14 Ковальчук Очистка стічних вод

зміни робочого об’єму від одного аеротенка до іншого, що дозволяє здійснити підбір споруд із точністю 2-3 % від необхідного розрахункового об’єму.

Коридорні аеротенки звичайно обладнуються пневматичною системою аерації. Повітря диспергується за допомогою фільтросів, вкладених у бетонних каналах, що влаштовуються в дні аеротенка вздовж поздовжньої стінки його коридору. У регенераторах зазвичай влаштовується більша кількість фільтросних каналів. Так, наприклад, у чотирикоридорному аеротенку з 50 %-ою регенерацією в регенераторі (коридори I і II) вкладають по три, а у власне аеротенку (коридори III і IV) - по два ряди ряди фільтросних каналів.

Прямокутні аеротенки обладнуються трубопроводами для їх спорожнення. Дно кожного коридору аеротенка має похил 0,001 до його середини, де влаштований лоток спорожнення.

Останнім часом знаходять використання аеротенки з перемінним об’ємом регенератора. У таких аеротенках існує можливість впуску стічних вод на різній відстані від його початку, куди подається активний мул. У чотирикоридорному аеротенку стічні води подаються в лоток, закріплений на стінці, яка відділяє другий і третій коридори. У лотку влаштовані випускні вікна, що перекриті шиберами. Зазвичай відкритий один шибер, який і визначає об’єм аеротенка, відведеного під регенератор. Таким чином можна здійснювати 25-75 %-у регенерацію активного мулу з кроком зміни об’єму 6,25%.

Якщо відстійні споруди мають прямокутну форму в плані (горизонтальні відстійники), то може влаштовуватись єдиний блок аеротенків з первинними та вторинними відстійниками, в якому до мінімуму зведена довжина комунікацій, що зв’язують ці споруди. Розроблені типові проекти

331

таких блоків ємностей пропускною здатністю 100, 200, 400, 700, 1400, 2700, 4200, 7000, 10000, 17000 і 25000 м3/добу.

10.8.2. Конструкції аеротенків-змішувачів

В аэротенках-змішувачах порції очищуваних освітлених стічних вод повинні миттєво перемішуватися з усією масою мулової суміші, що знаходиться в аеротенку. Це досягається розосередженим впуском стічних вод і активного мулу вздовж поздовжньої стінки аеротенка. Випуск мулової суміші здійснюється також розосереджено з протилежної сторони аеротенка.

Розроблені типові проекти дво-, три- і чотирикоридорних аеротен- ків-змішувачів із шириною коридору 3, 4, 6 і 9 м і робочою глибиною 1,2 м - з механічною аерацією, 4,5 м - з низьконапірною аерацією, а також 5 і 5,2 м - з пневматичною аерацією (табл. 10.9). На рисунку 10.38 наведена схема трикоридорного аеротенка-змішувача з регенератором активного мулу. Рециркуляційний активний мул надходить в регенератор із нижнього каналу активного мулу. Відрегенерований активний мул надходить у власне аеротенк через отвори під поздовжньою перегородкою, що відділяє регенератор від аеротенка.. Подача стічних вод у власне аеротенк здійснюється розосереджено з повздовжніх каналів, відведення мулової суміші - через повздовжні лотки.

Влаштування аеротенків із механічною аерацією практично нічим не відрізняється від влаштування аеротенків із пневматичною аерацією. Однак в силу специфіки механічних аераторів, які мають квадратну або круглу в плані робочу зону, при їх застосуванні прагнуть збільшити ширину коридору аеро-

Рис. 10.38. Схема трикоридорного аеротенка-змішувача:

1 - регенератор; 2 - аеротенки;

3 - розподільні канали активного мулу; 4 - розподільні канали освітлених (у первинних відстійниках) стічних вод; 5 - збірні лотки очищеної води; 6 - вхідні отвори активного мулу; 7 - підвідний канал від первинних відстійників; 8 - розподілний канал освітленої води; 9 - впуск освітленої води в аеротенк; 10 - нижній канал активного мулу; 11 - збірний канал очищеної води; 12 - відвідний канал

332

тенка до 5-6 діаметрів аератора. Це, в свою чергу, визначає і специфіку підходів до компоновочних рішень, які повинні передбачати можливість демонтажу і заміни, у випадку необхідності, електроприводу або механічного аератора в цілому. Природно, що із збільшенням потужності очисних споруд збільшується кількість механічних аераторів, і компоновка споруд значно ускладнюється.

