- •С какой целью создавалось и на кого рассчитано это пособие?
- •2. Почему материал пособия изложен в диалоговой форме?
- •3. Как пользоваться этим пособием?
- •Глава 1. Характеристика технологической системы
- •1.1.Охарактеризовать структурную схему технологической системы “аэротенк-вторичный отстойник”
- •1.2.Дать характеристику входным и выходным потокам
- •1.3. Какие управляющие потоки используются при биологической очистке сточных вод в аэротенках и как они характеризуются?
- •1.4. Назвать какие ограничений накладываются на входные, выходные и управляемые параметры системы
- •1.5. Назвать структурные элементы и дать характеристику управляемого объекта технологической системы
- •1.6. Каковы принципы классификации аэротенков?
- •Глава 2. Технологические операции по управлению количественными и качественными характеристиками активного ила
- •2.1.Назвать качественные характеристики активного ила.
- •2.2.Назвать качественные характеристики активного ила. Какова область их применения?
- •2.3. Какие технологические операции используются для изменения количественных и качественных характеристик активного ила? к какой категории следует отнести параметры этих технологических операций?
- •2.4. Какие технологические задачи решаются путем увеличения (или уменьшения) количества избыточного ила, удаляемого из аэротенков? Какие отрицательные последствия могут при этом появляться?
- •2.5. Какие технологические задачи решаются при применении регенерации активного ила?
- •2.6. Какие технологические задачи решаются путем увеличения (или уменьшения) степени циркуляции активного ила? Какие отрицательные последствия могут сопутствовать этим операциям?
- •2.7. Какие технологические задачи решаются путем увеличения (или уменьшения) объема аэротенков?
- •2.8. Какая связь существует между количественными характеристиками активного ила и параметрами технологических операций?
- •2.8. 1.Как изменяются количественные характеристики активного ила, удаляемого из аэротенка?
- •2.8. 2.Как изменятся количественные характеристики активного ила, если будет уменьшена (или увеличена) степень циркуляции активного ила?
- •2.8. 4. В каком направлении изменяются количественные характеристики активного ила, если значительно увеличился (или заметно уменьшился) приток сточных вод в аэротенк?
- •2.9. В каких случаях имеется возможность уменьшить иловую нагрузку на вторичные отстойники, не снижая нагрузки по бпк на активный ил? Как это осуществить на практике?
- •2.10. При каких условиях можно снизить нагрузку по бпк на активный ил, не допуская увеличения иловой нагрузки на вторичные отстойники? Как это сделать?
- •2.12.В каких случаях можно уменьшить объем аэротенков, не увеличивая иловой нагрузки на вторичные отстойники и сохранив нагрузку по бпк на активный ил в аэротенках?
- •2.13. Какими причинами можно объяснить различные концентрации активного ила в разных секциях аэротенков?
- •2.17. В одной из секций аэротенков в значительных количествах появилась мыльная пена. Чем это объяснить?
- •2.18. Какие ограничения накладываются на количественные и качественные характеристики активного ила, а также на регулируемые параметры илового режима?
- •2.19. Дайте объяснение следующим явлениям:
- •Глава 3. Технологические операции по управлению кислородным режимом аэротенков
- •3.1. Назвать основные параметры кислородного режима аэротенков
- •3.2. Почему используются два параметра при оценке условий аэрации - удельный расход воздуха и интенсивность аэрации?
- •3.3. Какими факторами определяются минимальные и максимальные допустимые значения расхода воздуха, подаваемого в аэротенки?
- •3.4. Какими факторами определяется необходимая расчетная величина удельного расхода воздуха, подаваемого в аэротенки?
- •3.5. Какие условия определяют минимальное и максимальное значение интенсивности аэрации иловой смеси в аэротенках?
- •3.6. С помощью каких технологических операций можно изменить величину удельного расхода воздуха и интенсивности аэрации?
- •3.8. Установлено, что удельный расход воздуха ниже минимально допустимого, а интенсивность аэрации достигла своего максимально допустимого значения. Как нормализовать положение?
- •3.11. Какие типы пневматических аэраторов применяются в аэротенках? Сравните эффективность использования фильтросных плит и перфорированных труб.
