|
| |
  musor-com.ru |
Архитектура -> Канализация. Охрана окружающей среды зольность биомассы, т. е, минеральная часть клеточного вещества, составляет не более 5-7%. Таким образом, органическая, или беззольная, часть ила гораздо точнее характеризует количество биомассы в иле. Заметим, однако, что и этот показатель не определяет однозначно число активных жизнеспособных клеток, а потому окислительная способность двух илов с равной биомассой, очищающих различные по составу сточные воды, может быть совершенно различной. В настоящее время разрабатываются методы, которые позволят более полно характеризовать состояние ила, в частности по содержанию в иле аденозинтрифосфор-ной кислоты АТФ. Различают понятия нагрузка на ил и окислительная мощность ила, или окислительная его способность. Нагрузкой на ил учитывается количество поданных загрязнений, а окислительной способностью - количество снятых загрязнений. При полной биологической очистке при БПКполн очищенной воды, равной 15-20 мг/л, окислительная способность ила составляет 90% и более от нагрузки в зависимости от БПКполн поступающей воды. Окислительная способность самой аэрационной системы, рассчитанная на 1 м объема аэротенка, тем выше, чем выше концентрация ила (до определеннык пределов) в иловой смеси. Концентрацию ила иначе называют дозой ила. В аэротенках разных систем и конструкций диапазон изменения доз ила достаточно велик - от 1 до 20 г/л. Окислительная способность, отнесенная к 1 ч, называется скоростью окисления и является основным расчетным параметром аэротенка. При характеристике работы аэротенка иногда пользуются понятием возраст ила. Возрастом ила или периодом его обмена называется средняя продолжительность пребывания ила в системе аэрационных сооружений. Определяется он как частное от деления массы (по сухому веществу) активного ила, находящегося в аэрационной системе (аэротенках, каналах, вторичных отстойниках), на массу активного ила, удаляемого из системы в течение суток. Возраст ила (в сутках) определяется по формуле = 7 • где Каэр. Укан, от.з - объсмы соответствснно аэротенков, каналов и отстойных зон вторичных отстойников, м; ср - средняя концентрация активного ила в аэротенках и каналах, кг/м (г/л); ар - средняя концентрация активного ила в отстойной зоне вторичных отстойников, кг/м (г/л); Q-объем очищаемой воды, м/сутки; Яр- прирост активного ила, кг/м. Масса ила во вторичных отстойниках по сравнению с массой ила в аэротенках невелика, поэтому произведением Vqt зс?ср можно пренебречь. Показателем качества активного ила является способность его к оседанию. Эта способность оценивается значением илового индекса, представляющего собой объем активного ила в миллилитрах после 30-минутного отстаивания, который относят к 1 г сухого вещества ила. Экспериментально установлено, что иловый индекс зависит от концентрации ила, поэтому его определение проводят при постоянной дозе ила, равной 3 г/л. Если анализируемая иловая смесь имеет дозу ила меньще 3 г/л, то его сгущают путем отстаивания, а если доза ила больше указанной, то его разбавляют водопроводной водой. Хорошо оседающим считается ил с индексом не более 100-120. Ил глубоко минерализованный может иметь индекс 60-90. В неблагоприятных условиях, при резкой перегрузке или недогрузке ила, резком изменении температуры, состава стоков и т. п. ил может «вспухать». «Вспухший» ил имеет индекс более 150-200. Такой ил плохо оседает и отделяется от воды во вторичных отстойниках, выносится с очищенной водой из сооружения, вследствие чего снижается общий эффект очистки и уменьшается концентрация ила в аэротенке. В то же время «вспухший» ил, обладая очень развитой поверхностью, эффективно очищает воду, но работа аэротенков с ним крайне неустойчива. Влияние резкого изменения нагрузки на ил иллюстрируется рис. 4.102, из которого видно, что перегрузка переносится илом несколько легче, чем «голодание». Последнее обстоятельство быстро и резко приводит к «вспуханию» ила.
