9.Сооружения для биологической очистки сточных вод в искусственно созданных условиях.(рисунки)

Биолог. очистка СВ представ.собой результат функционир. системы активный ил - СВ, характериз. наличием сложной многоуровневой структуры. Биолог.окисление составл. основу этого процесса, явл.следствием протекания большого комплекса взаимосвяз. процессов различ. сложности: от элементных актов обмена электронов до сложных взаимод. биоценоза с внешней средой.

К сооружениям, в кот. биолог.очистка протекает в искусст. созданных условиях, отн.:

1.Биофильтры с загрузкой из пеностекла или пластмассы.

2.Биодисковые фильтры.

3.Биофильтраторы.

4.Биореакторы с биобарабанами.

5.Блок биореакторов с затопленной ершовой загрузкой.

6.Аэрационные установки, работ. по методу полного окисления (продленной аэрации).

7.Аэрационные установки с аэробной стабилизацией избыт.активного ила.

Биофильтры с загрузкой из пеностекла или пластмассы

Сооружения биолог.фильтрации, особенно с прикрепл. биоценозом- просты, удобны, в них за короткое время происх. скоростное изъятие загряз. На традиц. биофильтрах в качестве фильтрующей массы прим. объемный материал: щебень, гравий, керамзит. Блочные загрузки из блоков пеностекла имеют преиму-ва в технолог., конструктивном и эксплуатац.отношениях по срав. с др.материалами. Пеностекло-это теплоизоляц. строит.материал. Он отлич. механ. прочностью, влаго-, паро- и газонепрониц. и т.д

Пеностекло имеет чрезмерно развитую поверхность, удержив.в ед. объема большое кол-во биопленки, чем какой-либо др.вид загрузочного материала, что способ.интенсив. изъятию загряз. из СВ.Распред. СВ по поверх. биофильтра осущест. с помощ. реактивного оросителя.Пластмас. загрузки испол. в виде жесткой (обрезки труб)жестко-блочной (из плоских и гофрированных листов), а также мягкой (из пластмассовых пленок) засыпки. Т.о, загрузка обладает высокой пустотностью, большой сорбц. поверх.и относит. малым коэф. сцепления биопленки с поверх. загрузки, что создает условия для образ.тонкого слоя биопленки.Пластмас.загрузка исключает заиливание биофильтров, значительно увелич. объем поступ. воздуха, что способ. повыш.окислит.мощности. Недостатки биофильтров: высокая не равномерность поступления СВ от малых объектов крайне отриц. влияет на работу биофильтров и аэротенков. В биофильтрах происх.подсыхание биопленки и наблюд.не равномерность t-го режима ее работы, создаются условия, способст. заиливанию загрузки. Во избежание этих явлений в часы миним. притока СВ осущест.рециркуляцию очищенных СВ, что приводит к допол.энергозатратам на перекачку стоков.

Биодисковые фильтры(БДФ)

Эти сооруж. предназ. для расхода СВ до 1000 м³ в сутки. В качестве загрузки для БДФ рекомен. перфорированные диски, изготов.из объемных синтет-х материалов пониженной плотности (пенопласта, пеностекла). Совр. БДФ представ. собой многосекц.емкость, наполненную вращающейся загрузкой (Рис.2)

Принцип действия данного сооруж. след.: диски – основ. компонент сооруж. - находится в постоян.вращат.движении, причем их поверх. перфорации покрыв. биопленкой, кот.находится в прикрепл. состоянии. Биомодули, создавая обширную поверхность, обеспеч. гидродинам.условия, при кот. отторгнутая биопленка продолжает работать, находясь во взвешенном состоянии. Здесь совмещается режим работы прикрепл.биоценоза и взвешенного (активного) ила. За пределами зоны очищаемой воды м.о, находясь в биопленке, получают О₂ непосред-но из атмосферы.

При одинаковых категориях обрабатыв. городских СВ и заданном эффекте очистки время аэрации в БДФ составляет 60-90 минут, а в классических аэротенках - около 6 часов.

