Биологическая очистка сточных вод

Во избежание выхода из аэротенка неочищенной воды конечный участок (i/8—1/10 часть общей длины  аэротенка) душируется очищенной сточной  водой, взятой после вторичных отстойников.

В настоящее время исследуются  химические противовспениватели и пеногасители.

Наиболее эффективные  противовспениватели и пеногасители были испытаны на аэротенке очистных сооружений целлюлозно-бумажного комбината  Производительность аэротенка 3000 м3/ч, интенсивность аэрации 5 м3/(м2-ч), концентрация активного ила 2—3 г/л, температура  сточной воды 20° С. Высота слоя пены в аэротенке 1 — 1,3 м. Были испытаны в  качестве пеногасителей фракции  спиртов С7—Сц и смесь спирта Ci Си с эмульсией 21-2А. Раствор пеногасителя в аэротенк поступал самотеком или  под напором через сопла с  навинчивающимся насадком, которые  располагались на расстоянии 0,5—1 м  от продольной стенки и на различной  высоте от уровня жидкости. Насадок  имел выходное отверстие 3, 5 и 10 мм. Сопла  устанавливались выходным отверстием под различным углом к горизонту. Гашение пены производилось в  точках, расположенных на различном  расстоянии от входа жидкости в коридор, у места расположения фильтросов, на противоположной от них стороне, в различных коридорах и регенераторе и т. д.

Подача раствора осуществлялась непрерывно и периодически, вплоть до частичного или полного разрушения пены.

Рекомендуемые для предотвращения пенообразования дозы рабочих растворов  пеногасителей не являются токсичными для микроорганизмов активного  ила и практически не повышают БПК обрабатываемой сточной воды. Используемые спирты в процессе биологической  очистки разрушаются полностью.

Увеличение пропускной способности  окислительных сооружений достигается  применением окситенков. Это дает возможность повысить дозу активного  ила в зоне аэрации до 10—15 г/л  вместо 3 г/л в аэротенке. При этом скорость биохимического окисления  одним граммом активного ила  увеличивается.

В фильтротенке радиального  типа зону аэрации выполняют в  виде кольцевого резервуара. В центральной  части резервуара устраивают зону отстаивания  с периферийным впуском осветляемой  иловой смеси и центральным сбором осветленной воды. На наружной боковой  стенке имеются кольцевой лоток  для впуска и распределения поступающей  на биологическую очистку сточной  воды и кольцевой лоток для  впуска и распределения возвратного  активного ила, отводимого из зоны отстаивания.

На внутренней боковой  стенке, являющейся общей для зон  аэрации и отстаивания, располагают  фильтровальные насадки с запорной арматурой и системой отводящих  патрубков осветленной иловой смеси  и трубопроводов для подачи сжатого  воздуха. Последний подается для  обратной продувки в целях восстановления рабочих свойств фильтровальных насадок.

Осветление концентрированной  иловой смеси, поступающей в зону отстаивания из зоны аэрации, производится при помощи сетчатой фильтровальной перегородки, попеременно работающей в режимах фильтрования и обратной продувки сжатым воздухом. Основные параметры  фильтротенка зависят от дозы активного  ила, гидродинамических условий  в зонах аэрации и отстаивания  и технологических свойств активного  ила, определяемых биохимической структурой и степенью окисления загрязнений.

Фильтротенк в настоящее  время применяется для очистки  производственных сточных вод как  экспериментальное сооружение.

В отечественной практике и за рубежом (Япония, ФРГ, США) распространение  получили биологические сооружения для глубокой очистки производственных сточных вод типа «Биодиск». Принцип  работы этих сооружений заключается  в том, что на поверхностях медленно вращающихся дисков, обтянутых поролоном  или изготовленных из специального материала, которые находятся внутри очищаемого стока, культивируют специфическую  микрофлору, обладающую высокой способностью к глубокому изъятию органических и минеральных загрязнений. Биологический  процесс происходит в аэробных условиях, и кислород, необходимый для процесса окисления, изымается микроорганизмами из воздуха при выходе диска с  влажной биопленкой из сточной воды.

Биологическая пленка ровным слоем покрывает всю рабочую  поверхность дисков с двух сторон. Толщина ее при установившемся режиме работы не превышает 4—5 мм, пространство между дисками (1,5—2 см) не зарастает  и приток воздуха ко всей поверхности биопленок остается нелимитированным.

По мере накопления адсорбированных  и окисленных веществ на поверхностях диска биопленка под тяжестью собственной массы опадает в  сточную воду и выносится в  отстойник. На месте опавшей биопленки  через некоторое время нарастает  новая. Зарастание пор материала  дисков биопленки не наблюдается.

Материал дисков должен быть легким, прочным, стойким к вредному воздействию сточной воды. Применяются  диски толщиной 20 мм из жесткого пенопласта ПС-4-40 и диски толщиной 2,5 мм из экструзионно-го винипласта или из алюминия.

Для полной биологической  очистки сточных вод дрожжевого производства с применением биодисков  целесообразно применять двухступенчатую  схему очистки.

Биологическая очистка высококонцентрированных  производственных сточных вод в  анаэробных условиях с доочисткой аэробным окислением.

Принцип этого метода состоит  в том, что метановое брожение происходит в двух или нескольких отдельных резервуарах (в зависимости  от состава сточных вод). В первом резервуаре создаются условия, благоприятные  для гидролиза высокомолекулярных органических соединений и образования  летучих органических кислот, и таким  образом существенно сокращается  продолжительность образования  летучих кислот. Во втором резервуаре со специфическим составом активных форм метановых бактерий происходит обработка сточных вод, в которых  уже прошла первая фаза брожения, т. е. образовались летучие кислоты  и рН стало равным 7,2. В результате здесь сохраняются оптимальные  условия и для второго типа микробиального сообщества и весь процесс  благодаря этому значительно  ускоряется.

