- •Х38 Очистка сточных вод: Пер. с англ./ Хенце М., Армоэс П., Ля-Кур-Янсен Й., Арван Э. — М.: Мир, 2006. — 480 с., ил.
- •ISBN 5-03-003771-3
- •Очистка сточных вод
- •Предисловие научного редактора
- •Предисловие
- •Предисловие к третьему изданию
- •Список используемых обозначений
- •Сточные воды, их объем и состав
- •1.1. Объемы сточных вод
- •1.1.1. Измерения
- •1.1.2. Статистическая обработка
- •1.1.3. Оценочные данные
- •1.1.4. Популяционный эквивалент и нагрузка, создаваемая условным жителем
- •1.1.5. Прогнозирование
- •1.2. Компоненты сточных вод
- •1.2.1. Коммунальные и городские стоки
- •1.2.2. Разброс данных
- •Характеристика сточных вод и биомассы
- •2.1.1. Осаждаемые вещества
- •2.3. Азот
- •Основные биологические процессы
- •3.1.1. Организмы
- •3.2.1. Биологический рост
- •3.2.3. Распад биомассы
- •3.2.4. Накопление запасных веществ
- •3.3.2. Коэффициент прироста ила при аэробной гетеротрофной конверсии
- •3.3.3. Макроэлементы для аэробной гетеротрофной конверсии
- •3.3.4. Кинетические аспекты аэробной гетеротрофной конверсии
- •3.4. Нитрификация
- •3.4.1. Реакции нитрификации
- •3.4.3. Кинетические аспекты нитрификации
- •3.4.4. Влияние окружающей среды на нитрификацию
- •3.5. Денитрификация
- •3.5.1. Реакции денитрификации
- •$.5.2. Коэффициент прироста ила при денитрификации
- •3.5.3. Макроэлементы, необходимые для денитрификации
- •3.5.5. Кинетика денитрификации
- •3.5.6. Влияние окружающей среды на денитрификацию
- •3.6.1. Микроорганизмы
- •3.6.3. Коэффициент прироста биомассы в процессе биологического удаления фосфора
- •3.6.4. Щелочность
- •3.6.5. Кинетика биологического удаления фосфора
- •3.6.6. Влияние окружающей среды на биологическое удаление фосфора
- •3.7.1. Реакции при анаэробном брожении2
- •3.7.2. Рост биомассы и коэффициенты ее прироста при анаэробном брожении
- •3.7.3. Макроэлементы, необходимые для анаэробного брожения
- •3.7.5. Кинетика анаэробного брожения
- •3.7.6. Образование газообразных продуктов
- •3.7.7. Влияние окружающей среды на анаэробное брожение
- •4.3.1. Системы с рециркуляцией активного ила
- •4.3.2. Системы с совмещенным аэротенком и отстойником
- •4.3.3. Системы с контактной стабилизацией ила
- •4.3.6. Проектирование на основе объемной нагрузки
- •4.3.7. Проектирование на основе нагрузки на ил или возраста ила
- •Биофильтры
- •5.4. Двухкомпонентная диффузия
- •5.6.1. Биофильтры без рециркуляции
- •5.6.2. Биофильтры с рециркуляцией
- •5.8.1. Капельные фильтры
- •5.8.2. Погружные фильтры
- •5.9.1. Проектирование капельных фильтров
- •5.9.2. Проектирование реакторов с вращающимися дисками
- •5.9.3. Проектирования фильтров других типов
- •5.9.4. Проектирование биофильтров, предназначенных для удаления растворенных органических веществ
- •5.10. Технические условия работы биофильтров
- •5.10.1. Аэрация в биофильтрах
- •5.10.2. Рост и удаление биомассы
- •5.11. Удаление взвешенных органических веществ
- •Системы очистки с нитрификацией
- •6.1.1. Обособленные системы нитрификации
- •6.1.2. Совместное удаление органического вещества и аммония
- •6.2.4. Фильтры, содержащие только нитрифицирующий ил
- •6.2.5. Двухстадийные системы нитрификации на фильтрах
- •6.3.1. Системы нитрификации с активным илом
- •6.3.2. Оптимизация работы систем нитрификации
- •6.3.3. Проектирование биофильтров для нитрификации
- •Литература
- •Системы денитрификации
- •7.1.1. Обособленные системы денитрификации
- •7.2.3. Биофильтры для денитрификации
