Интенсификация работы сооружений биологической очистки сточных вод .

Увеличение производительности сооружений биологической очистки сточных вод без дополнительного строительства емкостных сооружений связано с необходимостью увеличения окислительной мощности (ОМ) единицы объема действующих аэробных биореакторов , соответствующего увеличения окислительной способности (ОС) системы аэрации . Увеличить ОМ можно только увеличив количество биомассы активного ила , но это требует увеличения рециркуляции , изменяется нагрузка на ил и на площадь зеркала воды во вторичных отстой-никах , что влечет за собой необходимость замены насосов в насосной станции вторичных отстойников , замены коммуникаций (труб , электрических сетей , автоматики и т.д. ) . Те же проблемы возникают и с воздухом . Увеличить его подачу можно только с прокладкой дополнительных воздуховодов , установкой дополнительных воздуходувок , нужна дополнительная электроэнергия . Какие же пути интенсификации не затрагивают таких кардинальных корректив ?

В системе аэротенк - вторичный отстойник можно увеличить дозу ила , если не выпускать ил из аэротенков во вторичный отстойник , а это можно сделать двумя путями . Первый путь - установка насадки для удержания в аэротенке прикрепленных микроорганизмов , второй путь - установка на выходе из аэротенков тонкослойных илоотделителей , которые с низким эффектом осветления (вследствие малого времени пребывания ) задерживают основную массу активного ила . Оба пути позволяют на 30…50% увеличить ОМ аэротенков, т.е. на эти сооружения можно подать больше стоков , либо более концентрированные стоки .

С кислородом , т.е. ОС , то же есть решения .

Например , замена системы барботеров , установленных по дну аэротенка на более экономичные . Фильтросные пластины имеют около 16% полезного использования кислорода воздуха , а перфорированные трубы всего 8% . Если работают в аэротенке перфорированные трубы , то без увеличения подачи воздуха можно вдвое увеличить ОС за счет замены труб на пластины . Если же работают пластины , то их нужно менять на тканевые или титановые барботеры . Эти барботеры имеют малый диаметр - 50...100 мм и такие же размеры пор , что у фильтросных пластин , но при малом диаметре их нужно установить большей длины , а , следо-вательно , можно занять большую площадь днища коридора аэротенка аэраторами . А это уменьшает потребную дозу воздуха , т.е. увеличивает ОС того же количества воздуха , который уже поступает в аэротенк . Такой манипуляцией можно увеличить ОС на 25...30% . Еще одна возможность для увеличения ОС - это использование энергии насосов , рециркулирующий возвратный активный ил . Дело в том , что обычно у этих насосов есть избыток напора и можно возвратный ил подать в аэротенк через систему струйных аэраторов , а это дает дополнительно 10...15% увеличения ОС системы аэрации . Реконструкция , связанная с увеличением ОМ и ОС , по перечисленным приемам не требует остановки очистной станции . Во время профилактических ремонтов секций аэротенков , по одной секции отключается и в ней устанавливаются илоотделители или контейнеры с насадкой , удерживающей биомассу микроорганизмов , а также меняется система барботеров . Между прочим фильтросные пластины приходится менять через 3...5 лет безусловно с остановкой и опорожнением секций , поскольку нужно по днищу производить бетонные работы . Где брать деньги на изготовление требуемой оснастки ? Деньги можно получить у тех предприятий , которые увеличивают количество сточных вод , либо нарушают лимиты подачи загрязнений , т.е. их превышают . Они же могут и изготовить эту оснастку . ИПЦ “БОВ” имеет продолжительный опыт такой реконструкции на больших очистных станциях .

Можно не меняя производительности очистной станции улучшить качество очищенной воды теми же действиями . Например , с помощью илоотделителей и новых барботеров высвободить часть воздуха и объема вторичных отстойников для того , чтобы их использовать для доочистки сточных вод в фильтрах-биореакторах с ершовой насадкой . Опыт такой интенсификации уже тоже имеется .