10.8.3. Аеротенки з нерівномірно розосередженим впуском стічних вод

В аеротенках з нерівномірно розосередженим впуском стічних вод у деякій мірі поєднуються переваги аеротенків-витиснювачів, які забезпечують високу якість очистки стічних вод, з перевагами аеротенків-змішувачів, які працюють при постійних навантаженнях на активний мул.

Аэротенки з нерівномірно розосередженим впуском стічних вод являють собою двоабо чотирикоридорні аеротенки з поздовжніми лотками стічної води, впуск якої здійснюється через регульовані затвори-водозливи, що розміщуються на відстані не менше ширини коридору. Активний мул подається при цьому зосереджено на початку першого коридору, стічна вода вводиться розосереджено через декілька водозливів, а мулова суміш випускається в кінці останнього коридору аеротенка. Місце першого впуску стічних вод визначає границю, що розділяє регенератор і власне аеротенк. Останній впуск стічних вод знаходиться на такій відстані від виходу з аеротенка, яка забезпечує тривалість перебування стічних вод, достатню для вилучення і окислення забруднень, і виключає можливість їх «проскакування».

Витрата стічних вод, що впускаються через кожен водозлив, встановлюється розрахунком таким чином, щоб забезпечити рівномірне навантаження на активний мул [24]. Доза мулу по довжині аеротенка поступово зме-

333

Рис. 10.39. Зміна основних технологічних параметрів по довжині аеротенка з нерівномірно розосередженим впуском стічних вод

ншується приблизно до 3 г/л (рис. 10.39), що забезпечує ефективне розділення мулової суміші у вторинних відстійниках. Інтенсивність аерації змінюється при цьому пропорційно подачі стічних вод для вирівнювання швидкості споживання кисню по довжині аеротенка. Завдяки підвищеній середній дозі активного мулу, яка складає біля 4 г/л, процес окислення органічних забруднень стічних вод відбувається швидше, що дозволяє на 15-30 % зменшити робочий об’єм аеротенків, зберігаючи високу якість очистки. Капітальні витрати на будівництво аеротенків знижуються не менше ніж на 15 % у порівнянні з ае- ротенками-змішувачами або витиснювачами при однаковій пропускній спроможності споруд.

Аэротенки з нерівномірно розосередженим впуском стічних вод рекомендується застосовувати на станціях біологічної очистки міських стічних

вод з БПКповн більше 150 мг/л і продуктивністю більше 25 тис. м3/добу, а також для біологічної очистки промислових стічних вод з БПКповн, більше 200

мг/л при надходженні зворотного активного мулу з концентрацією понад 4 г/л. Розроблені типові проекти дво- і чотирикоридорних аеротенків із нерів-

334

номірно розосередженим впуском стічних вод пропускною спроможністю 25400 тис. м3/добу (табл. 10.10).

Таблиця 10.10

Розміри типових аеротенків з нерівномірно розосередженим впуском стічних вод [24]

Не дивлячись на зазначені вище переваги, аеротенки з нерівномірно розосередженим впуском стічних вод мають один суттєвий недолік - низькі швидкості окислення забруднень, які по всій довжині споруди пропорційні БПКповн очищених стічних вод. Підвищення швидкості окислення забруднень

в них можливе, якщо БПКповн очищуваних стічних вод, як в аеротенкахвитиснювачах, буде поступово знижуватись по довжині аеротенка до 15 мг/л.

Це дозволить на 30 % збільшити середню швидкість окислення забруднень і, як наслідок, приблизно на 40 % зменшити об’єм аеротенків [25].

10.8.4. Аеротенки-відстійники

Аеротенки-відстійники - це комбіновані споруди, що включають у себе зону аерації й зону розділення мулової суміші (відстійну зону). Обидві зони зв’язані між собою отворами, вікнами, щілинами тощо, які забезпечують надходження мулової суміші із зони аерації у відстійну зону і повернення активного мулу із відстійної зони в зону аерації без застосування примусової циркуляції.

