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.

Аэротенки можно классифицировать по следующим признакам:

1. по структуре потока - аэротенки-вытеснители, аэротенки-смесители и аэротенки с рассредоточенным впуском сточной жидкости (промежуточного типа) рисунок 51;

Рисунок 51 - Схемы аэротенков
а - аэротенк-вытеснитель; б - аэрэтенк-смеситель; в - аэротенк промежуточного типа;
1 - сточная вода; 2- возвратный активный ил; 3- аэротенк; 4 - иловая
смесь.

2. по способу регенерации активного ила - аэротенки с отдельно стоящими или совмещенными регенератов рами ила;
3. по нагрузке на активный ил - высоконагружаемые (для неполной очистки), обычные и низконагружаемые (с продленной аэрацией);
4. по числу ступеней - одно-, двух-, и многоступенчатые;
5. по режиму ввода сточных вод - проточные, полупроточные, с переменным рабочим уровнем, контактные;
6. по типу аэрации - с пневматической, механической, комбинированной гидродинамической или пневмомеханической;
7.по конструктивным признакам - прямоугольные, круглые, комбинированные, шахтные, фильтротенки, флототенки и др.

Аэротенки используются в чрезвычайно широком диапазоне расходов сточных вод от нескольких сот до миллионов кубических метров в сутки.

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. Теоретически режим потока поршневой без продольного перемешивания. На практике существует значительное продольное перемешивание. Нагрузка загрязнений на ил и скорость окисления изменяются от наибольших значений в начале сооружения до наименьших в его конце. Такие сооружения применяются в том случае, если обеспечивается достаточно легкая адаптация активного ила. В аэротенках с рассре доточенной подачей воды по его длине единичные нагрузки на ил уменьшаются и становятся более равномерными. 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.

Основные технологические схемы очистки в аэротенках приведены на рисунке 52.

Рисунок 52 - Основные технологические схемы очистки сточных вод в аэротенках
а - одноступенчатый аэротенк без регенерации; б - одноступенчатый аэротенк с регенерацией; в - двухступенчатый аэротенк без регенерации; г - двухступенчатый аэротенк с регенерацией; 1 - подача сточной воды; 2 - азротенк; 3 - выпуск иловой смеси; 4 -вторичный отстойник; 5 - выпуск очищенной воды; 6 - выпуск отслоенного активного ила; 7 - иловая насосная станция; 8 - подача возвратного активного ила; 9 - выпуск избыточного активного ила; 10 - регенератор; 11 - выпуск сточных вод после первой ступени очистки; 12 - аэротенк второй ступени; 13 - регенератор второй ступени.

В одноступенчатой схеме без регенератора нельзя интенсифицировать процесс очистки стоков. При наличии регенератора в нем заканчиваются процессы окисления и ил приобретает первоначальные свойства. 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 очистки БПК сточных вод снижается на 50-70 %.

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.

Система аэрации представляет собой комплекс сооружений и специального оборудования, обеспечивающего снабжение жидкости кислородом, поддержание ила во взвешенной состоянии и постоянное перемешивание сточной воды с илом. Для большинства типов аэротенков система аэрации обеспечивает одновременное выполнение этих функций. По способу диспергирования воздуха в воде на практике применяются три системы аэрации: пневматическая, механическая и комбинированная.

При механической аэрации перемешивание осуществляется механическими устройствами (мешалками, турбинками, щитками и т.п.), которые обеспечивают дробление струй воздуха, вовлеченного непосредственно из атмосферы вращающимися частями аэратора (ротором).

Пневматическую аэрацию, при которой воздух нагнетается в аэротенк под давлением, подразделяют на три типа в зависимости от размера пузырьков воздуха: на мелкопузырчатую (1 - 4 мм), среднепузырчатую (5-10 мм), крупнопузырчатую (более 10 мм), В качестве распределительного устройства для воздуха в мелкопузырчатой системе аэрации применяются диффузоры, изготовленные из керамики. Пластмассы, ткани в виде фильтросных пластин, трубок, куполов. Для получения среднепуэырчатой аэрации применяют перфорированные трубы, щелевые и другие устройства. Крупнопузырчатая аэрация создается открытыми трубами, соплами и т.п.

Современный 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.

