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

29

этих условиях вырабатываются в каждом из илов специфи­ ческие культуры биологического населения активного ила,

наилуч.шим образом приспособленные к жизни и работе в дан­

ных условиях (рис. 3, схема 4-А).

Имгофф [21] предложил применять систему двухступенных

аэротенков, в которой каждая ступень имеет свой отстойник и возвратный ил. Избыточный ил второй ступени не удаляется из системы, а подается в аэротенки 'первой системы. При этом

предполагается, что сильно перегруженный активный ил пер­

вой ступени будет обновляться за счет избыточного ила второй ступени. Из первой ступени избыточный ил удаляется, причем его влажность ниже, чем обычного избыточного ила одноступенных аэротенков (рис. 3, схема 4-Б).

На Кожуховской станции в 1935—1936 гг. Дражкович вела

опыты с двухступенными аэротенками; к сожалению, они не были закончены, но проведенные исследования показали, что этим способом может быть достигнута экономия в расходе воз­ духа до 30% по сравнению с одноступенными аэротенками.

§ 8. Схема 5. Полная очистка в двухступенных аэротенках с регенераторами

Целесообразность применения двухступенных аэротенков

была изложена выше, однако большая нагрузка ила в первой ступени при коротком периоде аэрации приводит к его пере­ грузке и необходимости временами или постоянно подавать

часть ила из второй ступени в первую. Это не может гаранти­ ровать бесперебойную работу установки. Возникает необходи­ мость применения регенераторов для реаэрации активного ила.

Положительные стороны применения регенераторов при двух­

ступенных аэротенках сохраняются в такой же мере, как при

одноступенных. Двухступенная система очистки дает возмож­

ность обойтись низкой степенью осветления в отстойнике пер­ вой ступени. Если будет наблюдаться повышенный вынос взве­ сей (к примеру, 50—60 мг)л), то они вполне смогут быть за­ держаны в отстойнике второй ступени совместно с активным илом; поэтому объем отстойников первой ступени может быть

доведен до размеров, обеспечивающих получасовой отстой сме­

си. Избыточный активный ил первой ступени направляется на сброс, а из второй ступени может быть направлен в аэротенки первой ступени либо на сброс, в зависимости от местных усло­ вий. Второе решение будет вероятно более целесообразным.

Введение регенераторов незначительно усложнит схему двух­ ступенных аэротенков, но зато позволит обеспечить беспере­ бойную работу аэрационных сооружений. При проведении дальнейших исследований необходимо решить вопрос о целе­ сообразности применения регенераторов для второй ступени. Ниже описаны результаты опытов, проведенных автором по изучению работы двухступенных аэротенков с регенераторами.

30

§ 9. Схема 6. Частичная очистка в аэротенках с регенераторами

Принцип работы аэротенков с регенераторами на частич­ ную очистку изложен выше, когда говорилось о работе одно-

ступенных и двухступенных аэротенков с регенераторами на полную очистку. При частичной очистке остается одна первая ступень сооружений в составе аэротенка (аэрокоагулятора),

регенератора и отстойника. По этой схеме работают Кожухов­

ская станция в Москве и аэротенки Харьковской станции, а также несколько станций за границей.

На Кожуховской станции при продолжительности аэрации около одного часа обеспечивается снижение БПК примерно на 50%, а на Харьковской при продолжительности аерации около 4 часов — до 70%. Показатели работы Кожуховской станции за ряд лет приведены в табл. 5. К сожалению, подробных све­ дений о работе зарубежных станций .мы не нашли.

Взвешенные вещества в мг/л:

Расчет сооружений по схеме 6 следует производить в со­

ответствии с указаниями, приведенными выше.

§ 10. Схема 7. Частичная очистка в аэротенках без регенераторов по методу модифицированной аэрации

Эта схема очистки основывается на применении малых доз активного ила: она нашла широкое применение на очистных станциях Нью-Йорка, где не требуется полная очистка вслед-

31

ствие того, что очищенная сточная жидкость спускается в море.

Этот способ очистки был назван модифицированной аэрацией.

Было установлено, что при низкой концентрации поступающей на станцию сточной жидкости и чрезвычайно коротком возрас­ те ила имеет место устойчивый процесс очистки. Период аэра­ ции близок к 2 часам при сравнительно небольшом расходе воздуха. Снижение ВПК и взвешенных веществ доходит до 60—70%. Показатели работы ряда станций, работающих по

этой схеме, приведены в табл. 6. Обращает на себя внимание очень низкая доза ила в аэротенках — от 130 до 470 мг!л, и лишь на одной станции, где отсутствуют первичные отстойники,

доза ила сравнительно высокая— 1000 мг/л. Процент возврат­

ного ила очень низок — около 10%. Контроль возраста ила осуществляется соответствующим регулированием соотношения между количеством возвратного и избыточного ила.

