График изменения концентрации фосфора в сточных водах в процессе их обработки в зонах с разными кислородными режимами
Таким образом, всем стало понято, что самым эффективным и экологичным методом удаления С, N и Р является биологический метод. Необходима многоступенчатая биологическая очистка с чередованием аэробных и анаэробных условий:
1)анаэробная зона |
- для аммонизации органического азота Nорг---- N-(NH4+), - для выделение микроорганизмами фосфора из клеток в воду |
2) аэробная зона |
- для очистки сточных вод от углерод содержащих (органических) соединений, т.е. для снижения БПК- это аэротенк; - для реализации процесса нитрификации, т.е. превращения аммонийного азота в нитриты и нитраты NH4+ + О2→ NО2- ; NО3 – - для интенсивного поглощения фосфора из воды фосфорудаляющими бактериями
|
3) анаэробная зона |
- для проведения денитрификации, т.е. восстановления нитритов и нитратов до свободного азота: NО3- → N2 ↑+ О2↑ NО2- → N2 ↑+ О2↑
|
4) аэробная зона |
Постаэрация необходима - для отдува из воды остаточного свободного азота N2 и для предотвращения его дальнейшего образования, - для окисления остатков органических соединений и аммонийного азота. |
Чтобы исключить такое большое количество емкостных сооружений на станции, предложено все анаэробные процессы проводить в одной общей емкости, аэробные – другой. Анаэробную зону разместили перед аэробной. Это решение является именно конструктивным, а не принципиальным, т.к. денитрификация не может проходить раньше нитрификации. Для реализации процесса в схеме предусмотрена циркуляция смеси сточных вод и активного ила с большой степенью циркуляции Rwi=3-5 (для сравнения: в аэротенке на полную биологическую очистку степень рециркуляции активного ила Ri=0,3-0,6). Необходимая степень рециркуляции Rwi определяется на основе массового баланса азота в системе.
В первой, анаэробной, зоне начинается расщепление сложных органических соединений, завершается аммонизация органического азота, который поступает с исходными сточными водами, и осуществляется денитрификация – восстановление азота нитритов и нитратов, которые поступают в зону с циркулирующей смесью сточных вод и ила, до молекулярного азота. Во второй, аэробной, зоне протекает несколько процессов: окисление органических примесей, нитрификация – окисление аммонийного азота до нитритов и нитратов, отдув свободного (молекулярного) азота в атмосферу.
Важно поддерживать в анаэробной зоне достаточное количество органических примесей и обеспечивать полное отсутствие кислорода. Иначе стресса для микроорганизмов не получится и впоследствии в аэробной зоне не добиться интенсивного изъятия фосфора. Тем не менее, в анаэробной зоне неизбежно будет присутствовать кислород: в составе нитритов и нитратов, а также в свободном состоянии как продукт денитрификации. Поэтому в анаэробную зону разделили на две подзоны:
- облигатную (строгую) анаэробную; здесь свободный кислород практически отсутствует, только очень небольшое количество химически связанного кислорода находится в составе органических соединений;
- факультативную (нестрогую) анаэробную, или аноксидную; в этой зоне есть небольшое количество кислорода в составе нитритов и нитратов, а также свободный кислород, полученный при их расщеплении.
Схема биологической очистки сточных вод
от органических соединений, от азота и фосфора.
