Биологическая очистка сточных вод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Биологическая очистка сточных вод

Биологическая очистка сточных вод происходит в результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила. Сточная вода непрерывно перемешивается и аэрируется до насыщения кислородом воздуха. Активный ил представляет собой суспензию микроорганизмов, способную к флокуляции.

Сооружения для биологической очистки сточных вод могут быть разделены на два основных типа:

1. Сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным.

2. Сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях.

Для очистки производственных сточных вод применяются в основном сооружения с искусственными условиями.

Методы биоокисления в искусственных условиях осуществляются в двух основных модификациях:

с микроорганизмами, плавающими в воде;

с микроорганизмами, прикрепленными к материалу загрузки.

Первый вариант метаболизма в аэробных условиях заключается в создании в резервуаре со сточной водой взвешенного слоя хлопьев ила, называемого активным, через который протекает сточная вода. Эти сооружения называются аэротенками.

Второй способ реализуется в сооружениях, называемых биологическими фильтрами. В биофильтрах сточная вода фильтруется через крупнозернистый материал, покрытый биопленкой, образованной колониями микроорганизмов.

При биологической очистке сточных вод протекают два процесса - сорбция загрязнений активным илом и их внутриклеточное окисление микроорганизмами. Скорость сорбции значительно превышает скорость биоокисления, поэтому после окончания процесса сорбции и достижения требуемого эффекта очистки по БПК отделившийся в отстойнике ил направляют в регенератор (секцию аэротенка) в целях биоокисления остаточных загрязнений сточных вод.

Регенератор ила предусматривают при БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды более 150 мг/л или при меньшей БПК, когда сточные воды содержат вредные производственные примеси.

1. Аэротенки

Аэротенки применяются для полной (БПК 20 мг/л) и неполной (БПК 20 мг/л) биологической очистки производственных и бытовых сточных вод.

Аэротенки должны состоять не менее чем из двух секций; их емкость следует определять по среднечасовому притоку в течение суток, если коэффициент неравномерности поступления сточной воды не превышает 1,2; при большем коэффициенте - по среднечасовому поступлению сточной воды в аэротенки за время аэрации в часы максимального притока.

Концентрация взвешенных веществ в осветленных сточных водах, подаваемых в аэротенки на полную биологическую очистку, не должна превышать 150 мг/л.

Для полной очистки стоков аэротенки проектируются без регенерации активного ила и с регенерацией. Регенерацию надлежит предусматривать:

при БПК поступающей в аэротенк сточной воды более 150 мг/л;

при наличии в воде вредных производственных примесей.

Аэротенки имеют ряд модификаций, их применяют в широком диапазоне производительностей и концентраций загрязнений сточных вод.

В зависимости от способа ввода сточных вод и активного ила, метода аэрации различают следующие типы аэротенков:

Аэротенки-вытеснители имеют сосредоточенный впуск исходной воды и циркуляционного ила в начале сооружения и отвод иловой смеси в конце его. Повышенная концентрация загрязнений в начале сооружения обеспечивает увеличение скорости их окисления, что несколько сокращает общий период аэрации, но изменение состава воды по длине аэротенка затрудняет адаптацию ила и снижает его активность. Аэротенки-вытеснители применяются для очистки сточных вод с концентрацией БПК до 500 мг/л.

Аэротенки-смесители. Характеризуются равномерной подачей по длине сооружения исходной воды и активного ила и равномерным отводом иловой смеси. Полное смешение в них сточных вод с иловой смесью обеспечивает выравнивание концентраций ила и скоростей процесса биохимического окисления, поэтому аэротенки-смесители более приспособлены для очистки концентрированных производных сточных вод. Применяются при концентрациях БПК в сточной воде до 1000 мг/л.

Аэротенки с рассредоточенным впуском воды занимают промежуточное положение между смесителями и вытеснителями. Они применяются при концентрациях БПК в сточной воде свыше 1000 мг/л.

Аэротенки-отстойники. Рекомендуется применять на станциях биологической очистки небольшой производительности.

Наибольшее распространение для очистки производственных сточных вод (по диапазону концентраций БПК) имеют аэротенки-смесители, как правило, с регенерацией. Технологической особенностью аэротенка-смесителя является рассредоточенная подача очищаемой воды и активного ила, что обеспечивает моментальное перемешивание сточных вод и активного ила, поддерживает постоянными состав иловой смеси и скорость процесса окисления во всем объеме аэротенка (рис. 11).

Рис. 1. Схема 3-коридорного аэротенка-смесителя:

1 - канал осветленной воды; 2 - канал вторичных отстойников; 3 - распределительный лоток; 4 - выпуски воды; 5 - фильтросные каналы; 6 - подача активного ила; 7 - воздухопровод; I, II, III - коридоры

2. Биофильтры

Биологический фильтр - очистное сооружение, заполненное загрузочным материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается биологическая пленка, состоящая преимущественно из аэробных микроорганизмов.