- •7.3.2. Кислород/перемешивание
- •7.3.3. Одновременная нитрификация/денитрификация
- •7.3.4. Газообразный азот в отстойниках и на биофильтрах
- •7.3.5. Потребление кислорода
- •7.3.7. Проектирование систем денитрификации с активным илом
- •7.3.8. Проектирование на основе моделирования
- •7.3.9. Проектирование биофильтров для денитрификации
- •7.4. Редокс-зоны в биомассе
- •Литература
- •Системы биологического удаления фосфора
- •8.1. Уравнения массового баланса при биологическом удалении фосфора в системах с активным илом
- •8.2. Типы систем для биологического удаления фосфора
- •8.3.2. Проектирование реакторов для биологического удаления фосфора
- •8.3.3. Оптимизация процесса биологического удаления фосфора
- •Литература
- •Гидролиз/ферментация и анаэробная очистка сточных вод
- •9.1. Гидролиз/ферментация
- •9.2. Анаэробная обработка сточных вод
- •9.2.1. Введение
- •9.2.2. Уравнения массового баланса при анаэробной обработке
- •9.3.3. Анаэробная очистка на фильтрах
- •9.4.1. Проектирование систем со взвешенной биомассой
- •9.4.2. Проектирование анаэробных фильтров
- •9.4.3. Образование газообразных соединений в анаэробном процессе
- •9.4.4. Оптимизация анаэробной очистки
- •9.4.5. Запуск анаэробных реакторов
- •9.4.6. Нарушения в работе анаэробных реакторов
- •Литература
- •Небиологические системы для удаления фосфора из сточных вод
- •10.1. Уравнения массового баланса для процессов удаления фосфора
- •10.2.1. Осаждение
- •10.2.2. Коагуляция
- •10.2.3. Флокуляция
- •10.2.4. Связывание фосфора в почве
- •10.3. Небиологические системы удаления фосфора
- •10.3.1. Осаждающие вещества
- •10.4. Проектирование установок для удаления фосфора
- •10.4.1. Химическое осаждение
- •10.4.2. Связывание фосфора в почве
- •10.5. Работа установок для удаления фосфора
- •Литература
- •Особенности моделей, их калибровка и применение
- •11.1. Прагматизм и теоретические модели
- •11.1.1. Инженерное мастерство
- •11.1.2. Научно обоснованный детерминистский подход
- •11.1.3. Структура моделей, переменные, параметры и движущие силы
- •11.2. Применение моделей
- •11.2.1. Инструмент планирования
- •11.2.2. Анализ процессов на действующих станциях
- •11.2.3. Проектирование новых станций
- •11.2.4. Контроль работы станций в реальном времени
- •11.2.5. Модели как инструменты исследования
- •11.2.6. Уровень агрегации
- •11.3. Калибровка модели и оценка параметров
- •11.3.1. Структура модели
- •11.3.2. Калибровка, верификация и оценка параметров
- •11.4. Проектирование станций очистки воды
- •11.4.1. Идентификация проблемы
- •11.5. Моделирование систем с биопленкой
- •11.6.3. Интерпретация результатов
- •11.7. Контроль в реальном времени
- •Предметный указатель
- •Оглавление
Таблица 1.18. Характеристики серых и черных стоков. Разбавленные стоки являются результатом высокого расхода воды или отсутствия некоторых обитателей дома в определенные часы дня (ночи). Малый расход воды или повышенная загрязненность стоков из кухонь могут в итоге давать концентрированные общие стоки [27-30]
|
Серые стоки |
Черные стоки |
Размер |
||
Характеристики |
концен |
разбав |
концен |
разбав |
|
|
триро |
триро |
ность |
||
|
ванные |
ленные |
ванные |
ленные |
|
БПК |
400 |
100 |
600 |
300 |
г Ог/м3 |
ХПК общий |
700 |
200 |
1500 |
900 |
г Ог/м3 |
Азот общий |
30 |
8 |
300 |
100 |
rN /м 3 |
Фосфор общий |
7 |
2 |
40 |
20 |
г Р/м3 |
Калийа |
6 |
2 |
90 |
40 |
гК /м 3 |
а Без учета калия, содержащегося в водопроводной воде.