- •3.12. Зависимость эффективности аэрации от расположения аэраторов в плане.
- •3.13. Назвать нормативные сроки службы мелкопузырчатых аэраторов. Какими факторами определяются эти сроки?
- •3.14. Каковы недостатки существующих конструкций аэраторов? Как устраняются эти недостатки в новых модификациях аэраторов?
- •3.15. Как влияет температура сточных вод на кислородный режим аэротенков и ход биологического процесса? Как связаны между собой иловый, кислородный и температурный режимы?
- •3.16. Какова величина удельного расхода кислорода воздуха для различных технологических режимов биологической очистки?
- •3.17. Как следует распределять подачу воздуха по коридорам аэротенка?
- •3.18. Как должен выбираться режим подачи воздуха в аэротенки по часам суток, дням недели, сезонам года?
- •3.19. В аэротенках произошло уменьшение (или увеличение) концентрации растворенного кислорода. Каковы возможные причины?
- •3.20. Каковы наиболее характерные причины перерасхода электроэнергии при аэрации сточных вод? Назовите основные пути экономии электроэнергии, затрачиваемой на подачу воздуха в аэротенки?
- •Глава 4. Технические расчеты параметров биологической очистки сточных вод в аэротенках
- •4.1. Какие основные расчетные параметры используются для характеристики биологических процессов в аэротенках?
- •4.2. Как можно рассчитать величину средней дозы активного ила в аэротенке с регенератором? Как определить общую массу активного ила в аэротенке и в системе “аэротенк - вторичный отстойник?
- •4.3. Как рассчитать степень циркуляции активного ила? Как установить зависимость между величиной дозы активного ила в аэротенке и дозой возвратного ила и наоборот?
- •4.4. Как установить зависимость средней дозы активного ила в аэротенке от величины объема регенератора, степени циркуляции и дозы активного ила в рабочей зоне аэротенка?
- •4.5. Какие виды нагрузок на активный ил по загрязнениям в поступающей воде используются при оценке процессов биологической очистки сточных вод в аэротенках? Как они определяются?
- •4.6. Объясните смысловое значение структурных элементов формулы для определения нагрузки органических веществ на сухое беззольное вещество активного ила.
- •4.7. Почему в расчетах, как правило, используется значение активного ила по сухому беззольному веществу?
- •4.10. Что такое возраст активного ила? Как он определяется?
- •4.11. Как определить расчетное время обработки сточных вод и окисления органических загрязнений в аэротенках? Как рассчитать фактическое время пребывания сточных вод в системе аэрационных сооружений?
- •4.12. По каким формулам ведется расчет параметров кислородного режима? Объясните технологический смысл.
- •4.14. Как определить расчетом максимально и минимально допустимые значения средней дозы активного ила в аэротенках (с регенераторами) для того или иного режима нагрузок по бпк на активный ил?
- •4. 17. Как произвести оценку технологической эффективности аэротенков в реальных условиях по методике акх?
- •4.19. Как определить минимально допустимую степень циркуляции активного ила, если задана величина дозы в смеси перед вторичными отстойниками и известен иловый индекс?
- •4.20. Как различаются между собою методы расчета циркуляции активного ила при проектировании аэротенков и ее определение в условиях эксплуатации очистных сооружений?
- •4.21. Какова степень достоверности технологических расчетов показателей биологических процессов в аэротенках? Как использовать результаты этих расчетов на практике?
- •Глава 5. Характеристика технологических режимов биологической очистки сточных вод в аэротенках.
- •5.1. Назвать наиболее известные технологические режимы биологической очистки сточных вод в аэротенках, дать краткую характеристику режимам.
- •Дать детальную характеристику режиму полной биологической очистки.
- •Охарактеризовать режим частичной (неполной) биологической очистки. Каковы особенности этого режима.
- •Каковы особенности режима низких нагрузок (полного окисления).
- •Сравните различные режимы нагрузок между собой. Каковы достоинства и недостатки каждого из режимов? Каковы возможности и области применения этих режимов?
- •Охарактеризовать особенности режима промежуточных нагрузок бпк на активный ил (режима вспухания ила). Каковы возможности и перспективы практического применения этого режима?
