11.7. Основные направления интенсификации работы аэрационных сооружений

Широкое применение аэрационных сооружений для очистки сточ­ных вод как в настоящее время, так и в обозримом будущем, настоятельно ставит задачу поиска путей дальнейшей интенсификации работы этих со­оружений. Под интенсификацией понимается не только повышение окис­лительной мощности, но и повышение эффекта или глубины очистки сточ­ных вод в них, равно как и всемерное сокращение затрат на обработку еди­ницы объема очищаемой жидкости.

Существенным фактором снижения энергозатрат в процессе био­логической очистки сточных вод в аэротенках может служить использова­ние некоторых закономерностей протекания биохимических процессов микробиального изъятия из раствора и последующей трансформации орга­нических веществ. Как было показано в § 11.1, одним из неизбежно обра­зующихся продуктов первичной трансформации органических соединений является пероксид водорода, который может накапливаться либо в клетках микроорганизмов, либо выделяться в окружающую жидкость. В любом случае пероксид водорода можно рассматривать как определенный запас кислорода, поскольку под воздействием фермента каталазы или пероксида-зы он расщепляется на кислород и воду (см. формулу 11.5). Это означает, что временное прекращение подачи воздуха в аэротенк не приведет к воз­никновению анаэробных условий. В силу этого, постоянная аэрация иловой смеси в аэротенке не является необходимой и, следовательно, может быть заменена периодической аэрацией без ущерба для протекания аэробных процессов или для глубины очистки воды. Многолетние исследования ка­федры водоотведения МГСУ не только подтвердили возможность введения периодической аэрации, но и позволили разработать рекомендации по ее инженерному оформлению, защищенные патентами РФ. Снижение энерго­затрат при периодической аэрации происходит за счет двух основных фак­торов. Первый - это использование при перерыве образующихся в период аэрации количеств пероксида водорода. Второй - периодическое снижение концентрации растворенного в жидкости кислорода повышает интенсив­ность его переноса из воздуха в жидкость при возобновлении аэрации. По сравнению с непрерывной аэрацией периодическая аэрация позволяет уменьшить затраты электроэнергии на 25-30%.

Особо следует подчеркнуть важность введения периодической аэ­рации иловых смесей в системах с биологическим удалением соединений азота методом нитрификации - денитрификации. В последние годы это направление использования аэротенков всесторонне исследуется и доста­точно широко используется в целях глубокого удаления соединений азота одновременно с биологической очисткой воды. Наиболее широкое распро­странение получили две базовые схемы работы аэротенков: схема работы по одноиловой системе и схема работы по двухиловой системе удаления азота. При этом следует отметить, что предложено и разработано значи­тельное количество различных модификаций этих схем, направленных на оптимизацию очистных процессов и снижение капитальных и эксплуатаци­онных затрат.

Одноиловая система глубокого удаления азота (рис. 11.30) преду­сматривает устройство денитрификатора на первой стадии очистки, собст­венно аэротенка на второй последовательно работающей ступени, после которой следует этап илоотделения, т.е. вторичное отстаивание с возвратом активного ила в денитрификатор. В денитрификаторе поддерживается аноксидный режим, т.е. отсутствие в среде растворенного кислорода при наличии химически связанного кислорода в форме нитритов и нитратов. В

этих целях нитрифицированная иловая смесь из аэротенка подается в де-нитрификатор, где все содержимое перемешивается либо механическими мешалками, либо воздухом при обеспечении минимально возможного пе­реноса кислорода из него в жидкость. В денитрификаторе происходит вы­деление азота в атмосферу и использование высвобождающегося кислорода для удаления БПК.

Аноксидная зона изъятия БПК и денитрификация

Сточная вода

из отстойников"

Аэрационная зона			Вторичный
нитрификация			отстойник

Рециркуляция иловой смеси

Рециркуляционный активный ил

Рис. 11.30. Схема работы аэротенка с удалением азота по одноиловой системе

Вторая ступень системы, т.е. собственно аэротенк, предназначена для глубокой нитрификации очищаемой сточной воды, определенная часть которой и возвращается в виде рециркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор.

По схеме двухиловой системы глубокого удаления азота (рис. 11.31) сточная вода подается сразу в аэротенк, где осуществляется удаление загрязнений по показателю БПК и нитрификация аммонийного азота. Ило­вая смесь из аэротенка поступает во вторичный отстойник, откуда актив­ный ил возвращается в аэротенк, а нитрифицированная сточная вода посту­пает в денитрификатор, где поддерживается аноксидный режим.

_я _ Ре11ЯР|1рттшдонный активный ил II ступени

ионный активный ил [ступени

Сточная вода ^	Аэрационная зона изъятие БПК и нитрификация
из I отстойников ^

Вторичный отстойник II ступени

	Источник
	углеродного
	питания
		Аноксидная зона
		деннтрифнк&ция	W