Технологические схемы работы аэротенков (одно- и многоступенчатые, аэротенки с регенерацией активного ила)

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. По этой схеме возможна очистка стоков с применением обычной аэрации, полного или неполного окисления, а также с использованием высоконагружаемых аэротенков. По сравнению с другими сооружениями одноступенчатые аэротенки относительно просты в эксплуатации. Одноступенчатая схема очистки сточных вод в аэротенках имеет ряд существенных недостатков. В таких аэротенках нельзя интенсифицировать процесс очистки стоков путем увеличения массы активного ила. Существенным недостатком этой технологической схемы является и то, что при залповом поступлении сточных вод, содержащих токсичные примеси, может происходить резкое нарушение жизнедеятельности микронаселения активного ила или даже его гибель. В обоих случаях нормальная работа аэротенка нарушается на длительное время. Отмеченные недостатки отсутствуют в аэротенках, работающих по иной технологической схеме. В основу схемы с аэротенками и регенераторами положена разница в скоростях двух процессов очистки илом сточной воды от исходных загрязнений и биохимического окисления этих загрязнений. Для городских сточных вод эта схема оказалась весьма рациональной, поскольку скорость очистки сточной воды в 2—5 раз превышает скорость окисления. Двухступенчатая очистка сточных вод может производиться как без регенераторов, так и с регенераторами. Обычно регенераторы предусматриваются для I ступени аэротенков в объеме 50%. Менее нагруженным по количеству загрязнений является активный ил аэротенков II ступени, поэтому некоторые специалисты рекомендуют направлять его избыток в аэротенки I ступени. Двухступенчатая схема очистки нашла применение при обработке сточных вод нефтехимических производств. В составе этих стоков имеются трудно окисляемые углеводороды, которые практически совсем не утилизируются микроорганизмами, если процесс ведется в одноступенчатом аэротенке. Активный ил усваивает лишь легко окисляемые вещества, в связи с чем общий эффект очистки стоков недостаточен. Если же процесс провести в две ступени, то во II ступени ил адаптируется к использованию трудноокисляемых углеводородов, а окончательный эффект очистки может быть доведен до очень высокой степени.

В собственно аэротенке обеспечивается контакт активного ила с загрязне­ниями такой длительности, которой достаточно только для изъятия загряз­нений из очищенной воды (отсюда и термин «контактная стабилизация» в западноевропейской и североамериканской технической литературе), со­ставляющей примерно 1,5-2,5 ч аэрации в зависимости от характера за­грязнений сточных вод и условий реализации процесса. Режим аэрации здесь должен быть направлен на создание условий, наиболее благоприят­ных для доступа активного ила к загрязнениям, т.е. постоянного и эффек­тивного перемешивания и аэрации иловой смеси. Концентрация растворен­ного в жидкости кислорода поддерживается в пределах 0,5-2,0 мг/л. Ско­рость же потребления кислорода здесь значительно более высокая, чем в регенераторе, поскольку в собственно аэротенке протекают более быстрые процессы первичной трансформации загрязнений при их изъятии из очи щенной воды. Поэтому интенсивность аэрации здесь должна быть также существенно выше, чем в регенереторах,

В собственно аэротенке обеспечивается контакт активного ила с загрязне­ниями такой длительности, которой достаточно только для изъятия загряз­нений из очищенной воды (отсюда и термин «контактная стабилизация» в западноевропейской и североамериканской технической литературе), со­ставляющей примерно 1,5-2,5 ч аэрации в зависимости от характера за­грязнений сточных вод и условий реализации процесса. Режим аэрации здесь должен быть направлен на создание условий, наиболее благоприят­ных для доступа активного ила к загрязнениям, т.е. постоянного и эффек­тивного перемешивания и аэрации иловой смеси. Концентрация растворен­ного в жидкости кислорода поддерживается в пределах 0,5-2,0 мг/л. Ско­рость же потребления кислорода здесь значительно более высокая, чем в регенераторе, поскольку в собственно аэротенке протекают более быстрые процессы первичной трансформации загрязнений при их изъятии из очи щенной воды. Поэтому интенсивность аэрации здесь должна быть также существенно выше, чем в регенереторах,

134. Вторичные отстойники - горизонтальные, радиальные, вертикальные и илоуплотнители.

