Файл: Карюхина Т.А. Химия воды и микробиология учебник.pdf

§ 89. Небактериальное население илов и биопленки как индикатор процесса очистки

Небактериальное население илов и биопленки представлено следующими группами организмов; про­ стейшие, коловратки, черви, водные личинки и куколки насекомых, водные клещи, водные грибы. Многолетние наблюдения за работой очистных сооружений биологи­ ческой очистки, а также результаты исследований позво­ лили выявить, что микронаселение ила может служить индикатором его состояния' и условий существования, т. е. экологической обстановки.

Так, если в илах преобладают саркодовые и жгутико­ вые, а инфузорий и коловраток практически нет, это свидетельствует о неудовлетворительной работе соору­ жения. Преобладание ресничных инфузорий и коловра­ ток позволяет говорить о хорошей работе сооружения

иэффективно проходящем процессе очистки.

Внормально работающем иле обычно наблюдается большое разнообразие простейших, при этом нет коли­ чественного преобладания какого-либо одного вида. Все организмы подвижны, находятся в оживленном состоя­ нии; ил хорошо флокулирует и легко оседает.

Если питания для ила недостаточно, то наблюдается измельчение простейших, они становятся прозрачными, инфузории инцистируются. Вслед за инфузориями инцистируются коловратки. Вода над илом имеет мелкую, плохо оседающую муть.

Ил с избытком питания имеет малое разнообразие видов при количественном преобладании двух-трех из них. Появляются саркодовые, могут в больших количе­ ствах развиваться нитчатые бактерии. Вода над илом имеет опалесценцию.

Отклонения в составе ила появляются при поступле­ нии сточной воды другого состава или при недостатке кислорода в сооружении.

Количественная оценка организмов в иле произво­ дится путем подсчета числа особей каждого вида в определенном объеме капли (под микроскопом) с перево­ дом затем полученного результата на 1 мл смеси. Коли­ чество организмов в 1 мл изменяется от единично встре­ чающихся до нескольких сотен тысяч: ориентировочно можно считать, что «мало» организмов соответствует

170

1—10 тыс., «нормально», «заметно», «удовлетворитель­ но» — 10—100 тыс. и «много» — более 100 тыс. В аэротенках, работающих по принципу вытеснителя, по длине аэротенка количественная характеристика ила меняется. В вытеснителе ил и очищаемая вода подаются в начало аэротенка с последовательным вытеснением смеси за счет поступления новой порции ила и воды. Характер изменения количества организмов в аэротенке-вытесни- теле примерно соответствует изображенному на рис. 33.

Рис. 33.

Изменение числа организмов в ак­ тивном иле в зависимости от вре­ мени аэрации

После поступления новой порции питательных веществ количество всех видов организмов сначала увеличива­ ется, а затем уменьшается с уменьшением количества питательных веществ. Характер кривых этого рисунка весьма напоминает кривые роста бактериальных культур.

Микроскопирование активного ила выполняют еже­ дневно или через день, при этом анализируют ил из каждого работающего сооружения. По результатам мик­ роскопического анализа проводят те или иные техноло­ гические операции управления процессом очистки:- уве­ личивают или уменьшают концентрацию ила, расход воз­ духа, количество подаваемой воды.

§ 90. Основные технологические схемы сооружений для аэробных биологических процессов очистки

Простейшая схема очистки сточных вод в аэротенке показана на рис. 34. В данной схеме предель­ ная концентрация активного ила должна быть не более 1,5—2 г/л, так как вторичные отстойники обеспечивают полное осаждение ила только в том случае, если в посту­ пающей смеси его концентрация не превышает 2 г/л.

Указанные ограничения определяют и окислительную мощность сооружения, которая в этой схеме относи­ тельно невелика. Окислительная мощность определяется количеством загрязнений, снятых 1 г ила в сутки.

171

При резком изменении условий существования ила, например при поступлении очень больших количеств во­ ды, стоков иного состава пли стоков, содержащих токси­ ческие вещества, ил может погибнуть или же в нем нач­ нутся процессы перестройки состава, что отразится на качестве очистки воды.

ционный нл; 5—избыточ­ ный ил

Схема аэротенка с регенератором частично устраняет указанные недостатки (рис. 35). В такой схеме общая масса ила всегда выше, чем в простом аэротенке, при этом она тем больше, чем в меньшем количестве воды возвращается ил из вторичного отстойника в аэротепк и чем больше объем регенератора в общем объеме систе­ мы. Общая окислительная мощность этой системы выше,

чем простого аэротенка, во столько раз, во сколько выше общая масса ила.

