Файл: Очистка промышленных сточных вод..pdf

насыщается кислородом и перемешивается мешалкой. Кислород или воздух поднимается снизу вверх, а сточ­ ная вода подается сверху и сбоку. Очищенная вода по­ ступает в отстойник. Окислительная мощность его до­ стигает 5— 1 0 кг БПК на 1 м3 в сутки, т. е. в 3—4 раза превосходит мощности имеющихся на комбинате обыч­ ных аэротенков [Ш ].

Противоточный аэротенк — это также недавно раз­ работанное и опробованное сооружение. По мнению многих исследователей, целесообразно применять аэра­ цию кислородом или. воздухом, обогащенным кисло­ родом, только в противоточном аэротенке. Принцип его действия состоит в том, что очищаемая им жидкость, подаваемая по принципу аэротенка-смесителя, рас­ средоточено движется сверху вниз, а ей навстречу снизу вверх поступает кислород. Это обеспечивает равномерное протекание процессов разрушения загряз­ нений вследствие тщательного перемешивания кисло­ рода и сточной жидкости. Установлено, что при проти­ вотоке контакт сточной жидкости составляет 40, а при прямотоке — 8 сек, т. е. длительность контакта в 5 раз больше [72].

Очистка промышленных и бытовых сточных вод осу­ ществляется на станциях аэрации (рис. 64). Примером успешной совместной очистки промышленных и бытовых сточных вод может служить комплекс сооружений био­ химической очистки Северо-Донецкого химического комбината, где очищаются сточные воды 27 химических производств. Он рассчитан на очистку 8 6 тыс. м3 в сут­ ки сточных вод. На сооружения подается 76 тыс. м3 в сутки сточных вод, в том числе 2 2 тыс. м3, содержащих химические загрязнения.

Этапы очистки в этом комплексе таковы:

1 ) механическая очистка хозяйственно-бытовых сточных вод (механические решетки, песколовки, первич­ ные отстойники);

218

2 ) механическая очистка промышленных сточных вод (усреднители, первичные отстойники, смеситель бы­ товых и промышленных вод);

3 ) биологическая очистка (аэротенки-смесители, аэ­ ротенки-регенераторы, вторичные отстойники, насосная станция циркуляции ила, воздушно-компрессорная станция);

Сжатый доздух

4)биологическая обработка осадка (метантенки, ко­

тельная, газольдеры, иловые и песчаные площадки), В состав комплекса входит также станция, поста­ вляющая недостающие для биохимической очистки пи­

тательные соли калия, азота, фосфора и др.

Очищенные сточные воды направляются в буферные пруды, где находятся в течение 3 суток. В них хорошо растет и развивается рыба. Вода из прудов возвращает­ ся в циклы оборотного водоснабжения комбината. Очи­ стка промышленных и бытовых сточных вод достигает 97—98%. Стоимость очистки 1 мг сточной воды — 5 коп. [61].

219

Станции аэрации, на которых основным сооружением является аэротенк, имеют ряд преимуществ: небольшая площадь, занимаемая сооружениями, возможность рас­ положения очистных станций вблизи населенных пунк­ тов, так как они не нарушают санитарного состояния окружающей среды, возможность в известных преде­ лах управлять процессом биохимического окисления сточных вод. Основным недостатком таких станций являются высокие экспліуатационные расходы, так как подача воздуха требует большого количества электро­ энергии и обслуживания высококвалифицированным персоналом.

Для ввода новых очистных сооружений биохими­ ческой очистки в нормальную эксплуатацию необхо­ димо располагать определенным количеством актив­ ного ила. Существует несколько способов его выращи­ вания:

1. В аэротенке предварительно аэрируют бытовую сточную жидкость без протока с добавлением малых объемов промышленных сточных вод (Б П К п о л н смеси до 150 мг/л). Когда начнут образовываться небольшие количества хлопьев активного ила (через 2—3 оуток), можно включать проток. Затем надо постепенно увели­ чивать концентрацию добавляемой сточной воды. Дли­ тельность накопления необходимой биомассы активно­ го ила в летнее время может колебаться от 2—3 недель до 2 месяцев.

2. В случае малых объемов бытовых сточных вод ил, взятый со дна, расположенного неподалеку во­ доема, подвергают аэрации. Устанавливают наличие аммонийного азота и фосфора в жидкости (в случае их отсутствия добавляют питательные соли) и начинают постепенно.увеличивать концентрацию подаваемых про­ изводственных сточных вод.

3. Отмывают огородную землю. В жидкости, содер­ жащей большое количество микрофлоры в иловых ча­

220

стицах, в условиях аэрации начнет развиваться актив­ ный ил. Условия подачи промышленных сточных вод такие же, как указывалось выше.

4. Используют активный ил из сооружений биохими­ ческой очистки, например городских для очистки бытовых сточных вод, с предварительной регенерацией его. Последняя состоит в том, что ил аэрируют с доба­ влением лишь питательных солей; в это время окисля­ ются все загрязнения, адсорбированные илом. Затем начинают постепенно увеличивать подачу промышлен­ ных сточных вод.

5. Аэрируют подлежащую очистке сточную воду, разбавленную водой из водоема, без протока. В очищае­ мую воду необходимо добавлять питательные соли азо­ та (10—15 мг/л) и фосфора (2—3 мг/л). Примерно через две недели можно включать проток и начинать постепенно повышать концентрацию окисляемых сточ­ ных вод [78].

