Введение

Цель учебно-методического пособия ‑ научить студентов в процессе выполнения курсового и дипломного проектов, а также практических занятий:

• выбирать в зависимости от состава загрязнений, поступающих на станцию очистки сточных вод, сооружения для их биологической очистки;

• рассчитывать основные параметры эксплуатации,

• подбирать вспомогательное оборудование,

• сравнивать несколько вариантов с выбором наилучшего,

• строить профили движения сточной жидкости, осадка и ила по сооружениям.

Студент должен знать основные нормативы и уметь применять их в курсовых и дипломных проектах ‑ принципы проектирования сооружений, инженерных сетей и оборудования, планировки и застройки станции очистки сточных вод.

Пособие поможет овладеть методами расчёта, высотного проектирования, составления экспликаций зданий, сооружений и коммуникаций.

Студент самостоятельно изучит порядком выбора сооружений для искусственной биологической очистки: биофильтров, аэротенков с и без регенерации активного ила, аэротенков-отстойников, вторичных отстойников, илоуплотнителей, и рассчитает в зависимости от исходных условий нужные сооружения.

Изучив требования к площадке очистной станции, её компоновке, построению высотных схем, студенты решат задачу составления плана очистной станции и построения высотных схем движения воды, осадка и ила, а также с помощью примеров смогут самостоятельно учесть вид местных потерь.

Описание каждого сооружения сопровождается краткими теоретическими сведениями, вопросами, отвечая на которые студенты смогут проверить свои знания. Решение на практических занятиях предлагаемых задач позволит приобрести опыт ведения инженерных расчётов, закрепить навык проектирования.

Учебно-методическое пособие является продолжением учебно-методического пособия по расчёту сооружений механической очистки и обработки осадка [2]; сохранены условные обозначения параметров.

Пособие предназначено студентам, бакалаврам и магистрантам и будет полезно инженерно-техническим работникам проектных и эксплуатационных организаций сооружений для очистки сточных вод.

Глава I Биологическая очистка в искусственных условиях

Метод биологической очистки сточных вод основан на способности микроорганизмов в процессе жизнедеятельности использовать в качестве источников питания разнообразные вещества, содержащиеся в стоках.

Переработке подвергаются некоторые неокисленные неорганические соединения (сероводород, аммиак, нитриты и т.п.).

К группе биологически неокисляемых веществ относятся многие углеводороды, «жёсткие» СПАВ, красители, сложные эфиры.

Биологические реакции проходят под действием ферментов (изучено несколько сотен ферментов) гетеротрофных микроорганизмов. Сначала происходит окисление веществ для поддержания энергетических потребностей клетки с выделением активного водорода, а затем – синтез биомассы. Затраты кислорода на эти реакции соответствуют БПК_полн. сточной воды.

Если окисление проводится долго и все исходные органические вещества использованы, начинается процесс окисления клеточного вещества бактерий.

При наличии в воде достаточной концентрации растворённого кислорода в среде развиваются автотрофы – нитрификаторы, которые проводят биологическое окисление аммонийного азота сначала до нитритного, а затем и до нитратного состояния.

Для нормального процесса синтеза клеточного вещества и эффективного процесса очистки воды в среде должна быть достаточная концентрация всех основных элементов питания – органического углерода (БПК), азота и фосфора. БПК_полн.:N:P=100:5:1. Для построения клетки необходимы в очень незначительном количестве калий, кальций, магний, сера, железо, марганец и др. Этих элементов обычно хватает. Азот и фосфор приходится добавлять искусственно.

Биологическую очистку называют полной, если БПК_полн. очищенной воды составляет менее 20 мг/л, и неполной при БПК_полн.> 20 мг/л.