Р ис. 11.31. Схема работы аэротенка с удалением азота но двухиловой системе

Однако, в виду того, что углеродное питание в форме БПК было изъято из воды в аэротенке, для обеспечения процессов денитрификации требуется подпитка иловой смеси в денитрификаторе углеродным (как пра­вило, легкоокисляемым) питанием. Из денитрификатора иловая смесь по­

ступает в третичный отстойник, откуда задержанный ил возвращается в денитрификатор. Двухиловая система позволяет поддерживать максималь­но адаптированный к условиям каждой ступени активный ил. Однако, как видно из схемы, она требует двух этапов илоотделения для поддержания двух автономных систем рециркуляционного ила и дополнительного введе­ния углеродного питания на стадии денитрификации. Главным преимуще­ством этой схемы является защита нитрификаторов от залповых нагрузок по органическим веществам, воздействия токсичных или ингибирующих процессы денитрификации веществ. Эти нагрузки в данной схеме воспри­нимаются аэротенком.

К преимуществам одноиловой системы следует отнести наличие только одного этапа илоотделения и то, что не требуется внешний источник дополнительного углеродного питания.

По мнению многих специалистов, разработка одноиловой системы удаления азота и, особенно, с введением процесса удаления избыточного фосфора явилась самым существенным прогрессом в технологии очистки сточных вод активным илом со времени его изобретения. Это нововведение открыло биохимические пути, ранее неизвестные исследователям, и дало возможность разработки более экономичных и стабильных методов очист­ки, чем прежде. Эта технология хорошо вписывается в общую концепцию охраны поверхностных водных источников методом "зеленой инженерии", т.е. максимально совместимой с окружающей средой поскольку:

а) снижает воздействие на природные экосистемы водоема за счет снижения концентрации биогенных веществ в отводимой в него воде;

б) снижает или полностью исключает использование химикатов в процессе очистки воды, что соответственно снижает объемы осадков и илов, а также снижает вторичное воздействие на уровне производства реа- гентов для их обработки;

в) снижает потребление энергии в аэробной зоне за счет использо- вания аноксидных и анаэробных биохимических процессов для снижения концентраций биоразрушаемых органических соединений;

г) снижает прирост активного ила за счет более низкого прироста биомассы в аноксидных и анаэробных условиях;

д) улучшает осаждаемость и повышает способность к влагоотдаче избыточного активного ила, снижая, таким образом, объемы вторичных отстойников и сооружений по обработке ила.

Еще одним не менее широко изучаемым и перспективным направ­лением повышения окислительной мощности аэрационных сооружений является повышение рабочей дозы активного ила в них. При этом, учиты­вая возможности вторичного отстаивания по разделению иловой смеси, задача повышения дозы ила в аэрационном сооружении ставится таким образом, чтобы нагрузка на вторичные отстойники по концентрации ила в поступающей в них иловой смеси не превышала допустимые пределы в целях обеспечения требуемого качества осветления очищенной воды. Эта задача решается несколькими путями. Наиболее ранним из них следует

признать способ предварительного разделения иловой смеси в пределах аэротенка сетчатыми насадками, задерживающими основную массу ила в аэротенке, не допуская его выноса во вторичные отстойники. Исследова­ния, проведенные кафедрой водоотведения МГСУ по изучению этого мето­да, показали необходимость установки второй ступени аэрации, т.к. про­шедший через сетчатые насадки ил имеет крайне низкую способность к осаждению во вторичных отстойниках. К этому же методу следует отнести и разработки японских специалистов по замене вторичного отстойника мембранной технологией отделения взвешенной иловой фракции. В каче­стве материала для мембран изучались различные конфигурации пустот: капиллярные, полые волокна, трубчатые и пластинчатые пористые насадки. Так, при размере пор в 0,1р и давлении иловой смеси в 1,3 м вод. ст. дли­тельность процесса отделения очищенной воды составляла 4 ч при крити­ческой органической нагрузке в 3-4 кг ХПК на 1 м³ в сутки при глубоком удалении азота. Забивание мембран предотвращалось попеременным при­ложением разрежения (подсоса) и невысокого обратного давления. Разно­видностью этого процесса можно считать установку микрофильтра с фильтрующей поверхностью из полых волокон непосредственно в аэротен­ке (Канада). Характерными показателями такого процесса являются сле­дующие: концентрация ила в аэротенке составляет 15-30 г/л, длительность его пребывания в аэротенке 30-365 суток, концентрация аммонийного азо­та на выходе из аэротенка, т.е. после вакуумфильтра, не превышает 0,3 мг/л.

Другим направлением повышения дозы ила в аэрационном соору­жении является использование нейтральных носителей для образования на них фиксированной микрофлоры. Это означает, что в аэротенке поддержи­ваются два вида микробиальных культур: свободно плавающая, представ­ляющая собой активный ил в обычном его понимании и прикрепленная к плавающему в иловой смеси носителю (так называемый в североамерикан­ской литературе метод IFAS - Intergrated Fixed - Film Activated Sludge). В качестве носителей микрофлоры используются как плавающие, так и фик­сированно установленные насадки из различных материалов различной формы, позволяющие поднять дозу ила в аэротенке до 8-10 г/л без ухудше­ния работы вторичных отстойников. К таким материалам можно отнести пластмассовый шнур (или веревку), устанавливаемый в аэротенке в виде сетей определенного плетения, свободно плавающие губки различной фор­мы с пористостью около 97% с внутренней и внешней поверхностью, спо­собствующей прикреплению биомассы. В аэрационной зоне этот плаваю­щий материал (плотность его близка к 1) удерживается с помощью прово­лочных сеток, предотвращающих его вынос в отстойные сооружения. В отечественной практике разработаны сетчатые насадки из синтетических материалов под названием "Поли-Грин" и "Волан" для формирования при­крепленной биомассы в аэротенках АО Экологическая фирма - "Грин Фрог". Диаметр таких элементов составляет 30-35 мм ("Поли-Грин") и 100-110 мм ("Волан") с объемным весом 20-25 кг/м³ и 14-15 кг/м³ соответ­ственно. В технической литературе описываются и другие виды насадок и материалов для этих целей.

Следует отметить, что применение аэротенков с фиксированной микрофлорой наиболее целесообразно для проведения биологической очи­стки в режиме глубокого удаления биогенных элементов.