Абсорбция и потребление кислорода

В процессе аэрации вода насыщается пузырьками воздуха, затем кислород из пузырьков абсорбируется водой и перено­сится к микроорганизмам. Перенос кислорода из газовой фазы к клеткам происходит в два этапа. На пер­вом этапе происходит перенос кислорода из воздушных пузырьков в основную массу жидкости, на втором - перенос абсорбированного кислорода из основной массы жидкости к клеткам под действием турбулентных пульса-ций. Скорость всего процесса лимитируется диффузионным сопротивлением воды при абсорб­ции кислорода. Наиболее надежный способ увеличения количества абсорбиро­ванного кислорода - повышение объемного коэффициента массоотдачи. Это дос­тигается дроблением газовых пузырьков и увеличением газосодержания потока сточной воды. Скорость потребления кислорода микроорганизмами не превышает скорость его абсорбции. Скорость потребления кислорода увеличивается с увеличением содержания его в воде, однако, только до опреде-ленного предела. Концентрация кислорода в воде, при которой скорость потребления его становится постоянной и не зависит от дальнейшего повышения концентрации, называется критической. Критическая концентрация меньше равновесной и зависит от природы микроор­ганизмов и температуры. Биогенные элементы и микроэлементы являются необходимыми для ус­пешного протекания биохимических реакций в сточной воде. К ним относятся N, S, Р, К, Mg, Ca, Na, Cl, Fe, Mn, Mo, Ni, Co, Zn, Си и др. Среди них основными являются N, P и К. Недостаток азота тормозит окисле­ние органических загрязнителей и приводит к образованию труднооседающего ила. Недостаток фосфора приво-дит к развитию нитчатых бактерий, и, в результа­те, к вспуханию активного ила. Содержание биогенных элементов зависит от состава сточных вод и должно устанавливаться эксперимен-тально. Ориентировочное соотношение БПК_ПОЛН:N:Р при продол-жительности очистки до 3 суток составляет 100:5:1. При продол­жительности очистки 20 суток это соотношение следует поддерживать на уровне 200:5:1. При нехватке азота, фосфора и калия в сточные воды добавляют азотные, фосфорные и калийные удобрения. Для полной биологической очистки сточных вод малых населенных пунктов в искусственно созданных усло-виях могут применяться: - аэрационные установки, работаю-щие по методу полного окисления (аэротенки продленной аэрации); -аэрационные установки с аэробной стабилизацией избыточного активного ила; -циркуляционные окислительные каналы;-капельные биофильтры. Аэрационные установки на полное окисление рекомендуется применять для очистки сточных вод с расходом до 700 м³/сут. Механическая очистка произ-водится только на решетках и решетках-дробилках. Установки сущест­вуют в двух вариантах: строящиеся на месте из сборного или монолитного железобетона и серийные установки заводского изготовления (марки КУ, БИО и др.) Аэрационные установки с аэробной стабилизацией активного ила приме­няются при расхо-дах стоков более 200 м³/сут. Механическая очистка предусмат-ривается такая же, как для аэротенков с продленной аэрацией. Такие ус­тановки изготовляются на заводах серийно. Циркуляционные окислительные каналы наиболее дешевые и простые из всех сооружений биологической очистки в искус-ственно созданных услови­ях. Они применяются в районах с расчетной температурой не ниже -25°С в случаях, когда установки заводского изготовления применять нецелесооб­разно. Капельные биофильтры допускается применять в особых случаях, сточ­ные воды предварительно должны пройти механическую очистку в септиках или в решетках, песколовках и двухъярусных отстойниках. В средней полосе России биофильтры располагают в зданиях, что обуславливает их высокую строительную стои-мость.

Сооружения биологической очистки сточных вод

Преаэраторы и биокоагуляторы

Преаэраторы и биокоагуляторы применяют:

-для снижения содержания загрязняющих веществ в отстоенных сточных водах сверх обеспечиваемого первичными отстойни-ками;

- для извлечения (за счет сорбции) ионов тяжелых металлов и других загрязняющих веществ, неблагоприятно влияющих на процесс биологической очистки.

Преаэраторы предусматривают перед первичными отстойниками в виде отдельных пристроенных или встроенных сооружений, биокоагуляторы - в виде сооружений, совмещенных с верти-кальными отстойниками.