Большие возможности интенсификации имеют двухъярусные отстойники . При перегрузки их по стокам в септической части все равно уже не протекает полный процесс стабилизации и ее можно задействовать под аэротенки . Желоба при этом выполняют функцию и первичных и вторичных отстойников . Один желоб первичный отстойник , второй желоб вторичный отстойник . Естественно нужно скорректировать подачу и отвод стоков и интенсифицировать работу желобов установкой в них тонкослойных блоков . Для стабилизации же осадков можно выделить один из двухъярусных отстойников и превратить его а аэробный стабилизатор . Такая интенсификация нуждается в строительстве воздуходувной , подводе дополнительной электроэнергии . Её часто приходится применять на очистных станциях с биофильтрами производительностью до 10 тыс. м³/сутки . Реконструкцией двухъярусных отстойников можно втрое увеличить производительность очистной станции не строя ёмкостных сооружений .

На ход биологической очистки влияет структура потоков жидкости . При полной биоло-гической очистке сточных вод минимальный объем , обеспечивающий максимальную степень очистки имеет идеальный аэротенк-вытеснитель . Если в реальных условиях перевести аэротенк-смеситель в аэротенк-вытеснитель , то эффект очистки значительно повысится .

Повысить эффект очистки можно переоборудованием коридорных аэротенков в много-камерные . Аэротенк делится не несущими перегородками (из ж/б , дерева , пластмассы ) на 4...10 камер , можно одинаковых размеров . Отверстие для перетока жидкости из камер в камеру должно располагаться у дна аэротенка ( 0,2 м/с при максимальном притоке ) . Можно интенсифицировать процесс биологической очистки путем разделения процесса очистки на две ступени . В этом случае на каждой ступени развивается свой биоценоз , приспособленный к окислению отдельных видов органических загрязнений .

Наиболее перспективным является путь когда на первой ступени используют аэротенк-смеситель с высокими дозами активного ила , а на второй ступени - аэротенк-вытеснитель , дозы активного ила в них такие , которые обеспечивают нормальную работу вторичных отстойников . В качестве аэротенков-смесителей могут использоваться аэротенки-отстойники , аэротенки-осветлители , фильтротенки, биотенки , аэротенки с флотационными илоотделителями .

В зависимости от этого возможны различные технологические схемы .

I

Избыточный активный ил

.

1

2

3

Избыточный ил 2 ступени

Возврат 2 ступени

Возврат + избыток

аэротенк-отстойник , осветлитель , флототенк ;

аэротенк-вытеснитель ;

вторичный отстойник .

В этом случае на I ступени - “внутренняя” рециркуляция , а весь избыточный активный ил с I и II ступеней отводится из зоны аэротенков I ступени .

II .

1

2

3

4

Возвратный ил 1 ст.

Избыточный ил + возвратный ил 2 ст.

Возвратный ил 2 ст.

Избыточный ил 1и 2 ст.

а. и.

Избыточный ил 2 ст.

аэротенк-смеситель ; 2. Флотационный илоотделитель или тонкослойный модуль ; 3.Аэротенк-вытеснитель ; 4. Вторичный отстойник .

III .

1

2

3

Возвратный ил

Избыточный ил 2 ст.

1. аэротенк-отстойник ; 2. Аэротенк-вытеснитель ; 3. Вторичный отстойник .

В этом случае аэротенк-отстойник работает с повышенным выносом активного ила (до 1,5-2,0 кг/м³ ) достаточным для нормальной работы аэротенка-вытеснителя .

На действующих очистных сооружениях осуществление этих схем можно добиться следующими путями :

Построить аэротенки-смесители I ступени ;

Под аэротенки-смесители может быть выделена часть существующих аэротенков .

Если для первичного осветления используется флотационная биокоагуляция или

тонкослойные отстойники , то под аэротенк-смеситель можно использовать первичный отстойник ;

Можно вообще отказаться от первичного отстаивания , ограничившись отделением лишь грубодисперсных примесей / t = 10...15 минут / ( в этом случае рекомендуется применять не гравитационное , а флотационное уплотнение ) .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

Канализация. Учебник / С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, А.И. Жуков, С.К. Колобанов -5-е изд. Перераб. и дополн. - М.: 1975. - 632 с.

