GardenWeb

Аэротенки

Аэротенк представляет собой резервуар, в котором медленно движется смесь активного ила и очищаемой сточной жидкости. Для лучшего и непрерывного контакта они постоянно перемешиваются путем подачи сжатого воздуха или с помощью специальных приспособлений. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов-минерализаторов в аэротенк должен непрерывно поступать кислород воздуха. Активный ил представляет собой биоценоз микроорганизмов-минерализаторов, способных сорбировать на своей поверхности и окислять в присутствии кислорода воздуха органические вещества сточной жидкости. Хороший активный ил имеет компактные хлопья средней крупности.

Эффект очистки в аэротенках, качество и окислительная способность активного ила определяются составом и свойствами сточных вод, гидродинамическими условиями перемешивания, температурой и активной реакцией среды, наличием элементов питания и другими факторами.

Качество ила обусловливается многими факторами. При прочих равных условиях оно зависит от соотношения между массой активного ила (по сухому веществу) и массой загрязняющих веществ, находящихся в очищаемой воде. Это соотношение характеризует нагрузку на ил, которая выражается количеством извлеченных из сточных вод загрязнений по ВПК, приходящихся на 1 г беззольного вещества активного ила. Как правило, 1 г ила сохраняет свою нормальную активность при нагрузке на него 200—400 мг кислорода. При более высоких нагрузках (1000—1200 мг/л), т. е. при работе аэротенков на неполную очистку, активный ил обязательно регенерируют.

Различают понятия нагрузка на ил и окислительная способность ила. Нагрузка на ил характеризует количество поданных загрязнений, а окислительная способность— количество снятых (переработанных) загрязнений. Окислительная способность зависит от дозы ила, т.е. от количества ила в г (по сухому веществу) в 1 л. Доза ила в аэротенках разных систем и конструкций изменяется от 1 до 20 г/л.

Существует также понятие возраст ила — среднее время пребывания ила в аэротенках.

Показатель качества активного ила — его способность к оседанию, которая оценивается иловым индексом, представляющим собой объем активного ила, мл, после 30-минутного отстаивания 100 мл иловой смеси, отнесенный к 1 г сухого вещества ила. Глубоко минерализованный ил имеет индекс 60—90. Недостаточно хорошо работающий ил способен «вспухать». В этом случае иловый индекс более 150—200.

Смесь сточной жидкости с активным илом должна аэрироваться на всем протяжении аэротенка. Это необходимо не только для того, чтобы обеспечить микроорганизмы-минерализаторы достаточным количеством кислорода воздуха, но и для поддержания ила во взвешенном состоянии. Кислород нагнетается в аэротенк воздуходувками или засасывается из атмосферы при сильном перемешивании содержимого аэротенка.

Отличительная особенность аэротенка как сооружения биологической очистки в том, что процесс очистки можно регулировать до необходимой по местным условиям степени. Чем длительнее процессы аэрации, чем больше воздуха и активного ила, тем лучше очищается вода.

Различают аэротенки-смесители, аэротенки-вытеснители и аэротенки промежуточного типа. В зависимости от местных условий аэротенки проектируют либо на полную, либо на частичную биологическую очистку. По технологической схеме различают аэротенки одноступенчатые, двухступенчатые и аэротенки с регенераторами.

Прошедшая аэротенк сточная вода вместе с активным илом поступает во вторичный отстойник, где активный ил отделяется от очищенной сточной воды. Отделенный активный ил снова перекачивается в канал перед аэротенком для дальнейшего использования. Этот ил называется циркуляционным. В процессе окисления им органического вещества количество ила в связи с ростом микроорганизмов и наличием органических загрязнений непрерывно возрастает, поэтому часть ила приходится все время удалять.

В самом начале процесса при смешении сточной жидкости с активным илом загрязнения сорбируются на активном иле и частично окисляются, в результате чего резко снижается биохимическая потребность сточной жидкости в кислороде. По существу, загрязнения извлекаются довольно быстро, примерно в течение 2 ч. Частичная сорбция нерастворимых и коллоидных веществ может происходить и при недостатке кислорода. На второй стадии процесса активный ил регенерируется, т. е. восстанавливается его сорбционная способность, а также окисляются задержанные ранее на иле загрязнения. Скорость потребления кислорода на этой стадии процесса значительно меньше, чем в первой. На третьей стадии процесса идет нитрификация аммонийных солей, скорость потребления кислорода здесь снова возрастает.

