Биохимические методы переработки техногенных отходов Часть 1. Биологи

14.Какие рекультивационные мероприятия необходимы для восстановления активного ила после стрессового антропогенного воздействия?

15.На какие группы подразделяются методы контроля качества воды в искусственном очистном сооружении?

16.Какие показатели можно определить с помощью каждой группы методов?

17.Как отбираются пробы с целью контроля за ходом процесса биохимической очистки?

18.Какие показатели используются для оценки состояния активного ила?

19.Назовите метод, дающий достаточно точный результат при оценке качества очищенной воды по индикаторным организмам.

20.Дайте определение терминам «индекс сапробности», «сапробная валентность».

21.Какие гидробионты в зависимости от вида экологической валентности способны существовать в жестких условиях экосистемы аэротенка?

22.Существует ли корреляционная зависимость между гид- робионтами-индикаторами и технологическими параметрами работы аэротенка?

23.Назовите причины процесса «вспухания» активного ила

вочистном сооружении.

24.Какими факторами определяется удовлетворительная работа аэротенков?

25.Для чего необходима регенерация активного ила и как она влияет на процесс очистки?

26.Дайте определение окислительной мощности очистного сооружения.

27.Для каких целей в технологической схеме очистного сооружения используются вторичные отстойники?

28.Перечислите факторы, влияющие на вынос взвешенных веществ из вторичных отстойников.

29.По какой биотической системе можно правильно оценить эффективность очистки сточных вод в аэротенке?

191

192

Модуль V ИНТЕНСИФИКАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

СТОЧНОЙ ВОДЫ

Представлены способы интенсификации биологической очистки сточной воды активным илом: технические приемы улучшения аэрации, возможность использования технического кислорода для аэрации, воздействие физических и химических факторов на микроорганизмы активного ила, использование мутагенеза, специальных штаммов и адаптированных микроорганизмов в очистке сточных вод. Приведены примеры чередования аэробных, анаэробных и аноксидных зон, способствующих интенсификации очистки. Представлены данные об использовании биоадсорбционного способа биологической очистки сточных вод.

Глава 7 ИНТЕНСИФИКАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ

СТОЧНОЙ ВОДЫ АКТИВНЫМ ИЛОМ

Производственные сточные воды высокотоксичны и при существующих объемах водоотведения представляют собой серьезную экологическую опасность. Очистка этих стоков до параметров, предусмотренных действующими в настоящее время нормативными требованиями, традиционными способами практически невозможна, поэтому большой интерес представляет интенсификация процесса очистки сточных вод.

Интенсификация процесса биологической очистки сточных вод осуществляется путем повышения концентрации активного ила в зоне аэрации, использования технического кислорода, озона, сорбентов, применения мутантов, ультразвуковой обработки сточных вод и активного ила, а также путем применения иммобилизированной биомассы. Кроме того, разрабатываются технические приемы улучшения аэрации с помощью современного оборудования, а также технологический прием – чередование зон очистки аэробных, анаэробных, аноксидных, позволяющих обеспечить необходимый уровень очистки сточных вод.

7.1. Технические приемы улучшения аэрации при биологической очистке воды

Эффективность процесса биологической очистки сточных вод в значительной степени зависит от концентрации активного ила в аэротенке, которая зависит от степени аэрации. В связи с этим необходимо увеличить концентрацию растворенного кислорода в воде.

При биологической очистке воды большой интерес уделяется способом аэрации. В настоящее время разработаны и запатентованы различные типы аэраторов, позволяющих повысить эффективность работы очистного сооружения. Модернизируются сис-

195

темы механической и пневматической аэрации, разрабатываются различные схемы воздухоснабжения аэротенков.

Исследования показали, что увеличение концентрации активного ила до 25 г/л позволяет увеличить окислительную мощ-

ность аэротенка по БПКполн до 8–12 кг/м3 в сутки и вследствие этого сократить период аэрации в 1,9 раза при сравнительно низ-

ких нагрузках на активный ил (0,5–0,8 кг/кг ила в сутки).

При увеличении концентрации активного ила в аэротенке возникают сложности с отделением ила и осветлением очищенной воды, которые обусловлены ухудшением седиментационных свойств иловой смеси при увеличении их концентрации. При концентрации активного ила свыше 4–6 г/л отстойники – сооружения для разделения иловой смеси – не могут обеспечить эффективного осветления очищенной воды.