размер шрифта

КАНАЛИЗАЦИЯ- НАРУЖНЫЕ СЕТИ И СООРУЖЕНИЯ- СНиП 2-04-03-85 (утв- Постановлением Госстроя СССР от 21-05-85 71) (ред от 20-05-86)... Актуально в 2018 году

Аэрационные установки на полное окисление (аэротенки с продленной аэрацией)

6.166. Аэрационные установки на полное окисление следует применять для биологической очистки сточных вод.

Перед подачей сточных вод на установку необходимо предусматривать задержание крупных механических примесей.

6.167. Продолжительность аэрации в аэротенках на полное окисление следует определять по формуле (48), при этом надлежит принимать:

р - среднюю скорость окисления по БПК_полн - 6 мг/(г х ч);

а_i - дозу ила - 3 - 4 г/л;

s - зольность ила - 0,35.

Удельный расход воздуха следует определять по формуле (61), при этом надлежит принимать:

q_O - удельный расход кислорода, мг/мг снятой БПК_полн, - 1,25;

K_1, K_2, K_T, K_3, C_a - по данным, приведенным в п.6.157.

6.168. Продолжительность пребывания сточных вод в зоне отстаивания при максимальном притоке должна составлять не менее 1,5 ч.

6.169. Количество избыточного активного ила следует принимать 0,35 кг на 1 кг БПК_полн. Удаление избыточного ила допускается предусматривать как из отстойника, так и из аэротенка при достижении дозы ила 5 - 6 г/л.

Влажность ила, удаляемого из отстойника, равна 98%, из аэротенка 99,4%.

6.170. Нагрузку на иловые площадки следует принимать как для осадков, сброженных в мезофильных условиях.

---

Аэротенк – это сооружения прямоугольной формы, через которое протекают сточные воды, перемешанные с активным илом. В этой ёмкости выполняется биохимическая очистка сточных вод. Аэротенк-отстойник обязательно укомплектовывается аэратором (механическим или пневматическим). Благодаря аэрационной системе стоки с активным илом насыщаются кислородом, который жизненно важен для аэробных микроорганизмов. Данная схема биологической очистки реализуется только в условиях достаточного насыщения стоков активным илом, а также при непрерывном поступлении кислорода. Только в таких условиях обеспечивается активное биохимическое окисление органики, что гарантирует высокую эффективность сооружений биологической очистки.

Аэротенки бывают нескольких видов в зависимости от того, какие технологические схемы очистки в них предусмотрены. Так, выделяют следующие виды сооружений биологической очистки:

1. Вытеснители . Это сооружения, схема работы которых основана на подаче сточных вод с одной стороны и выходе очищенных стоков с противоположной стороны.
2. Смесители . В этих сооружениях подача сточных вод и выход очищенной жидкости выполняются одновременно.
3. Конструкции, в которых происходит рассредоточенное вливание воды . При этом схема предусматривает, что загрязнённая среда входит в сооружение с нескольких точек, собирается в одном резервуаре и после очистки выходит через одно отверстие.
4. Аэротенк с неравномерным рассредоточением жидкости . В таких конструкциях вход загрязнённой воды происходит с нескольких точек. Через определённое время после очищения жидкость также выводится в грунт по нескольким выходным патрубкам.

На фото ниже представлены основные виды аэротенков: на первой схеме изображены вытеснители, на второй – смесители, третья схема на фото показывает принцип работы сооружений с рассредоточением.

Эффективность работы

Как вы уже поняли, для эффективной работы аэротенка нужен активный ил. На его образование, жизнеспособность, а также уровень биологической очистки существенное влияние оказывает температура, наличие питательной среды, концентрация кислорода в иловой массе, кислотность среды, наличие токсинов. Также для удовлетворительной работы важен технологический режим, в котором работает аэротенк-отстойник, а именно:

• Необходимо соблюдать основные соотношения между степенью загрязнённости сточных вод и количеством активного ила. Если доза ила будет меньше, то возрастает нагрузка и снижается качество очищения. Если доза ила будет больше, чем надо, то осложняется процесс отделения ила от воды во вторичном отстойнике.
• Ещё одно основное условие, которое надо строго соблюдать, – это время контакта загрязнённой жидкости с илом, то есть время пребывания в отстойнике.
• Не менее важно, чтобы количество кислорода в системе было достаточным.