По характеру загрузочного материала биологические фильтры могут быть разделены на два вида: с объемной (зернистой) загрузкой и плоскостной.

В биологических фильтрах с объемной загрузкой используют щебень прочных горных пород, гальку, шлак, керамзит, а в фильтрах с плоскостной загрузкой - пластмассы, способные выдерживать температуру 6ч30 °С без потери прочности.

Пропускная способность биофильтра определяется прежде всего площадью поверхности, занятой биопленкой, и возможностью свободного доступа кислорода воздуха к ней. Чем больше площадь поверхности биопленки (при одинаковой массе) и чем легче к ней доступ кислорода, т.е. меньше мест соприкосновения биопленки, расположенной на разных поверхностях, тем выше пропускная способность биофильтра.

Биологические фильтры с объемной загрузкой могут быть капельными, высоконагружаемыми и башенными. Капельные фильтры применяют при расходах сточных вод до 1000 м³/сут; они обеспечивают полную биологическую очистку (до БПК 15 мг/л). Высоконагружаемые и башенные фильтры рекомендуется использовать при расходах сточных вод до 50 тыс. м³/сут как для полной, так и для неполной биологической очистки.

Биологические фильтры с плоскостной загрузкой обладают значительно более высокой окислительной способностью, чем фильтры с объемной загрузкой. По характеру загрузочного материала эти фильтры делят на три группы:

с жесткой засыпной загрузкой;

жесткой блочной загрузкой;

мягкой загрузкой.

Биологические фильтры с жесткой и мягкой загрузкой рекомендуется применять при расходах сточных вод до 10 тыс.м³/сут, фильтры с жесткой блочной загрузкой - при расходах до 50 тыс.м³/сут как для полной, так и неполной очистки.

Концентрация взвешенных веществ в осветленных стоках, подаваемых на биофильтры, не должна превышать 150 мг/л.

Число секций или биофильтров должно быть не менее двух, причем все они должны быть рабочими. Общее количество одноступенчатых биофильтров или секций на станции очистки надлежит принимать не более восьми.

Высоконагружаемые биофильтры (рис. 12) проектируются как с естественной аэрацией, так и с искусственной - аэрофильтры. Особенностью аэрофильтров является специальная конструкция днища и дренажа, обеспечивающая возможность искусственной продувки материала загрузки воздухом.

Наибольшая БПК_полн сточных вод, подаваемых на аэрофильтры без рециркуляции, допускается 300 мг/л; если исходная вода имеет больший показатель БПК_полн, то необходимо предусматривать рециркуляцию.

Высоту аэрофильтра, гидравлическую нагрузку, удельный расход воздуха определяют в зависимости от среднезимней температуры сточной воды и по вычисленному значению коэффициента К (табл. 9).

Рис. 2. Схема высоконагружаемого биофильтра: 1 - реактивный ороситель; 2 - основная загрузка (керамика, галька); 3 - поддерживающая загрузка (щебень, галька); 4 - решетка; 5 - воздуходувные окна; 6 - двойное дно; 7 - отводящий канал

3. Вторичные отстойники

биологический вода сточный очистка

Вторичные отстойники служат для задержания активного ила, поступающего вместе с очищенной водой из аэротенков, или для задержания биологической пленки, поступающей с водой из биофильтров.

Вторичные отстойники для станций биологической очистки сточных вод, в отличие от первичных отстойников, рассчитываются в зависимости от продолжительности отстаивания и максимальной скорости протекания воды.

Общие положения

Тип отстойников выбирается с учетом производительности очистной станции: до 20000 м³/сут - вертикальные, свыше 15000 м³/сут - горизонтальные, свыше 20000 м³/сут - радиальные.

Число отстойников надлежит принимать не менее трех при условии, что все отстойники являются рабочими. При минимальном числе рабочий объем отстойников необходимо увеличить в 1,21,3 раза.

Продолжительность отстаивания - и максимальная скорость протекания - принимаются по табл. 12.

Вынос взвешенных веществ из отстойников при очистке бытовых сточных вод принимается по табл. 13.

Объем иловой камеры надлежит предусматривать равным объему выпадающего осадка: за период не более 2 суток - для отстойников после биологических фильтров; за период не более двух часов - для отстойников после аэротенков.

Для вертикальных отстойников: расчетная высота зоны осаждения - 1,5 м; скорость движения сточной воды в щели между нижней кромкой центральной трубы и поверхностью отражательного щита - не более 15 мм/с.

Размещено на Allbest.ru