Вопросы для самоконтроля

1. В чем выражается сущность биохимической очистки сточных вод?

2. Как проводится биохимическая очистка в аэротенках, биофильтрах?

3. Дайте краткую характеристику работы аэротенка-смесителя.

4. Дайте краткую характеристику аэротенка-вытеснителя.

5. Дайте краткую характеристику дисковым биофильтрам.

6. Как осуществляется подача кислорода воздуха в биофильтрах, где они работают?

7. Назовите оптимальные условия биохимической очистки сточных вод.

8. Какие виды оборудования очистки сточных вод работают в малонаселенных пунктах?

Г Л А В А 7

Первичная обработка осадков

В процессе очистки производственных сточных вод, как правило, образуются осадки, различные по химическому составу и физическим свойствам.

Все осадки в процессе обработки подвергаются уплотнению и обезвоживанию. Различают следующие способы уплотнения и обезвоживания (сгущения) осадков: гравитационное, флотационное, фильтрование, центрифугирование. Обезвоженные осадки подвергаются сушке и сжиганию, возможна их предварительная стабилизация и кондиционирование.

7.1. Уплотнение

Уплотнение осадков преимущественно проводят гравитационным способом в уплотнителях со стержневой мешалкой (рис. 7.1) и во флотационных уплотнителях (рис. 7.2, 7.3).

Рис. 7.1. Гравитационный уплотнитель со стержневой мешалкой:

1 – подача ила; 2 – илоскреб со стержневой мешалкой; 3 – отвод осветленной воды; 4, 5 – отвод соответственно плавающих веществ и уплотненного осадка

В гравитационном уплотнителе стержневая мешалка освобождает путь для подъема воды. При перемешивании происходит укрупнение частиц осадка, что способствует более быстрому их оседанию. Для повышения эффективности работы применяют различные способы: коагуляцию, совместное уплотнение различных видов осадков, например уплотнение избыточного активного ила совместно с осадком стадии нейтрализации, т.к. содержащиеся в осадках соли металлов служат коагулянтами.

Продолжительность уплотнения и влажность уплотненных осадков зависят от их свойств и составляют соответственно 4-24 ч и 97-85 %. При использовании в качестве уплотнителей вертикальных отстойников последние, так же как и радиальные, должны быть оборудованы скребковыми устройствами.

Более эффективным является уплотнение активных илов методом напорной флотации. Преимущества этого способа состоят в сокращении продолжительности процесса и более высокой степени уплотнения. Сокращение объема уплотненного ила флотацией позволяет значительно снизить эксплуатационные затраты на его последующую обработку (например, расходы пара при сбраживании или тепловой обработке, расход реагентов при кондиционировании).

Для флотации ила из вторичных отстойников в схемах с использованием жидкости, насыщенной воздухом (рабочей жидкости) применяется флотатор конструкции Украинского института инженеров водного хозяйства (УИИВХ) (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Флотационный уплотнитель конструкции УИИВХ:

1 – ввод водовоздушной смеси; 2 – ввод исходного ила; 3 – дырчатая труба; 4 – распределительное устройство; 5 – трубопровод для удаления осветленной жидкости; 6 – трубопровод для опорожнения уплотнителя; 7 – скребок; 8 – лоток

Исходный активный ил по трубопроводу 2 подается в верхнюю часть распределительного устройства и через дырчатые трубы 3 поступает во флотатор. Рабочая жидкость по трубопроводу 1 подается в нижнюю часть распределительного устройства. Осветленная жидкость удаляется из флотатора по трубопроводу 5. Сфлотированный ил собирается скребком, выполненным в виде спирали Архимеда, в периферийный лоток. Направление вращения скребкового механизма должно быть противоположным направлению кручения спирали.