Важно: нагрузка на ил – это тот объём загрязнений, который должен переработать ил в сточных водах. Окислительная способность ила зависит от дозы сухого вещества в одном литре жидкости. В разных конструкциях аэротенков используется разная дозировка ила. Обычно она составляет 1-20 гр. на литр.

Особенности и отличия от септика

Как вы уже поняли, аэротенк-отстойник – это сооружение биологической очистки, которое нуждается в непрерывной подаче воздуха. Благодаря этому окисление органических составляющих сточных вод проходит быстрее и качественней. При использовании такой схемы очищения образуется очищенная вода, которую можно использовать для полива огорода, а также для различных технических целей. Кроме этого, активный ил с успехом используется для удобрения полей и огородов. Сбор очищенных сточных вод происходит во втором отстойнике.

Не стоит путать обычный септик, укомплектованный биофильтром, и аэротенк. Основные отличия между ними состоят в следующем:

• Для закачивания воздуха в аэротенк нужен компрессор, который работает от электричества. Поэтому этот вид сооружений можно назвать энергозависимыми.
• В биофильтр сточные воды попадают небольшими порциями, а аэротенк наполняется стоками на весь объём.
• Схема очищения загрязнённых вод в биофильтре очень напоминает принципы биологической очистки в почве. Однако в септике сточные воды очищаются быстрее и на меньших площадях. В аэротенке используется такая же схема очистки, однако скорость протекания всех процессов намного выше. Такая высокая скорость биологической очистки достигается благодаря использованию аэратора и насыщению кислородом.

Принцип деятельности

Основные принципы работы аэротенка отличаются от септика и выглядят следующим образом:

1. Загрязнённые сточные воды поступают в центральную часть конструкции. Это первичный отстойник, который очень напоминает отстойник, используемый в двухкамерном септике.
2. После частичного очищения сточных вод они перекачиваются эрлифтом в аэротенк. Здесь они перемешиваются с активным илом, который уже присутствует в этой камере. Активный ил – это особое вещество, состоящее из остатков растений, колоний бактерий, которые участвуют в переработке органических составляющих стоков. Как правило, в активном иле обитают аэробные микроорганизмы, которые в процессе жизни нуждаются в кислороде. Доступ кислорода обеспечивается благодаря принудительной аэрации.

Важно: для закачивания воздуха используется компрессор, а для его распределения по аэротенку – система воздуховодов. При этом концентрация кислорода в очищенной воде на выходе из сооружения составляет не менее 2 мг/л. Иногда для измерения уровня кислорода используется встроенная автоматика, которая сама увеличивает подачу кислорода при снижении его концентрации в жидкости на выходе.

1. После пребывания в аэротенке стоки попадают во вторичный отстойник. При этом микроорганизмы и активный ил, осевшие на дно возвращаются в аэротенк. Время пребывания ила во вторичном отстойнике ограничено, поскольку для обратного перекачивания используется специальный насос.
2. Во вторичном отстойнике вода находится достаточное время для того, чтобы пройти завершающую стадию очищения.

Поскольку в процессе жизнедеятельности бактерий они постоянно размножаются, их количество за некоторое время не сокращается, а только увеличивается. Это способствует тому, что эффективность очистки в ходе эксплуатации аэротенка только увеличивается.

Сооружения биологической очистки могут быть выполнены в виде одной ёмкости, которая разделена внутри на отдельные отсеки, или в виде многокамерной конструкции из отдельных блоков. Обычно при использовании многокамерной конструкции оборудуют вторичные отстойники для сбора ила с последующим выводом очищенной воды в дренажные канавы или в накопительные резервуары, откуда жидкость будет использоваться для полива огорода. При этом объём воды, попадающей во вторичный отстойник, не должен быть больше 8-10 литров в секунду.

Аэротенки, которые состоят из трёх сооружений в виде первичного отстойника, аэротенка и вторичного отстойника, обеспечивают более качественную очистку воды. Однако такие конструкции нуждаются в сложном уходе.

Для работы аэротенка нужны следующие ресурсы:

• Электричество с напряжением 220 В. В зависимости от модификации может потребляться от 80 Вт. Для эффективной работы сооружения не должно быть перебоев в подаче электроэнергии.
• Аэробные микроорганизмы.