туалетов в общий состав таких стоков, то мы получим два типа стоков — черные (от туалетов) и серые (душевые, кухня и т. д.) (см. табл. 1.18).
1.2.2. Разброс данных
Суточные, недельные, месячные флуктуации в объемах и уровне загрязнения воды очень важны при проектировании и функциони ровании очистных сооружений. На рис. 1.9 приведены почасовые изменения содержания органических загрязнений (выраженных как БПК7), наблюдавшиеся на двух очистных сооружениях. Как следует из рис. 1.9, минимальная и максимальная часовые нагрузки могут различаться в 10 раз.
Рис. 1.10 показывает, как может меняться содержание азота в стоке в течение дня. Следует отметить, что состав коммунальных стоков может сильно колебаться в течение недели. Это особенно важно в том случае, если проводится биологическая очистка стоков. Например, соотношение ХП К /N часто понижается в выходные дни, что может осложнить проведение денитрификации.
На рис. 1.11 представлена фрактальная диаграмма содержания ХПК и ВПК в подаваемых на очистку стоках.
Температура стоков, а, следовательно, и температура в очист ных сооружениях меняется в течение года. На рис. 1.12 показаны изменения температуры в двух реакторах с активным илом, работающих в умеренном климате.
Рис. 1.9. БПК в стоках, подаваемых на очистные станции Лунеттен и Дамхуза (Дания).
Время, ч
Рис. 1.10. Содержание аммонийного азота в стоках, подаваемых на очистную станцию Галиндо (Испания).
Время, %
Рис. 1.11. Фрактальная диаграмма содержания ВПК и ХПК в стоках, подаваемых на очистную станцию Лундтофте (Дания) [24]. Из этой диаграммы можно определить величину нагрузки для проектирования. Максимальная нагрузка может, например, быть выбрана как 85% значения, показанного на диаграмме.
20 п °С
vA
15- А
|
l e i |
Ъ к , |
|
S , |
|
Г |
Ч |
^ \ |
|
10- |
V ? |
\ . 4 |
* |
|
;У*Л |
|
|
||
5 - |
■ |
Очистная станция Сожолт, Дания |
|
|
|
+ |
Очистная станция Фредерикзунд, Дания |
||
Январь |
Январь |
Январь |
Январь |
|
1985 г. |
1986 г. |
1987 г. |
1988 г. |
Рис. 1.12. Изменение температуры на очистных станциях с активным илом Сохолт и Фредерикзунд (Дания) [23].
Ли тер а тур а
1.Gemay К., Petersen В., частное сообщение (2000).
2.Triebel W. (red.), Lehrund Handbuch der Abwassertechnik. (Wastewater Technique: Textbook and Manual) Bd. II. 3rd edition. Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn, Berlin (1982).
3.Henze M., Approaches and Methods in Estimation of the Polluting Load from Municipal Sources in the Mediterranean! Area. Paper for the Meeting of Experts on Pollutants from Land-based Sources, Geneva 19-24 Sept. 1977. United Nations Environment Programme (UNEP Project Med X). WHO Europe, Copenhagen, Denmark (1977).
4.ASCE & WPCF Wastewater Treatment Plant Design. American Society of Civil Engineers and The Water Pollution Control Federation, New York, N.Y. (ASCE manuals and reports on engineering practice No. 36) (WPCF manual of practice No. 8) (1977).
5. Andersson L., Fororeningar i avloppsvatten fran hushall. (Pollutions in Dometic Wastewater). Statens Naturvardsverk, Stockholm, Sweden. (SNV PM1103) (1977).
6.Ostlandskonsult A/S. Avl0psvannets mengde og sammensaetning. (The Volume and Composition of Wastewater). PRA 1.1. Statens Forurensningstilsyn/Ostlandskonsult, Oslo, Norway (1978).
7.Barnes D. et al., Water and Wastewater Engineering Systems. Pitman Books Ltd., London (1981).
