- •Состав и свойства городских сточных вод.
- •Нерастворимые (взвешенные) вещества, их количество и методы контроля.
- •Органические вещества , их количество и методы контроля . Бпк , хпк .
- •Растворённые минеральные вещества.
- •Бактериальное загрязнение сточных вод .
- •Определение расчетных концентраций сточных вод.
- •Водоёмы , их охрана от загрязнения сточными водами .
- •Требования к качеству воды в водоёме.
- •Самоочищающая способность водоёмов .
- •Разбавление сточных вод в реках.
- •Разбавление в озёрах и водохранилищах.
- •Разбавление в морях.
- •Определение необходимой степени очистки.
- •Определение необходимой степени очистки по взвешенным веществам.
- •Определение необходимой степени очистки по бпкполн.
- •Определение необходимой степени очистки по растворённому о2.
- •Выбор технологической схемы очистки сточных вод.
- •Выбор технологической схемыочистнойстанции.
- •Механическая очистка городских сточных вод.
- •Приемная камера .
- •Решетки , сита .
- •Последовательность расчёта механических решеток.
- •Решетки - дробилки ( комминуторы ).
- •Песколовки .
- •Горизонтальные песколовки.
- •Аэрируемая песколовка .
- •Расчёт песколовки .
- •Тангенциальная песколовка .
- •Обезвоживание песка .
- •Отстойники .
- •Последовательность расчёта первичных отстойников .
- •Вертикальные отстойники .
- •Горизонтальные отстойники
- •Радиальные отстойники .
- •Радиальные отстойники с вращающимся водораспределительным устройством (конструкция Скирдова и.В.)
- •Радиальный отстойник с периферийной подачей воды .
- •Комбинированные отстойники
- •Тонкослойные отстойники.
- •Интенсификация работы отстойников (преаэраторы , биокоагуляторы ) .
- •Осадки сточных вод . Виды осадков, их химический и гранулометрический состав .
- •Формы связи воды с частицами твёрдой фазы и их влияние на обработку осадков .
- •Методы обработки осадков .
- •Илоуплотнение. Гравитационное уплотнение.
- •Флотационное уплотнение.
- •Виброфильтры, сепараторы, центрифуги.
- •Расчёт илоуплотнителя.
- •Стабилизация осадка.
- •Аэробная стабилизация осадка .
- •Расчёт аэробного минерализатора.
- •Анаэробная стабилизация осадков.
- •Септики.
- •Двухъярусные отстойники (Эмшеры).
- •Расчет двухъярусных отстойников.
- •Метантенки.
- •Расчет метантенков.
- •Конструкции метантенков.
- •Газгольдеры
- •Обезвоживание осадков Иловые площадки.
- •Расчет иловых площадок.
- •Подготовка осадков к механическому обезвоживанию.
- •Тепловая обработка и замораживание осадков .
- •Обезвоживание осадков фильтрованием .
- •Фильтр - прессование осадков .
- •Центрифугирование.
- •Безреагентное центрифугирование .
- •Реагентное центрифугирование осадков .
- •Обезвреживание осадков .
- •Обезвреживание нагреванием .
- •Термическая сушка осадков .
- •Сжигание осадков .
- •Химическое обеззараживание .
- •Радиационный способ обеззараживания осадков .
- •Компостирование осадков. Биотермическая обработка (компостирование) осадков сточных вод.
- •Утилизация осадков.
- •Выбор метода и технологической схемы обработки осадков .
- •Биологическая очистка городских сточных вод.
- •Биологическая очистка в искусственных условиях.
- •Активный ил и его свойства.
- •Подача воздуха .
- •Аэротенки .
- •Расчет аэротенков .
- •Аэрация сточных вод .
- •Расчет системы аэрации (через фильтросные пластины ) .
- •Окситенк ( внии водгео ) .
- •Окситенк системы “юнокс” (сша) .
- •Аэротенк - отстойник .
- •Аэроакселератор с центральной зоной аэрации .
- •Аэротенк - отстойник (конструкция нии квов ) .
- •Аэротенк - осветлитель ( никти гх Украина ) .