Преимущества и недостатки

К преимуществам аэротенков можно отнести такие моменты:

1. Вся конструкция очень компактная, что позволяет выполнить установку даже на небольшом участке.
2. Поскольку в ходе жизнедеятельности аэробов не выделяются газы, от сооружения совершенно нет неприятного запаха.
3. Такую конструкцию не нужно утеплять на зиму, поскольку при переработке органических отходов выделяется большое количество энергии, что позволяет даже зимой поддерживать нужную температуру внутри конструкции.

Однако у таких изделий есть и свои недостатки:

1. Без электроэнергии не может быть обеспечен достаточный уровень очистки. Поскольку компрессор не будет работать, произойдёт гибель бактерий и активного ила.
2. Высокая цена на заводские изделия.
3. Сложное оборудование, использующееся в работе аэротенка, нуждается в постоянном контроле.
4. Если длительное время не пользоваться канализацией, то питательной среды для бактерий не будет, и они погибнут.

Важно: при работающем компрессоре и отсутствии поступления сточных вод активный ил сохраняет свою жизнеспособность на протяжении 3-х месяцев. Если будет отключено и электричество, то через три месяца ил погибнет.

Чтобы предотвратить гибель активного ила, в конструкцию аэротенка заливается смесь сухого активного ила с водой. Это нужно делать раз в месяц. Если же по каким-то причинам ил погиб, то придётся осуществлять повторный запуск аэротенка. Для этого делают следующее:

• Освобождают аэротенк от погибшего ила. Для этого его нужно промыть водой.
• Живой активный ил можно взять в другом аэротенке. Чтобы с этим не было проблем, необходимо подписать договор техобслуживания аэротенка при его покупке.

Установка

Обычно установку аэротенка производят специалисты той фирмы, где вы приобретали оборудование. Поскольку требования к монтажу могут незначительно отличаться у разных моделей, перед установкой изделия необходимо внимательно прочитать инструкцию, где даются подробные указания по монтажу.

Установка заводского изделия обычно выполняется в несколько этапов:

1. Роется котлован, исходя из габаритов изделия. Обычно его размеры равны 180х180х260 см.
2. На дне ямы делается песчаная подушка высотой 15 см.
3. Опускаем конструкцию в котлован.
4. Перед тем, как выполнять обратную засыпку, в аэротенк заливается вода. При этом заливку воды делают постепенно по мере засыпания. Уровень воды всё время должен быть выше уровня засыпки на 15-20см. Это нужно для того, чтобы давление грунта не повредило стенки конструкции. Засыпку делаем до уровня расположения патрубков для крепления коммуникаций.
5. Подключаем к аэротенку коммуникации.
6. Выполняем установку компрессора.
7. Подключаем электричество.
8. Завершаем обратную засыпку и трамбуем грунт.

2015-03-15

В этой статье приводятся технологические параметры работы биологической очистки в аэротенках. Описываются особенности технологической схемы: высокая концентрация иловой смеси, высокий коэффициент рециркуляции активного ила. Для устранения недостатков, присущих аэротенкам-вытеснителям, проведены конструктивные изменения аэротенков: установлена новая система аэрации, устроен продольный рецикл иловой смеси в аэротенках при помощи эрлифтов.

Фото 1. Инфузории Epistylis plicatilis

Фото 2. Колония коловраток

Фото 3. Коловратка в слое ила

Контроль за процессом биологической очистки в аэротенках осуществляется в физико-химической и гидробиологической лабораториях по современным методикам анализа с использованием видеокамер и компьютеров для накопления информации о состоянии биоценоза и всех его изменениях.

В результате реконструкции достигнуты высокие результаты очистки сточных вод. Концентрация органических загрязнений после биологической очистки не превышает 3 мг/дм. Суммарная концентрация минерального азота не превышает 10 мг/дм, эффективность очистки по тяжёлым металлам составляет 94-96 %, по нефтепродуктам — 92-96 %о. Достигнутые результаты (по качеству очистки и показателям энергоэффективности) позволяют сделать вывод о целесообразности использования процесса биологической очистки в аэротенках с низкими нагрузками для достижения высокого качества очистки при низких затратах на реконструкцию сооружений биологической очистки. Затраты на реконструкцию окупаются в течение двух-трёх лет.