Этот метод очистки может быть применен также без пред­ варительного осветления сточной жидкости. Обращает на себя внимание низкая влажность уплотненного избыточного актив­

ного ила — порядка 96%, а при отсутствии первичных отстойни­ ков— до 93% • При увеличении концентрации и повышении температуры поступающей сточной жидкости возраст ила сни­ жается. В ночное время подача воздуха уменьшается от одной трети До половины по сравнению с дневным временем. Интен­

сивность аэрации поддерживается в пределах, обеспечивающих достаточное перемешивание иловой смеси и предотвращающих засорение диффузоров. Минимумом содержания растворенно­ го кислорода в конце аэротенков обычно принимается 2 мг!л.

Имеется указание [24], что эксплуатация аэрационных со­ оружений большого объема методом модифицированной аэра­ ции вызывает ряд добавочных осложнений. Сравнивая работу

верждать, что вторая система, т. е. с применением регенерато­ ров, обеспечивает более надежную устойчивую работу. На­ личие больших запасов активного ила в регенераторах гаран­ тирует сохранность ила при залповом поступлении вредных промышленных стоков, а высокая средняя доза активного ила приводит к интенсификации процесса очистки. Поэтому описанная схема модифицированной аэрации представляет ин­

§ 11. Схема 8. Частичная очистка в аэротенках без регенераторов по методу активированной аэрации

Активированная аэрация представляет собой комбиниро­ ванный метод очистки сточных вод в аэрационных сооружени­ ях. Часть сточной жидкости очищается в основной системе со-

32

оружений, представляющей собой обычные аэротенки, работаю­ щие на полную биологическую очистку, со своим возвратным

илом и отбавкой избыточного ила.

Остальное количество сточной жидкости подвергается аэра­ ции в параллельной системе, называемой активированной аэ­ рацией. Эта система не имеет своего возвратного ила. Здесь в аэротенки подается только избыточный активный ил первой си­ стемы. Затем иловая смесь секции активированной аэрации на­ правляется в свой вторичный отстойник, откуда очищенная сточная жидкость пропускается в общий сток станции, а осев­ ший активный ил подается в илоуплотнители.

34

ст 70—75%. В общий сток станции уходит смесь из обеих сис­ тем, причем снижение загрязнений в целом по станции достига­ ет 80—85% по ВПК и взвешенным веществам. По сути дела, вторая система является биокоагулятором, в который поступа­ ет осветленная сточная жидкость.

Соотношение между количеством сточных вод, поступаю­

щих в обе системы, регулируется заданной степенью очистки и количеством избыточного активного ила, поступающего из первой системы во вторую. Первая система может работать по схеме обычных аэротенков, без регенераторов, а также по схе­

ме ступенчатой аэрации.

Опыт применения такого комбинированного метода очистки имеется на станции Уардс-Айленд в Нью-Йорке [33]. Результа­

ты работы по этой системе приведены в табл. 7. Достоинствами комбинированного метода очистки являются некоторое умень­ шение количества избыточного ила и повышенная его способ­ ность к уплотнению. К числу недостатков относятся отсутствие регенераторов и большое число разнотипных сооружений, что вызывает необходимость производить многократные контроль­ ные анализы и замеры.

Эта система может быть применена при любой концентра­ ции сточной жидкости. С точки зрения надежности и эффек­ тивности работы вряд ли эта система может оказаться лучшей,

чем система аэротенков с регенераторами, в которую подается осветленная сточная вода, прошедшая через биокоагулятор.

§ 12. Схема 9. Аэротенк-смеситель

Н. А. Базякина предложила применять аэротенк-смеситель,

идея работы которого заключается в следующем:

1)путем продольного сметания выравнивать скорости по­ требления кислорода, что позволит применять равномерную ин­ тенсивность аэрации;

2)использовать очищенную в аэротенке воду для разбавле­

ния концентрированных сточных вод, что в конечном счете при­

водит к уменьшению объема вторичных отстойников. Сточная вода подается во много точек по длине аэротенка, равно как и активный ил. Иловая смесь протекает не вдоль, а поперек аэротенка и выпускается со стороны, противоположной впуску.

Н. А. Базякиной проведены в институте ВОДГЕО опыты по очистке бытовых вод, растворов фенола и сточных вод от га­ зификации бурого угля. Эти опыты показали, что в аэротенкесмесителе можно очищать сильно концентрированные промыш­

ленные стоки.

Схема аэротенка-смесителя показана на рис. 3.