Техническая характеристика флотационного уплотнителя конструкции УИИВХ

Расход воздуха, л/м3 . . . . . . . . . . . . . Давление в напорном баке, кгс/см2 . . . . . . . Отношение объемов рабочей жидкости и ила . . . Скорость выхода из отверстий распределительных трубопроводов, м/с: рабочей жидкости . . . . . . . . . . . . . ила . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Время пребывания смеси рабочей жидкости и ила в уплотнителе, ч . . . . . . . . . . . . . . . . Частота вращения пеносгонного скребка, об/мин . Глубина погружения скребка в ил, мм . . . . . . Влажность уплотненного ила, % . . . . . . . . Концентрация взвешенных веществ в сливной воде, мг/л . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50-60 2-4 (2…3):1 1,8-2,3 0,7-1 0,71 0,08-0,11 100-150 94,5-95 20-30

Для флотации иловой смеси из аэротенков применяется флотационный уплотнитель конструкции ВНИИ ВОДГЕО (рис. 7.3). Иловая смесь предварительно насыщается воздухом через эжекторы на всасывающей трубе насоса и затем из напорной емкости поступает во вращающийся дырчатый распределитель. Для создания наиболее благоприятных гидравлических условий в верхней части флотатора расположены цилиндрические перегородки, а в нижней – конические. Всплывший ил собирается илоскребом в илосборный лоток. Осветленная жидкость, проходя под перегородкой, отводится через кольцевой водослив. Не всплывшие частицы активного ила осаждаются на дне флотатора, сгребаются скребком и удаляются через трубу.

Рис. 7.3. Флотационный уплотнитель конструкции ВНИИ ВОДГЕО:

1 – трубопровод подачи иловоздушной смеси; 2 – вращающийся дырчатый распределитель; 3 – периферийная прегородка; 4 – цилиндрические перегородки; 5 – илоскреб; 6 – илосборный лоток; 7 – кольцевой водослив; 8 – конические перегородки; 9 – скребковое устройство; 10 – трубопровод отвода выпавшего ила и опорожнения уплотнителя

Гидравлическую нагрузку на зеркало воды q_и, м³/(м²  ч), рекомендуется принимать в зависимости от безразмерного критерия i C_и (где i – иловый индекс, определяемый при начальной концентрации ила 1 г/л; C_и – истинная концентрация иловой смеси, подаваемой на флотатор):

i Cи	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
qи	12	10	9	8	7,5	6,7

Техническая характеристика флотационного уплотнителя конструкции ВНИИ ВОДГЕО

Высота зоны, м: отстойной . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . уплотнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Разность отметок водосливного и пеносборного лотков, мм . . . . Уклон дна пеносборного лотка . . . . . . . . . . . . . . . . Расстояние между стенками цилиндрических колец, мм . . . . . . Скорость движения (по переферии), см/с: пеносгонного скребка . . . . . . . . . . . . . . . . . . распределительного устройства . . . . . . . . . . . . . . донных скребков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Скорость выхода жидкости из отверстий распределительного устройства, м/с . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Удельный расход растворенного воздуха (твердой фазы), л/кг . . . Расход воды, подаваемой на эжектор, % к расходу обработанной жидкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Время пребывания иловоздушной смеси в напорном баке, мин . . .

Тоqи 2 – 2,5 50 0,05 200 – 500 3 – 5 5 – 7 1 – 2 0,3 – 0,5 5 2 – 4 2 – 4

При отсутствии данных о значении илового индекса для сточных вод различных предприятий могут быть приняты следующие его значения, см³/г:

Нефтеперерабатывающий завод .................70-100

Химический комбинат …………………….60-90

Целлюлозно-бумажный комбинат ……....150-200

Завод синтетического каучука ……………40-70

Комбинат искусственного волокна ……..200-250

Достаточно широкое распространение получили прямоугольные флотационные илоуплотнители (рис. 7.4, 7.5).

Рис. 7.4. Флотационный уплотнитель периодического действия: 1 – подача ила; 2 – патрубок; 3 – винтовой конвейер; 4 – резервуар; 5 – скребок; 6 – перегородка; 7 – шнековый транспортер; 8 – водослив; 9 – бункер

Рис. 7.5. Прямоугольный флотационный илоуплотнитель:

1, 2 – подача соответственно осадка и сточной воды; 3 – зона смешения; 4 – щелевой выпуск; 5 – камера флотации; 6, 7 – скребковые транспортеры; 8 – сборный лоток; 9 – отвод осветленной воды; 10 – отвод рециркуляционной воды; 11 – отвод выпавшего осадка; 12 – подпитка технической водой; 13 – центробежный насос; 14 – подача сжатого воздуха; 15 – напорный резервуар; 16 – регулятор давления

Для станции аэрации городских сточных вод иловый индекс принимается 80-100 см³/г. Продолжительность пребывания ила в зоне уплотнения Т_у принимают 2-3 ч, время пребывания воды в зоне осветления Т_о = 0,2…0,33 ч.