100 200 300 Ш 500 600 700 дОО БПК,пг на 1г сухого ила 6 сутки  Врепя1 Рис. 4.102. Зависимость илового индекса от Рис. 4.103. Закономерность прироста ила нагрузки на ил и снижения БПК для различных процес- сов с активным илом При аэрации сточной воды с активным илом происходят процессы очистки воды и увеличение количества активного ила вследствие прироста биомассы и извлечения из воды биологически неактивных загрязнений. Если же этот процесс будет продолжаться достаточно долго, то после достижения какого-то максимума общая масса ила в системе начнет уменьшаться. Схематически представление о явлениях, сопутствующих очистке воды, показано на рис. 4.103. В большинстве случаев характер и концентрация загрязнений сточных вод таковы, что процесс очистки в аэротенках осуществляется в соответствии с участком В-С кривой изменения концентрации ила в системе. Нагрузки на ил в этих условиях составляют 150-400 мг БПКполн на 1 г беззольного вещества в сутки. Начальная БПК, равная ординате К-Я, невелика; на процесс затрачивается период а в результате очистки происходит прирост ила Большая часть загрязнений удаляется в первые несколько минут аэрации. Потребность системы в кислороде согласуется с характером снижения БПК. Это означает высокую начальную БПК, а затем ее быстрое снижение до потребности в стадии эндогенного дыхания, которая остается практически постоянной до конца периода аэрации. Этот процесс носит название обычной или классической аэрации. При концентрированных сточных водах с начальной БПК более 500 мг/л процесс описывается участком кривой А-С (см. рис. 4.103). Период обработки возрастает до 2, а прирост ила в системе - до Д52. Нагрузка на ил характеризуется величинами 400-1000 мг БПКполн на 1 г беззольного вещества в сутки. Снижение БПК до определенного предела происходит приблизительно линейно в зависимости от концентрации ила и продолжительности процесса. Ниже этого предела скорость окисления зависит от концентрации остающихся загрязнений. Потребление кислорода на участке Е-F либо постоянно во времени, либо слегка возрастает. Ниже точки F скорость потребления кислорода быстро снижается и достигает уровня при эндогенном дыхании. Если период обычной аэрации удлинить и аэрировать смесь в течение времени /3, то концентрация ила в конце процесса обозначится течкой D, т. е. окажется равной концентрации ила в начале процесса. Иными словами, весь образовавшийся ил за время 3 успеет минерализоваться. Этот процесс носит названия: полное окисление, полное самоокисление ила в аэротенках, длительная аэрация и т. п. В последнее время такой вариант обработки стоков нащел широкое распространение, особенно для небольших объемов сточных вод. Если исключить из системы очистных сооружений первичные отстойники (что вполне возможно), то при полном окислении ила в аэротенках отпадает необходимость в сооружениях по обработке осадков, кроме сооружений по подсушке минерализованного ила. Теоретически невозможно провести указанный процесс так, чтобы минерализовать полностью весь образовавшийся ил, т. е. достигнуть величины Д5 = 0. Активный ил может быть окислен на 35-70% (по весу), остальная часть, состоящая в основном из биологически неокисляемых веществ, инертной биологической массы, накапливается в сооружении, а затем может быть удалена из него в виде залповых выносов. Такие залповые выносы биомассы снижают общесанитарный эффект очистки воды. Для аэротенков длительной аэрации нагрузка на ил находится на уровне 100-150 мг ВПК на 1 г беззольного вещества в сутки. Процесс полного окисления можно провести в две стадии: 1) за время 1 очистить воду до требуемой кондиции (по схеме обычной аэрации); 2) за время окислить избыточный ил A5i (после уплотнения в илоуплотнителях). Сумма ti-\-t4=t, т. е. общий результат обработки будет таким же, что и по схеме полного окисления, но этот вариант дает очевидные преимущества в сокращении объема сооружений, так как отдельно окисляемый в сооружениях ил имеет в 3-5 раз более высокую концентрацию, чем в аэротенке. Обработка ила в аэробных условиях называется аэробной стабилизацией ила или аэробной его минерализацией. Аэробная стабилизация ила достаточно широко применяется в настоящее время для обработки небольших количеств ила. При этом требуемое время окисления 4 составляет около 10 суток. Расход воздуха, обеспечивающий заданный эффект очистки воды и обработки ила, оценивают в кубических метрах, отнесенных к 1 м очищаемой воды, а также к 1 кг снятой ВПК. При обработке городских сточных вод и пневматической системе аэрации удельный расход воздуха составляет соответственно 5-15 мм и 25-60 мкг. Необходимый расход подаваемого воздуха определяют по концентрации растворенного кислорода в иловой смеси. Считается, что при концентрации растворенного кислорода 2 мг/л и более скорость окисления органических веществ не лимитируется недостатком кислорода. Основные схемы очистки сточных вод в аэротенках В основные технологические схемы очистки сточных вод входят аэротенки одноступенчатые, аэротенки с регенераторами и аэротенки двухступенчатые. Простейшая схема очистки сточных вод содержит одноступенчатые аэротенки (рис. 4.104). По этой схеме возможна очистка стоков с применением обычной аэрации, полного или неполного окисления, а также с использованием высоконагружаемых аэротенков. По сравнению 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 [ 117 ] 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 |