- •Какие формы азота присутствуют в сточных водах, какие изменения происходят с ними в аэротенках? Что такое нитрификация, и какими факторами определяется ее глубина? Каковы условия денитрификации?
- •Какие элементы называют биогенными? Как нормируется содержание биогенных элементов во входном и выходном потоках?
- •Какими способами можно обеспечить удаление соединений азота и фосфора их сточных вод в аэротенках? Что такое «симультанное осаждение»?
- •Какие факторы определяет величину прироста активного ила в аэротенках? Как можно обеспечить снижение прироста активного ила?
- •На какие окислительные процессы расходуется кислород воздуха, подаваемого в аэротенки?
- •Что такое аэробная стабилизация осадков, какие задачи она решает? Какова область применения этой технологии?
- •Что такое удельное сопротивление осадков влагоотдаче? Каково технологическое значение этого показателя? Каким образом можно влиять на величину удельного сопротивления активного ила в аэротенках?
- •Что такое регенерация активного ила в аэротенках? Каково ее назначение?
- •Какие гидродинамические режимы аэротенков используются в практике очистки сточных вод? Каковы их достоинства и недостатки?
- •Какие практические задачи решаются путем повышения нагрузки по бпк на сухое беззольное вещество активного ила? Как на практике осуществляется эта операция?
- •Какие практические задачи решаются путем понижения нагрузки по бпк на сухое беззольное вещество активного ила? Как на практике осуществляется эта операция?
- •Какова зависимость между нитрификацией аммонийного азота и нагрузкой по бпк на сухое беззольное вещество активного ила? Между нитрификацией и эквивалентной нагрузкой на биомассу ила?
Какие практические задачи решаются путем повышения нагрузки по бпк на сухое беззольное вещество активного ила? Как на практике осуществляется эта операция?
Увеличивая нагрузку по БПК на беззольное вещество ила, можно решать ряд задач, среди которых основными являются следующие:
обеспечение дополнительного притока сточных вод на аэротенки;
прием на очистку сточных вод с повышенным содержанием загрязнений по БПК;
уменьшение объема аэротенков (например, в случае необходимости проведения ремонтных работ);
переход от одного режима нагрузок в другой;
уменьшение иловой нагрузки на вторичные отстойники с целью повышения эффективности их работы;
уменьшение расхода воздуха (при дефиците растворенного кислорода в аэротенках, либо при неоправданно глубоком процессе окисления);
обеспечение неизменных показателей качества биологически очищенной сточной воды и глубины биологического процесса при повышении температуры жидкости путем поддержания на постоянном уровне эквивалентной нагрузки на ил;
снижение глубины нитрификации, уменьшение концентрации нитратов в биологически очищенной воде.
При повышении нагрузки необходимо соблюдать ограничения, накладываемые на предельные значения нагрузок.
Приводимые в литературе величины предельных нагрузок в мг БПКполн на г беззольного вещества активного ила (обычно порядка 500 мг/г сут) соответствуют среднегодовой температуре сточной жидкости, которая в проектных нормативах принимается равной 15C . Сезонный температурный коэффициент при такой температуре составляет
При повышении температуры предельная нагрузка возрастает пропорционально росту сезонного температурного коэффициента, при снижении температуры - снижается. Поэтому допустимые значения нагрузок на ил обеспечиваются в различные сезоны года путем повышения рабочей дозы ила зимой, понижения ее - летом.
Одновременно с нагрузкой по БПК на ил в аэротенках ведется контроль гидравлической и иловой нагрузки на вторичные отстойники. Эти нагрузки также не должны превосходить своих предельных значений.
Изменить величину нагрузки по БПК на активный ил можно несколькими способами:
путем увеличения притока сточных вод на аэротенки или концентрации загрязнений по БПК в них;
уменьшением рабочей дозы ила в аэротенке;
уменьшением объема аэротенков при условии, что активный ил из отключаемых аэротенков удаляется на сооружения обработки осадков.
Какие практические задачи решаются путем понижения нагрузки по бпк на сухое беззольное вещество активного ила? Как на практике осуществляется эта операция?