В цехе НиОПСВ ОАО «Минудобрения» проводится очистка сточных вод двух подмосковных городов — Егорьевска и Воскресенска. Объём сточных вод составляет в среднем 60-80 тыс. м 3 /сут. Характер поступающих загрязнений — хозяйственно-бытовой. Сточные воды имеют концентрации по взвешенным веществам в пределах 150-180 мг/дм 3 , по БПК-5 — до 160 мг/дм 3 , по ХПК — 250-350 мг/дм 3 . Очистные сооружения выполнены по классической схеме биологической очистки. Образующийся осадок, после специальной обработки, в полном объёме используется на рекультивацию промышленного полигона. Построенные 40 лет назад сооружения многократно реконструировались. В последнее десятилетие была завершена реконструкция биологической очистки в аэротенках с целью повышения качества очистки стоков и энергоэффективности процесса очистки.

Традиционные схемы биологической очистки (с использованием микроорганизмов во взвешенном состоянии в аэротенках с последующим их осаждением во вторичных отстойниках) не обеспечивают эффективную и надёжную очистку сточных вод до жёстких установленных норм допустимого сброса. Особенно большие сложности возникают при достижении норм допустимого сброса для водоёмов рыбохозяйственного значения.

Для решения задачи глубокой очистки сточных вод от органических и биогенных соединений в мировой практике разработано несколько основополагающих технологических процессов: технология SBR (с реакторами переменного действия); технология последовательного чередования аэробной, аноксидной и анаэробной зон биологической очистки в аэротенке; технология концентрирования биомассы путём сочетания в реакторах взвешенных и прикреплённых форм микроорганизмов; технология концентрирования биомассы взвешенных форм микроорганизмов с последующим их задержанием специальными мембранами.

Концентрация органических загрязнений после биологической очистки не превышает 3 мг/дм. Суммарная концентрация минерального азота не превышает 10 мг/дм, эффективность очистки по тяжёлым металлам составляет 94-96 %, по нефтепродуктам — 92-96 %

Технология SBR предполагает последовательное проведение в одном реакторе в периодическом режиме, в течение его работы чередования аэробных и анаэробных процессов. Данная технология весьма дорога и требует сложнейшей системы исполнительных механизмов для выполнения команд системы управления процессом. Циклично-переменные кислородные условия жизнедеятельности микроорганизмов в таком реакторе, в связи с адаптационным фактором, тормозят скорость биохимических реакций и увеличивают время, необходимое для прохождения реакции. Это увеличивает размер реактора.

Технология последовательного чередования анаэробной, аноксидной и аэробной зон при реконструкции снижает на 30-40 % производительность биологической очистки. Многовариантная система рециклов активных илов и стоков из различных зон обработки значительно усложняет контроль за технологическим процессом и его управляемость. Увеличивается число исполнительных механизмов, установленных в малодоступных местах, значительно увеличивается объём перекачиваемого активного ила.

Технология концентрирования биомассы с использованием взвешенных и прикреплённых на инертных носителях форм микроорганизмов связана с затратами на приобретение носителей, установку этих носителей в биореакторы и значительными трудностями при ремонте аэрационных систем. Появление в иловой смеси биоплёнки с инертных носителей требует увеличения времени отстаивания иловой смеси, то есть увеличения и размеров отстойников. Технология концентрирования биомассы взвешенных форм микроорганизмов в реакторе (с последующим отделением на полимерных мембранах) связана с расходом средств на реагенты для регенерации мембран и со сложностью эксплуатации.

Однако необходимо проводить реконструкцию существующих сооружений биологической очистки с повышением эффективности очистки для снижения сброса в водоёмы органических загрязнений и биогенных элементов. Это возможно при использовании аэротенков-вытеснителей в режиме продлённой аэрации.

