Вся электронная библиотека >>>

 Водоснабжение и канализация >>>

    

 

Основы водоснабжения и канализации


Раздел: Производство

 

§ 54 СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ вод

  

Для биохимической очистки сточных вод широко применяют биологические фильтры (биофильтры) и аэротенки.

Биофильтр состоит из фильтрующей загрузки, распределительных устройств для равномерного орошения поверхности загрузки очищаемой водой и дренажного устройства для сбора очищенной воды ( 109). На загрузке работающего биофильтра образуется биологическая пленка, представляющая собой среду, густо заселенную микроорганизмами. Орошение загрузки производится периодически. При движении сточных вод через фильтрующую загрузку из них выделяются нераство- ренные и растворенные органические загрязнения. Они сорбируются на поверхности зерен загрузки и затем окисляются микроорганизмами, заселившими биологическую пленку. Отмершая биологическая пленка смывается очищаемой водой, выносится из тела биофильтра и затем улавливается во вторичных отстойниках (см.  96). Биологическая пленка постоянно регенерируется, обеспечивая непрерывную очистку воды. Кислород, необходимый для биохимического окисления органических веществ, поступает в толщу загрузки путем вентиляции фильтра. Вентиляция может осуществляться естественно или искусственно

путем нагнетания воздуха вентиляторами в междудонное пространство биофильтра (дренаж). В большинстве случаев движение воздуха в толще фильтрующей загрузки происходит снизу вверх (против течения воды). Частично воздух поступает в толщу загрузки сверху вместе с водой.

Конструктивное оформление биофильтров зависит от размеров сооружений, температуры наружного воздуха и других условий.

Фильтрующая загрузка выполняется из кокса, котельного шлака, щебня прочных горных пород (гранита) и т. п. В последнее время для загрузки фильтров начинают применять пластмассы. Обладая большой пористостью и вентилируемостью, такие биофильтры характеризуются высокой окислительной мощностью.

Биофильтры в зависимости от температуры воздуха могут размещаться в отапливаемых или неотапливаемых помещениях. В южных районах они могут устраиваться и вне помещений.

В настоящее время биофильтры выполняют в основном надземными (см.  109).

Дренаж биофильтров чаще всего устраивают из железобетонных плит, уложенных на кирпичные или железобетонные опоры.

Важным условием успешной работы биофильтров является равномерное орошение фильтрующей загрузки сточными водами. На фильтрах небольшой производительности (малой площади) для распределения воды по поверхности загрузки могут использоваться дырчатые лотки, периодически питаемые водой с помощью специальных качающихся желобов или автоматически перемещающихся по фильтрам наливных колес. Наибольшее распространение получили две системы распределения сточных вод по биофильтрам: спринклерная и реактивными вращающимися распределителями.

Спринклерная система состоит из сети распределительных труб, уложенных в толще загрузки и оборудованных специальными спрысками — спринклерами (см.  109). Система питается водой от дозирующего бачка, который периодически опорожняется. Спринклер представляет собой сопло, над которым расположен отражатель, рассеивающий воду по круговой площади.

Реактивный вращающийся распределитель состоит из двух или четырех труб, консольно закрепленных на общем стояке. Под действием реактивной силы струй, вытекающих из отверстий в боковых стенках труб, распределитель вращается и орошает водой фильтрующую загрузку фильтра. Биофильтры с таким типом распределителя выполняют круглыми в плане.

Биофильтры разделяют на капельные, высоконагружаемые и башенные.

Капельные биофильтры имеют загрузку высотой до 2 м из зерен диаметром 25—30 мм. Вентиляция фильтров осуществляется, как правило, естественно. Капельные биофильтры обеспечивают глубокую очистку сточных вод, достигающую по БПКб 90%. Их применяют для станций небольшой производительности.

Высоконагружаемые биофильтры имеют загрузку высотой более 2 м из зерен диаметром 40—65 мм. Эти фильтры в меньшей степени заиляются, лучше вентилируются и обладают повышенной окислительной мощностью.