- •Противоточный аэротенк .
- •Аэротенки продленной аэрации .
- •Вторичные отстойники .
- •Расчет вторичных отстойников .
- •Флотационное илоуплотнение.
- •Тонкослойные илоотделители .
- •Биофильтры .
- •Капельные биофильтры .
- •Высоконагружаемые биофильтры (аэрофильтры) .
- •Биофильтры с пластмассовой загрузкой .
- •Дисковые (погружные ) биофильтры .
- •Башенные биофильтры .
- •Распределение сточных вод по поверхности биофильтра .
- •Сооружения для биологической очистки в естественных условиях .
- •Сельскохозяйственные поля орошения .
- •Биологические пруды .
- •Методы доочистки сточных вод .
- •Доочистка на ершах .
- •Обеззараживание сточных вод .
- •Контактные резервуары .
- •Выпуск очищенных сточных вод в водоем .
- •Распределительные и измерительные устройства .
- •Генпланы очистных сооружений и схемы высотного расположения очистных сооружений .
- •Контроль за работой очистных сооружений .
- •Отбор проб и подготовка их к анализу .
- •Приемка , пуск и наладка очистных сооружений .
- •Основные причины низкой эффективности работы очистных сооружений .
- •Интенсификация работы очистных сооружений .
- •Интенсификация работы сооружений биологической очистки сточных вод .
Биологическая очистка городских сточных вод.
Биологическая очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворённые и коллоидные органические загрязнения в качестве источника питания в процессе своей жизнедеятельности . Биологическая очистка может осуществляться в естествен-ных условиях (поля орошения , поля фильтрации , биологические пруды ) и в искусственных условиях (аэротенки , биофильтры) . В искусственных условиях микроорганизмам создаются благоприятные условия (состав питательной среды , избыток растворенного кислорода , температура ) , которые ускоряют биологическую очистку , хотя и требуют дополнительных затрат .
Биологическая очистка в аэробных условиях осуществляется в одну фазу и характеризуется уравнениями , которые протекают одновременно :
Органическое вещество (БПК , ХПК , ООУ ) + О2 + N2 + Р СО2 + Н2О + нераспавшееся органическое вещество + энергия + микроорганизмы .
Микроорганизмы + О2 + N2 + Р = нераспавшееся клеточное вещество .
Биологическая очистка в искусственных условиях.
Может осуществляться взвешенным слоем хлопьев ила , называемого активным , через который протекает сточная вода .
Такой процесс осуществляется в азротенках , когда активный ил находится в свободноплава-ющем состоянии , или прикреплен к загрузке из ершей .
Второй вариант , когда сточная вода фильтруется через крупнозернистый материал , покрытый биоплёнкой , образованной колониями микроорганизмов . Этот процесс осуществляется в биофильтрах .
Биоценоз активного ила и биопленки при очистки одной и той же воды идентичны , но количественное соотношение различных видов микроорганизмов различно .
Активный ил и биоплёнка - это сложное сообщество различных групп : бактерий , простейших, грибов , водорослей , вирусов , некоторых высших организмов (коловратки , черви, клещи ) . До 30% биомассы пленки составляют грибы (сопроплесневые , дрожжевые и т.д. ) . Развитие грибов в активном иле незначительное , в чем наиболее существенное различие в микрофлоре илов аэротенков и биофильтров . В биоплёнке развиваются так же высшие водные организмы : клещи , мушки , но их роль в очистке незначительна .
Активный ил и его свойства.
Основная роль в биологической очистке принадлежит бактериям , число которых составляет 108...1014 клеток на г сухого вещества . Ил имеет развитую поверхность до 100 м2 на 1 г сухого вещества . Размер клеток от 0,1 до 3 мм и > , рН = 4...9 , заряд на 80% отрицательный .
В основном состав бактериальной микрофлоры зависит от :
состава сточных вод ;
условий работы сооружений ;
количества растворенного кислорода ;
температуры , рН ;
нагрузки на ил ;
соотношения загрязнений и микроорганизмов ;
гидродинамики потоков и т.д.
Свойства активного ила .
