4.3.3. Групи бактерійної компоненти активного мулу аеротенків

Активний мул - буро-жовті пластівці розміром 3-150 мкм, завислі у воді,і утворені колоніями мікроорганізмів, зокрема бактеріями, які утворюють слизисті капсули – зооглеї. Активний мул є сукупністю біомаси мікроорганізмів і найпростіших з набором ферментів, що придатна до здійснення деградації і видалення забруднень із стоків, яка також має поверхню з сильною адсорбційною здатністю і утворює стабільні флокули, що легко осідають при відстоюванні. Частинки активного мулу, що часто позначаються як завислі (зважені) частинки суміші (ЧАМС) мулу, є флокульованою сумішшю бактерій та найпростіших організмів, що у вигляді стабільних флокул здатні швидко осідати з утворенням щільного мулу у відстійнику.

Концентрація активного мулу ЧАМС в аеротенку залежно від рівня забруднень стоків, від віку мулу і його продуктивності зазвичай складає 1.5-5.0 г/л.

Склад активного мулу аеробної утилізації:

• флокулятивні бактерії, що окисляють вуглець органічні компоненти і формують стабільні флокули, що швидко осідають у відстійнику (4-5 добовий мул);

• нитчасті бактерії, що окисляють вуглець, утворюють флокули, але призводять до спінювання та повільного осідання колоїдів;

• бактерії-нітрифікатори (Nitrosomonas і Nitrobacter), що окислюють амонійний азот до нітратів (12 добовий мул);

• найпростіші, нематоди (Vorticella, Opercularia), які поїдають бактерії, знижують мутність.

Нітрифікатори (Nitrosomonas и Nitrobacter) перетворюють відновлені форми азоту в окислені:

NH₃ + O₂ Nitrosomonas→NO^2–,

NO^2– + O₂ Nitrobacter→NO^3–.

Активний мул має також поверхню з сильною адсорбціною здатністю, залежить від рівня забруднень стоків, віку мулу та його продуктивності.

Вік мулу вираховують:

T = MV/(my + Gс_вих),

де: М – концентрація завислих частин мулової суміші, кг/м³;

V – об′єм аеротенка,м³;

my – кількіст мулу, що видаляється, кг/доб.; G – розхід води, м³/доб.; с_вих.– концентрація мулу у вихідному стоку, кг/м³.

Наприклад, для досягнення нітрифікації за участі повільно зростаючих нітрифікаторів використовують старший мул (12 діб), а для окислення органіки вік мулу суттєво менший.

Робоча концентрація розчиненого кисню вираховується на основі розрахункової потреби установки. Для повної нітрифікації становить не менше 2 мг/л; для окислення вуглецю та денітрифікації – менше 1 мг/л.

4.3.4. Аеробне біоочищення в аеротенках

Біологічне очищення стоків проводиться в різних за конструкцією спорудах - біофільтрах і аеротенках. Перспективним також є впровадження мембранних методів.

Аеротенк відноситься до гомогенних біореакторів. Типова конструкція біореактора є залізобетонною герметичною прямокутною ємністю, сполученою з відстійником. Аеротенк розділяється поздовжніми перегородками на декілька коридорів, зазвичай 3-4. Конструкційні відмінності різних типів аеротенків пов'язані, в основному, з конфігурацією біореактора, методом подачі кисню, величиною навантаження.

Аеротенки – резервуари для повної або неповної біологічної очистки стічних вод, в яких стічна вода та активний мул насичуються повітрям та перемішуються, надходячи в аеротенки, як правило, після споруд механічної очистки, в надзвичайно широкому діапазоні витрат стічних вод, забезпечуючи очищення суміші промислових та побутових стічних вод при дотриманні відповідних вимог по активній реакції середовища, температурі, солевмісту, наявності шкідливих речовин (допустима БПК_повне залежить від типу аеротенку ), масел, складу біогенних елементів, концентрації завислих речовин, безперервного нагнітання повітря, концентрації розчиненого кисню .

Основні параметри біоочищення в аеротенках:

• витрати стічних вод ( від 10² м³/добу до 10 ⁶ м³/ добу);

• концентрація активного мулу - 1.5-5.0 г/л;

• концентрації завислих речовин - 150 -1000 -3000 мг/л);

• мінеральний осад не більше 1000 мг/л;!!!????

• органічний осад не більш 500мг/л; .....!!?????!

• концентрації розчиненого кисню - (2-5мг/л);

• температура води +5° С - 40° С.

Аеротенки в блоці біологічного очищення розташовуються таким чином, щоб стічна вода, що очищається, проходячи через них послідовно одна за одною, знаходилася в контакті з активним мулом протягом 18—20 годин.

Класифікація аеротенків:

• за конструкцією

  • одноступеневі аеротенки без регенерації (при БПК_повне стічної води не більше 150мг/л);

  • одноступеневі аеротенки з регенерацією (при БПК_повне стічної води більше 150мг/л та при наявності шкідливих промислових домішок);

  • двоступеневі аеротенки (з регенерацією, або без неї для очищення висококонцентрованих стічних вод);

  • багатокамерні аеротенки (зазвичай п'ять - дев'ять камер рівного об'єму, що дозволяє передбачити повздовжнє перемішування).

• за структурою руху потоків стічної води зворотного активного мулу:

  • аеротенки-витіснювачі - стічна вода та зворотний активний мул подаються зосереджено з однієї з торцевих частин аеротенка, а випускаються також зосереджено з іншої торцевої частини (при БПК_повне води яка надходить до 300мг/л);

  • аротенки-змішувачі - подача та випуск стічної води і мулу відбувається рівномірно вздовж довгих сторін коридору аеротенка (при БПК_повне до 1000мг/л);

  • аеротенки з роззосередженою подачею стічної води - стічна вода підводиться в декількох точках по довжині аеротенка, а відводиться зосереджено з його торцевої частини; оборотний мул подається на початок аеротенка.

Аеробна ферментація відходів з утворенням активного мулу, часто з його рециркуляцією, здійснюється за відповідних умов і сприяє зниженню забруднення.

Ступінь деструкції в аеротенках органічних речовин, що піддаються біохімічному окисленню, складає близько 90%.