Полная биологическая очистка бытовых и производственных стоков. Сооружения полной биологической очистки

§ 6. Сооружения и аппараты биологической очистки

Биологическая очистка может осуществляться как в естественных, так и в искусственных условиях.

К сооружениям естественной очистки относятся:

Фильтрующие колодцы, используемые при расходе 1 куб. м в сутки и менее, и фильтрующие кассеты - при расходе 0,5-6 куб. м в сутки.
Поля подземной фильтрации - при расходе до 15 куб. м в сутки и более.
Поля фильтрации - при расходе 1400 куб. м в сутки и менее.

В этих сооружениях, фильтрующей загрузкой являются естественные грунты, используемые непосредственно на месте (пески, супеси, легкие суглинки).

Фильтрующие траншеи, песчано-гравийные фильтры, применяемые при расходе 15 куб. м в сутки и более. Оросительная и дренажная сеть этих сооружений положена в слое искусственной фильтрующей загрузки из привозного грунта. Их устраивают при наличии водонепроницаемых или слабофильтрующих грунтов.
Фильтрующие кассеты с пропускной способностью 0,5-6 куб.м в сутки, применяемые в слабофильтрующих грунтах (суглинках) при коэффициенте фильтрации не менее 0,1 куб.м в сутки.
Циркуляционные окислительные каналы (ЦОК) - при расходе 100-1400 куб.м в сутки.
Биологические пруды с естественной или искусственной аэрацией - при расходе 1400 куб.м в сутки.

При круглогодичной работе очистной станции Сооружения естественной очистки рекомендуется использовать, если удовлетворяются следующие условия:

среднегодовая температура воздуха в районе расположения очистной станции не менее 10 град.С;
глубина грунтовых вод не менее 1 м от поверхности земли;
наличие свободных площадей в близи малых объектов.

При сезонной работе станции (только в летний период) первое условие, касающееся среднегодовой температуры, исключается.

Однако почвенные методы не всегда приемлемы из-за неблагоприятных санитарных, почвенно-грунтовых, климатических, гидрогеологических условий. В связи с этим возникает необходимость в применении сооружений искусственной биологической очистки.

К сооружениям, в которых биологическая очистка протекает в искусственно созданных условиях, относятся:

Биофильтры с загрузкой из пеностекла или пластмассы.
Биодисковые фильтры.
Биофильтраторы.
Биореакторы с биобарабанами.
Блок биореакторов с затопленной ершовой загрузкой.
Аэрационные установки, работающие по методу полного окисления (продленной аэрации).

Аэрационные установки с аэробной стабилизацией избыточного активного ила.

6.1. Биофильтры с загрузкой из пеностекла или пластмассы

Сооружения биологической фильтрации, особенно с прикрепленным биоценозом, хорошо себя зарекомендовали в работе с малыми расходами и пиковыми нагрузками по органике. Они просты, удобны, в них за короткое время (до 30 минут) происходит скоростное изъятие загрязнений. На традиционных биофильтрах в качестве фильтрующей массы применяют объемный материал: щебень, гравий, керамзит. Блочные загрузки из блоков пеностекла имеют преимущества в технологическом, конструктивном и эксплуатационном отношениях по сравнению с другими материалами. Пеностекло - это теплоизоляционный строительный материал. Он отличается механической прочностью, влаго-, паро- и газонепроницаемостью, огнестойкостью, морозостойкостью, долговечностью, устойчивостью к воздействию кислот и продуктов разложения. Площадь адсорбционной поверхности пеностекла в зависимости от величины перфорации с учетом малых и больших пор- 200 кв.м/куб.м.

Пеностекло имеет чрезмерно развитую поверхность, удерживает в единице объема большое количество биопленки, чем какой-либо другой вид загрузочного материала, что способствует интенсивному изъятию загрязнений из сточных вод.

Распределение сточной воды по поверхности биофильтра осуществляется с помощью реактивного оросителя (Рис.5).

Пластмассовые загрузки используются в виде жесткой (кольца, обрезки труб и т.д.), жестко-блочной (из плоских и гофрированных листов), а также мягкой (из пластмассовых пленок) засыпки. Таким образом, загрузка обладает высокой пустотностью, большой сорбционной поверхностью и относительно малым коэффициентом сцепления биопленки с поверхностью загрузки, что создает условия для образования тонкого слоя биопленки.