Вторичные отстойники являются составной частью сооружений биологической очистки, располагаются в технологической схеме непосредственно после биоокислителей и служат для отделения активного ила от биологически очищенной воды, выходящей из аэротенков, или для задержания биологической пленки, поступающей с водой из биофильтров.

Вторичные отстойники бывают вертикальными, горизонтальными и радиальными. Для очистных станций пропускной способности до 20000 м3/сут применяются вертикальные вторичные отстойники, для очистных станция средней и большой пропускной способности (более 15000 м3/сут) - горизонтальные и радиальные.

Вертикальные вторичные отстойники по своей конструкции подразделяются на следующие:

- круглые в плане с конической иловой частью, по конструкции аналогичные первичным, но с меньшей высотой зоны отстаивания;

- квадратные в плане (12x12 м, 14x14 м) с четырехбункерной пирамидальной иловой частью.

Преимуществом вертикальных вторичных отстойников являются удобство удаления из них осевшего ила под гидростатическим давлением, компактность расположения при их блокировке с аэротенками, простота конструкции ввиду отсутствия движущихся частей, возможность использования взвешенного слоя активного ила.

Горизонтальные вторичные отстойники выполняются с шириной отделения 6 и 9 м, что позволяет блокировать их с типовыми аэротенками, сокращая при этом площадь, занимаемую очистными сооружениями. Для сгребания осевшего активного ила к иловому приямку в горизонтальных отстойниках используют скребковые механизмы цепного или тележечного типов. В зарубежной практике используют подвижныеилососы, установленные на тележках.

К недостаткам вторичных горизонтальных отстойников относятся сложности эксплуатации в них скребковых механизмов, а также большая их материалоемкость по сравнению с отстойными сооружениями круглыми в плане, где меньшая толщина применяемых стеновых панелей достигается за счет предварительного напряжения железобетонных конструкций.

На средних и крупных очистных станциях наибольшее распространение получили вторичные радиальные отстойники.Широкая гамма типоразмеров радиальных отстойников позволяет принимать оптимальное их число (4-8) на очистных станциях практически любой пропускной способности.Иловая смесь по подводящему трубопроводу направляется в центральное распределительное устройство, представляющее собой вертикальную стальную трубу с коническим раструбом, затопленным ниже уровня воды в отстойнике.Выходя из раструба, иловая смесь попадает в пространство, ограниченное стенками металлического направляющего цилиндра, который обеспечивает заглубленный выпуск иловой смеси в отстойную зону. Осветленная вода собирается через водослив сборного кольцевого лотка, откуда поступает в выпускную камеру. Активный ил, осевший на дно отстойника, удаляется самотеком под гидростатическим давлением через сосуны илососа и илопроводу в иловую камеру. В ней установлен щитовой электрифицированный затвор с подвижным водосливом, обеспечивающим возможность как ручного, так и автоматического регулирования отбора активного ила из отстойника путем плавного изменения гидростатического напора от 0 до 1,2 м. Работа затвора автоматизируется в зависимости от уровня стояния активного ила в отстойнике, который фиксируется датчиком уровня ила с фотосопротивлением. Редуктор привода фермы илососа позволяет регулировать угловую скорость вращения илососа в пределах 1-2 об/ч. Для опорожнения отстойника служит трубопровод.

