книги из ГПНТБ / Орловский, Зиновий Александрович. Очистка сточных вод в аэротенках

Таблица 2

поэтому этот показатель в тех условиях может оправдать себя, но~ тоже не везде, так как на ряде крупных станций глубина слоя воды в аэротенках доходит до 4,5 м.

В наших условиях глубина слоя воды в аэротенках колеб­

лется в пределах от 1,6 м (Кожуховская станция) до 5,0 м (Люберецкая станция). Другие наши станции имеют аэротен­ ки с промежуточными величинами слоя воды. В этом случае не­ верно будет принимать показатель то расходу воздуха в -м3 на

19

1 кг снятой БПК в качестве сравниваемого показателя. Нужен другой показатель, учитывающий глубину слоя воды в аэротен­ ках. Нами предлагается «показатель затраченного воздуха» (ПЗВ), представляющий собой произведение расхода воздуха

в м? на 1 кг снятой БПК на слой воды в аэротенках; его раз­ мерность—м'Чкг. Этот показатель позволяет сравнивать расход

воздуха для различных аэротенков независимо от их глубины.

§ 3. Активный ил

Активный ил является основным агентом очистки при аэра­ ции сточной жидкости.

Все исследователи сходятся на том, что чем больше ила в

аэрационной системе, тем интенсивнее идет процесс очистки,

причем одни исследователи (Корольков, Базякина) установили прямую зависимость между дозой ила и скоростью потребления кислорода, а другие (Безенов, Постников) считают, что прямой

пропорциональности не существует, а есть другая, более слож­

ная [4]. Во всяком случае желательность обеспечения макси­

мальной дозы ила очевидна.

Нагрузка на 1 г активного ила по беззольному веществу ко­ леблется в значительных пределах в зависимости от степени очистки, начальной концентрации сточной жидкости и системы аэрационных сооружений. Так, например, для Курьяновской

станции аэрации при выделении под регенераторы 25% от об­

щего объема аэротенков в 1953 г. нагрузка на 1 г ила по без­ зольному веществу в сутки, считая на БПКб, составила 190 мг!г,

в 1954 г.—191 мг/г, в 1955 г.—190 л/г/г. По Люблинской станции

ботающим на полную очистку. Иначе выглядит эта величина на станциях, работающих на неполную очистку (Кожуховская

станция).

Однако в работе с большими дозами ила в системе обычных аэротенков встречаются и препятствия. Так, при поступлении во вторйчные отстойники иловой смеси с повышенными дозами ила в Отстойнике накапливается большое количество ила по

объему, й чем больше подается ила, тем больше надо его отка­ чивать, а процент возвратного ила резко возрастает по мере увеличения дозы ила в иловой смеси,, направляемой во вторич­ ные отстойники.

где: Р—'процент возвратного ила по объему от количества очи­ щаемой сточной жидкости;

20

Qu—объем возвратного ила в м31сутки-,

О.ж —объем очищаемой сточной жидкости, подаваемой из

первичных отстойников в аэротенки, в мР/сутки-, Кс—концентрация активного ила в иловой смеси, направ­

ляемой во вторичные отстойники, в мг/л\ Кж—концентрация взвешенных веществ в осветленной жид­

кости, выходящей из первичных отстойников, в мг/л-, Ки—концентрация возвратного ила в мг/л.

во возвратного ила достигнет 97%. Это приведет к повышенным затратам на перекачку возвратного ила и резкому снижению фактического времени аэрации сточной жидкости, не говоря уже о том, что в этих условиях работа вторичных отстойников будет очень осложнена. В отдельных случаях при наличии активного

ила с высоким удельным весом по сухому веществу аэротенки могут работать при высокой дозе ила и сравнительно низком проценте возвратного ила.

Помимо процента возвратного ила, регулирующим факто­ ром в дозах активного ила является также его возраст, харак­ теризующий отношение взвешенных веществ, находящихся в аэротенке, к взвешенным веществам, поступающим со сточной

жидкостью в аэротенки. Возрастом ила или периодом обмена называется среднее время, в течение которого взвешенная ча­ стица находится в системе аэрационных сооружений. Возраст

ила определяется как частное от деления веса по сухому ве­ ществу активного ила, находящегося в аэротенках (в т), на ко­ личество взвешенных веществ (в т), поступающих в течение су­ ток с притекающей в аэротенки сточной жидкостью.

В настоящее время имеется два метода определения возра­ ста ила. По первому методу, применяемому в США, возраст ила

Ксг—средняя концентрация активного ила в аэротен­ ках;

$ж и Кж—как указано выше.

По второму методу, предложенному нашими исследовате­ лями, в основу определения возраста ила кладется не количест­ во поступающих в аэротенки взвешенных веществ, а количест­

во избыточного ила. Опыт работы Курьяновской станции аэра­ ции, показал, что количество избыточного ила больше, чем ко­ личество взвешенных веществ, поступающих в аэротенки, и что

21

ГЛАВА 3

РАЗЛИЧНЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД АЭРАЦИЕЙ С АКТИВНЫМ ИЛОМ

В настоящее время имеется значительное число модифика­ ций процесса аэрации сточной жидкости с активным илом (рис. 3).

Схема 1. Полная очистка в одноступенных аэротенках без

регенераторов.

Схема 2. Полная очистка по методу ступенчатой аэрации. Схема 3- Полная очистка в одноступенных аэротенках с ре-

!енераторами.

Схема 4. Полная очистка в двухступенных аэротенках без

регенераторов.

Схема 5. Полная очистка в двухступенных аэротенках с ре­

генераторами.

Схема 6. Частичная очистка в одноступенных аэротенках с регенераторами.

Схема 7. Частичная очистка в аэротенках без регенераторов

по методу «модифицированной аэрации».