Процесс очистки сточных вод в аэротенке можно представить следующим образом. При поступлении осветлённых стоков в аэротенк стоки смешиваются с хлопками возвратного ила. На поверхности зооглей, составляющих хлопки ила, происходит сорбция нерастворённых и коллоидных загрязнений, которые поступают с осветлёнными стоками. Располагаясь на поверхности зооглей, которые покрыты полисахаридным гелием, бактерии в присутствии кислорода выделяют ферменты для окисления загрязнений. Часть растворённых загрязнений попадает в тело бактерий, где при помощи ферментов происходит их окисление. При окислении загрязнений ферментами бактерий возможно использование как растворённого в иловой смеси кислорода, так и нитратов. Соединения, полученные в результате ферментативного окисления, используются бактериями для размножения, то есть роста численности.

Процесс развития бактерий в аэротенке условно можно разделить на три фазы. Первая из них — это фаза логарифмического роста. В этой фазе происходит рост численности и массы бактерий на величину содержащихся в поступающих сточных водах загрязнений, за минусом массы, использованной самими бактериями на получение энергии для жизнедеятельности.

Во второй фазе (развитой биоценоз активного ила) происходит стремительное развитие микроорганизмов-хищников, которые используют массу бактерий и оставшиеся загрязнения в качестве пищи и для последующего размножения. Исчерпание запасов легко окисляемой органики переводит биоценоз активного ила в фазу эндогенного дыхания или автотрофного окисления. В этой фазе источником энергии для жизни и размножения микроорганизмов является масса микроорганизмов самого активного ила. Резко снижается количество бактерий, число хищных микроорганизмов определяется скоростью самоокисления микроорганизмов ила.

В третьей фазе начинается окисление получившихся в результате окисления неорганических соединений азота — происходит реакция нитрификации с использованием большого количества кислорода из иловой смеси. В фазе эндогенного дыхания микроорганизмов происходят процессы: формирования крупного плотного хлопка ила из зооглей бактерий, нитчатых бактерий, грибов, актиномицетов; продолжается процесс окисления органического вещества — вещества организмов биоценоза активного ила; происходит окисление неорганических форм азота в присутствии кислорода — нитрификация, восстановление в присутствии нитратов — денитрификация.

Биоценоз активного ила коридорных аэротенков, работающих в режиме низких нагрузок, с глубокой нитрификацией и денитрификацией характеризуется большим видовым разнообразием (свыше 30 видов простейших), однако без численного преобладания какого-либо вида

Для проведения этих противоположных реакций по отношению к кислороду необходимо создать условия для каждого из них. Это возможно только с помощью создания различных зон: анаэробной, аэробной и аноксидной. Хлопок ила можно рассматривать как шарообразное или эллипсоидное образование с наличием внутри него зон, куда не поступает растворённый кислород из иловой смеси, даже при значительной концентрации кислорода (4-6 мг/дм 3) в сточной воде.

Для проведения процесса очистки стоков от поступивших загрязнений, необходимо провести глубокое окисление органического вещества, которое содержится в осветлённой воде, глубокое окисление вещества бактерий активного ила. Полученные азотсодержащие вещества окислить до нитратов и восстановить до газообразного азота. Для повышения скорости реакции восстановления (денитрификации) необходимо увеличить в аэротенке аноксидную и анаэробную зону.

Увеличение проводится двумя путями:

• за счёт увеличения количества хлопков ила, что приводит к повышению концентрации ила до 5-6 мг/дм 3 ;
• за счёт увеличения размеров хлопков ила, что приводит к снижению нагрузки по БПК до 35-50 мг на грамм сухого вещества в сутки, поддержании микроорганизмов в фазе эндогенного дыхания.

Одновременно, низкие нагрузки по БПК на аэротенк позволяют проводить глубокое окисление органического вещества до 3,5 мг/дм 3 , почти до теоретически достижимых 2,5 мг/дм 3 . На основании вышеизложенных теоретических положений в аэротенках цеха НиОПСВ был организован режим работы со следующими значениями технологических параметров: нагрузка по БПК — 35-50 мг на грамм сухого вещества БПК в сутки; время аэрации — 8-12 ч; доза ила — 5-6 г/дм 3 ; концентрация растворённого кислорода — 4-6 мг/дм 3 ; коэффициент рециркуляции — 0,8-1,0; электродный потенциал в пределах -200...-250 мВ; иловый индекс — 90-130; зольность ила — 35-40 %; удельный расход воздуха на аэрацию — 6-7 м 3 на 1 м 3 стоков; удельный расход электроэнергии на аэрацию — 0,35-0,4 кВт·ч на 1000 м 3 .