Одноступенчатые аэротенки имеют ряд недостатков. В таких аэротенках нельзя интенсифицировать процесс очистки стоков путем увеличения дозы активного ила, так как с увеличением дозы ила наблюдается повышенный вынос его из вторичных отстойников, что приводит к загрязнению очищенной воды. Кроме того, при залповом поступлении сточных вод, содержащих токсичные примеси, может резко нарушиться жизнедеятельность микронаселения активного ила или даже произойдет его гибель. В обоих случаях нормальная работа аэротенка нарушается на длительное время.

Сам ход потребления кислорода во времени при биохимическом окислении в аэротенке свидетельствует о том, что можно разделить сооружения на две части в соответствии с фазами окисления. Если, например, по местным санитарным условиям сточную жидкость можно спустить в водоем без полной ее очистки, то конструкцию аэротенка можно рассчитать на продолжительность пребывания в нем воды в соответствии с первой фазой окисления. Такой аэротенк будет очищать сточную жидкость только частично. При частичной очистке сточной жидкости сорбирующая способность активного ила восстанавливается дополнительной аэрацией в резервуарах, называемых регенераторами.

Основные схемы очистки сточных вод в аэротенках

В зависимости от способа подачи и распределения воздуха аэротенки бывают с пневматической, поверхностной (механической) аэрацией и с аэрацией смешанного типа. В аэротенки с пневматической аэрацией воздух подается воздуходувками и поступает в жидкость через аэраторы, обычно фильтросного типа. Механическая аэрация осуществляется специальными механическими аэраторами, которые интенсивно перемешивают жидкость и засасывают воздух из атмосферы. В отечественной и зарубежной практике наибольшее распространение получила пневматическая аэрация, но для небольших установок применяют и механическую аэрацию.

Для полной биологической очистки бытовых сточных вод или их смеси с производственными сточными водами раньше чаще всего применяли обычные одноступенчатые аэротенки. По сравнению с другими они относительно просты в эксплуатации, но недостаточно экономичны. В этих аэротенках очистка сточной жидкости и регенерация активного ила осуществляются в одном сооружении.

Аэротенки, работающие с регенераторами, обеспечивают стабильность процесса биохимической очистки сточных вод. Процесс извлечения загрязнений из воды отделен от окисления их в активном иле, поэтому собственно аэротенки проектируются на меньшее время пребывания в них сточной воды, так как их задача — извлекать загрязнения. В регенераторах окисляются загрязнения, задержанные на активном иле. В них активный ил находится более длительное время. Такой способ очистки, когда в собственно аэротенках протекает первая стадия процесса, а в регенераторе — вторая и третья стадии, позволяет увеличить концентрацию загрязнений, приходящуюся на ил. В аэротенке поддерживается обычная нагрузка на ил, в регенераторе она повышается. Таким образом, средняя нагрузка на ил возрастает, и эти сооружения работают более эффективно. Применение аэротенков с регенераторами позволяет уменьшить общий строительный объем этих сооружений на 10—20% по сравнению с объемом одноступенчатых аэротенков.

Средняя скорость процесса очистки в аэротенке может быть повышена несколькими путями. Один из них— дифференцированная подача воздуха по длине аэротенка в количестве, необходимом для окисления органических веществ. Однако в связи с трудностями такого распределения воздуха этот способ не получил распространения. Практически удовлетворительное выравнивание скорости потребления кислорода по всему аэротенку можно обеспечить путем равномерного смешения вновь поступающей сточной жидкости и активного ила со всей массой воды, находящейся в аэротенке. Этот принцип (разработан проф. Н. А. Базякиной) положен в основу аэротенков-смесителей.

Смешение достигается децентрализованным впуском и выпуском сточной жидкости и активного ила или только впуском очищаемой жидкости. В первом случае вода и активный ил подаются в аэротенк равномерно по всей длине; впуски расположены на расстоянии 3—4 м друг от друга. Во втором случае сточная вода подается рассредоточенно по длине аэротенка (в первую половину его длины), причем впускается она дифференцированно в четырех точках; в первую (от начала) — 10% общего количества сточных вод, во вторую и третью точки — по 35%, в четвертую — 20%. Активный ил подается централизованно в начале аэротенка. Воздух распределяется равномерно по длине аэротенка.