Схема 8. Частичная очистка в аэротенках без регенераторов

по методу «активированной аэрации». Схема 9. Аэротенк-смеситель.

Схема 10. Аэротенк-отстойник.

По мере развития техники число схем, очевидно, будет воз­ растать, поскольку научная мысль будет стремиться еще более упростить и удешевить процесс очистки сточных вод.

В основе перечисленных схем лежит взаимодействие между сточной водой и активным илом в условиях подачи распылен­ ного воздуха в аэротенки. В конечном счете это приводит к

минерализации органического вещества сточной жидкости.

§ 4. Схема 1. Полная очистка в одноступенных аэротенках без регенераторов

По этой схеме работает подавляющее большинство станций

аэрации; такое широкое распространение этого способа в основ-

23

5-я схема

2-я схема

6-я схема-аналогична

3-й схеме, но очистка частичная

7-я схема-аналогична

!-й схеме, но очистка частичная

Рис. 3. Различные схемы очистки сточных вод в аэротенках:

общий сток.

24

ном можно объяснить относительной простотой эксплуатации по сравнению с другими схемами, а также тем, что последую­ щие модификации процесса аэрации с активным илом появи­

лись к тому времени, когда большое число станций аэрации уже работало по этой схеме. '

Этот способ изучен наиболее подробно, и приведенные выше нормативы и расчетные формулы в первую очередь относятся к нему.

В части использования воздуха эта схема является неудов­ летворительной, поскольку дефицит кислорода в этих условиях равен в среднем 0,5—0,6, что в свою очередь объясняется недо­

статочной напряженностью процесса в последние часы пребы­ вания иловой смеси в аэротенке. При залповом поступлении

производственных сточных вод с вредными примесями, эта схе­ ма также является неподходящей, так как при недосмотре эк­ сплуатационного персонала или отсутствии надежных приборов для сигнализации о поступлении таких сточных вод активный ил будет отравлен и работу аэротенков придется налаживать заново.

При поступлении активного ила и осветленной сточной жид­

кости в головную часть аэротенков практически по всей длине

последних будет одинаковая концентрация взвешенных веществ

по сухому веществу. Во вторичные отстойники иловая смесь по­ ступает с концентрацией, которая близка к максимально допу­

стимой.

§ 5. Схема 2. Полная очистка по методу ступенчатой аэрации

Принцип работы по методу ступенчатой аэрации, предложен­ ный Гульдом [24], заключается в следующем: возвратный ил подается в начальную часть аэротенка, а сточная вода разде­ ляется на несколько потоков, причем один из них подается в начальную часть аэротенка, где смешивается с активным илом; остальные потоки подаются в различные точки по ходу аэро­ тенка.

Такая система позволяет значительно повысить среднюю до­ зу ила в аэротенках при условии, что во вторичные отстойники

будет поступать иловая смесь со сравнительно низкими концен­ трациями по взвешенным веществам.

По данной схеме работает ряд станций в Нью-Йорке. В табл. 3 приведены данные об условиях работы этих станций, по которым можно сделать вывод, что эта схема, по крайней мере в тех условиях, вполне оправдывают себя, давая хорошо очищенную воду при периоде аэрации до 3 час.

В настоящее время ни одна из наших станций не работает по этой схеме; конструкция аэротенков Курьяновской станции предусматривает возможность работы по принципу ступенча­ той аэрации, но по этой схеме станция еще не работала. Недо-

25.

.26

грязнения, перешедшие из сточной жидкости, но минерализация их далеко не закончена; процесс минерализации оставшихся в активном иле загрязнений и восстановление активных свойств ила происходят в особом резервуаре, называемом регенерато­ ром. По конструкции регенераторы ничем не отличаются от аэротенков; активный ил направляется в регенераторы после от деления его от очищенной сточной жидкости во вторичных от­

стойниках. После регенерации восстановленный активный ил

по сравнению с первой; по этой с&еме в регенераторах поддер­ живается высокая доза ила до 7—8 г/л; в аэротенках устанав­ ливается оптимальная доза ила в соответствии с условиями их работы. Таким образом, можно иметь в системе среднюю вы­

сокую дозу ила, а во вторичные отстойники будет направляться

смесь ила не выше 1,5—2,0 е/л.

За счет высокой средней дозы ила может быть достигнуто весьма ощутительное сокращение объема аэротенков.

В части экономии расхода воздуха при работе аэротенков по этой схеме имеется вполне очевидная возможность сокра­ тить расход воздуха, так как средний дефицит кислорода в со­ оружениях будет значительно выше, чем при работе по схеме 1, поскольку в регенераторе дефицит будет приближаться к 100%. В этих условиях кислород будет использован значитель­

но лучше.

Касаясь вопроса об опасности поступления сточных вод с высокой концентрацией веществ, могущих вредно повлиять на активный ил, следует отметить, что при данной схеме основная масса ила находится в регенераторах и вывод из работы пор­ ции ила, находящейся в аэротенке, в .малой мере нарушит рабо­ ту аэрационных сооружений; в короткий срок потребное коли­

чество ила может быть восстановлено путем прекращения сброса.

Усложнение в эксплуатации по сравнению со схемой 1 очень незначительное, поскольку регенераторы не требуют особого

обслуживания. Это усложнение полностью покрывается боль­

Люблинская) последние годы работают с выделением 25%

объема аэротенков под регенераторы. Основные показатели ра­ боты этих станций аэрации приведены в табл. 2.

За границей число станций, имеющих регенераторы, неболь­ шое. В Англии станция Могден имеет регенераторы; в США из крупных станций ни одна не работает по этой схеме, хотя на чикагской станции Калюмет имеется возможность использовать

27