8.Вику J.B., Appropriate Water Supply and Sanitation Technology Activities of the World Bank. Lecture at meeting on October 13 in Hygiejneteknisk Faggruppe, The Danish Society of Chemical, Civil, Electrical and Mechanical Engineers, concerning ” United Nations Drinking Water and Sanitation Decade” (1981).
9.DIF. Dansk Ingeniorforenings norm for vandforureningskontrol (Advice for Water Pollution Supervision). Teknisk Forlag, Copenhagen, Denmark. (Normstyrelsens publikationer NP-150-R) (1981).
10.SPT. Retningslinjer for dimensionering av avlopsrenseanlegg (Guidelines for the Design of Wastewater Treatment Plants). Revised edition. Statens Forurensningstilsyn, Oslo, Norway. (TA-525) (1983).
11.Andersen E. Bahl, Om vandforbrug. I: Kursus i vandforsyningsteknik XXII (About Water Consumption. Course in water supply technique XXII), The University of Arhus, pp 127-157. Danish Water Supply Association, Arhus, Denmark (1973).
12.VAV. Kontroll av industriavlopp (Control of Industrial Effluent). Svenska Vattenoch Avioppsverksforeningen, Stockholm, Sweden (VAV Publikation P36) (1980).
13.Andersen E•Bahl et al. Aflobsteknik (Sanitary Engineering). 2nd edition. Polyteknisk Forlag, Lyngby, Denmark (1976).
14.Cowiconsult. Planlaegning af spildevandsbehandling i Nyk0bing F (Planning of Wastewater Treatment in Nykobing F). Cowiconsult Consulting Engineers and Planners AS, Virum, Denmark (1980).
15.Forureningsradet. Vandrensning (Water Treatment). Forureningsradets Sekretariat, Copenhagen, Denmark. (Publication No. 11) (1971).
16.EPA. Process Design Manual. Wastewater Treatment Facilities for Sewered Small Communities. U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio. (EPA 625/1-77-009) (1977).
17.Henze M., Husspildevands sammensaetning (The Composition of Domestic Wastewater). Stadsog Havneing., 73, 386-387 (1982).
18.L0nholdt J., Raspildevands indhold af BI5, N og P (The Content in Raw Wastewater of BOD, N and P). Stadsog Havneing., 64, 138-144 (1973).
19.Cowiconsult. Sjaelso rensningsanlasg. Planlaegning af udbygning (Sjaelso Treatment Plant. Planning the Expansion). Cowiconsult Consulting Engineers and Planners AS, Virum, Denmark (1979).
20.Cowiconsult. Spildevandsplanlaegning for Odense Kommune. Bear-
bejdning afmaledata for arene 1975-1978 for rensningsanlaeggene Ejby Molle og Nordvestanlaegget (Planning of Wastewater for the Municipality of Odense. Analysis of Measuring Data for the years 1975-1978 for the Treatment Plants Ejby Molle and the North-West Plant). Cowiconsult Consulting Engineers and Planners AS, Virum, Denmark (1979).
21. Jensen K.H., Jorgensen M., Variationer i spildevands sammensastning. Individuelt kursus. (Variations in the Composition of Wastewater). Department of Environmental Engineering, The Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark (1974).
22. Villadsen I. Statistiske metoder til dimensionering og drift af rensningsanlasg. Eksamensprojekt (Statistical Methods for the Design and Operation of Treatment Plants. Master thesis). The Department of Environmental Engineering and the Institute of Mathematical Statistics of Operations, The Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark (1982).
23.VKI. Temperaturforhold i danske renseanlasg —indledende undersogelser (Temperatures in Danish Treatment Plants —Initial Examinations). Water Quality Institute, H0rsholm, Denmark (1988).
24.Kruger, Dispositionsforslag for N- og P-reduktion. Lyngby-Tarbeek Kommune. Renseanleeg Lundtofte. (Proposal for N and P Reduction. The Municipality of Lyngby-Tarbask. Lundtofte Treatment Plant) I. Kriiger AS, Copenhagen, Denmark (1989).
25.Henze M. Characterization of Wastewater for Modelling of Activated Sludge Processes. Water Set. Technol., 25, (6), 1-15 (1992).
26.Odegaard Я., Norwegian Experiences With Chemical Treatment of Raw Wastewater. Water Sci. Technol, 25, (12), 255-264 (1992).