Пластмассовая загрузка исключает заиливание биофильтров, значительно увеличивает объем поступающего воздуха, что способствует повышению окислительной мощности. Кроме достоинств, биофильтры обладают и рядом недостатков. Так, высокая не равномерность поступления сточных вод от малых объектов крайне отрицательно влияет на работу биофильтров и аэротенков. В биофильтрах происходит подсыхание биопленки и наблюдается не равномерность температурного режима ее работы, создаются условия, способствующие заиливанию загрузки. Во избежание этих явлений в часы минимального притока сточных вод осуществляют рециркуляцию очищенных сточных вод, что приводит к дополнительным энергозатратам на перекачку стоков.

studfiles.net

13.Типы сооружений для искусственной биологической очистки сточных вод, их сравнительная санитарная оценка и условия их применения.

Искусственными сооружениями биологической очистки являются аэротенки и биофильтры разной конструкции. Тип сооружений выбирают с учетом местоположения завода, климатических условий, источника водоснабжения, объема промышленных и бытовых сточных вод, состава и концентрации загрязнений. В искусственных сооружениях процессы очистки протекают с большей скоростью, чем в естественных условиях.

Очистка в аэротенках

Аэробная биологическая очистка больших объемов вод осуществляется в аэротенках — прямоугольных в плане железобетонных сооружениях со свободно плавающим в объеме обрабатываемой воды активным илом, бионаселение которого использует загрязнения сточных вод для своей жизнедеятельности.

Аэротэнк — это гибкое в технологическом отношении сооружение, представляющее собой железобетонный резервуар коридорного типа, оборудованный аэрационной системой. Рабочую глубину аэротенков принимает от 3 до 6 м, отношение ширины коридора к рабочей глубине от 1:1 до 2:1. Для аэротенков и регенераторов количество секций должно быть не менее двух; при производительности до 50 тыс.м3/сут назначается 4-6 секций, при большей производительности 8-10 секций, все они рабочие. Каждая секция состоит из 2-4 коридоров.

Аэротенки можно классифицировать по следующим признакам:(?)

По структуре потока — аэротенки-вытеснители, аэротенки-смесители и аэротенки с рассредоточенным впуском сточной жидкости (промежуточного типа)
По способу регенерации активного ила — аэротенки с отдельно стоящими или совмещенными регенератов рами ила;

3.По числу ступеней — одно-, двух-, и многоступенчатые;

4,По режиму ввода сточных вод — проточные, полупроточные, с переменным рабочим уровнем, контактные;

5,По типу аэрации — с пневматической, механической, комбинированной гидродинамической или пневмомеханической;

6,По конструктивным признакам — прямоугольные, круглые, комбинированные, шахтные, фильтротенки, флототенки и др.

В аэротенках-смесителях воду и ил вводят равномерно вдоль длинных стен коридора аэротенка. Полное смешение в них сточной воды с иловой смесью обеспечивает выравнивание концентраций ила и скоростей процесса биохимического окисления. Нагрузка загрязнений на ил и скорость окисления загрязнений практически неизменны по длине сооружения. Они наиболее пригодны для очистки концентрированных (БПКп до 1000 мг/л) производственных сточных вод при значительных колебаниях их расхода и концентрации загрязнений. В аэротенках-вытеснителях воду и ил подают в начало сооружения, а смесь отводят в конце его. Аэротенк имеет 3-4 коридора. Такие сооружения используются для очистки смесей промышленных и городских сточных вод.

Работа аэротенка неразрывно связана с нормальной работой вторичного отстойника, из которого возвратный активный ил непрерывно перекачивается в аэротенк. Вместо вторичного отстойника для отделения ила от воды может быть использован флотатор.

В одноступенчатой схеме без регенератора биохимическое окисление по дине аэротенка происходит неравномерно. В одноступенчатой схеме с регенератором в нем заканчиваются процессы окисления и ил приобретает первоначальные свойства, происходит 1 стадия очистки — иловая смесь направляется во вторичный отстойник, откуда возвратный ил перекачивается в регенератор, где осуществляются 2 и 2 стадии окисления( восстанавливаются активные свойства ила и он снова поступает в начало аэротенка). Двухступенчатая схема применяется при высокой исходной концентрации органических загрязнений в воде, а также при наличии в воде веществ, скорость окисления которых резко различается. На первой ступени происходит частичная очистка сточных вод,затем после осветления во вторичных отстойниках они поступают на 2-ступень. БПК сточных вод снижается на 50-70 %.В активном иле развиваются специфические аэробные микроорганизмы. Получается высокоэффективная полная очистка при снижении объема аэротенков и воздуха для их аэрации.

Для обеспечения нормального хода процесса биологического окисления в аэротенк необходимо непрерывно подавать воздух. При аэрации должна быть обеспечена большая поверхность контакта между воздухом, сточной водой и илом, что является необходимым условием эффективной очистки.