Дифференцированная подача очищаемой воды в аэ-ротенк улучшает кислородный режим в нем и сохраняет во всех сечениях аэротенка постоянную нагрузку на ил. Такая подача целесообразна также и при регенерации активного ила. Эти аэротенки, как показала практика, экономичны и удобны в эксплуатации даже при повышении концентрации загрязнений в воде, поэтому они получили широкое распространение при очистке производственных сточных вод. Наиболее полно дифференцирована подача активного ила в аэротенках-отстойниках, объединяющих конструктивно два сооружения: аэро-тенк-смеситель и вторичный отстойник.

Стадийность процесса биохимического окисления органических веществ положена в основу ступенчатой очистки сточных вод (рис. 1). В аэротенке первой ступени завершается первая стадия очистки: сорбция органических загрязнений активным илом и окисление некоторой части задержанных загрязнений. Неполностью очищенная сточная вода поступает в аэротенк второй ступени, где происходит окончательная очистка воды. Двухступенчатая очистка может осуществляться как с регенерацией, так и без нее. Обычно регенераторы предусматривают для каждой ступени очистки сточной воды. Ступенчатую очистку целесообразно применять при высокой концентрации загрязнений в сточных водах. В аэротенках практически можно достичь полной степени очистки.

За рубежом применяют также схемы очистки по системе длительной аэрации, т. е. без прироста активного ила. В этих аэротенках происходит не только очистка воды, но и полное самоокисление активного ила, что возможно при очень длительной аэрации. Используют такие схемы только для станций небольшой пропускной способности. При благоприятных местных условиях можно предусматривать также частичную очистку сточных вод в аэротенках.

Для частичной очистки слабоконцентрированных сточных вод применяют аэротенки с дозой активного ила 0,5 г/л и продолжительностью аэрации до 3 ч. При этих условиях БП1\ жидкости снижается всего на 60— 70%; ил хорошо отстаивается и лучше уплотняется. Очистка на этих аэротенках предусматривается без предварительного осветления воды в отстойниках. Такая схема рекомендуется для малых станций и малоконцентри-рованных сточных вод.

Интенсивность аэрации зависит от условий насыщения смеси сточной воды и активного ила кислородом, а также от тщательности перемешивания их и поддержания во взвешенном состоянии. Следует иметь в виду, что интенсивность аэрации обусловливает стоимость всего сооружения: чем меньше интенсивность аэрации, тем больше должны быть размеры сооружения, а следовательно, тем выше его стоимость и меньше эксплуатационные затраты на подачу воздуха, и наоборот. Оптимальную интенсивность аэрации следует выбирать на основании сравнительных технико-экономических подсчетов.

На кафедре канализации МИСИ им. В. В. Куйбышева были проведены экспериментальные исследования работы аэротенков с отдельной регенерацией, которые позволили предложить метод расчета этих сооружений. В аэротенках протекает процесс сорбции загрязнений на активном иле, для которого требуется меньше времени, чем общее время, необходимое для переработки и окисления всех загрязнений, содержащихся в воде и иле. Объем собственно аэротенка определяется скоростью сорбции, общий же объем системы — скоростью переработки всех загрязнений.

Конструкция аэротенков

В отечественной практике получили распространение аэротенки с пневматической аэрацией, которые представляют собой длинные железобетонные резервуары, состоящие из нескольких секций. Число секций зависит от количества поступающей на очистную станцию сточной воды. Каждая секция разделена на коридоры продольными перегородками, не доходящими с одной стороны до поперечной стены резервуара. По этим коридорам последовательно из одного в другой проходит сточная вода. Поперечное сечение коридора аэротенков бывает прямоугольным или квадратным. Отношение ширины коридора к рабочей глубине принимается от 1 : 1 до 1 : 2.

Необходимый для нормальной работы аэротенков воздух подается компрессорами или воздуходувками под соответствующим давлением по воздуховодам. Различают мелкопузырчатую, среднепузырчатую и крупнопузырчатую аэрацию. При мелкопузырчатой аэрации крупность пузырьков воздуха составляет 1—4 мм, при сред-непузырчатой—5—10 мм, при крупнопузырчатой — более 10 мм. К мелкопузырчатым относятся керамические, тканевые и пластиковые аэраторы, а также аэраторы форсуночного и ударного типов, к среднепузырчатым — перфорированные трубы, щелевые аэраторы и др.; к крупнопузырчатым — открытые снизу вертикальные трубы, а также сопла.

На рис. 2 показано распределение воздуха перфорированными трубами и фильтросными пластинами. Обычно воздух в перфорированные трубы или под фильтросные пластины поступает из стояков, которые отходят от основного магистрального воздуховода, располагаемого на продольной стенке аэротенка. Перфорированные трубы помещают с одной стороны аэротенка для обеспечения циркуляции потока в поперечном сечении. Отверстия в них диаметром 2—2,5 мм расположены на расстоянии 10—15 см друг от друга.