Важным свойством активного ила является его способность к хлопьеобразованию и седиментации , происходящих в результате взаимодействия высокомолекулярных внеклеточных полимеров (полисахаридов , белков , РНК , ДНК ) , аккумулирующихся на оболочке клетки в стадии эндогенной фазы развития культуры . Флокуляцию можно усилить добавлением неорганических веществ (каолин , кремнезем , сульфат аммония) . На флокуляцию оказывают влияние : перемешивание , температура , дозирование флокулянта , рН .
Активный ил подвержен “вспуханию” , вызванному развитием нитчатых бактерий . Причинами , вызывающими вспухание являются :
уменьшение концентрации растворенного кислорода ;
избыточное количество углеводов в исходной воде ;
недостаток азота , фосфора ;
резкие изменения нагрузок на ил и т.д.
Вспухший ил обладает чрезвычайно развитой поверхностью , имеет очень высокую очистительную способность . Но его невозможно отделить от воды , поэтому нормальная работа очистных сооружений со вспухшим илом невозможна .
Способность к омолаживанию . В активном иле практически всегда развиваются простейшие микроорганизмы . Простейшие питаются бактериями , поддерживая бактериальное равновесие в активном иле . Поедая старые малоподвижные клетки , простейшие способствуют омоложению ила . Усваивая еще и загрязнения , простейшие обеспечивают дополнительное осветление воды . Простейшие являются показателем работы сооружений биологической очистки . (Например при недостатке О2 они становятся прозрачными , набухают и лопаются ).
Показатели характеризующие активный ил .
Состояние активного ила можно оценить величиной его окислительной мощности (ОМ) , т.е. способностью обеспечить окисление органических веществ биомассой активного ила, находящегося в 1 м3 объема аэротенка в течении одного часа (г БПК/м3час). Обычно аэротенки городских очистных станций имеют ОМ на уровне 25 - 60 г БПК/м3час . С помощью прикрепленных микроорганизмов можно довести ОМ до 250 г БПК/м3час .
ОМ = .
Другим показателем ила является его возраст (В) . Возраст равен В = (например: концентрация активного ила= 2,5 г/л ; прирост Пр = 0,25 г/л ) В = 10 суток . Желательно иметь возраст = 7 - 15 суток . Чем меньше возраст ила , тем выше его ОМ , но молодой ил плохо разрушает трудноокисляемые вещества . Старый ил , как правило , содержит больше нитрификаторов , т.е. способен окислять азотсодержащие вещества , но имеет низкую ОМ , т.к. имеет низкую скорость окисления загрязнений () . В аэротенках продленной аэрации величина В = 18 - 25 суток . Такой ил обеспечивает и нитрификацию , и способен осуществлять аэробную стабилизацию микроорганизмов .
Важным показателем аэротенков является нагрузка на ил () . Чем больше нагрузка на ил тем меньше в иле простейших и мелких животных (т.е. большую часть ила составляют бактерии ) . Высоконагруженный ил имеет высокий иловый индекс хуже оседает . Целесообразно нагрузку на активный ил не превышать 600 г/кг сутки . В то же время , если оценить нагрузку переходя от ОМ к нагрузке , то получим := 600 гО2/кг сутки ; =гО2/кг час = 25 гО2/кг час ; если в 1 м3 объема аэротенка содержится 2 кг ила , ОМ и возраст взаимосвязаны , то нельзя перегружать аэротенки ни по загрязнениям органического характера , ни по взвешенным веществам , т.к. сразу ухудшается качество очистки . Можно ожидать сохранения высокого качества очистки при увеличении подачи взвесей на био-реакторы лишь при наличии прикрепленных микроорганизмов , поскольку их возраст не зависит от прироста , а седиментационные свойства ила не влияют на количество биомассы в биореакторе .
Иловый индекс (J ) - объем активного ила в мл после 30 минут отстаивания , отнесенный к 1гр. сухого вещества .
Хорошо оседающий ил - J=100...120 мл/г ;
Глубоко минерализованный -J= 60...90 мл/г ;
“Вспухший “ -J> 150...200 мл/г .