Окситенки

Рекомендуемая концентрация ила в окситенках составляет 6-8 г/л.

В средней части цилиндрической перегородки прорезаны окна для перемещения иловой смеси из зоны аэрации в илоотделитель, в нижней части — для поступления возвратного ила в зону аэрации. В зону аэрации с помощью турбоаэратора подается кислород.

Сточная вода поступает в зону аэрации по трубе. Под воздействием скоростного напора, развиваемого турбоаэратором, иловая смесь через окна поступает в илоотделитель, в котором жидкость движется по окружности; при этом происходит интенсивное отделение и уплотнения ила. Очищенная вода проходит через слой взвешенного активного ила, доочищается от различных загрязнений, поступает в сборный лоток и отводится по трубке. Возвратный активный ил опускается по спирали вниз и через окна поступает в камеру аэрации.

Кроме рассмотренных сооружений биологической очистки для этих же целей могут быть использованы погружные биофильтры, аэротенки с заполнителями, анаэробные биофильтры. В этих сооружениях активный ил частично находится во взвешенном состоянии, а частично — в прикрепленном к материалу загрузки, т. е. они занимают промежуточное положение между аэротенками и биофильтрами.

studfiles.net

Полная биологическая очистка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Полная биологическая очистка

Cтраница 1

Полная биологическая очистка по этой схеме осуществляется в аэротенках. [2]

Современная полная биологическая очистка дает возможность снизить БПКз сточных вод до 15 - 20 мг Ог / л при условии, если очистные сооружения не будут перегружены. Наоборот, при перегрузке очистных сооружений эффективность очистки сточных вод до БПКз снижается до 30 - 40 % и разбавление в малых реках будет совершенно недостаточно, чтобы в пункте первого водополБзования снизить БПКз воды до нормы. [3]

Результаты полной биологической очистки концентрированных сточных вод производства ПВБ представлены в табл. 1.8. Степень очистки сточной воды па трех ступенях составляет 98 4 % по ХПК и 99 8 % по ВПК. [4]

В итоге полной биологической очистки получается незагнивающая жидкость, содержащая растворенный кислород и нитраты. [6]

Технологическая схема полной биологической очистки без предварительного отстаивания ( рис. 11.2 а) часто используется для очистки небольших расходов сточных вод, поступающих, например, от небольших городов, отдельных вилл, поселков, где расположены воинские части. Исключение станции первичного отстаивания резко изменяет характер получаемого осадка. Поэтому система обработки осадков по схеме, представленной на рис. 11.2 а, часто включает аэробные минерализаторы с последующей вывозкой стабилизированного ила вагон-тенками. Стабилизированный ил закапывают в землю или распределяют по поверхности сельскохозяйственных угодий. [7]

На станциях полной биологической очистки процесс освобождения сточных вод от яиц гельминтов - дегельминтизация - проходит на 90 % и более. [8]

Если себестоимость полной биологической очистки на американских станциях без сжигания осадка составляет 2 65 цента / м3, а себестоимость восстановления качества воды с учетом регенерации извести и угля на станции у оз. Тахо 4 37 цента / м3, то ориентировочно можно считать, что себестоимость очистки сточных вод с восстановлением качества воды увеличивается в целом в 2 5 - 3 раза. [9]

Даже при полной биологической очистке ликвидировать полностью бактериальные загрязнения сточных вод не удается. В биофильтрах и аэротенках задерживается не более 95 % бактерий. Полностью ликвидировать бактериальные загрязнения4 возможно только производя обеззараживание ( дезинфекцию) воды. Поэтому во всех случаях устройства искусственной очистки сточных вод имеется установка для их дезинфекции. [10]

Сточные воды после полной биологической очистки поступают вместе с промывными водами от фильтров на химическую обработку. Для удаления соединений фосфора и последующей отгонки аммиака в сильно щелочной среде на данной станции применяют известь. Последняя в количестве 400 мг / л с целью доведения величины рН до 11 подается в камеру реакции, которая представляет резервуар, оборудованный механической мешалкой. В этой камере происходит сильное перемешивание воды с раствором извести в течение 30 мин. [11]

На очистных станциях полной биологической очистки концентрация взвешенных веществ в воде измеряется по крайней мере в четырех створах: при подходе сточных вод на очистную станцию, после прохождения воды первичных отстойников, на выходе из аэротенков и на выходе из вторичных отстойников. [12]

Сточные воды после полной биологической очистки поступают вместе с промывными водами от фильтров на химическую обработку. Для удаления соединений фосфора и последующей отгонки аммиака в сильнощелочной среде на данной станции применяется известь. Последняя в количестве 400 мг / л с целью доведения рН до 11 подается в камеру реакции, представляющую резервуар, оборудованный механической мешалкой. В этой камере происходит сильное перемешивание воды с раствором извести в течение 30 мин. [13]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Полная биологическая очистка бытовых и производственных стоков — МегаЛекции

В современных городах сточные воды промышленных предприятий поступают в городскую канализацию. Поэтому на очистные сооружения поступают обычно смешанные стоки.

Полная биологическая очистка представляет собой комплекс очистных сооружений, в которых сточные воды последовательно подвергаются механической и биологической очистке, а также дезинфекции перед спуском ее в водоем. В каждом сооружении в процессе очистки образуется осадок, поэтому в технологическую схему обязательно включаются сооружения для обработки осадка.

Технологическая схема полной биологической очистки представлена на рис.

Рис. Схема полной биологической очистки (Исправить)

Механическая очистка должна обеспечивать удаление из стоков нерастворимых примесей, которые могут быть осадимыми или всплывающими, смешение сточных вод. Она производится на решетках, песколовках и первичных отстойниках.

Решетка служит для задержания крупных веществ органического и минерального происхождения (тряпки, бумага, остатки продуктов). Снимаемые с решетки отбросы передаются транспортером в дробилку для измельчения, откуда сбрасываются в поток сточной жидкости.

Песколовка служит для выделения при медленном движении тяжелых минеральных загрязнений: песок, шлак. Она работает по принципу отстойников горизонтального или вертикального типа. Песок из песколовок транспортируется по трубопроводам с большим объемом воды, поэтому его надо обезвоживать, для этого устраивают песковые площадки. Иногда используют песковые бункера для хранения песка в течение 1,5÷9 суток. Для промывки этого песка применяют напорные гидроциклоны.

В первичном отстойнике идет осаждение органических примесей. Применение песколовок перед отстойниками необходимо для того, чтобы органический осадок отстойников можно было направлять на биологическую очистку в метантенки для сбраживания.

Отстойники по назначению разделяются на первичные и вторичные. Первичные размещаются перед аэротенками или биофильтрами (сооружениями биологической очистки), вторичные – после них. Осветление происходит при медленном движении. По направлению движения воды они бывают вертикальные и горизонтальные. Разновидностью горизонтальных отстойников являются радиальные. Они применяются при больших расходах сточных вод - более 20 тыс. м3/сут.

Хлораторная установка с контактным резервуаром служит для обеззараживания воды хлором. Для полного обеззараживания необходим 30- минутный контакт воды с хлором, что происходит в контактном резервуаре.

Осадок из отстойников направляют для сбраживания в метантенк.

Метантенк – это герметичный железобетонный цилиндрический резервуар с коническим днищем и купольным перекрытием. В нем в анаэробных условиях, без доступа воздуха, происходит расщепление сложных органических веществ с выделением дурнопахнущих газов, метана, сероводорода, углекислоты, аммиака. Для этого осадок подогревают до 33 ºС (мезофильное брожение) или до 53 ºС (термофильное брожение). При этих температурах процесс расщепления происходит за 5 – 12 дней. Подогрев производится острым паром, подаваемым через инжектор, или горячей водой с температурой 60 ºС, которая циркулирует по змеевикам, уложенным внутри метантенка. Перемешивание осадка осуществляется насосами или специальными мешалками. Поверхность бродящей массы всегда выше основания горловины. Уменьшение поверхности свободного зеркала увеличивает интенсивность газовыделения на единицу площади, что способствует разбиванию корки. Сбраживание сопровождается выделением газов (8 – 15 м3 на 1 м3 загружаемого осадка). Газ состоит примерно на 67% из метана. Он собирается в специальных газовых колпаках и используется для сжигания.

Сброженный осадок из метантенков направляется на иловые площадки для обезвоживания. Он может быть использован для удобрения на полях.

Основными аппаратами биологической очистки являются биофильтры и аэротенки.

Механизм потребления органического вещества микроорганизмами условно можно разделить на 3 стадии:

1) массопередача органического вещества и растворенного кислорода из жидкости к поверхности клетки;

2) диффузия вещества через полупроницаемые мембраны клеток;

3) окисление продуктов диффузии с выделением энергии и синтезом клеточного вещества.

Микроорганизмы быстро размножаются и поэтому имеют большую скорость потребления загрязнений. На интенсивность биологической очистки зависит от количества кислорода в воде, температуры, концентрации сточных вод, рН и т.д.