Концентрация ила в регенераторе (до 6—7 г/л) лими­ тируется возможностью обеспечения в нем растворенно­ го кислорода не менее 1—2 мг/л.

Объем регенератора р. эксплуатационных системах занимает 25; 33,3 или 50% общего объема. Увеличение общей массы ила, соответствующее росту средней кон­ центрации ила в системе, а следовательно, и окисли­ тельной мощности сооружения, иллюстрируется табл. 9.

172

Т а б л и ц а 9

При высокой исходной концентрации органических загрязнений в воде, а также при наличии в воде веществ, скорость окисления которых различна, целесообразно применение двухступенчатой схемы (рис. 36).

В каждой ступени аэротснка развивается особое сообщество микроорганизмов, адаптированное к опреде­ ленным условиям процесса, т. е. к нагрузке по загрязне­ ниям и к их составу. Применение этой схемы по сравне­ нию с одноступенчатой дает выигрыш в объеме аэротенков около 15—25%- Устойчивость процесса очистки и дальнейшее снижение объема двухступенчатой систе­ мы достигается введением регенераторов в первую сту­ пень аэротенков.

Принципиальная схема аэротенка-отстойника, выпол­ ненного по типу аэроакселатора, показана на рис. 37.

Рис. 37. Аэроакселатор

ции; 4— отвод избыточного ила; 5 — от­ вод очищенной воды

В аэроакселаторах удается поддерживать концентрацию ила около 2—4 г/л. Возврат ила осуществляется самоте­ ком. Отсутствие перекачивания ила, т. е. отсутствие воз­ действия больших скоростей, в результате чего возмож­

173

имеющие в разрезе трапецеидальную форму, а в плане вид эллипса или более сложной фигуры. Аэрация осуще­ ствляется поверхностными щеточными аэраторами. Соо­ ружение выполняет сразу две функции — стабилизацию воды и стабилизацию ила. Во всех предыдущих схемах избыток ила сбрасывается из аэротенков на дальней­ шую обработку в сооружения анаэробной биологической очистки.

Разрушение клеточного органического вещества воз­ можно и в аэробных условиях. В результате окисления клеточного вещества ила, которое происходит с очень

Рис. 38.

Циркуляционный окислитель­ ный канал

малыми скоростями н требует нескольких суток аэра­ ции, получается ил, глубоко минерализованный, не за­ гнивающий на воздухе, легко отдающий влагу. Стабили­ зацию ила можно проводить и в аэротенках обычных конструкций, по при длительном времени аэрации.

Снабжение аэротенков кислородом — большая и сложная задача, являющаяся одной из важнейших с позаций экономической оценки процесса. При пневматиче­ ской аэрации в качестве аэраторов применяют пористые пластины, трубы или колпачки, дырчатые трубы, приме­ няют также аэраторы из ткани, натянутой на раму, и не­ которые другие.

Из механических аэраторов наибольшее признание получили длсковые и щеточные аэраторы.

I.

§ 91. Технологический контроль аэробных биологических процессов

Биофильтры. Основной технологической и расчетной характеристикой работы биофильтра являет­ ся нагрузка. Различают нагрузку по воде и по загряз­ нениям. Нагрузка по воде подсчитывается .по количеству

174

взвешенным веществам) представляет собой количество

Величина нагрузки (по воде и по загрязнениям) ха­ рактеризует тип биофильтра и его окислительную мощ­ ность. Допустимые пределы колебаний нагрузок для био­ фильтров разных типов, подсчитанные из условия обеспе­ чения полной биологической очистки воды, показаны в табл. 10.

В отчетах- о работе биофильтров показывают количе­ ство очищенной воды, качество поступающей и очищен­

анализируется 1 раз в 10 дней; количества воды и воз­ духа замеряются ежедневно.

Большое внимание уделяется качеству фильтрующе­ го материала, который исследуется на механическую прочность, химическую и антикоррозионную устойчи­ вость, на морозостойкость. При проведении этих иссле­ дований загрузочный материал подвергают давлению — примерно 1 кгс/см2, "кипятят в соленой кислоте, пропи­ тывают несколько раз насыщенным раствором Na2SC>4, подвергают действию холода. Материал признается год-

1,75