Разновидностью высоконагружаемых биофильтров являются аэрофильтры, получившие распространение в нашей стране. Они имеют высоту фильтрующей загрузки 4 м. Вентиляция их осуществляется искусственно.

Гидравлическая нагрузка изменяется от 2 до 20 м3/(м2-сут). При расчетах биофильтров ее следует принимать в соответствии с указаниями СНиП П-32-74.

При БПКполн исходной сточной воды более 300 мг/л необходимо воду разбавлять. Для этого применяют рециркуляцию (непрерывный возврат части очищенной сточной воды). Лишь при этом условии на биофильтрах обновляется биопленка. Омертвевшая биопленка смывается водой и на ее месте идет развитие новой биопленки.

Башенные биофильтры имеют загрузку высотой 8—16 м и могут применяться для очистных станций производительностью до 50 000 м3/сут.

В схеме очистной станции обычно проектируют две или большее число секций биофильтров.

Аэротенк представляет собой длинный железобетонный резервуар, в котором очищаемые сточные воды, смешанные с активным илом, медленно движутся и перемешиваются. Очистка воды здесь основана на том же процессе биохимического окисления органических веществ, что и в биофильтрах. В аэротен- ках изъятие и окисление органических веществ осуществляет активный ил, состоящий из колоний аэробных микроорганизмов. Для обеспечения микроорганизмов кислородом применяют непрерывную искусственную аэрацию смеси сточных вод и активного ила или путем подачи в смесь сжатого воздуха, или путем усиления поверхностной аэрации смеси. Аэрация обеспечивает и второе важное требование успешной работы аэротен- ков — непрерывное перемешивание смеси сточных вод и активного ила, улучшающее контакт воды с илом и исключающее их расслоение. После очистки воду направляют во вторичные отстойники. Отделившуюся там часть активного ила возвращают в аэротенк для обработки поступающей туда сточной жидкости. Этот активный ил называют возвратным.

В результате естественного роста количества микроорганизмов масса активного ила непрерывно возрастает. Однако это не ускоряет процесса очистки, но даже затрудняет его. Поэтому излишек активного ила, называемый избыточным активным илом, удаляют из системы.

Окисление органических веществ и потребление кислорода в аэротенках происходит неравномерно. Вначале эти процессы идут быстро, так как окисляются легкоокисляемые органические вещества. Затем они замедляются вследствие окисления трудноокисляемых органических веществ. В конечной стадии очистки возможно вновь увеличение потребления кислорода, который расходуется на нитрификацию аммонийных солей (процесс накопления кислорода в химических соединениях).

Очистка сточных вод в аэротенках может проводиться по различным схемам ( 110). Целесообразность применения этих схем определяется составом очищаемых сточных вод.

Одноступенчатую схему без регенератора ( 110,а) применяют для очистки слабоконцентрированных бытовых сточных вод.

Одноступенчатую схему с регенераторами ( 110,6) применяют для очистки бытовых сточных вод с повышенными концентрациями загрязнений, а также смеси бытовых и производственных сточных вод. В основу этой схемы положена

стадийность процесса биохимической очистки. В аэротенке происходит процесс изъятия загрязнений и окисления легкоокис- ляемых органических веществ, а в регенераторе — окисление трудноокисляемых органических веществ и восстановление (регенерация) активности ила. Концентрация ила в регенераторе в 3—4 раза больше, чем в аэротенке. Достоинство этой схемы заключается в возможности восстановления активности ила в регенераторах при нарушении его жизнедеятельности или гибели в период залповых поступлений сточных вод, содержащих токсичные вещества. Секции аэротенков состоят из двух — четырех коридоров. Выделение части коридоров под регенераторы позволяет осуществлять работу аэротенков с различной степенью регенерации. Применение аэротенков с регенераторами приводит к сокращению общего объема сооружений на 15— 20%.