Ласков Ю.М., Воронов Ю. В., Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных сооружений : Учебн. пособие - М.: Стройиздат, 1987.

СНиП 2.04.03 - 85. Канализация. Наружные сети и сооружения /Госстрой СССР - ЦИТП Госстроя СССР, 1986, - 72с.

Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчёта канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. Изд. 4-е, доп. М., Стройиздат, 1974, 156 с.

Зацепин В.Н. Курсовое и дипломное проектирование водопроводных и канализационных сетей и сооружений. Учебн. пособие для техникумов. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л. , Строй-издат, 1973.

Канализация населенных мест и промышленных предприятий / Н.И. Лихачёв , И.И. Ларин и др. , под общ. Редакцией В.Н. Самохина.2 - е изд.., перераб.и доп. - М.: Стройиздат , 1981 - 639 с. ил. - ( Справочник проектировщика ).

Проектирование сооружений для очистки сточных вод / ВНИИ ВОДГЕО - М.: Стройиздат, 1990 - 192 с. , ил. - Справочное пособие к СНиП /.

Канализация. Учебник для техникумов. Л. : Стройиздат, 1976 / Зацепин В.Н., Шигорин Г.Г., Зацепина М.В./

Справочник по очистке природных и сточных вод /Пааль Л.Л., Кару Я.Я. Мельдер Х.А., Репин Б.Н. - М. : Высшая шк., 1994. - 336 с, ил.

Туровский М.С. Обработка осадков сточных вод. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Стройиздат, 1988, - 256 с. - ( Охрана окружающей природной среды ).

СОСТАВ И СВОЙСТВА ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД. 3

НЕРАСТВОРИМЫЕ (ВЗВЕШЕННЫЕ) ВЕЩЕСТВА, ИХ КОЛИЧЕСТВО И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. 4

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА , ИХ КОЛИЧЕСТВО И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ . БПК , ХПК . 5

РАСТВОРЁННЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА. 6

БАКТЕРИАЛЬНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ СТОЧНЫХ ВОД . 7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ СТОЧНЫХ ВОД. 7

ВОДОЁМЫ , ИХ ОХРАНА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СТОЧНЫМИ 7

ВОДАМИ . 7

ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ВОДЫ В ВОДОЁМЕ. 8

САМООЧИЩАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ВОДОЁМОВ . 9

Разбавление сточных вод в реках. 9

Разбавление в озёрах и водохранилищах. 11

Разбавление в морях. 11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ. 12

Определение необходимой степени очистки по взвешенным веществам. 12

Определение необходимой степени очистки по БПКПОЛН. 13

Определение необходимой степени очистки по растворённому О2 . 14

ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД. 15

Выбор технологической схемы очистной станции. 16

Механическая очистка городских сточных вод. 17

Приемная камера . 17

Решетки , сита . 17

Последовательность расчёта механических решеток. 17

Решетки - дробилки ( комминуторы ). 19

Песколовки . 19

Горизонтальные песколовки. 20

Аэрируемая песколовка . 22

Расчёт песколовки . 23

Тангенциальная песколовка . 24

Обезвоживание песка . 26

ОТСТОЙНИКИ . 26

Последовательность расчёта первичных отстойников . 27

Вертикальные отстойники . 29

Горизонтальные отстойники 30

Радиальные отстойники . 31

Радиальные отстойники с вращающимся водораспределительным устройством (конструкция Скирдова И.В.) 32

