7 Интенсификация первичного осветления сточных вод

Причины увеличения эффективности первичного осветления:

– при режиме экономного водопотребления, когда концентрация взвешенных веществ может достигать 300–400 мг/дм³, а необходимый эффект осветления требуется равным 70–75%;

– в многокомпонентных городских сточных водах часто возникает трудноосаждаемая тонкодисперсная взвесь.

Методы интенсификации ра­боты отстойников:

– гидродинамические: совершенствование гидравлической работы сооруже­ний и условий седиментации, а также тонкослойное отстаивание;

– технологические: регулирование уровня осадка и кислородного режима, оптимизация исходной концентрации загрязнений и др.;

– химические: корректировка рН, коагуляция, флокуляция и сорбция;

– физические: флотация, контактная флокуляция, магнитное поле, ультра­ звук и др.

Из всех этих методов наибольшее распространение получило тонкослойное отстаивание и метод использования биофлокулирующих свойств активного ила.

Отстаивание в тонком слое

Метод состоит в установке в от­стойниках блоков из тонкослойных элементов (плоские или рифленые пластины, трубчатые элементы). По­вышение эффекта осветления дости­гается за счет уменьшения времени осаждения взвеси и улучшения гид­родинамики осаждения.

Существует три схемы располо­жения модулей в отстойнике (рисунок 6.9).

Рисунок 6.9 – Схемы движения воды в тонком слое

а — прямоточная; б — противоточная; в - перекрестная

► движение воды

*■ движение осадка

При перекрестной схеме выделенный осадок движется перпендикулярно движению сточной воды, а при прямоточной и противоточной – соответственно по ходу движения сточных вод или в обратном направлении

Тонкослойное отстаивание применяется

– при необходимости сокращения объема очистных сооружений при неизменном эффекте осветления,

– при необходимости повышения эффективности существующих отстойников.

В первом случае тонкослойные отстойники являются самостоятельными со­оружениями, во втором – существующие отстойники дополняются тонкослой­ными модулями, располагаемыми в модифицируемом отстойнике.

Тонкослойные блоки могут встраиваться в горизонтальные (рисунок 6.10), вер­тикальные или радиальные отстойники. Угол наклона пластин блоков составля­ет 45–60°, высота яруса – 2,5–20 см. Пластины выполняются в основном из пластмассы.

Рисунок 6.10 – Горизонтальный отстойник с тонкослойными блоками

1 - подача стоков; 2 - тонкослойный блок; 3 - отвод осветленной воды

Биофлокуляция

Биофлокуляция - это метод интенсификации процесса отстаивания, заклю­чающийся в добавлении к сточной воде активного ила (биопленки) и аэрации получившейся смеси.

При этом эффективность осветления увеличивается до 60–80%, а снижение БПК – на 40–50%. Биофлокуляция осуществляется в таких сооружениях, как преаээторы и бифлокуляторы.

Преаэраторы выполняются в виде от­дельных, встроенных или пристроенных к первичным отстойникам сооружений. Предварительная аэрация увеличивает эф­фект осветления на 10–15%.

Биофлокуляторы создаются на базе го­ризонтальных, вертикальных и радиальных отстойников. Для этого в них оборудуются аэраторы, благодаря чему в отстойной зоне образуется взвешенный слой, способст­вующий осветлению фильтрующейся через него сточной воды.

На рис. 6.11 изображен блок преаэратор-горизонтальный отстойник, на рис. 6.12– вертикальный отстойник со встроенной ка­мерой флокуляции.

Рисунок 6.11 – Блок преаэратор-первичный горизонтальный отстойник

1 – преаэратор; 2 – подача воздуха; 3 – отстойник

Метод биофлокуляции и тонкослойные блоки можно комбинировать, на­пример, в радиальном отстойнике.

Рисунок 6.12 – Биофлокулятор на базе вертикального отстойника

1 – кожух преаэратора; 2 – воздухораспределитель; 3 – фильтросные аэраторы

В преаэратор следует подавать ил после регенераторов. При отсутствии регенераторов необходимо предусматривать возможность регенерации активного ила в преаэраторах; вместимость отделений для регенерации следует принимать равной 0,25—0,30 их общего объема.

В биофлокуляторе вертикального типа (рис. 6.8) камера биофлокуляции образована вокруг центральной трубы двумя кольцевыми перегородками. Вследствие подачи воздуха в фильтросный аэратор возникает эрлифтный эффект, благодаря которому сточные воды вместе с избыточным активным илом или биопленкой поднимаются в верхнюю часть камеры, а потом опускаются вниз по кольцевому пространству между перегородками и попадают в зону отстаивания. Гидравлическая нагрузка на зону отстаивания биофлокуляторов не должна превышать 3 м³/(м²·ч).

Продолжительность аэрации сточных вод в камере биофлокуляции составляет 20 мин, а удельный расход воздуха на аэрацию – 0,5 м³ на 1 м³ сточных вод.

При использовании в биофлокуляторах активного ила снижение взвешенных веществ достигает 75%, БПК_полн при этом уменьшается на 35%. В биофлокуляторах, работающих с биопленкой эффективность задержания взвешенных веществ составляет 60-70%, а снижения БПК_полн – 50-55%.

В Московском государственном строительном университете было осуществлено исследование этой схемы. Так, из зоны биофлокуляции, куда поступает сточная вода, активный ил и подается воздух, вода переходит под перегородкой зоны воздухоотделения в зону отстаивания. Зона биофлокуляции рассчитывается на пребывание сточной жидкости около 20 минут. Отделение прилипших пузырьков воздуха осуществляется для улучшения условий седиментации при дальнейшем отстаивании. В зоне осветления для стимулирования процесса седиментации устраиваются низкоградиентные мешалки. Расположенные на периферии отстойника тонкослойные блоки перекрестной схемы осаждения осветляют воду на завершающей стадии перед ее поступлением в сборный лоток. При оптимальной дозе избыточного активного ила 160-200 мг/л, которая соответствует его приросту, эффект осветления сточных вод по взвешенным веществам по данной техно-логической схеме достигает 75-80%, а по БПК_полн– 50-70%.