Биохимические методы переработки техногенных отходов Часть 1. Биологи
.pdf9.Перечислите зоны сапробности и индикаторных микроорганизмов в них.
10.Что означают термины «сапробность», «токсобность», «токсобионты» и к каким сточным водам они применимы?
11.Перечислите факторы среды, влияющие на индикаторные виды организмов зон сапробности.
12.Перечислите виды сточных вод, поступающих на биохимическую очистку в аэротенки.
13.Охарактеризуйте виды сточных вод и оцените их биоразлагаемость.
14.Как образуются промышленные сточные воды и какой имеют состав?
15.На сколько групп подразделяются промышленные сточные воды в зависимости от биохимического показателя? Охарактеризуйте их.
41
42
Модуль II ПОДГОТОВКА СТОЧНЫХ ВОД
К БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКЕ В АЭРОТЕНКАХ
Описаны виды водоподготовки промышленных сточных вод, поступающих на очистку сточных вод в аэротенк. Приведена классификация и конструкция аэротенков.
Глава 3 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ВОДОПОДГОТОВКА СТОЧНЫХ ВОД
ПЕРЕД ИХ ПОСТУПЛЕНИЕМ В БИОРЕАКТОР
3.1. Первичная обработка промышленных сточных вод
Перед поступлением на сооружения биохимической очистки промышленные сточные подвергаются различным видам предочистки. В зависимости от состава сточных вод на предприятиях создается сеть локальных сооружений, на которых из сточных вод должно извлекаться максимальное количество веществ (нефтепродуктов, металлов, неорганических примесей и др.) для повторного использования или утилизации. Сточные воды, используемые в системе оборотного водоснабжения, должны подвергаться глубокой очистке от взвешенных примесей и веществ, находящихся в диссоциированном состоянии. С этой целью в зависимости от характера загрязнений, содержащихся в сточных водах, применяются различные физико-химические методы очистки.
Для очистки промышленных сточных вод в аэротенке создаются специальные станции аэрации, на которых имеется сложная технологическая линия, обеспечивающая последовательную обработку сточных вод (рис. 3.1) [6].
Рис. 3.1. Технологическая схема биохимической очистки сточных вод в аэрационной станции: 1 – решетка; 2 – песколовка; 3 – первичный отстойник; 4 – аэротенк; 5 – вторичный отстойник; 6 – смеситель с хлором; 7 – контактный резервуар
45
В операциях первичной обработки сточных вод удаляют наиболее легко отделяющиеся крупные, осаждающие частицы: валуны (1 м), камни (10 см), гальку (1,0 см), хлопьевидные частицы (1,0 мм). В процессе вторичной обработки отделяют: суспензированные твердые частицы (100 мкм), надколлоидные частицы (10 мкм). Цель третичной обработки заключается в полном или частичном отделении всех оставшихся примесей: коллоидных частиц (1 мкм), субколлоидных частиц (0,1 мкм), растворенных веществ (10 нм). На этой стадии обработки используются различ-
ные методы: электродиализ, обратный осмос, фильтрование, ад-
сорбция. В процессе первичной обработки отделяют влажные концентрированные вещества. Вторичная обработка используется для сточных вод, содержащих органические вещества, которые подвергаются биохимической деструкции [4].
Вода, поступающая из канализационной сети в биореактор, предварительно подвергается различным методам очистки.
3.2.Методы водоподготовки промышленных сточных вод
исооружения очистки
1.Механические методы. При механической очистке происходит удаление грубых примесей. С этой целью используются следующие устройства:
решетки, задерживающие крупные частицы, попавшие
вканализацию. С прутьев решетки они удаляются механически передвигающимися граблями и направляются в дробилку для измельчения с последующим возвращением в поток сточной жидкости;
песколовки, которые удаляют из воды тяжелые минеральные примеси, в основном песок. Определенная скорость воды
впесколовках способствует выпадению примеси в осадок. Легкие органические частицы, содержащиеся в сточных водах, не успевают осесть. Используемая аэрация на этом этапе способствует отделению минеральной фракции от органической;
46
первичные отстойники, представляют собой резервуары,
вкоторых при малой скорости движения сточной жидкости
(1,5–2,0 ч отстаивания) оседают крупные органические частицы
ивсплывают легкие фракции. Обе эти фракции сгребаются специальными приспособлениями и отправляются на дальнейшую обработку;
горизонтальные, радиальные и вертикальные отстойни-
ки, в которых осуществляется отстаивание различных примесей, содержащихся в сточных водах;
нефтеловушки, используемые для улавливания специальными приспособлениями масел и нефти. С целью ускорения процесса отстаивания в сточную воду добавляют коагулянты: соли железа, алюминия, активированную кремневую кислоту, полиакриламид, отработанные калийные растворы, содержащие хлористый
исернокислый магний. В качестве коагулянтов могут использоваться вещества (глина, зола, гуминовые вещества, уголь, феррохромные шлаки), обладающие адсорбционными свойствами.
2. Нейтрализация. В биохимическое очистное сооружение не допускается поступление сточных вод с кислой или щелочной реакцией среды, которая вызывает гибель микрофлоры. Для нейтрализации сточных вод с кислой реакцией среды используют известь (известковое молоко), щелочные воды нейтрализуют технической серной кислотой.
3. Физико-химические методы. Эти методы применяются для разрушения стойких соединений, не подвергающихся биохимической деструкции. В зависимости от состава примесей для их утилизации из сточных вод используют различные методы: коагуляцию, флотацию, электрохимические и др.
После необходимых методов предочистки сточные воды поступают в сооружения биохимической очистки [1].
3.3. Классификация аэротенков и их конструкции
Для аэробной биохимической очистки от органических веществ, содержащихся в сточных водах применяются аэротенки различных конструкций. Работа аэротенков основана на исполь-
47
зовании органических веществ аэробными ассоциациями микроорганизмов, способных образовывать активный ил. Термин аэротенк объединяет довольно обширную группу биохимических окислителей, использующих минерализующую способность активного ила. Такие очистные сооружения, как окислительные пруды и циркуляционные окислительные каналы, можно рассматривать соответствующими модификациями аэротенков [5].
По способу поступления сточной жидкости аэротенки под-
разделяются на аэротенки-вытеснители и аэротенки-смесители.
Аэротенки классифицируются по основным признакам:
по гидродинамическому режиму – аэротенки-вытеснители (рис. 3.2), аэротенки-смесители (рис. 3.3), аэротенки с рассредоточенным выпуском сточной жидкости (аэротенки промежуточного типа) (рис. 3.4);
Рис. 3.2. Аэротенк-вытеснитель
Рис. 3.3. Аэротенк-смеситель
48
Рис. 3.4. Аэротенк промежуточного типа: смеситель-вытеснитель
по способу регенерирования активного ила: аэротенки с отдельной регенерацией и аэротенки без отдельной регенерации активного ила (рис. 3.5);
по нагрузкам на активный ил: высоконагружаемые (аэротенки на неполную очистку), обычные и низконагружаемые (аэротенки продленной аэрации). К аэротенкам продленной аэрации относятся окислительные пруды и циркуляционные окислитель-
ные каналы; обычные или низконагружаемые аэротенки, в которых поддерживается высокая доза ила (5 г/дм3 и более). Они называются высокопроизводительными;
по количеству ступеней очистки – одно-, двух- и много-
ступенчатые аэротенки. Под ступенью очистки понимается часть общей биохимической системы, в которой поддерживается специфическая культура активного ила. Например, два последовательно работающих аэротенка, имеющие свои вторичные отстойники и отдельные системы рециркуляции активного ила, образуют двухступенчатый аэротенк;
49
а
б
Рис. 3.5. Принципиальные схемы традиционной биологической очистки в системе аэротенк – вторичный отстойник: а – без отдельной регенерации активного ила; б – с отдельной регенерацией активного ила (Р – регенератор, Н – зона нитрификации)*
по режиму ввода сточной жидкости – проточные, полу-
проточные, с переменным рабочим уровнем и контактные. Важной ступенью классификации аэротенков являются их
конструктивные особенности. Технологически аэротенки-смеси- тели могут быть сблокированными с вторичными отстойниками (аэротенки-смесители). В таких сооружениях процессы биохимического окисления, биокоагуляции, отстаивания и осветления во взвешенном слое осадка происходят практически в одном сооружении.
Конструктивно аэротенки отличаются по типу систем аэрации. Они могут иметь пневматическую, пневмомеханическую и механическую (поверхностную) аэрационные системы. Для улучшения перемешивания на одном валу с пневматическим аэратором устанавливается поверхностный, реже промежуточный аэратор. Установки с пневматической или пневмомеханической системой аэрации подразделяются на низконапорные и обычные воздухораспределительные.
* Большаков Н.Ю. Биотехнологии на страже экосистемы [Электронный ре-
сурс] // СтройПРОФИ. 2013. № 1. URL: http://stroy-profi.info/archive/11273 (дата обращения: 25.07.2015).
50