Аэробная стабилизация осадка .

Аэробная стабилизация - процесс окисления органического вещества микроорганизмами (аэробами) в присутствии кислорода воздуха . Аэробная стабилизация (в отличии от анаэробной) протекает в одну фазу :

С₅Н₇NO₂ + 7Н₂О 5СО₂ + 3Н₂О + Н⁺ + NO₃^- или

С₅Н₇О₂N + 5О₂ 5СО₂ + 2Н₂О + NH₃ (NH₃NO₃^- ) .

Процесс аэробной стабилизации осадков подобен процессу очистки сточных вод в аэротенках.

Продолжительность аэробной стабилизации активного ила связана с возрастом ила : чем больше возраст ила , тем короче период стабилизации и меньше скорость потребления кислорода и наоборот . Продолжительность стабилизации смеси осадка с активным илом зависит от количества вносимого с осадком субстрата , внутриклеточного субстрата и степени их распада.Процесс продолжается до тех пор , пока имеется питательный субстрат.

Эффективность и продолжительность процесса зависит от соотношения осадка и активного ила , количества и концентрации органических веществ , интенсивности аэрации, t ^о и требуемого эффекта , а также содержания микроэлементов , солей тяжелых металлов и токсичных химических соединений .

Рекомендации по проектированию и расчету аэробных стабилизаторов приведены в СНиП п. 6.364...6.367 .

Изменение t на 10 ⁰С изменяет продолжительность стабилизации в 2...2,2 раза , но объём во столько же раз не меняется т.к. при каждой температуре образуется свой биоценоз .

Существуют стабилизаторы со свободно плавающими микроорганизмами и с прикрепленными .

В биореакторах со свободно плавающим илом концентрация должна быть 20 г/л (менее заметно ингибирование). Распад по беззольному веществу составляет 30%. В биореакторах с прикрепленными микроорганизмами концентрация ила должна быть 10...13 г/л . Распад составляет 70% .

Влажность стабилизированного уплотненного в течении 5 часов осадка, согласно СНиП - 96,5...98,5% . Белки , входящие в активный ил и составляющие 55% твёрдой фазы , содержат аминокислоты , которые разлагаются до NO₂^- NO₃^- . Если нехватка О₂ , то происходит денитрификация , образуются пузырьки газа - происходит флотация . Количество воздуха необходимое на аэрацию зависит от дальнейшей обработки осадка :

Для механического обезвоживания необходимо , чтобы осадок хорошо отдавал воду ;

Для иловых площадок необходимо предотвратить загнивание (процесс распада д.б. выше) , т.е. количество О₂ д.б. больше .

Количество потребляемого воздуха зависит от :

Дыхания ;

Дегидрогеназной активности (окислительные процессы внутри клетки) .

Согласно СНиП : J 6 м³/м² час , q_в= 1-2 м³/ч.м³ , W = 99,5 - 97,5 % .

Каждая клетка обволакивается мембраной , которая может быть разрушена только лигнинами , которые вырабатываются микроорганизмами (это очень медленный процесс) . Оболочка составляет большую часть от веса микроорганизма .

Скорость процесса с прикрепленными микроорганизмами в 2 раза выше , значит и расход воздуха больше (3 м³/час на м³) . Стабилизация свободно плавающими микроорганизмами даёт количество NO₃ =200 мг/л, а с прикрепленными 30 мг/л , т.к. внутри ерша идет анаэробная денитрификация . Водоотдающая способность ила улучшается незначительно .

Аэробной стабилизации могут быть подвергнуты неуплотнённый и уплотнённый (не > 6 часов) избыточный активный ил , сырой осадок первичных отстойников и их смесь .

Иловая вода после стабилизации и уплотнения направляется в аэротенк (БПК₅=100мг/л; ХПК - 360..670 мг/л ; БПК_полн=200 мг/л ; С_ВЗВ 100мг/л .

Количество кишечных палочек снижается до 70-99% , наблюдается инактивация вирусов . Однако яйца гельминтов не погибают. При отстаивании стабилизированного осадка в течение 1-2 суток твёрдая фаза может всплывать, а затем повторно осаждаться , поэтому иловые площадки для стабилизированного осадка целесообразно устраивать с дренажем и поверхностным отведением иловой воды.