Данный метод может быть реализован в окситенках (рис. 7.1). Производительность окситенков в 2,5 раза выше производительности аэротенков [27].

Увеличение дозы активного ила в аэротенке и его регенерации можно достичь за счет применения флотационных аппаратов специальной конструкции [28].

Высокая концентрация активного ила изменяет его свойства, что вызывает определенные недостатки данного метода: вопервых, снижается удельная скорость окисления органических соединений, а во-вторых, снижается способность иловой смеси к разделению и выпадению ила в осадок.

Устройство для биохимической очистки сточных вод [32] содержит аэротенк с узлом аэрации, выполненным в виде эжектора с прикрепленной к его выходу аэрационной трубой с диаметром d, и трубопроводы, подводящие и отводящие сточные воды (рис. 7.2). Внутри входной части аэрационной трубы установлен патрубок длиной (0,5–0,2)d с направляющими выступами высотой (0,3–0,5)d в виде цилиндрических спиралей,

ние в ней пузырьков воздуха, засасываемого эжектором, и равномерное распределение последних по сечению потока иловой смеси.

Рис. 7.1. Окситенк: 1 – продувочный трубопровод; 2 и 5 – задвижки

избыточного ила; 11 – круглый резервуар; 12 – цилиндрическая перегородка; 13 – зона аэрации; 14 – скребок; 15 – окна для поступления возвратного ила в зону аэрации; 16 – окна для перепуска иловой смеси из зоны аэрации в илоотделитель; 17 – труба для подачи сточной воды взонуаэрации; 18 – илоотделитель; 19 – трубадляотводаочищеннойводы

197

Рис. 7.2. Устройство для биохимической очистки сточных вод: 1 – трубопровод; 2 – эжектор; 3 – аэрационная труба; 4 – патрубок; 5 – направляющие выступы в виде цилиндрических спиралей

Устройство для аэрации воды [33], содержащее водоподводящую трубу с коническим соплом и коаксиально расположенным конфузором, воздухоподводящую трубу, смесительную камеру и диффузор, отличающееся тем, что водоподводящая труба связана с трубопроводом подачи воды через цилиндрическое распределительное устройство, расположенное коаксиально снаружи воздухоподводящей трубы, являющейся одновременно конфузором, при этом распределительное устройство подачи воды в сопло снабжено не менее чем тремя патрубками, оси которых расположены под острым углом к оси водоподводящей трубы, при этом площадь сечения воздухоподводящей трубы больше площади сечения водоподводящей трубы в 1,5 раза, а площадь сечения распределительного устройства больше площади воздухоподводящей трубы не менее чем в 1,25 раза, а суммарная площадь сечения всех патрубков равна площади сечения распределительного устройства (рис. 7.3).

198

Рис. 7.3. Устройство для аэрации воды: 1 – цилиндрическое

Большой интерес представляет система отверстий для пропускания кислорода (воздуха), которая позволяет диспергировать поток на мелкие пузырьки и тем самым обеспечивать эффективное растворение кислорода в воде.

Трубчатый пневмоаэратор [34], выполненный методом пневмоэкструзии в виде цилиндрического корпуса, образованного волокнами термопластичного материала, сплавленными между собой в местах контакта, с заглушкой в конце трубы, отличается тем, что плотность материала составляет 0,40–0,50 г/см3, пористость 40– 60 %, средний размер пор 65–100 мкм. Пневмоаэратор дополнительно содержит рассекатель воздуха, выполненный из термопластичного материала методом литья под давлением, снабженный

199

резьбой для монтажа с воздухоподающим раструбом и имеющий форму, позволяющую фокусировать воздушный поток, направляя его вдоль оси трубы (рис. 7.4).

Трубчатый аэратор барботажный [35], содержащий опорную трубу с радиальными отверстиями и диспергирующим покрытием с переменными пористостью и средним размером пор, отличается тем, что поры в диспергирующем покрытии расположены по спиралям, которые образованы смещением витков на половину диаметра нити в каждом последующем слое намотки относительно предыдущего и обеспечивают ориентированный по касательной к поверхности аэратора выход пузырьков воздуха для увеличения барботажа сточных вод (рис. 7.5).

200