Прикладом такої споруди є аеротенк-відстійник «Оксиконтакт», розроблений французькою фірмою «Дегремон» (рис. 10.40). Освітлені стічні води подаються в розподільний трубопровід, розташований вздовж зони аерації, яка знаходиться в центрі прямокутного в плані резервуару. Дві зони відстоювання розміщені вздовж стін споруди і відділяються від зони аерації похилими перегородками. У верхній частині перегородок є регульовані переливні вікна, через які мулова суміш надходить у зону відстоювання, a в нижній частині - поздовжні щілини, через які активний мул самочинно під дією сил гравітації повертається в зону аерації після відділення від очищеної води. Очищені стічні води збираються в збірні лотки, розташовані вздовж зовнішніх

335

Рис. 10.40. Аеротенк-відстійник «Оксиконтакт»:

1 - подача стічних вод; 2 - випуск очищених стічних вод; 3 - зони освітлення; 4 - випуск надлишкового активного мулу; 5 - повітропровід

сторін кожної зони відстоювання. Надлишковий активний мул відводиться з нижньої частини зони відстоювання через мулопроводи, розташовані на певній відстані один від одного. Для подачі повітря в зону аерації застосовуються аератори типу «Вібрейр», які монтуються в зоні аерації таким чином, щоб викликати подвійний спіралеподібний рух мулової суміші. Глибина аеротен- ка-відстійника «Оксиконтакт» становить біля 4 м, довжина складає 15-70 м у залежності від необхідної пропускної спроможності. Витрата циркуляційного активного мулу може досягати 200-300 % розрахункової витрати очищуваних стічних вод.

На очисних спорудах невеликої продуктивності досить широко застосовуються аеротенки-відстійники круглої форми в плані з концентричними зонами аерації та відстоювання. Прикладом такої споруди є аеротенквідстійник «Рібер» (ФРН) із центральною зоною аерації та периферійною зоною відстоювання (рис. 10.41). Стічні води подаються в зону аерації зосереджено поблизу центра дна під нижній обріз циркуляційної труби турбінного аератора, засмоктуються в неї, змішуючись з муловою сумішшю. По мірі надходження стічних вод мулова суміш витиснюється в зону дегазації через отвори у верхній частині кільцевої розділювальної перегородки, а звідти - в зону відстоювання, де освітлені стічні води збираються в кільцевий лоток і видаляються із споруди. Взаємне розміщення перегородок у споруді зумовлює інтенсивну циркуляцію між зонами аерації та відстоювання, що забезпечує не тільки повернення активного мулу в зону аерації, але й постачання зони відстоювання киснем, розчиненим у суміші, що виходить із зони аерації.

336

Рис. 10.41. Аеротенк-відстійник «Рібер»:

1 - очищена вода; 2 - зона відстоювання; 3 - розділювальна перегородка; 4 - зона аерації; 5 - привід аератора; 6 - турбінний аератор; 7 - збірний лоток; 8 - напівзанурена дошка; 9 - трубопровід для видалення плаваючих речовин; 10 - зона дегазації; 11 - подача стічних вод; 12 - труба; 13 - кільцева перегородка; 14 - мулова труба

Перший вітчизняний аеротенк-відстійник являв собою однокоридорний аеротенк-змішувач, розділений на зони аерації та відстоювання поздовжньою перегородкою, що не доходить до дна. Мулова суміш надходить із зони аерації у відстійну зону через щілину між дном аеротенка та перегородкою. Через цю ж щілину активний мул повинен самовільно під дією сили тяжіння повертатися в зону аерації. Однак через невдале конструктивне рішення нормальна циркуляція активного мулу між зонами відстоювання й аерації порушувалась, він залягав і загнивав у зоні відстоювання. Вдосконалення роботи аеротенка-відстійника було досягнуто шляхом створення примусової циркуляції активного мулу за допомогою ерліфтів, що встановлюються в мулових бункерах. Це забезпечило направлений рух мулової суміші із зони аерації в зону відстоювання, ліквідацію у відстійній зоні ділянок, у яких може накопичуватись і загнивати активний мул, а також гідродинамічну стійкість шару завислого осаду в зоні відстоювання.

Подача стічних вод у вдосконалений аеротенк-відстійник здійснюється розосереджено через випуски по всій довжині зони аерації (рис. 10.42). Мулова суміш із зони аерації через придонну щілину під похилою перегородкою надходить у зону відстоювання. У процесі відстоювання мулової суміші утворюється шар завислого активного мулу, який забезпечує більш ефективне освітлення рідини. Освітлена стічна вода відводиться із споруди за допомогою повздовжнього водозбірного лотка. Активний мул із верхньої частини шару завислого осаду постійно надходить у мулові бункери, розміщені на відстані 3-4 м один від одного, звідки безперервно відкачується ерліфтами в

337

зону аерації. Використання аеротенків-відстійників із примусовою циркуляцією активного мулу дозволяє збільшити його робочу дозу до 4-5 г/л.

