6.3. Биологическая денитрификация.
При денитрификации концентрация аммонийного азота изменяется незначительно. По этой причине необходимо предварительно окислить аммонийный азот в нитриты и нитраты.
В зависимости от того, в каких сооружениях осуществляются процессы нитрификации и денитрификации, различают одно-, двух и трехстадийные схемы.
При одностадийной схеме устраивают аэротенки с продленной аэрацией, одна секция в которых выделяется для восстановления азота нитратов до газообразного азота. Кроме таких аэротенков при одностадийной схеме возможно устройство контактного стабилизатора, в одной из них происходит окисление аммонийного азота до азота нитритов и нитратов, в другой — восстановление нитратов.
Режим работы аэротенка установлен из расчета снижения концентрации азота в очищенных сточных водах на 75 % (при обычном методе аэрации снижение концентрации азота в аэротенке составляет 20…50 %). Первая стадия полуаэробного окисления осуществляется в 1-й секции аэротенка (без подачи воздуха) при минимальной концентрации растворенного кислорода. Окислителем является кислород нитратов очищенных вод, подаваемых в 1-ю секцию из вторичных отстойников. Во 2-й секции аэротенка окислительный процесс происходит при аэрации. При этом за счет кислорода воздуха завершается процесс нитрификации.
При двухстадийной схеме возможны следующие варианты: аэротенки. с продленной аэрацией и изолированным денитрификатором; контактный стабилизатор с изолированным денитрификатором; обычный аэротенк и смеситель, которые представляют собой комбинированное сооружение, разделенное на зоны нитрификации и денитрификации.
При трехстадийной схеме обработка разделяется на три ступени: аэрация, нитрификация и денитрификация.
Для процессов денитрификации могут быть использованы резервуары с перемешиванием, а также колонны с насадками из гравийных зерен диаметром 2,5 см или частиц гравия диаметром 2…4 мм. Фильтры-денитрификаторы идеально приспособлены для формирования биопленки, заселенной денитрифицирующей микрофлорой, для них характерен малый вынос взвешенных веществ, отсутствует необходимость в рециркуляции сточных вод и активного ила, требуется меньшая продолжительность пребывания сточных вод в сооружении.
Режим работы гравийных фильтров-денитрификаторов близок к режиму работы биофильтров. По мере работы гравийных фильтров на загрузке развивается биолленка, заселенная денитрифицирующими микроорганизмами. Частично она выносится потоком жидкости, и поэтому после гравийных фильтров-денитрификаторов необходима установка обычных фильтров.
Сточные воды, содержащие значительное количество азота нитратной формы, перед подачей на общие очистные сооружения целесообразно подвергать обработке на локальных установках. Для этой цели могут быть использованы аппараты с контактной средой, в частности, пленочные фильтры-денитрификаторы.
Пленочные денитрификаторы (рис. 6.6), работающие по принципу биофильтров, могут применяться для очистки сточных вод с широким диапазоном исходных концентраций нитратного азота.
Рис. 6.6. Пленочный денитрификатор:
1 — подача исходной воды; 2 — распределительная система; 3 — подослив; 4 — поливинилхлоридные пленки; 5 — зона осветления; 6 — отстойная зона; 7 — выпуск осадка.
При концентрациях, не превышающих 500 мг/л, используется одноступенчатая схема обработки, при концентрациях 500…1000 мг/л рекомендуется двухступенчатая схема, которая состоит из денитрификатора I ступени, где происходит снижение концентрации нитратного азота до 350…500 мг/л, и денитрификатора II ступени, где концентрация снижается до требуемых пределов. Для обеих ступеней могут быть использованы одинаковые сооружения. Продолжительность пребывания сточных вод в пленочных денитрификаторах 2…3 ч.