В тоже время необходимо отметить недостатки коридорных аэротенков:

• неравномерность нагрузки на активный ил по длине сооружений, что ухудшает его технологические показатели;
• недостаток растворённого кислорода в начале первого коридора и избыток во второй половине второго коридора.

Для устранения этих недостатков в аэротенках был устроен продольный рецикл иловой смеси. Схема представлена на рис. 1. Рециркуляционный узел выполнен в виде водовоздушного насоса-эрлифта, который перекачивает иловую смесь из конца второго коридора в начало первого. Значение коэффициента рецикла — 2,1-2,5. В результате более длительного нахождения активного ила в аэробных условиях и ускорения оборота биомассы: возрастает окислительная способность биомассы активного ила за счёт повышения уровня ферментативной активности; повышается макротурбулентность в аэротенке — снижается размер застойных зон; снижается удельная нагрузка на активный ил; улучшается кислородный режим сооружения, без сокращения средней длины пробега, обрабатываемых сточных вод, что исключает «проскок» неокисленных загрязнений.

Это позволило добиться следующего: повысить минерализацию активного ила и снизить количество избыточного активного ила до минимального значения; повысить устойчивость биоценоза активного ила при поступлении сбросов трудно окисляемых промышленных стоков, контроль состояния ила проводился по методике биоэстимации ; стабилизировать кислородный режим в иловой смеси во время ремонта воздуходувок.

Биоценоз активного ила коридорных аэротенков, работающих в режиме низких нагрузок, с глубокой нитрификацией и денитрификацией характеризуется большим видовым разнообразием (свыше 30 видов простейших) без численного преобладания какого-либо вида. Численность нитчатых бактерий, мелких бесцветных жгутиковых, мелких форм голых и раковинных амёб незначительна. Из инфузорий преобладают брюхоресничные и прикреплённые формы.

На фото 1 представлена колония Epistylis plicatilis. Присутствие хищников положительно влияет на степень очистки воды от органических загрязнений за счёт интенсификации биологических процессов в бактериальной среде из-за поступления в неё веществ, выделяющихся из фрагментов микрофауны при их деструкции в аэротенках в фазе эндогенного дыхания. В активном иле всегда присутствуют коловратки (фото 2-3), сосущие инфузории, хищные грибы, разнообразные черви, тихоходки.

По БПК5 было достигнуто значение в 3 мг/дм 3 , соответствующее предельно допустимым сбросам (ПДС) для водоёмов рыбохозяйственного назначения (рис. 2). По величине ХПК — 30 мг/дм 3 . По минеральному азоту — 10 мг/дм 3 (рис. 3), что соответствует рекомендациям Хельсинкской комиссии (Helcom) для городов с населением более 100 тыс. жителей. Эффективность очистки по железу составила 90-92 %, очистки по тяжёлым металлам — 94-96 %, эффективность по нефтепродуктам — 92-96 %.

При работе аэротенков в режиме низких нагрузок со значением коэффициента продольного рецикла 2-3:

• достигается высокое качество очистки сточных вод, соответствующее рекомендациям Helcom без увеличения затрат на электроэнергию при эксплуатации;
• высокое качество очистки не требует больших затрат сырья, материалов;
• процесс прост в обслуживании и контроле за ним;
• реконструкция коридорных аэротенков в аэротенки, работающие в режиме с продлённой аэрацией, требует минимальных затрат (на реконструкцию системы аэрации, увеличение производительности насосов для возвратного ила, установку эрлифтов для продольного рецикла);
• снижаются затраты па оплату в бюджет за сброс загрязнений с очищенными сточными водами;
• значительно снижается количество избыточного активного ила — снижаются затраты на его обезвоживание и утилизацию;
• технологический процесс не усложняется (не требуются затраты на сложные приборы контроля, исполнительные регулирующие механизмы, не повышаются требования к квалификации обслуживающего персонала).

Такая реконструкция — реальный путь улучшения качества очистки большинства очистных сооружений районного значения. Затраты на дальнейшее повышение качества очистки по азоту и фосфору (до достижения установленных нормативов ПДС для водоёмов рыбохозяйственного назначения) оказываются слишком велики, например, для бюджета населённого пункта с численностью менее 250-300 тыс. человек.