Рис. 13.4. Варианты технологического расположения уплотнителей на схеме станции очистки сточных вод с использованием аэротенков: 1, 5 - подача сточных вод и отведение очищенной воды; 2 - первичный отстойник; 3 - аэротенк; 4 - вторичный отстойник; 6 - илоуплотнитель; 7 - блок обработки осадков; 8 - осадкоуплотнитель; 9 - активный ил; 10 - иловая вода; 11 - осадок; 12 - преаэратор; 13 - обработанный осадок

Вторичный радиальный отстойник из сборного железобетона: 1 - подводящий трубопровод; 2 - люк-лаз; 3 - металлический распределительный кожух; 4 - сборный желоб; 5 - илосос; 6 - трубопровод возвратного активного ила; 7 - трубопровод опорожнения; 8 - датчики уровня ила; 9 - труба для элекрокабеля; 10- выпускная камера; 11 - отводящий трубопровод

Для обеспечения минимального выноса загрязнений из вторичных отстойников очень важное значение имеет тщательное сгребание и посто­янное удаление выпадающего в осадок активного ила.

Осаждающийся во вторичных отстойниках активный ил имеет высокую влажность. Основная часть этого ила поступает на регенерацию и снова подается в аэротенк. В результате развития микроорганизмов масса активного ила, находящегося в системе "аэротенк - вторичный отстойник", непрерывно увеличивается и образуется так называемый избыточный ак­тивный ил, который отделяется от рециркуляционного и направляется на дальнейшую обработку для стабилизации и обезвоживания.

Для уплотнения избыточного активного ила на очистных сооружениях используют вертикальные и радиальные илоуплотнители гравитационного типа или флотационные илоуплотнители, работающие по принципу компрессионной флотации.

Гравитационное уплотнение - наиболее распространенный прием уменьшения объема избыточного активного ила. Оно в значительной мере уменьшает объем сооружений и затраты электроэнергии, необходимые для последующей его обработки. Конструкции вертикальных и радиальных уплотнителей аналогичны конструкциям первичных отстойников.

Рис. 13.5 Радиальный илоуплотнитель со стержневой мешалкой:

1 - подводящий трубопровод; 2 - илоскреб с вертикальной решеткой

Рис. 13.6. Флотационный илоуплотнитель конструкции ФГУП НИИ ВОДГЕО: 1 - подача иловой смеси; 2 - вращающийся дырчатый распределитель; 3 - периферийная перегородка; 4 - концентрические перегородки; 5 - кольцевой водоотводящий лоток; 6 - илосборный лоток; 7 - конические перегородки; 8 -скребковое устройство; 9 - отвод осадка, опорожнение уплотнителя

Флотационный метод илоуплотнения обладает двумя важными преимуществами: позволяет применять компактные сооружения с неболь­шой поверхностью и малым объемом; обеспечивает эффективное уплотне­ние осадков с коллоидной структурой, что очень важно для всей системы обработки осадка.

135. Обработка, обезвоживание и использование осадка. Сооружения для обработки осадка.

В процессах механической, биологической и физико-химической очистки сточных вод на очистных сооружениях образуются различного вида осадки, содержащие органические и минеральные компоненты. - Классификация осадков сточных вод

Группы осадков	Типы осадков	Сооружения и обору­дование, отделяющие осадки
Первичные осадки
I	Осадки грубые (отбросы)	Решетки, сита
II	Осадки тяжелые	Песколовки
III	Осадки плавающие	Жировки, отстойники
IV	Осадки сырые, выделенные из сточной воды в результате ме­ханической очистки	Отстойники первич­ные, осветлители
Вторичные осадки
V	Осадки сырые, выделенные из сточной воды после биологиче­ской или физико-химической очистки	Отстойники вторич­ные, флотаторы
VI	Осадки сброженные, прошед­шие обработку в анаэробных перегнивателях, метантенках, и осадки стабилизированные в аэробных стабилизаторах	Септики, двухъярусные отстой­ники, осветлители, перегниватели, метантенки, аэробные стаби­лизаторы
VII	Осадки уплотненные, подверг­нутые сгущению до предела текучести (до влажности 90-85%)	Уплотнители: гравитационные, флотационные, сепараторы.
VIII	Осадки обезвоженные, под­вергнутые сгущению до влаж­ности 80-40%,	Иловые площадки, вакуум-фильтры, центрифуги, фильтр-прессы и др.
IX	Осадки сухие, подвергнутые термической сушке до влажно­сти 5-40%	Сушилки: барабанные, вальцо­вые, с кипящим слоем, со встреч­ными струями