Преаэраторы применяют на станциях очистки с азротенками, биокоагуляторы - на станциях очистки как с аэротенками, так и с биологическими фильтрами.

При проектировании преаэраторов и биокоагуляторов прини-мают:

- число секций отдельно стоящих преаэраторов - не менее двух, причем все рабочие;

-продолжительность аэрации сточной воды с избыточным актив-ным илом - 20 мин;

- количество подаваемого ила -50-100 % избыточного, биологической пленки - 100 %;

- удельный расход воздуха - 5 м³ на 1 м³ сточных вод;

- увеличение эффективности задержания загрязняющих веществ (по БПК_полн и взвешенным веществам) в первичных отстойниках на - 20-25%;

-гидравлическую нагрузку на зону отстаивания биокоагуляторов - не более З м³/(м²-ч).

Примечания

1. В преаэратор подают ил после регенераторов. При отсутствии регенераторов, предусматривают возможность регенерации активного ила в преаэраторах;

вместимость отделений для регенерации принимают равной 0,25-0,3 их общего объема.

2. Для биологической пленки, подаваемой в биокоагуляторы, предусмат-ривают специальные регенераторы с продолжительностью аэрации 24 ч.

Биологические фильтры

Рис. 32 Разрез биофильтра

1 — подача сточных вод; 2 — водораспреде­лительное устройство; 3 — фильтрующая загрузка; 4 - дренажное устройство; 5 -очищенная сточная вода; 6 - воздухорас­пределительное устройство

Общие указания

Биологические фильтры для очистки производcтвенных сточных вод применяют как основные сооружения при одноступенчатой схеме очистки или в качестве сооружений первой или второй ступени при двухступенчатой схеме биологической очистки. Биологические фильтры проектируют в виде резервуаров со сплошными стенками и двойным дном: нижним - сплошным, а верхним - решетчатым (колосниковая решетка) для поддержания загрузки. При этом принимают:

высоту между донного пространства - не менее 0,6 м;

уклон нижнего днища к сборным лоткам - не менее 0,01; продольный уклон сборных лотков - по конструктивным соображениям, но не менее 0,005.

Капельные биофильтры устраивают с естественной аэрацией, высоконагружаемые - как с естественной, так и с искусственной аэрацией (аэрофильтры). Естественную аэрацию биофильтров предусматривают через окна, располагаемые равномерно по их периметру в пределах междудонного пространства и обору-дуемые устройствами, позволяющими закрывать их наглухо. Площадь окон составляет 1 -5 % площади биофильтра. В аэрофильтрах предусматривают подачу воздуха в междудонное пространство вентиляторами с давлением у ввода 980 Па (100мм вод.ст.).

На отводных трубопроводах аэрофильтров предусматривают устройство гидравлических затворов высотой 200 мм.

В качестве загрузочного материала для биофильтров применяют щебень или гальку прочных горных пород, керамзит, а также пластмассы, способные выдержать температуру от 6 до 30°С без потери прочности. Все применяемые для загрузки естественные и искусственные материалы, за исключением пластмасс, должны выдерживать:

- давление не менее 0,1 МПа (1 кгс/см²) при насыпной плотности до 1000 кг/м³;

- не менее чем пятикратную пропитку насыщенным раствором сернокислого натрия;

- не менее 10 циклов испытаний на морозостойкость;

- кипячение в течение 1 ч в 5 %-ном растворе соляной кислоты, масса которой должна превышать массу испытуемого материала в 3 раза.

После испытаний загрузочный материал не должен иметь заметных повреждений и его масса не должна уменьшаться более чем на 10 % первоначальной.

Загрузка фильтров по высоте выполненяется из материала одинаковой крупности с устройством нижнего поддерживающего слоя высотой 0,2 м, крупностью 70-100 мм. Крупность загрузочного материала для биофильтров принимают по табл. 11

Таблица 11

Биофильтры (загружаемый материал)	Крупность материала загрузки, мм	Количество материала, % (по весу), остающегося на контрольных ситах с отверстиями диаметром, мм
Высоконагружаемые (щебень)	40-70	0-5	40-70	95-100	-	-	-
Капельные (щебень)	25-40	-	-	0-5	40-70	90-100	-
Капельные (керамзит)	20-40	-	-	0-8	Не нормир.	-	90-100
Примечание. Содержание кусков пластинчатой формы в загрузке не должно быть свыше 5 %.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: