В схемах биолого-химической очистки может быть реализована различная последовательность осуществления отдельных технологических процессов: а) предварительная обработка сточной воды реагентом и последующая биологическая очистка; б) проведение химической обработки сточных вод и биологической очистки в аэротенках (с введением реагента в одну из точек: перед аэротенком, перед вторичным отстойником или в рециркулирующий поток активного ила; в) проведение биологической очистки, а затем обработка реагентом (третичная очистка).

Схемы совместного удаления азота и фосфора. Обеспечение изъятия из сточных вод обоих биогенных элементов — азота (нормируемых форм) и фосфатов — в одной технологической схеме возможно путем последовательного удаления каждого из биогенных элементов с применением соответствующих методов очистки либо в одноиловых системах биологической очистки. К настоящему времени разработан и используется на практике целый ряд схем одноиловой биологической очистки. Практически все схемы включают последовательно работающие аноксидную, анаэробную и аэробную зоны очистки сточных вод. Особенности каждой из схем — организация рециркулирующих потоков и в некоторых схемах деление на части емкостей, в которых осуществляются анаэробные биологические процессы. Цель этих усовершенствований схем — исключение влияния образующихся нитратов на биологическое удаление фосфатов. Схемы биологического удаления азота и фосфора представляют большой интерес, поскольку позволяют существенно сократить (а иногда исключить) применение реагентов.

9.4.4. Биологическая очистка высококонцентрированных производственных сточных вод

Основные факторы, определяющие возможность биологической очистки производственных сточных вод:

–способность органических веществ сточных вод окисляться биологически;

–наличие необходимых соединений азота и фосфора и их концентраций питательных веществ;

–наличие и концентрация загрязняющих веществ, способных оказывать токсическое действие на микроорганизмы активного ила;

–показатель рН сточной воды и др.

Как указывалось, производственные сточные воды многих отраслей промышленности имеют высокое содержание органических веществ. Их концентрация в воде достигает нескольких граммов в1 литре, что в десятки раз выше, чемв хозяйственно-бытовых сточных водах. Эти сточные воды могут быть также очищены в аэротенках, причем биологическая очистка протекает в тех жефазах, что и очистка хозяйственно-бытовых сточных вод. Наличие в сточных водах токсичных веществ влияет на скорость прохождения процесса очистки. Так, при наличии в сточных водах меди концентрацией до 0,1 мг/л биологический процесс идет нормально, при 0,5 мг/л меди окислительные процессы затормаживаются, а при достижении 10 мг/л меди они практически полностью прекращаются. При этом не только резко снижается скорость окисления органических веществ производственных вод, но и уменьшается глубина очистки.

Большое количество производственных сточных вод не соответствует необходимым параметрам проведения биологического процесса, поэтому сточные воды должны быть подготовлены к проведению биологического процесса. Предварительная подготовка сточных вод включает следующие технологические мероприятия:

–извлечение полезных веществ;

–нейтрализация воды (при необходимости);

35

–извлечение всплывающих и оседающих механических примесей;

–корректировка состава сточных вод, допускающего проведение биологического процесса,

втом числе по соотношению БПК : N : P;

–снижение высоких концентраций органических веществ,которое может быть обеспечено путем разбавления малозагрязненными производственными водами, биологически очищенными стоками, хозяйственно-бытовой сточной водой.

Аэротенки-смесители. Для очистки производственныхвысококонцентрированных сточных вод могут быть применены аэротенки-смесители. Смешение сточной воды и активного ила может быть достигнуто различными путями. Возможноосуществлять рассредоточенные впуск и выпуск сточной воды и активного ила. Может быть использована схема с рассредоточенным вводом только лишь очищаемой воды.

Аэротенки-смесители обеспечивают выравнивание скорости потребления кислорода во всех частях сооружения за счет равномерного смешения вновь поступающей сточной воды с основной массой воды, находящейся в смесителе.

Могут быть использованы ступенчатые системы очистки. При этом возможна двухступенчатая система аэробной биологической очистки на обеих ступенях. Возможны анаэробная очистка на первой ступени, аэробная очистка на второй ступени.

Если производственные сточные воды характеризуются резко меняющимся составом, целесообразно использование регенераторов.

Для очистки производственных стоков находит применение комбинированная очистка в комплексе последовательно выполняемых сооружений. Этоиспользование схемы с анаэробной очисткой — на первом этапе и биологической аэробной — на втором (в аэротенках).

Высококонцентрированные по органическим веществам сточные воды (БПК более 10 г/л) могут подвергаться предварительному сбраживанию в сооружениях анаэробной обработки — метантенках.

Аэроциркуляционные бассейны предназначены для очистки концентрированных промышленных сточных вод при полном отсутствии или при недостатке бытовых сточных вод и питательных веществ в промышленных сточных водах. Биологическая очистка в этих случаях дает высокий эффект при условии искусственной подпитки микроорганизмов-минерализаторов, для чего в воду добавляют недостающие в ней соли калия, фосфора и азота. Количество добавляемых солей устанавливают с таким расчетом, чтобы в очищаемой воде было азота 15–25 мг/л, фосфора — 3–5 мг/л.

Бассейны рассчитываются на длительное пребываниев них сточной жидкости при условии ее аэрации и перемешивания. В технологической схеме очистки сточных вод размещение бассейнов аналогично обычным аэротенкам. Кроме того, они могут размещаться на первой ступени очистки в качестве аэротенков-коагуляторов перед биофильтрами.

Циркуляцию воды обеспечивает насос, установленный в конце одного из каналов. Воздух подается по длине канала через аэраторы. Расчетная продолжительность очистки может достигать трех суток.

Высоконагружаемые биофильтры могут применяться как для предварительной обработки сточных вод, так и для их окончательной очистки. Однако в практике очистки производственных сточных вод биофильтры не проявили себя как сооружения, обеспечивающие надежные показатели качества очистки. Ввиду очень непродолжительного времени пребывания сточной воды в теле загрузки фильтра в нем протекает лишь первая фаза очистки — адсорбция органических веществ, вторая фаза — более медленная не успевает заканчиваться. Сорбированные и накапливающиеся в слоях биофильтра органические соединения уносятся потоком очищаемой воды, отделяются во вторичных отстойниках и переходят в осадок.

36

9.4.5. Условия совместной биологической очистки бытовых и производственных сточных вод

Вгородах и поселениях формируется большое количество промышленных сточных вод. Часто это сточные воды на маленьких предприятиях (различных ООО, ИП, ТЦ, механических цехов, прачечных, магазинов и др.), имеющих небольшие расходы сточных вод. На таких предприятиях образуется относительно незначительное количество сточных вод, характеризующихся большим диапазоном концентраций загрязняющих веществ — от малоконцентрированных до экстремально высоких. Далеко не все предприятия могут иметь выпуски в водные объекты и физически и экономически построить собственные очистные сооружения, обеспечивающие требуемую степень очистки сточных вод для сброса в водный объект.

На практике хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды городов очищаются на единых городских очистных сооружениях, причем доля промышленного стока (водоотведение абонентов) составляет 30–40 % (редко 50–60 %). При этом важно, чтобы поступающие производственные стоки не нарушали режим очистки хозяйственно-бытовых сточных вод. Для выполнения этого основного условия для абонентов устанавливаются определенные требования приема производственных сточных вод в городскую канализацию. Цель этих требований — обеспечить отсутствие или ограниченные концентрации токсичных загрязняющих веществ или высоких концентраций загрязняющих веществ, которые могли бы отрицательно повлиять на биологический процесс очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.

Для урегулирования вопросов приема сточных вод в городскую канализацию разработаны

имногократно переиздавались «Условия приема производственных вод в городскую канализацию». К настоящему времени разработаны «Методические рекомендации по нормированию сточных вод и загрязняющих веществ, принимаемых в коммунальные системы и канализации поселений». Согласно этим рекомендациям ограничиваются величины показателей БПК, концентрации взвешенных веществ и целого ряда токсичных веществ (по списку), а также соотношение концентраций биорезистентных и биологически окисляемых веществ ХПК/БПК величиной 1,5 и 2,5 — при наличии локальной очистки производственных сточных вод.