Расчет аэротенка-смесителя производится по формулам, приведенным в соответствующей литературе [7].

§ 13. Схема 10. Аэротенк-отстойник

Аэротенк-отстойник представляет собой конструкцию аэра­ ционного сооружения, совмещающего аэротенк и вторичный от­ стойник. Конструкция этого сооружения, разработанная Акаде­ мией коммунального хозяйства по способу подачи осветленной сточной жидкости и по направлению потока иловой смеси, на­ поминает аэротенк-смеситель. Но в ней есть принципиальное отличие от всех ранее упомянутых модификаций аэротенков. Это отличие заключается в том, что очищенная сточная жид­ кость здесь отделяется от активного ила не путем отстаивания, а фильтрацией через взвешенный слой активного ила, что зна­ чительно ускоряет вроцесс отделения активного ила от сточной воды.

Конструктивно аэротенк-отстойник АКХ представляет собой

длинный резервуар, разделенный продольной перегородкой на

две неравные части. В большей части происходит аэрация ос­ ветленной сточной жидкости с активным илом, а в меньшей части — фильтрация очищенной жидкости через взвешенный слой ила, дополнительное отстаивание и перелив в отводящий

лоток.

Зона аэрации снабжена фильтросами, уложенными у стеньг Продувка сжатого воздуха обеспечивает перемешивание иловой смеси, часть которой, в соответствии с расчетным количеством очищаемой сточной жидкости, постоянно поступает в зону ос­ ветления через соединяющую обе зоны узкую щель у дна со­ оружения. Попавшая в зону отстаивания иловая смесь разде­ ляется; очищенная жидкость фильтруется через взвешенный слой активного ила и уходит в перелив, а активный ил, постоян­

но обмениваясь, сползает обратно в зону аэрации. Взвешенный

фильтр образуется из хлопьев активного ила за счет восходя­ щих вверх токов жидкости. Скорость протока в зоне отстаива­ ния должна быть такой, чтобы активный ил не выносился, а об­ разовывал взвешенный фильтр.

Сточная жидкость подается во многих точках по длине аэ­ ротенка и протекает поперек него. Циркуляция активного ила происходит без помощи насосов. Необходимо производить от­

бавку избыточного активного ила из различных точек по длине

аэротенка. При этой конструкции аэротенка не требуются на­ сосы для перекачки возвратного ила, системы распределения

иловой смеси по отстойникам и устройства для возврата цир­ кулирующего активного ила. Это заметно облегчает и удешев­ ляет эксплуатацию. Достоинством этой схемы является так­ же, то что активный ил постоянно находится в аэробных усло­ виях.

В настоящее время отсутствуют проверенные длительной эксплуатацией нормы для расчета аэротенка-отстойника. Ака­ демия коммунального хозяйства рекомендует пока принимать

36

ГЛАВА 4

ОПЫТ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

ДВУХСТУПЕННЫХ АЭРОТЕНКОВ С РЕГЕНЕРАТОРАМИ

§ 14. Описание опытной станции

По предложению автора, в 1947 г. трестом «Мосочиствод» было принято решение о проведении научно-исследовательской

работы по изучению работы двухступенных аэротенков с реге­ нераторами. Ставилась задача изучить результат очистки от­

дельно в первой и второй ступенях, а также в обеих ступенях и сравнить полученные данные с показателями одноступенных

аэротенков.

В связи с этим требовалось выбрать такое -место для про­ ведения опытов, где имелись бы действующие одноступенные

аэротенки.

Таким местом оказалась опытная станция Люблинских по­ лей орошения. По напорному трубопроводу на эту станцию подавалась сточная жидкость, осветленная в радиальных от­ стойниках Люблинской станции аэрации. Это давало возмож­ ность производить очистку в опытных аэротенках той же сточ­ ной жидкости, какая поступала на эксплуатационные аэро­

тенки.

Исследования проводились под руководством автора. Наблю­

дения и производство анализов выполнялись бригадой во гла­ ве с химиком-технологом А. В. Александровой при участии лабо­

рантов М. С. Матвеевой и М. В. Ковшиковой. Мастером опыт­

ной станции являлся Б. И. Байков. Для проведения опытов бы­ ли приспособлены и реконструированы существующие соору­ жения опытной станции (рис. 4).

Схема движения воды по отдельным сооружениям следую­ щая: осветленная сточная жидкость по напорному трубопрово­ ду подавалась к аэротенку первой ступени. Замер количества подаваемой воды производился водосливом с тонкой стенкой.

Из аэротенка иловая смесь направлялась в отстойник. Из от­ стойника первой ступени частично очищенная вода направля­

лась по стальному трубопроводу диаметром 150 мм в аэротенк

28