Рис. 10.42. Аеротенк-відстійник з ерліфтною циркуляцією активного мулу:

1 - пневматичний аератор; 2 - видалення надлишкового активного мулу; 3 - зона аерації; 4 - подача стічної води; 5 - перегородка; 6 - ерліфт для циркуляції мулу; 7 - відведення очищеної води; 8 - зона відстоювання; 9 - муловий бункер; 10 - впускна щілина

Аеротенки-відстійники з примусовою рециркуляцією мулу широко застосовуються і в закордонній практиці. До таких споруд слід віднести аеро- тенки-відстійники типу «Оксирапід», які конструктивно аналогічні «Оксиконтактам», однак відрізняються від останніх системою повернення активного мулу за допомогою спеціальних ерліфтів.

Прикладом аеротенка-відстійника у радіальному виконанні є аероокислювач радіального типу (АРТ), розроблений Київським інститутом НДКТІ МГ (рис. 10.43). Зона аерації АРТ розташовується на периферії споруди, усередині якої розміщений вторинний вертикальний відстійник. Неосвітлені стічні води подаються в периферійний лоток, звідки надходять у зону аерації, обладнану роторними аераторами АРН. Аеротенк працює в режимі продовженої аерації.

Через щілинні отвори мулова суміш надходить із зони аерації у вторинний відстійник із периферійною подачою рідини. Очищені стічні води відводяться з відстійника за допомогою радіальних лотків. Ущільнений активний мул під гідростатичним тиском видаляється в насосну станцію, звідки рециркуляційний активний мул повертається в зону аерації, а надлишковий надходить на зневоднення.

Розроблені типові проекти АРТ діаметром 16, 31, 36, 44 м (табл. 10.11). У спорудах діаметром 31, 36 і 44 м для створення поперечної циркуляції потоку, необхідної для інтенсифікації процесів масообміну і підтримання мулу у зваженому стані, в зоні аерації передбачається влаштування циліндричної перегородки з отворами розміром 1х1 м із кроком 3 м.

338

Мал 10.43. Аероокислювач радіального типу діаметром 16 м:

1 - трубопровід рециркуляційного мулу; 2 - периферійний лоток; 3 - напівзанурена перегородка; 4 - радіальні лотки; 5 - приймальна чаша; 6 - аераційний міст; 7 - електродвигун; 8 - випуск очищених стічних вод; 9 - аератор; 10 - випуск осаду: 11 - подача стічних вод; 12 - редуктор; 13 - щілинні отвори відстійника

Аероакселатори суміщають у собі аеротенк і вторинний відстійник, який працює за принципом освітлювача із зваженим шаром осаду. Вони застосовуються для повної чи неповної біологічної очистки побутових і близьких до них за складом виробничих стічних вод. Аероакселатори влаштовуються з пневматичною, механічною (поверхневою) і пневмомеханічною аерацією і поділяються на два типи: з центральною зоною аерації й периферій-

339

ною зоною освітлення та з центрально розміщеною зоною освітлення й периферійною зоною аерації. У світовій практиці найбільш поширені аероакселатори фірм «Інфілко» (США), «Патерсон» (Англія), «Дегремон» (Франція), «Лургі» (ФРН) й ін.

Вітчизняний аероакселатор конструкції НДКТІ МГ працює в режимі продовженої аерації і являє собою круглу в плані споруду з периферійною зоною освітлення (рис. 10.44). Повітря і освітлені стічні води подаються в центр нижньої частини зони аерації, обладнаної механічним аератором. Із зони аерації мулова суміш через затоплені регульовані переливні вікна надходить у зону повітровідокремлення й далі в циркуляційну зону відстійника. Очищені стічні води проходять шар завислого осаду, надходять у відстійну зону, звідки через кільцевий водозбірний лоток видаляються із споруди.

Постійна циркуляція мулу між зонами освітлення та аерації забезпечується примусово за рахунок ерліфтного ефекту, що виникає при подачі по-

Рис. 10.44. Аероакселатор:

1 - випуск очищеної води; 2 - зона відстоювання; 3 - зона аерації; 4 - електродвигуни; 5 - повітропровід; 6 - завислий шар мулу; 7 - подача стічних вод; 8 - мішалка; 9 - випуск осаду; 10 - випуск надлишкового активного мулу

340