Для выращивания нужного количества активного ила используют часть сооружений — один аэротенк и один вторичный отстойник. Постепенно в них накапли­ вается ил, очищаемая сточная вода не загнивает, в ней появляются нитриты и нитраты, что свидетельствует о завершении процессов распада органических веществ. Тогда следует увеличивать количество подаваемой в аэротенк сточной воды, доводя его до проектной на­ грузки сооружения, или уменьшать разбавление воды. Когда работающий аэротенк и отстойник введены в нор­ мальный режим, вводят в эксплуатацию остальные соо­ ружения [77].

Производительность очистного сооружения (как аэ­ ротенка, так и биофильтра) зависит от скорости оки­ сления и времени пребывания сточной жидкости в нем.

Интенсивность работы сооружения определяется его окислительной мощностью ОМ. Окислительная мощ­ ность аэротенка или биофильтра при постоянном ВПК

221

где БПКполн. н, БПКполн. о — биологическое потребление кислорода соответственно исходных и очищенных сточных вод, кг/м3\ QcyT —суточный расход сточных вод, м3\ W — полезный объем аэротенка или объем загрузки био­

фильтра, м3.

Другим способом расчета окислительной способности

по сухому беззольному веществу, г!л.

Возраст ила, т. е. время пребывания его в аэротенке, зависит от соотношения между количеством возвратно­ го и избыточного ила: чем больше количество послед­ него, тем моложе активный ил в аэротенке. Более мо­ лодой ил обладает большей биохимической активностью,

чем старый.

Возраст ила Тж(в сутках) определяется по формуле

где Си.н — концентрация избыточного активного ила по

сухому беззольному веществу, г/л.

Расчет аэротенков различного типа приведен в рабо­

тах [20,21].

Вторичные отстойники предназначены для отделения активного ила от ило-водяной смеси, выходящей из аэ­ ротенков. Отстойники бывают вертикальные, горизон­

222

тальные и радиальные. Последние два типа используют­ ся обычно для станций большой производительности. Часть активного ила (не менее 30%) должна быть воз­ вращена из вторичного отстойника в аэротенк. Активный ил в отстойнике продолжает потреблять кислород; если кислорода будет недостаточно (менее 2 мг/л) для нор­ мальной жизнедеятельности микроорганизмов активно­ го ила, то создадутся анаэробные условия. Очень важно уменьшить время пребывания сточных вод во вторичных отстойниках, так как свойства активного ила могут рез­ ко ухудшиться от нахождения его в анаэробных усло­ виях — он может потерять часть своей активности.

Обычно применяются вертикальные круглые и ра­ диальные отстойники с илососами. Время пребывания промышленных сточных вод во вторичных отстойниках не должно превышать 2 ч. Наличие тріудноразрушаемых микроорганизмами соединений, например углево­ дородов, вызывает необходимость удлинения срока пребывания ила в отстойниках до 3—4 ч в связи с увеличенным выносом активного ила из отстойников под влиянием углеводородов, нарушающих плотность хлопьев ила.

Увеличение срока пребывания ила в отстойнике, как уже упоминалось, может ухудшить состояние ила. В та­ ких случаях можно рекомендовать двухступенчатое от­ стаивание. Активный ил из первой ступени вторичных отстойников, рассчитанной на продолжительность отста­ ивания 1,5 ч, возвращается в аэротенк, а из второй сту­ пени отстойников избыточный активный направляется в илоуплотнители.

Если на станциях биологической очистки имеются преаэраторы и биокоагуляторы, то половина избыточно­ го ила, не потерявшего активности, поступает в эти соо­ ружения, вторая половина — в илоуплотнители.

Влажность избыточного ила очень велика (до 99,6%). После илоуплотнителей, в качестве которых могут

223

использоваться вертикальные отстойники, влажность сни­ жается до 98%. Из илоуплотнителей активный ил на­ правляется на метантенки, где подвергается метаново­ му анаэробному брожению. Если избыточный активный ил сбраживается отдельно из-за отсутствия бытовых сточных вод, то этот процесс происходит очень медлен­ но. Сброженный активный ил обезвоживается на ваку­ ум-фильтрах или чаще — на иловых площадках. Фильт­ рование, естественное испарение с последующей терми­ ческой обработкой снижает содержание влаги до 25%

[20, 66].

Многоступенчатая очистка. В СССР и за рубежом многие исследователи рекомендуют концентрированные сточные воды очищать в две ступени. Снижение ВПК на первой ступени может производиться как в анаэ­ робных, так и в аэробных условиях. При окислении в аэробных условиях в аэротенках каждой ступени раз­ вивается активный ил, наиболее приспособленный к усло­ виям среды на этой ступени (pH, питанию, аэрации и т. д.). Аэротенк первой ступени обычно получает зна­ чительно большую нагрузку, чем второй, и снижение ВПК на первой ступени составляет 60—70%, а иногда и более от БПКполн очищаемой сточной воды (рис. 65). На каж­ дой ступени аэротенков обычно устраивается регенера­ тор активного ила.

Особенно целесообразна двухступенчатая очистка в тех случаях, когда сточные воды содержат много различных легко- и трудноразрушаемых веществ. При одноступенчатой очистке вместе с избыточным илом уда­ ляются микроорганизмы, вызывающие распад соедине­ ний, которые содержатся в сточных водах в малых кон­ центрациях. При двухступенчатой очистке на первой ступени разлагаются относительно легко окисляемые сое­ динения, а на второй — накапливаются микроорганиз­ мы, окисляющие трудноразрушаемые вещества, содер­ жащиеся в сточных водах в небольших концентрациях,

224