Вслучае, когда концентрация загрязняющего вещества производственных сточных вод превышает установленные показатели, предприятия должны инициировать возможные меры по снижению рассматриваемого показателя: исключить или снизить образование этого вещества в производственном процессе или создать локальные очистные сооружения.

9.4.6. Биологическая доочистка сточных вод

Сооружения биологической доочистки сточных вод предназначены для обеспечения более глубокой очистки городских и производственных сточных вод, прошедших биологическую очистку, перед сбросом их в водные объекты или повторным использованием в производстве или сельском хозяйстве.

Наиболее широкое применение для доочистки нашли фильтры различных конструкций. Основные принципы фильтрования сточных вод — фильтрация через объемные зернистые загрузки с убывающей крупностью зерен и водовоздушная промывка.

Фильтры с объемной зернистой загрузкой, на поверхности зерен которых формируется биопленка, позволяют обеспечить не только глубокое удаление взвешенных веществ, но и органических веществ, а также аммония солевого. Это — фильтры-биореакторы, «сухие фильтры».

Вариант технологии интенсивной фильтрации — фильтры с введением коагулянта, позволяющие обеспечить процесс контактной коагуляции, при котором при выполнении задачи снижения соединений фосфора более эффективно используется реагент, т.е. снижается потребность в реагенте для достижения глубокой очистки.

37

10. КОМПЛЕКСНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД, ОСАДКОВ И ШЛАМОВ

Задача очистки сточных вод — достижение показателей, установленных для условий отведения их за пределы населенных мест или предприятий, выпуска в водный объект или использования очищенной воды.

Современные методы очистки воды отличаются большим разнообразием. Вместе с этим все существующие методы основаны на двух видах процессов воздействия на загрязняющие вещества — разделительных и деструктирующих.

При осуществлении разделительного процесса снижение величин санитарно-химических показателей обусловлено извлечением из воды загрязняющих веществ. Применение деструктирующих процессов воздействия на систему загрязнителей сопряжено с разрушением первоначальных веществ и появлением в воде продуктов деструкции.

Разделительные процессы очистки воды обеспечивают уменьшение массы загрязняющих веществ в обрабатываемой воде, в то время как деструктирующие видоизменяют их химический состав. Если в результате применения разделительных процессов появляется возможность получения утилизируемых продуктов, в том числе оборотной воды, то такие процессы очистки воды относят к регенеративным.

Процессы деструкции загрязняющих веществ в сточных водах применяют при высокой степени стабильности аквасистемы сточных вод, нецелесообразности получения концентрата загрязнителей в виде «отхода» очистки воды, в сложных условиях эксплуатации очистных комплексов. Наилучшее применение деструктирующих методов очистки сточных вод — использование их на промежуточных стадиях технологического процесса в качестве дестабилизирующего фактора устойчивости аквасистемы и на заключительной стадии доочистки или обеззараживания воды.

Главными направлениями решения целевых задач могут быть тотальная, локальная и селективная системы очистки сточных вод.

Тотальная система очистки сточных вод осуществляется с целью достижения эффекта общего улучшения качества воды по многим показателям. Это направление очистки имеет место при обработке общего потока сточных вод перед выпуском их в систему водоотведения населенного места или в водоем. Система тотальной очистки сточных вод, как правило, отличается технологической сложностью, сочетающей разделительные и деструктирующие процессы, большим числом сооружений и оборудования, размещением на специально отведенной территории предприятия. Отходы тотальной очистки сложны для утилизации.

Локальная система очистки предполагает обработку выделенного потока сточных вод перед смешением его с другими потоками с целью обеспечения нормальных условий эксплуатации водоотводящих сетей и сооружений. Кроме этого, локальной очисткой добиваются предварительного снижения высоких концентраций ограниченного числа специфических загрязняющих веществ, затрудняющих последующую очистку общего потока сточных вод предприятия, и производят выделение из сточных вод утилизируемых загрязнителей. Системы локальной очистки сточных вод, как правило, размещаются в местах формирования локальных потоков или перед выпуском их в системуводоотведения предприятия. Поэтому в технологии локальных очистных сооружений применяют ограниченное число разделительных или деструктирующих процессов.

38