Названия отдельных зон схемы и иллюстрации процессов, протекающих в этих зонах:
I – первичный отстойник
|
Извлечение нерастворенных органических примесей |
II – облигатная анаэробная зона; здесь происходит аммонизация органического азота и выделение фосфатов в воду
|
|
III – аноксидная зона; здесь идет процесс денитрификации и завершается аммонизация
|
|
IV – аэробная зона (аэротенк); в ней проходит несколько процессов: окисление органических (углеродсодержащих) примесей, нитрификация, поглощение илом фосфора, отдув свободного азота в атмосферу
|
|
V – вторичный отстойник
|
Отделение сточных вод от ила |
В настоящее время учеными предпринимаются попытки составить кинетические уравнения рассматриваемого процесса, а пока необходимый объем различных зон принимается на основе экспериментальных научных исследований. Приблизительное распределение общего времени Т обработки сточных вод в различных условиях таково: в аэробной зоне - (0,6-0,7)Т; в аноксидной зоне - (0,15-0,25)Т; в анаэробной зоне - (0,1-0,15)Т.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Бартова Л.В. Водоотведение малых населенных мест – учебно-метод.пособие, Пермь, ПНИПУ, 2012 (в библиотеке ПНИПУ или в электронном варианте у методиста кафедры)
Бартова Л.В. «Глубокая очистка городских сточных вод» (в бумажном и электронном варианте у методиста кафедры)
Бартова Л.В. «Биологическая очистка городских сточных вод» (в бумажном и электронном варианте у методиста кафедры)
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ
№ |
Вопрос |
Литер.источник для подготовки |
1 |
Современное оборудование для извлечения из сточных вод крупного мусора (решетки с прозорами 2-5мм, оборудованные пресс-транспортерами, шнековые решетки, ступенчатые решетки и др.) |
[1], гл.5.1 «Ступенчатые решетки»-самостоятельно |
2 |
Тангенциальные песколовки |
[1], гл.5.2.2
|
3 |
Вертикальные песколовки |
[1], гл.5.2.3
|
4 |
Горизонтальные отстойники с днищем в виде бункеров. Тонкослойные отстойники |
[1], гл.5.3
|
5 |
Аэрационные установки на полное окисление (аэротенки с продленной аэрацией, аэротенки-нитрификаторы). Процессы, проходящие в сооружениях, параметры работы. (Это сооружение, которое рассчитывали в курсовом проекте по В1) |
[1], гл.6.1
|
6 |
Биотенки |
[1], гл.6.1
|
7 |
Биофильтры с пластмассовой загрузкой |
[1], гл.6.1
|
8 |
Погружные дисковые биофильтры. Погружные барабанные биофильтры |
[1], гл.6.1
|
9 |
Сооружения биологической очистки сточных вод в естественных условиях |
[1], гл.6.2
|
10 |
Существующие схемы очистки городских сточных вод с анаэробной стабилизацией осадка |
[1], гл.7.1
|
11 |
Доочистка сточных вод на сетчатых барабанных фильтрах и фильтрах с зернистой загрузкой |
[2]
|
12 |
Защита водоемов от загрязнения сточными водами. Современные требования к сбросу сточных вод в водоемы (Расчет ПДК не надо) |
[1], гл.4.1, 4.2
|
13 |
Фазы биологической очистки в аэробном режиме (график) |
[3], гл.2.1
|
14 |
Очистка сточных вод от соединений азота. Нитрификация-денитрификация |
[1], гл.7.2.2
|
15 |
Схема очистки городских сточных вод от углеродсодержащих (органических) и азотсодержащих соединений – из курсового проекта по «Водоотведению 1» |
[1], гл.5.1
|
16 |
Очистка городских сточных вод от соединений фосфора. Реагентный и биологический методы извлечения фосфора |
[1], гл.7.2.3 |
17 |
Схема очистки городских сточных вод с удалением С,N,P. Процессы, проходящие в каждом отсеке установки. Начальные и конечные концентрации основных примесей: взвешенных веществ, БПК, всех азотсодержащих соединений, фосфора. Степень рециркуляции водно-иловой смеси Rwi: определение, величина, формула для предварительного определения. |
[1], гл.7.2.3; формула. [7.12] из главы 7.2.5. |
18 |
Анализ схемы очистки городских сточных вод, разработанной НПФ «Экостройпроект», г.Пермь (балансовые схемы не надо) |
[1], гл.7.3.2 |
19 |
Ацидофикация сырого осадка |
[1], гл.7.2.4 |
20 |
Индивидуальные сооружения очистки бытовых вод (сооружения очистки в естественных условиях и установки заводского изготовления) |
[1], гл.9.1, 9.2 + самостоятельно по интернету |
|
|
|