Аэротенки-смесители применяют для очистки высококонцентрированных производственных сточных вод. Благодаря рассредоточенной подаче сточной жидкости и активного ила по длине аэротенка выравнивается скорость потребления кислорода и повышается окислительная мощность сооружений.

Двухступенчатую схему ( 110,г) также применяют для очистки высококонцентрированных производственных сточных вод. В основу этой схемы положена стадийность процесса биохимической очистки сточных вод. Достоинство схемы заключается в развитии специфических культур микроорганизмов, наиболее приспособленных к существованию в данных условиях и обеспечивающих высокий эффект работы аэротенков.

Удельный расход воздуха составляет 5—10 м3 на 1 м3 очищаемой воды.

Коридоры аэротенков в поперечном сечении имеют прямоугольную форму ( 111). Глубину их принимают равной 2— 5 м, а ширину — не более двойной глубины.

Подачу и распределение воздуха в аэротенках можно осуществлять следующими способами: 1) пневматической аэрацией; 2) поверхностной или механической аэрацией; 3) аэрацией смешанного типа.

В нашей стране наибольшее распространение получила пневматическая аэрация. При этом воздух, нагнетаемый воздуходувками, распространяется в жидкости специальными аэроторами. Наиболее часто аэраторы выполняют в виде каналов, перекрытых пористыми фильтросными пластинками (см.  111). В зарубежной практике широко применяют аэраторы, выполняемые в виде дырчатых труб. Аэраторы располагают вдоль одной из продольных стен. Благодаря этому жидкость в аэротенке приобретает вращательное движение. Возможно применение аэраторов в виде системы дырчатых труб, располагаемых на глубине 0,7—0,8 м от поверхности воды. Такой способ называется низконапорным.

Механическая аэрация осуществляется устройствами в виде колес, турбин или вращающихся щеток (цилиндрический, вальцевой, клеточный и другие аэраторы).

четырехкоридорный аэротенк с пневматической аэрацией через пористые фильтросные пластины. Крайний (нижний на схеме) корвдор является регенератором. Подлежащая очистке вода подается во второй коридор. Аэрация воды с активным илом осуществляется во время движения ее в трех коридорах. Таким образом обеспечивается работа аэротенка с 25%-ной регенерацией активного ила.

Переброс воды по среднему каналу и подача ее в третий снизу коридор обеспечивают работу аэротенка с 50%-ной регенерацией активного ила. Смесь очищенной воды с активным илом отводится из аэротенка через водослив и дюкер.

Для очистки небольших объемов воды в сельских местностях получили широкое распространение циркуляционные окислительные каналы (разновидность аэротенков).

На  112 показан пример такого аэротенка на расходы воды 400 м3/сут. Он представляет собой замкнутый в плане земляной канал, стенки и днище которого могут покрываться асфальтобетоном или сборным железобетоном. Для аэрации иловой смеси служит клеточный аэратор. В процессе очистки вода обогащается кислородом и совершает циркуляционное движение по каналу со скоростью, при которой ил не осаждается.

Во вторичных отстойниках, куда поступает очищенная вода, отводимая от аэротенков, происходит осветление воды и отделение от нее активного ила. Отличие этих отстойников от первичных заключается в наличии устройств для сбора и отвода ила, выполняемых с таким расчетом, чтобы исключалась задержка активного ила в какой-либо части сооружения. Для сбора и отвода ила служит илосос в виде илоприемной трубы, оборудованной по всей длине сосунами. При вращении фермы с илососом активный ил забирается и отводится со всей площади отстойника.

Часть активного ила (20—50% расхода сточных вод) возвращается вновь в аэротенки, а остальная часть — избыточный активный ил — направляется для уплотнения в илоуплотнители. Конструкция илоуплотнителей аналогична конструкции вторичных отстойников. Влажность активного ила в них уменьшается с 99,2 до 97—98%. Уплотненный ил вместе с осадком из первичных отстойников направляется на сбраживание в метантен- ки (см.  97).

