Совершенствование технологии очистки сточных вод
Выбор оптимальных технологических схем очистки воды - сложная задача, что обусловлено многообразием находящихся в воде примесей и высоким требованиями, предъявленными к качеству очистки воды. При выборе способа очистки примесей учитывают не только их состав в сточных водах, но и требования, которым должны удовлетворять очищенные воды.
Для приготовления из сточных вод технической воды или обеспечения условий сброса очищенных сточных вод водоемов большое значение имеет технико-экономическая оценка способов подготовки воды. Экономическое преимущество имеют, как правило, замкнутые системы водоиспользования.
Применяемые схемы очистки должны обеспечивать максимальное использование очищенных вод в основных технологических процессах и минимальный их сброс в открытые водоемы. При широком внедрении оборотных систем имеются дополнительные резервы по сокращению расхода свежей воды и уменьшению сброса в открытые водоемы.
Для снижения концентраций вредных примесей, присутствующих в сточных водах, до требуемых величин необходима достаточно глубокая очистка. Поэтому важное значение имеет надежный контроль степени очистки сточных вод, так как с ужесточением требований к качеству очищенных вод значение ПДК большинства вредных веществ снижается и, следовательно, возрастают трудности их определения. Кроме того, контроль усложняется при определении концентраций вредных веществ в сильно разбавленных сточных водах.
Наиболее широкое распространение в практике биологической очистки сточных вод получили пневматические системы аэрации. Эффективность пневматических систем аэрации зависит от времени контакта пузырьков воздуха с жидкостью и удельной площади поверхности контакта фаз газ-жидкость.
Современные системы мелкопузырчатой аэрации позволяют создавать пузырьки воздуха диаметром 3-4,5 мм. Увеличить степень дисперсности водовоздушной смеси, образующейся над пористыми фильтрующими элементами пневматических аэраторов, не представляется возможным в связи с процессами интенсивного слипания пузырьков, имеющих диаметр менее 3 мм.
Таким образом, повышение эффективности пневматических аэрационых систем возможно только за счет увеличения времени контакта пузырьков с жидкостью.
Увеличение глубины погружения аэраторов приводит к повышению эффективности системы аэрации. Например, увеличение глубины погружения аэратора в два раза (с двух до четырех метров) приведет к повышению окислительной способности аэрационной системы при неизменной интенсивности аэрации в 1,6 раза.
Предельная глубина аэротенков традиционных конструкций ограничивается технологией их строительства. Считается экономически нецелесообразным устройство аэротенков глубиной более 6 м.
Повысить эффективность пневматической системы аэрации аэротенка, не увеличивая его глубину, возможно, организовав движение иловой смеси навстречу всплывающему пузырьку воздуха (принцип противотока). Противоток позволяет значительно увеличить продолжительность контакта жидкости с воздухом благодаря снижению скорости подъема воздушных пузырьков, способствует более эффективному обновлению диффузионной поверхности границы раздела фаз газ-жидкость.
Для очистки городских сточных вод был получен метод, связанный с использованием биофлокулирующих свойств избыточного активного ила и биопленки, имеющих, в своем составе внеклеточные биополимеры, обусловливающие пространственное структурирование и биофлокуляцию клеточных образований. Эффективность первичного осветления воды после ее 20-минутной обработки в камере биофлокуляции повышалась до 65-75% по взвешенным веществам и 40 - 45 % по снижению БПК. Однако механический перенос полученных в вертикальных отстойниках результатов на запроектированные и построенные отдельно стоящие преаэраторы сточных вод с активным, также встроенные конструкции в радиальные и горизонтальные отстоиники не позволили получить в них аналогичные результаты. Также была разработана и оптимизирована технология осветления сточных вод с использованием избыточного ила как биофлокулянта, которая обеспечивает повышение содержания оседающихвеществ в любой сточной воде до 85 - 90 % и снижение БПК в осветленной воде на 40-50%.