Аэротенк – смеситель. Технологическая схема очистки сточных вод с его помощью. Материальный баланс аэротенка.
Сточная вода и ил в аэротенках-смесителях подводится и отводится равномерно вдоль длинных сторон сооружения. Считается, что поступающая смесь очень быстро (в расчетах мгновенно) смешивается с содержимым всего аэротенка. Это позволяет равномерно распределять органические загрязнения и растворенный кислород и обеспечивать работу сооружения при постоянных условиях и высоких нагрузках. Ширина коридора аэротенка-смесителя составляет 3-9 м, число коридоров 2-4, длина до 150 м. По сравнению с аэротенками-вытеснителями в аэротенках-смесителях высокая остаточная концентрация примесей в очищенной воде. Поэтому их целесообразно применять для очистки концентрированных сточных вод на первой ступени, а аэротенки-вытеснители - на второй ступени. Аэротенки – смесители могут быть сблокированы со вторичными отстойниками и выполнены отдельно от них.
В основу этой модификации положена идея о том, что порция сточной жидкости, подлежащей очистке, должна быть быстро распределена в как можно большем объеме аэротенка. Это приведет к тому, что все зоны аэротенка будут содержать одинаковую смесь загрязнений, подвергшихся различной степени воздействия активного ила. Выходящая из аэротенка жидкость может содержать в таком случае и мельчайшие частицы практически неокисленных загрязнений. Однако, при правильно рассчитанном объеме сооружения и достаточной степени перемешивания возможность проскока существенных порций неочищенной жидкости сводится к минимуму, и качество очистки в таком сооружении не уступает качеству очистки в аэротенке-вытеснителе. Главное преимущество этих сооружений заключается в возможности сглаживания залповых или шоковых нагрузок на активный ил, которые могут быть при работе аэротенка в режиме вытеснителя, в случае высоких концентраций загрязнений или наличия токсичных веществ в поступающей на очистку сточной воде. Возможность исключения проскока достигается равномерным распределением поступающих в аэротенк жидкости и ила, а также интенсивным перемешиванием всего содержимого аэротенка и равномерным отводом иловой смеси из него. При длинных аэротенках на крупных очистных сооружениях это обеспечивается не торцевым подводом воды и ила, а впуском их вдоль продольной стены аэротенка и сбором иловой смеси вдоль противоположной стены
Аэротенк-смеситель: а с рассредоточенным подводом воды и ила вдоль сооружения; б - с центральным подводом воды и ила в аэрационную зону
Системы аэрации аэротенков
Система аэрации представляет собой комплекс сооружений и специального оборудования, обеспечивающего снабжение жидкости кислородом, поддержание ила во взвешенном состоянии и постоянное перемешивание сточной воды с илом. Для большинства типов аэротенков система аэрации обеспечивает одновременное выполнение этих функций. По способу диспергирования воздуха в воде на практике применяются следующие системы аэрации: пневматическая, механическая, пневмомеханическая и струйная. В нашей стране большее распространение получила пневматическая система аэрации.
При механической аэрации перемешивание осуществляется механическими устройствами (мешалками, турбинками, щетками и т.п.), которые обеспечивают дробление струй воздуха, вовлеченного непосредственно из атмосферы вращающимися частями аэратора (ротором). Наиболее широко в практике водоочистки распространены аэраторы поверхностного типа.
Пневматическую аэрацию, при которой воздух нагнетается в аэротенках под давлением (по магистральным и распределительным трубопроводам), подразделяют на три типа в зависимости от размера
пузырьков воздуха: на мелкопузырьчатую (1-4 мм), среднепузырьчатую (5-10 мм), крупнопузырьчатую (более 10 мм). В качестве распределительного устройства для воздуха (диспергатора) в мелкопузырьчатой системе аэрации применяются диффузоры, изготовленные из пористых керамики, пластмассы, ткани в виде фильтросных пластин, трубок, куполов. Для получения среднепузырьчатой аэрации применяют перфорированные трубы, щелевые и другие устройства. Крупнопузырьчатая аэрация создается открытыми трубами, соплами и т.п. Наибольшее распространение получили фильтросные пластины и перфорированные трубы. Фильтросы размещают на дне аэротенка с одной или двух сторон и заделывают в железобетонные каналы или в металлические обоймы. Средний размер пор в фильтросах составляет 100 мкм. Пористые трубы удобнее для монтажа, их легче сменить. Фильтросы чувствительны к загрязнениям, требуют тщательной заделки, оказывают большое сопротивление прохождению воздуха, однако хорошо перемешивают воду и насыщают ее кислородом.
Пневмомеханические аэраторы применяются в тех случаях, когда требуется интенсивное перемешивание и высокая окислительная мощность. В этих аэраторах сжатый воздух подается через аэрационное кольцо с большими отверстиями и разбивается на мелкие пузырьки находящейся над этим кольцом мешалкой. Это способствует увеличению степени использования кислорода и уменьшению энергозатрат.
Струйная (эжекторная) система аэрации основана на смешении и обмене энергией двух имеющих разное давление потоков, один из которых рабочий, с образованием смешанного потока с промежуточным давлением. При подаче с повышенной скоростью рабочей жидкости через сопло в камеру смешения обеспечивается разрежение, что вызывает подсос (эжекцию) атмосферного воздуха через специальный патрубок. Компактная струя жидкости, соударяясь с воздушным потоком, диспергирует воздух, водовоздушная смесь плавно снижает свою скорость, а жидкость насыщается кислородом.