БДФ компактны, просты, устойчивы к различного рода перегрузкам, имеют низкие удельные энергозатраты. БДФ - многосекционные сооружения (3-6 секций). Основная масса удаленных биоразлагаемых загрязнений приходится на первую и вторую секции БДФ.

Схема погружного дискового биофильтра:1 – подача сточных вод; 2-5 – соответственно первая, вторая, третья и четвертая ступени погружного дискового биофильтра; 6 – выпуск обработанных сточных вод

Биофильтраторы(б.ф)

Компактная установка б.ф предназ. для малых расходов сточных вод (от 2 до 600 м³ в сутки) и обеспеч. полную биолог. очистку от разнообразных загряз. Б.ф (Рис.3) состоит из аэрационной (сорбционной) зоны и зоны осветления.

В сорбцион. зоне установ. вращающ. перфорир. диски из пенопласта или подобных материалов. Диски вращаются мотор-редуктором .За счет градиента давления жидкость и отторгнутая биопленка перелив.через отверстие, устроенное в разделит.перегородке. Укрупненные хлопья актив. ила из зоны осветления опускаются вниз и через отверстия подсасываются в аэрацион. зону за счет кинематики течения. Т,о, происх. постоян. обмен биомассы между зонами сорбции и осветления. Очищаемая жидкость подним.к лотку и отводится за пределы сооружения.

Для интенсификации биотехнологии в биофильтре исполь.струйная аэрация (Рис. 4), что позволяет исключить механич. систему привода мотор-редуктор. Такой метод очистки применяется дла расходов сточных вод от 0,5 до 1,5 м³ в сутки и более, с загрузкой от низких до высоких значений концентр.биоразделяемых соединений (БПК).

Аэрационные установки, работ. по методу полного окисления (продленной аэрации).

Они предназ.для полной биолог.очистки бытовых и близких к ним по составу производ.СВ. Полное окисление органич.загряз.протекает в три фазы.

В 1-ой фазе наличия большого кол-ва органич. вещ-в в сточной жидкости обеспеч.быстрое размножение м.о.Во 2-ой фазе нагрузка по органическим загряз. на активный значит. ниже и из-за недостаточ. кол-ва этих загряз. размнож. м.о несколько сдерживается. Устанавлив.опред. соотнош. между колич-ом поступив.органич. вещ-в и приростом ила.В 3-ой фазе размножение м.о активного ила замедляется из-за недостатка органич. загрязнений. Ил как бы находится в «голодном» состоянии. Это заставляет м.о активного ила испол.не только органич. вещ-ва поступив. со СВ, но и большую часть органич. вещ-в отмерших м.о, т.е. минерализовать органическую часть самого активного ила. В резул.полного окисления органич.х загряз. прирост активного ила настолько мал, что его можно удалять из сооружений через 1-4 месяца.

Аэрационные установки с аэробной стабилизацией избыт.активного ила.

Аэробная стабилизация (а.с)- это процесс окисления органич. вещ-в в присутст. м.о и О₂ атм.воздуха, вводимого принудительно. Этот процесс, с т. з кинетики распада органики, аналогичен процессу окисления органич. загряз.в аэротенке.

А.с осадка приемлема до 1400 м³ в сутки и более. Поскольку продолж-ть процесса зависит от нач.концен. органич.загряз. и объема образующегося осадка, то для малых расходов стабилизаторы получаются малыми и легко эксплуатируемыми.

В качестве стабилизатора широко прим.как пневматическая (дырчатые трубы), так и механическая (турбинные или струйные аэраторы) аэрация. На процесс стабилизации осадков влияет наличие токсичных, агрессивных и трудно окисляемых веществ при концентр., превышающих допуст.

Метод а.с избыт.ила по сравн. с методом анаэробной обработки осадка имеет такие существенные преимущества:простота конструктивного исполнения сооружений;

отсутствие взрывоопасности;легкость автоматизации процесса и т.д

Установки представляют собой блок, объединяющий аэротенк, вторичный отстойник и стабилизатор избыточного активного ила. Система аэрации пневматическая.

На (рис.10) показана схема компактной установки (КУ) с аэробной стабилизацией или пневматической аэрацией.