Понижая нагрузку по БПК на активный ил, обеспечивают решение нескольких технологических задач:
сокращение прироста активного ила;
улучшения водоотдающих свойств избыточного ила;
интенсификацию процессов нитрификации аммонийных соединений;
получения минерализованного (стабилизированного) ила, который не загнивает;
переход от режима высоких нагрузок в режим средних нагрузок или от средних к низким нагрузкам;
сохранения качества очищенных вод и глубины процесса биологического окисления при понижении температуры сточных вод путем обеспечения постоянной величины эквивалентной нагрузки по БПК на ил.
При снижении нагрузки на ил следует контролировать соблюдение ограничений на предельные значения иловой нагрузки на вторичные отстойники, на удельный расход воздуха, а также на минимальное значение нагрузок по БПК на беззольное вещество активного ила.
На практике снижение нагрузки осуществляется, как правило, путем наращивания рабочей дозы активного ила в аэротенке. Снижение нагрузки можно обеспечить, повышая эффективность работы первичных отстойников, улучшая качество возвратных потоков, решая вопросы совершенствования локальных систем очистки сточных вод в составе промышленных предприятий.
Как объяснить такую ситуацию: несколько лет после пуска в эксплуатацию аэротенки обеспечивали процесс биологической очистки с явно выраженной нитрификацией, но постепенно эффективность снижения концентрации аммонийного азота в очищенной воде стала снижаться? Правильным ли будет вывод о том, что ухудшилась эксплуатация очистных сооружений и требуется их наладка?
С выводом об ухудшении эксплуатации спешить не следует. По нормативам СНиП II-32-74 и СНиП 2.04.03-85 средняя скорость окисления загрязнений принималась около 20 мг БПКполн на г беззольного вещества ила в час, что соответствует нагрузке около 500 мг БПК на г беззольного вещества ила в сутки. После пуска в эксплуатацию аэротенки нередко работают в условиях нагрузок, заметно ниже проектных. Таким нагрузкам, естественно, будет соответствовать режим с нитрификацией.
Со временем, когда населенный пункт, обслуживаемый очистными сооружениями, разрастется, его население растет и количество сточных вод, отводимых на очистные сооружения, возрастет и постепенно достигает проектных значений. Скорость окисления загрязнений и нагрузка по БПК на активный ил также достигают расчетных величин.
При нагрузках, достигающих 400-500 мг/г ила в сутки, нитрификация протекает весьма слабо, а зимой может вообще не наблюдаться.
Нужно всегда иметь в виду, что проектные нормативы предусматривают лишь режим полной биологической очистки (средних нагрузок), который обеспечивает только снижение БПКполн до 15 мг/л.
Сколь-нибудь выраженная нитрификация не предусматривается.
Поэтому, если при росте производительности аэротенков концентрация аммонийного азота в очищенной воде возрастает, а содержание нитратов уменьшается. Это явление необходимо признать нормальным.
Величина нитрификации есть функция от нагрузки по БПК на активный ил, и корректируется по времени года в зависимости от температуры сточных вод (см. подробнее п. 5.16).
Если при низких нагрузках нитрификация идет плохо, тогда нужно искать причины либо в условиях эксплуатации (плохое техническое состояние аэрационной системы, недостаточная аэрация, залегание ила во вторичных отстойниках и т.д.), либо в составе поступающей сточной воды (наличие ингибирующих промышленных примесей, низкой температуры иловой смеси в аэротенках).
Как объяснить такое явление: зимой аэротенки обеспечивают процесс очистки сточных вод с нитрификацией, а в летний период нитрификация заметно ухудшалась или почти полностью прекращалась, хотя хорошо известно, что в летнее время нитрификация должна проявляться активнее?
Все дело в том, что с повышением температуры сточной жидкости возрастает активность биомассы ила, поэтому увеличивается и потребление кислорода илом, что обязательно потребует увеличения подачи воздуха в аэротенк. Если же операция сохранится на том же уровне, что и зимой, произойдет уменьшение концентрации кислорода в иловой смеси до 0,5 мг/л и ниже (если аэрация не обеспечивала больших резервов растворенного кислорода в смеси).
При возникновении дефицита кислорода происходит торможения окислительного процесса и ухудшение нитрификации.
Одновременно может возникнуть вспухание активного ила и ухудшение работы вторичных отстойников.