1. Беляева Н.А., Гюнтер Л.И. К характеристике биоценозов активного ила в высоконагружаемых аэротенках и аэротенках с длительным периодом аэрации // Биологические науки, №7/1969.
2. Жмур Н.С. Управление процессом и контроль результата очистки сточных вод. - М.: Луч, 1997.
3. Жмур Н.С. Методическое руководство по гидробиологическому и бактериологическому контролю процесса биологической очистки на сооружениях с аэротенками. - М.: ООО «Акварос», 1996.
4. Никитина О.Г. Биоэстимация: контроль и регулирование процессов биологической очистки и самоочищения воды. Автореф. на соиск. уч. ст. д.б.н. - М., 2012.
5. Капитонова Г.В. Методические рекомендации, по проведению гидробиологического контроля очистки сточных вод с активным илом. - М., 2012.

Аэротенки-отстойники разрабатываются в виде прямоугольных емкостей сооружений, объединяющих в себе аэротенки продленной аэрации (аэрационная часть) и вторичные отстойники вертикального типа (отстойная часть). Оба сооружения связаны между собой переливными окнами, обеспечивающими переток иловой смеси из аэрационной зоны в отстойную зону.

Режим продленной аэрации, который также называется методом полного окисления, отличается значительно большей продолжительностью пребывания сточных вод в аэротенках. Продолжительность аэрации сточных вод в продленном режиме составляет 1-3 сут. в зависимости от начальной концентрации сточных вод по БПК. Аэротенки с продленной аэрацией работают при дозах активного ила по сухому веществу 3-6 г/л в сут.

Аэротенки, работающие в режиме полного окисления, могут эксплуатироваться с удалением избыточного активного ила или без его удаления. В последнем случае избыточный активный ил выносится из вторичного отстойника, что снижает качество очистки. Поэтому для более высокой степени очистки проектом предусмотрено удаление избыточного ила из системы, тем более что низкий его прирост позволяет производить эту операцию через значительные промежутки времени.

Применение режима продленной аэрации обусловлено незначительным приростом активного ила и высокой степенью его минерализации, простотой эксплуатации, устойчивостью работы в режимах неравномерного поступления расхода сточных вод.

Рисунок 4.4 Аэротенки-отстойники: 1 - аэротенк, 2 - отстойник, 3 - трубопровод подачи сточных вод на очистку, 4 - трубопровод отвода очищенной воды, 5 - система аэрации, 6 - трубопровод циркуляционного ила, 7 - трубопровод отвода избыточного ила, 8 - воздухопровод, 9 - эрлифт, 10 - лоток, 11 - водослив зубчатый

Таблица 4.2 Исходные данные для расчета аэротенков-отстойников

Параметры	Значения параметров
Суточный расход сточных вод, м3/сут
Среднечасовой расход, м3/ч
Максимальный часовой расход, м3/ч
БПК20 поступающего стока, мг/л
То же очищенного стока, мг/л
Концентрация взвешенных веществ в очищенном стоке, мг/л
Среднегодовая температура сточных вод, °С
Доза ила в аэротенках, г/л
Иловый индекс, см3/г
Концентрация азота аммонийного в исходной воде, мг/л
То же в очищенной воде

Аэротенк

Расчет аэротенков производится по на режим продленной аэрации. Продолжительность аэрации составляет:

Типы загрязнения окружающей среды
Вопрос о воздействии человека на окружающую среду находится в центре внимания специалистов и экологов сего мира. И это не случайно, так как крупнейшие глобальные экологические про...

Исследование методики проведения санитарно-экологического состояния объекта
Курсовой проект на тему «санитарно-экологическая оценка объекта». Объектом оценки является жилое здание, которое подвергается негативному воздействию точечных и линейных источников...

Оценка степени загрязнения сточных вод
Трудно переоценить роль воды в нашей жизни. В среднем человек за сутки выпивает около 2л воды. Но задумываетесь ли Вы, какую именно воду Вы пьете?! Об этом свидетельствует тот факт...

Международные проекты с участием России
Особое значение для науки имеют данные специальных наблюдательных экспериментов, поскольку они позволяют проводить целенаправленные исследования природных явлений и физических процессов ра...