вод доза активного ила в аэротенках на частичную очистку поддерживается в пределах до 0,5 г/л, а продолжительность аэрации составляет 1,5—3 ч. При этих условиях БПКполн очищаемой воды снижается на 55—75%.
Поступающая во вторичные отстойники смесь воды и активного ила хорошо отстаивается; ил уплотняется лучше, чем при полной очистке, поэтому объем циркуляционного ила уменьшается на 10—15%.
Слабоконцентрированные по взвешенным веществам сточные воды могут поступать в аэротенки без предварительного отстаивания. Эксплуатация очистных сооружений в этом случае упрощается.
Кроме приведенных выше основных технологических схем работы аэротенков в практике встречаются и другие их разновидности. В частности, заслуживает внимания схема комбинированной частичной очистки сточных вод (рис. 4.106,6), известная за рубежом как «активированная аэрация».
По этой схеме полной очистке в обычных одноступенчатых аэротенках подвергается только часть сточных вод. Эти аэротенки обслуживаются отдельным вторичным отстойником, из которого они получают необходимую массу активного ила. Остальное количество сточных вод направляется для частичной очистки в обособленные аэротенки, куда поступает также избыточный активный ил из отстойников первой системы.
Осадок из вторичных отстойников второй системы не используется в качестве активного ила, а направляется для последующей обработки. Выходящая из аэротенков второй системы частично очищенная сточная вода после отстаивания смешивается с полностью очищенной водой.
Общее снижение БПКполн сточных вод по приведенной схеме очистки достигает 80—85 %.
Любая из описанных схем очистки воды может быть осуществлена с применением аэротенков, имеющих различную структуру потоков.
По структуре потоков различают:
аэротенки-вытеснители, в которые сточная вода и возвратный ил впускаются сосредоточенно с одной из торцовых сторон аэротенка и выходят также сосредоточенно с другой торцовой стороны сооружения;
аэротенки-смесители, в которых подвод и отвод сточной воды и ила осуществляется равномерно вдоль длинных сторон коридора аэротенка; при этом считается, что происходит полное смешение поступающей сточной воды с находящейся в аэротенке;
аэротенки с рассредоточенной подачей сточной воды, в которых последняя подводится в нескольких точках по длине аэротенка, а отводится сосредоточенно в его торцовой части; возвратный ил подается сосредоточенно в начало аэротенка.
Основное отличие в условиях биоокисления в аэротенках-смесите-лях и аэротенках-вытеснителях заключается в том, что в первых нагрузка загрязнений на ил и скорость их окисления (скорость потребления кислорода) одинаковы во всех точках сооружения, а во вторых они изменяются от наибольших (в начале сооружения) до наименьших (в его конце). При рассредоточенной подаче сточной воды по длине аэротенка единовременные нагрузки на ил уменьшаются при одновременном снижении предела колебаний нагрузок от одного впуска до другого. Условия окисления загрязнений в таких аэротенках приближаются к условиям работы аэротенка-смесителя.
При постоянной нагрузке на ил или при небольших колебаниях этой величины снабжение аэротенка воздухом должно обеспечивать одинаковый кислородный режим во всех точках сооружения. В аэротенках-вытеснителях эта задача усложняется, так как при наличии разницы в скоростях процесса по длине сооружения необходима и соответствующая дифференцированная подача воздуха. Однако из-за технических трудностей, связанных с осуществлением такого распределения, этот аэротенк распространения не получил.
|
|