Этот способ сбраживания  сточных вод в двух физиологических  ступенях отличается постоянством и  в том случае, если концентрация сточных вод колеблется.

Эффективность этого метода очистки по всем показателям достигает 80%, концентрация органических загрязнений  снижается в 10—20 раз. Высокая концентрация органических веществ обусловливает  образование большого количества газа, который используется для подогревания метантенков до оптимальной для  жизнедеятельности мезофильных  бактерий температуры 35—37° С. На установках средней производительности полученного  таким образом тепла хватает  на подогрев метантенков; добавлять  тепло приходится только в исключительных случаях (в начале работы установки).

 

1.2 Анаэробная обработка применима при очистке сточных вод предприятий пищевой промышленности (пивоваренных, дрожжевых, сахарных, винокуренных, консервных заводов и мясокомбинатов), предприятий фармацевтической промышленности, в частности фабрик, изготовляющих пенициллин и оптимицин, а также фабрик первичной обработки шерсти, заводов синтетических жирных кислот, производства капролактама; этим способом можно очищать сильноконцентрированные сточные воды, содержащие синтетические поверхностно-активные вещества. Сбраживанию, как правило, целесообразно подвергать только наиболее концентрированную часть сточных вод (от отдельных производственных процессов), а не общий сток предприятия.

Большая доля снижения концентрации органического вещества за сравнительно короткое время объясняется как  деятельностью микроорганизмов, так  и адсорбцией, аналогичной биофлокуляции. Очистка не заканчивается в метантенке и продолжается после него в отстойнике.

Технологическая схема очистки  высококонцентрированных производственных сточных вод в анаэробных условиях предусматривает следующие процессы перед поступлением высококонцентрированных сточных вод в метантенки:

1.         Механическую обработку (необходимо  извлечение наиболее крупных  загрязнений на решетках и  в песколовках).

2.         Выравнивание состава сточных  вод в отстойниках или специальных  усреднителях; сюда же в пусковой  период подается необходимое  количество реагента с тем,  чтобы величина рН смеси не  выходила за пределы 7,5—8; в  дальнейшем при нормальном ходе  брожения нет необходимости применять  реагенты для нейтрализации.

3.         Подогревание подаваемой в метантенки  смеси до температуры 35° С.

4.         Сбраживание в метантенках I и  II ступени с рециркуляцией осадка.

Для передачи сточной воды из одного сооружения в другое следует  устраивать железобетонные лотки, доступные  для прочистки.

Доочистка сточных вод  может быть осуществлена путем аэробного  окисления в одну ступень на аэротенках-смесителях с регенераторами. Объем регенераторов  принимается равным 30% объема аэротенка. Продолжительность отстаивания  во вторичных отстойниках—1,5 часа.

Если доочистка сточных  вод после анаэробного сбраживания  проектируется в две ступени  на аэротенках, то принимаются аэротенки-смесители с регенераторами для I ступени доочистки. Объем регенератора равняется 30% объема аэротенков I ступени. Отстаивание после I ступени должно осуществляться в течение полутора часов.

На II ступени доочистки  рекомендуется устанавливать аэротенки-вытеснители. Продолжительность отстаивания после II ступени должна равняться 2 часам.

Метод анаэробного сбраживания  шерстомойных сточных вод применен в СССР на фабрике первичной обработки  шерсти в г. Улан-Удэ. Эти воды содержат в составе загрязнений шерстный жир, мыло, различные механические примеси  животного и минерального происхождения  и растворенные органические и неорганические вещества. Шерстный жир предварительно извлекается из сточных вод флотационно-сепарационным  способом в цехе жиродобычи. Этим способом можно выделить из сточных вод  до 30% шерстного жира, являющегося  ценным продуктом. После извлечения жира шерстомойные сточные воды направляются в первичный отстойник, который  служит для выделения осаждающихся взвешенных веществ. Продолжительность  отстаивания 2 ч. Одновременно в отстойнике происходит усреднение состава сточных  вод. После этого сточная вода подается в I ступень метантенков.

Для создания условий высокой интенсивности сбраживания в метантенке I ступени предусматривается возврат «зрелого» осадка из метантенка II ступени и непрерывное перемешивание содержимого метантенка. Это позволяет отказаться от перемешивания содержимого в метантенках II ступени. В ней происходит дображивание органических веществ и уплотнение зрелого осадка.

После анаэробного сбраживания  в двухступенчатых метантенках  сточные воды при разбавлении  в два раза могут быть доочищены  в аэро-тенках или направлены в  городскую канализацию для совместной биологической очистки с бытовыми водами на районных очистных сооружениях.

Эффективность процесса анаэробного  сбраживания весьма высока и зависит  в первую очередь от характера  органических загрязнений сточных  вод. Так, например, при очистке сточных  вод мясокомбинатов начальная БПКполн  сточной воды снижается на 95%, а  при сбраживании сточных вод  от производства картона, содержащих 4—8 г/л органического углерода, эффект очистки не превышает 70%. Нагрузки по БПКполн колеблются от 0,5 до 3,5 кг/(м3-сутки).

Анаэробная очистка концентрированных  производственных сточных вод целесообразна  во многих случаях. Очистная установка  компактна, занимает мало места.