Радиальный отстойник с периферийной подачей воды . 33

Комбинированные отстойники 33

ТОНКОСЛОЙНЫЕ ОТСТОЙНИКИ. 35

Интенсификация работы отстойников (преаэраторы , биокоагуляторы ) . 37

Осадки сточных вод . 37

Виды осадков, их химический и гранулометрический состав . 37

ФОРМЫ СВЯЗИ ВОДЫ С ЧАСТИЦАМИ ТВЁРДОЙ ФАЗЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОБРАБОТКУ ОСАДКОВ . 40

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ . 42

ИЛОУПЛОТНЕНИЕ. 43

Гравитационное уплотнение. 43

Флотационное уплотнение. 43

ВИБРОФИЛЬТРЫ, СЕПАРАТОРЫ, ЦЕНТРИФУГИ. 44

Расчёт илоуплотнителя. 45

Стабилизация осадка. 47

Аэробная стабилизация осадка . 47

Расчёт аэробного минерализатора. 48

АНАЭРОБНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ОСАДКОВ. 49

Септики. 49

Двухъярусные отстойники (Эмшеры). 51

Расчет двухъярусных отстойников. 51

Метантенки. 53

Расчет метантенков. 54

Конструкции метантенков. 55

Газгольдеры 60

ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ОСАДКОВ 60

Иловые площадки. 60

Расчет иловых площадок. 62

Подготовка осадков к механическому обезвоживанию. 63

Тепловая обработка и замораживание осадков . 67

Обезвоживание осадков фильтрованием . 68

Фильтр - прессование осадков . 74

Центрифугирование. 77

Безреагентное центрифугирование . 78

Реагентное центрифугирование осадков . 79

Обезвреживание осадков . 80

Обезвреживание нагреванием . 80

Термическая сушка осадков . 81

Сжигание осадков . 82

Химическое обеззараживание . 84

Радиационный способ обеззараживания осадков . 84

Компостирование осадков. 85

Биотермическая обработка (компостирование) осадков сточных вод. 85

Утилизация осадков. 86

Выбор метода и технологической схемы обработки осадков . 86

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД. 87

Биологическая очистка в искусственных условиях. 87

АКТИВНЫЙ ИЛ И ЕГО СВОЙСТВА. 88

Подача воздуха . 89

Аэротенки . 90

Расчет аэротенков . 92

Аэрация сточных вод . 95

Расчет системы аэрации (через фильтросные пластины ) . 97

ОКСИТЕНК ( ВНИИ ВОДГЕО ) . 100

ОКСИТЕНК СИСТЕМЫ “ЮНОКС” (США) . 101

АЭРОТЕНК - ОТСТОЙНИК . 102

АЭРОАКСЕЛЕРАТОР С ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЗОНОЙ АЭРАЦИИ . 102

АЭРОТЕНК - ОТСТОЙНИК (КОНСТРУКЦИЯ НИИ КВОВ ) . 103

АЭРОТЕНК - ОСВЕТЛИТЕЛЬ ( НИКТИ ГХ Украина ) . 104

ПРОТИВОТОЧНЫЙ АЭРОТЕНК . 105

АЭРОТЕНКИ ПРОДЛЕННОЙ АЭРАЦИИ . 106

Вторичные отстойники . 108

Расчет вторичных отстойников . 108

Флотационное илоуплотнение. 109

Тонкослойные илоотделители . 113

Биофильтры . 114

Капельные биофильтры . 116

Высоконагружаемые биофильтры (аэрофильтры) . 117

Биофильтры с пластмассовой загрузкой . 119

Дисковые (погружные ) биофильтры . 120

Башенные биофильтры . 120

Распределение сточных вод по поверхности биофильтра . 121

Сооружения для биологической очистки в естественных условиях . 121

Сельскохозяйственные поля орошения . 123

Биологические пруды . 124

МЕТОДЫ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД . 126

Доочистка на ершах . 128

Обеззараживание сточных вод . 130

Контактные резервуары . 131

Выпуск очищенных сточных вод в водоем . 133

Распределительные и измерительные устройства . 134

ГЕНПЛАНЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ И СХЕМЫ ВЫСОТНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ . 136

Контроль за работой очистных сооружений . 138

Отбор проб и подготовка их к анализу . 139

ПРИЕМКА , ПУСК И НАЛАДКА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ . 140

Основные причины низкой эффективности работы очистных сооружений . 144

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ РАБОТЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ . 146

Интенсификация работы сооружений биологической 147

очистки сточных вод . 147