Наиболее совершенным сооружением для биохимической очистки сточных вод является аэротенк-отстойник, схема которого показана на  113. В нем совмещены аэротенк-смеси- тель и вторичный отстойник. Коридор аэротенка-отстойника состоит из аэрационной и отстойной части. Подаваемая рассредоточенно по длине сооружения сточная жидкость очищается в аэрационной части, затем осветляется при восхождении через взвешенный слой осадка в отстойной части и отводится по сборному лотку. Зона отстаивания оборудована иловыми бункерами. Активный ил из верхней части слоя взвешенного осадка постоянно поступает в иловые бункера, откуда откачивается эрлифтами в зону аэрации. Это устраняет накопление и загнивание активного ила в отстойной части, обеспечивает поддержание активного ила в работоспособном состоянии и устойчивость верхнего уровня взвешенного слоя осадка. В аэротенках- отстойниках возвратный активный ил не выводится из сооружения. Избыточный активный ил удаляется из аэрационной части.

В аэротенках-отстойниках окисление происходит с большой скоростью.

Аэротенки, как и другие очистные сооружения, имеют не менее чем по две секции.

Аэротенки применяют на очистных станциях производительностью более 20 000 м3/сут.

Для очистки производственных сточных вод от органических загрязнений высокой концентрации разработано новое сооружение — окситенк. Принцип его работы аналогичен аэротенкам. В окситенке в процессе биохимической очистки сточных вод применяются чистый кислород и активный ил в высоких концентрациях— 6—8 г/л (в аэротенках 2,5—3 г/л). Зона аэрации окситенка имеет герметическое перекрытие. Окислительная мощность окситенков в 5—6 раз выше, чем аэротенков, а капитальные затраты меньше в 1,5—2 раза.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Основы водоснабжения и канализации

 

Смотрите также:

 

БИОХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД биологическая...

Для биохимической очистки бытовых и промышленных сточных вод применяются очистные сооружения: аэробные — биологические пруды, поля орошения, поля фильтрации (см. Поля орошения и фильтрации), биофильтры...

 

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД - аэротенки...

Биологическая очистка производственных сточных вод.
Скорость биохимических процессов очистки сточных вод в большой степени зависит от
Сточные воды из ванны, кухонной раковины и умывальника поступают в фильтр...

 

БИОФИЛЬТР для биохимической очистки сточных вод...

— сооружение для биохимической очистки сточных вод в виде резервуара, загруженного фильтрующим материалом.
Биологический фильтр. Вентиляция биофильтров … Установка биологической очистки состоит из септика, аэротенка и...

 

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА В БИОФИЛЬТРАХ. Биофильтры....

Метод биологической очистки сточных вод... называемых биологическими фильтрами или кратко биофильтрами. ...
искусственная биологическая очистка вод, при которой применяют биологические фильтры и аэротенки. Биофильтры —.

 

АЭРОФИЛЬТР - ...похожи на обыкновенные биофильтры...

— сооружение для биохимической очистки сточных вод в виде резервуара с двойным дном, загруженного фильтрующим материалом.
Аэротенки. Биологическая очистка в аэротенках.

 

БИОФИЛЬТР, биологический фильтр. Биофильтр состоит...

БИОФИЛЬТР, биологический фильтр. — сооружение для искусств. биологической очистки сточных вод. Первые биофильтры появились в Англии в 1893, а в России — в 1908.

 

БИОФИЛЬТРЫ. Биологический фильтр. Вентиляция...

Необходимый для биохимического процесса кислород воздуха поступает в толщу загрузки путем естественной и искусственной вентиляции
Они предназначаются для полной (до БПКго=Ю ...15 мг/л) биологической очистки сточной воды.

 

Очистка сточных вод содержащих вредные примеси...

Очистка сточных вод, загрязненных ПАВ, может производиться физико-химическими и биохимическими методами.