Более целесообразно применять фильтросные пластины, так как в этом случае поступающий воздух распыляется на мелкие пузырьки, что повышает равномерность распределения и коэффициент использования воздуха. Фильтросы располагают в один или несколько рядов обычно с одной длинной стороны коридора аэротенка. Их заделывают или в общий подфильтросный канал, устраиваемый в днище аэротенка, или в специальные съемные ящики. Практика эксплуатации действующих станций показывает, что фильтросы лучше заделывать в общий фильтросный канал, разделенный перегородками на отдельные секции.

Подавать воздух нужно по стоякам, обслуживающим подфильтросный канал. Один стояк может обслужить 20—40 м длины подфильтросного канала. Фильтросные пластины с течением времени загрязняются частицами пыли, волокнистыми веществами, ржавчиной, окалиной; поры могут зарастать бактериальной пленкой. В связи с этим увеличивается сопротивление проходу воздуха через фильтросные пластины и повышается необходимая мощность воздуходувок. Фильтросные пластины можно регенерировать. Регенерируют их обычно на месте, не снимая с канала. Правилами технической эксплуатации канализации фильтросные пластины рекомендуется очищать металлическими щетками, промывая их 30%-ным раствором соляной кислоты. Эти методы очистки несколько восстанавливают проницаемость пластин, но на короткий срок, поэтому в среднем через семь лет фильтросные пластины полностью заменяют.

Во ВНИИ ВОДГЕО испытаны пористые керамические трубы диаметром 300 мм. Пористая труба состоит из секций длиной по 500 мм, соединенных между собой на резиновых кольцевых прокладках. Концы трубы герметизируют заглушками, имеющими в центре отверстия для натяжного стержня, которым уплотняют стыки и крепят секции аэратора. Натяжной стержень имеет на концах резьбу и натяжные гайки. Воздух в аэратор подается по стояку, который присоединен к тройнику с приваренными к нему фланцами, соответствующими размерам пористой трубы. Трубу через каждые 3—5 м притягивают к желобу проволочными хомутами, продетыми в анкерные петли.

В ряде стран в конструкциях аэраторов используют пористые пластики и синтетические ткани. По конструкции тканевые аэраторы бывают рамные, тарельчатые и решетчатые. Достоинством тканевых аэраторов по сравнению с керамическими диффузорами является возможность их полной регенерации при промывке.

Представляет интерес схема подачи воздуха «по системе крупных пузырей», осуществленная на станции Ашер (Франция). Воздух подают через трубы, опущенные вниз и открытые снизу. В воду поступают крупные пузыри воздуха. При этой схеме используется кислород не только сжатого, но и атмосферного воздуха за счет бурного перемешивания. При этом расход воздуха возрастает незначительно и устраняются трудности, которые связаны с эксплуатацией аэротенков, оборудованных фильтросными пластинами и диффузорами.

Аэротенки-смесители широко применяют для очистки высококонцентрированных (БПКполн до 1000 мг/л) сточных вод и городских сточных вод со значительной примесью промышленных сточных вод. В них обеспечиваются рассредоточенная подача воды и активного ила и рассредоточенный отвод иловой смеси, благодаря чему происходит моментальное перемешивание сточных вод и активного ила, поддерживаются постоянными состав иловой смеси и скорость процесса окисления в аэротенке. При двухступенчатой схеме работы аэротенков при очистке высококонцентрированных сточных вод в качестве первой ступени применяют аэротенки-смесители, а на второй ступени — аэротенки-вытеснители. Союзводо-каналпроект разработал серию типовых проектов аэро-тенков-смесителей различной пропускной способности.

В аэротенки-вытеснители в отличие от аэротенков-смесителей и аэротенков промежуточного типа сточная вода поступает в коридор аэротенка с торца и перемещается медленно к торцу противоположной стороны. Для активного перемешивания вновь поступившей сточной воды с содержимым аэротенка подается воздух. При незначительных колебаниях расхода сточных вод и отсутствии в них токсичных веществ предпочтительнее применять аэротенки-вытеснители вместо аэротенков-смесите-лей, так как они проще в эксплуатации и имеют меньший объем. Типовые проекты аэротенков-вытеснителей разработаны ЦНИИЭП инженерного оборудования.

Существуют конструкции аэротенков с механической и низконапорной аэрацией. Эти системы распространены в отечественной практике главным образом на станциях малой и средней производительности.

