Биологическая очистка сточных вод
Биологическая очистка сточных вод основана на способности микроорганизмов использовать растворенные и коллоидные органические загрязнения в качестве источника питания в процессах своей жизнедеятельности. Биологическая очистка сточных вод может осуществляться как в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды), так и в специальных сооружениях (аэротенки, биофильтры). При этом используются процессы аэробный и анаэробный. Для аэробной очистки применяют аэротенки различных конструктивных модификаций, окситенки, фильтротенки, флототенки, биодиски, биологические пруды. При анаэробном процессе для высококонцентрированных сточных вод, применяемом в качестве первой ступени биологической очистки, основным сооружением служат метантенки. Для полной очистки высококонцентрированных сточных вод применяют анаэробно-аэробное окисление.
Активный ил и его свойства. По внешнему виду активный ил представляет собой темно-коричневую или черную жидкую массу, обладающую землистым запахом, которая при отстаивании образует оседающие хлопья темно-коричневого или серого цвета. С биологической точки зрения активный ил представляет собой скопление аэробных бактерий в виде зооглей. Кроме микробов в активном иле аэротенков присутствуют простейшие, а в биопленке - черви, личинки насекомых, водные клещи. Активный ил может быть получен из сточных вод в результате длительного (15-25 дней) аэрирования, отстоя, а биопленку обычно получают в результате столь же длительного орошения сточными водами загрузки биофильтра.
Основная роль в процессах очистки сточных вод принадлежит бактериям. В зависимости от условий существования ила в нем развиваются от одного до нескольких родов бактерий (5-8).
Активный ил аэротенков и биопленка биофильтров идентичны по составу, но отличаются количественными соотношениями микроорганизмов. В отличие от свободно плавающей микрофлоры аэротенков в биопленке преобладают прикрепленные формы.
Важнейшим свойством активного ила является его способность к оседанию. Свойство оседания описывается величиной илового индекса, представляющего собой объем в мл, занимаемый 1г ила в его естественном состоянии после 30 мин. отставивания (120 мл/г-хорошо оседают, 120-150 - удовл., свыше 150 - плохо). Плохая оседаемость ила влечет за собой повышенный вынос его с очищенной водой и, следовательно, ухудшение качества очистки.
Илы обладают способностью вспухать. Вспухший ил (индекс более 150 мл/г) очень плохо отделяется от воды, однако вследствие весьма развитой поверхности соприкосновения частиц ила с водой он обладает высокой очищающей способностью.
Общие сведения. Аэротенки представляют собой открытые железобетонные резервуары, через которые медленно протекают подвергающиеся аэрации сточные воды, смешанные с активным илом. Эффект биологической очистки сточных вод обеспечивается постоянным перемешиванием смеси сточных вод с активным илом и непрерывной ее аэрацией на всем протяжении аэротенка. По структуре потока аэротенки подразделяются на
Аэротенки-вытеснители, в которых сточная вода и возвратный ил впускаются сосредоточенно с одной из тоцовых сторон аэротенка и выводятся также сосредоточенно с другой торцовой стороны сооружения.
Аэротенки-смесители, в которых подвод и отвод сточной воды и ила осуществляется равномерно вдоль длинных сторон коридора аэротенка, иловая смесь, таким образом, протекает не вдоль, а поперек аэротенка, при этом считается, что происходит полное смешение поступающей сточной воды с находящейся в аэротенке.
Аэротенки с рассредоточенной подачей сточной воды, в которых сточная вода подводится в нескольких точках по длине аэротенка, а отводится сосредоточенно в его торцовой части, возвратный ил подается сосредоточенно в начало аэротенка. При рассредоточенной подаче сточной воды по длине аэротенка уменьшаются единовременные нагрузки на ил при одновременном снижении предела колебания нагрузок от одного впуска до другого. Условия окисления загрязнений в таких аэротенках приближаются к условиям работы аэротенка-смесителя.
А.) аэротенк-вытеснитель; Б.) аэротенк-смеситель; В.) аэротенк с рассредоточенным впуском воды; 1 – аэротенк; I – СВ; II – активный ил; III – иловая смесь.
Аэротенк ячеистого типа представляет собой сооружение, прямоугольное в плане, разделенное на ряд отсеков поперечными перегородками. Смесь из первого отсека переливается во второй (снизу), из второго - в третий (сверху) и т.д. В каждой ячейке получается режим полного смешения, а сумма ряда последовательно расположенных смесителей составляет практически идеальный вытеснитель.