Биологические методы очистки могут протекать в естественных и искусственных условиях. К методам естественной биологической очистки относятся поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды. К искусственным методам относятся биофильтры, аэротенки, окситенки. Анаэробные условия поддерживаются в метантенках или септиках и двухъярусных отстойниках.

Поля орошения представляют собой спланированные и специально подготовленные участки земли, которые периодически заливаются сточными водами. В верхнем слое земли развивается микробиальная жизнь. На частицах земли образуется микропленка, микроорганизмы которой минерализуют органику. Кислород поступает в почву из воздуха. Поля фильтрации служат только для очистки сточных вод и выращивания технических сельскохозяйственных культур. На таких полях нельзя выращивать овощи, употребляемые в пищу в сыром виде. Сюда же относятся биологические пруды – искусственные водоемы небольшой глубины 0,5-1 м, что обеспечивает хороший прогрев и перемешивание воды.

В биофильтрах стоки фильтруются через загрузочный материал, покрытый биопленкой. Есть загрузка (шлак, гравий, керамзит), есть верхнее распределительное устройство. Загрязненная вода оставляет органические загрязнения на биопленке. Микроорганизмы часть органических веществ используют как пластический материал для увеличения своей массы. В то же время увеличивается масса активной биопленки в теле фильтра. Отработанная и омертвевшая биопленка смывается протекающей водой и выносится из фильтра. Воздух поступает в толщу загрузки путем естественной или искусственной вентиляции.

Аэротенки. На станциях большой производительности вместо биофильтров используются аэротенки. Их выполняют в виде длинных железобетонных резервуаров глубиной 3-6 м и шириной 6-10 м. Сточная вода на входе в аэротенк смешивается с активным илом и движется по коридорам аэротенка. По всей длине смесь продувается воздухом, поступающим от компрессорной станции. Микроорганизмы сорбируют на своей поверхности органические вещества и в присутствии кислорода окисляют их. Из аэротенка смесь стоков с илом направляется во вторичный отстойник, где активный ил оседает. В результате роста микроорганизмов масса ила непрерывно возрастает. Поэтому насосная станция перекачивает избыточный ил из вторичного отстойника в илоуплотнители, а затем в метантенк. Циркулирующий активный ил возвращается в аэротенк. Общая продолжительность очистки составляет 6-8 часов для бытовых сточных вод.

Процесс окисления органических веществ протекает в 3 фазы. В начале загрязнения сорбируются на активном иле и частично окисляются. Загрязнения извлекаются из воды примерно в течение 2 часов. На второй стадии окисляются трудноокисляемые вещества, и активный ил регенерируется, т.е. восстанавливается его сорбционная способность. Скорость потребления кислорода несколько снижается. На третьей стадии идет превращение азота аммонийных солей в нитриты и нитраты. При этом скорость потребления кислорода возрастает. В связи с этим можно разделить сооружение на две части в соответствие с фазами окисления. Например, если стоки можно спустить в водоем без полной очистки, то аэротенк рассчитывается на пребывание в нем воды в соответствие с первой фазой, а вторая и третья фаза проходят в отдельных регенераторах, где окисляются загрязнения, задержанные на активном иле, и ил находится в них более длительное время. В аэротенке поддерживается обычная нагрузка на ил, а в регенераторе она повышается. Таким образом, средняя нагрузка на ил возрастает, и сооружение работает более производительно. Нагрузка на ил – это количество извлеченных загрязнений по БПК на 1 грамм ила.

Аэротенк-вытеснитель. В нем повышенная концентрация загрязнений в начале аэротенка обеспечивает увеличение скорости из окисления. Изменение состава воды по длине аэротенка затрудняет регенерацию ила и снижает его активность.

В аэротенках- смесителях воздух и ил подают равномерно вдоль длинных сторон-коридоров, что обеспечивает выравнивание скорости окисления по длине аэротенка. При подаче воздуха в аэротенк применяют пневматическую аэрацию или механическую аэрацию.

Аэротенки с рассредоточенной подачей воды: ее подают в нескольких точках по длине аэротенка, а отводят в конце. Этим достигается выравнивание скорости потребления кислорода по длине аэротенка.

Аэротенки экономичны, удобны в эксплуатации даже при повышенных концентрациях загрязнений, поэтому они получили широкое распространение.

Окситенки. Если вместо воздуха используется кислород или воздух, обогащенный кислородом, то аппараты называются окситенками. Отличием является возможность повышения концентрации ила в связи с увеличением массообмена кислорода между газом и жидкой фазой. Окислительная способность возрастает в 5-10 раз по сравнению с аэротенками.

megalektsii.ru