Конструкции механических аэраторов, устанавливаемых в аэротенках, весьма различны. Принцип их работы заключается в том, что вместе с механическим перемешиванием содержимого в аэротенке в воду засасывается воздух.

Механические аэраторы можно классифицировать следующим образом:
1) по принципу действия — импеллерные (кавитаци-онные и поверхностные);
2) по плоскости расположения оси вращения ротора— с горизонтальной и вертикальной осью вращения;
3) по конструкции ротора — конические, дисковые, цилиндрические, колесные, турбинные и винтовые.

Наиболее широкое распространение получили аэраторы поверхностного типа, особенностью которых является незначительное погружение их в сточную воду и непосредственная связь ротора с атмосферным воздухом. К ним относятся аэраторы типа «Симплекс», щетки Кессенера, дисковые и др.

Поверхностный турбинный аэратор (рис. 3, а) состоит из собственно аэратора (центробежного ротора), электродвигателя и редуктора. При вращении ротора лопасти отбрасывают воду к периферии, создается гидравлический прыжок и происходит интенсивный перенос кислорода воздуха в воду. Снизу к ротору подсасывается жидкость, в результате чего интенсивно насыщается кислородом весь объем аэротенка.

В пневмомеханических аэраторах (рис. 3,6) осуществляется принудительная подача воздуха. Сжатый воздух, подаваемый под крыльчатку, дробится и перемешивается во всем объеме аэротенка.

Представляет интерес конструкция механического аэратора дискового типа со стабилизатором, особенно когда аэротенк совмещен со вторичным отстойником в одном блоке. Аэратор развивает как гидродинамический напор, обеспечивающий перемешивание воды в аэротен-ке, так и гидростатический, обусловливающий образование воронки и доступ воздуха в межлопастное пространство аэратора. Гидростатический напор, развиваемый аэратором, может быть использован и для возврата активного ила из вторичного отстойника. Возврат ила осуществляется за счет разности уровней воды в межлопастном пространстве аэратора и вторичном отстойнике.

Четырехкоридорный аэротенк может работать с отдельной регенерацией ила и без нее. Если аэротенк работает без отдельной регенерации, то сточная вода из первичных отстойников поступает в распределительный канал 1 перед аэротенками, затем при открытом шибере на водосливе 2 проходит через аэротенк и по каналу 5 — в распределительный канал 8 за аэротенками, после чего подается через водослив или затопленное отверстие 10 в коридор /. Возвратный ил из вторичных отстойников подается в коридор I по трубопроводу. Иловая смесь, пройдя последовательно коридоры 1, II, III и IV, дюкером отводится во вторичные отстойники.

Если аэротенк работает с 25%-ной регенерацией ила, то сточная вода из канала I через водослив (или затопленное отверстие) 2 подается в начало коридора II. Возвратный ил по трубопроводу подается в коридор I. В этом случае коридор I называется регенератором, а коридоры — II—IV — собственно аэротенком.

Если регенерация ила 25%-ная, то для нее отводится 25% расчетного объема аэротенков (коридор I); при 50%-ной регенерации — 50 % расчетного объема аэротенков (коридоры I и II), при 75%-ной регенерации — 75% расчетного объема аэротенков (коридоры I—III). При 50 -ной регенерации ила сточная вода подается в начало коридора III через водослив 7, а иловая смесь отводится в конце коридора IV дюкером. При 75-ной регенерации ила сточная вода подается в коридор IV через водослив 3. Под регенерацию ила отводятся коридоры I—III.

Аэроакселатор, разработанный НИКТИГХ, является разновидностью аэротенка-отстойника. Сточные воды поступают в нижнюю часть зоны аэрации. Подаваемый в эту зону воздух создает в ней циркуляцию и вызывает подсос иловой смеси из отстойника. Из зоны аэрации иловая смесь через воздухоотделитель поступает в отстойник. Выпавший ил через щель возвращается в зону аэрации, а сточные воды проходят через слой взвешенного осадка, поступающего в отстойную зону, а далее в сборный кольцевой лоток.

Укрводоканалпроектом разработаны типовые проекты аэроакселаторов диаметром 18 и 24 м с пневмомеханической и пневматической аэрацией.

В последние годы применяют аэротенки с неравномерно рассредоточенным впуском сточной воды (рис. 8). Их конструкция позволяет поддерживать высокую концентрацию активного ила. Аэротенки имеют продольные лотки для впуска сточной воды, оборудованные подвижными водосливами, обеспечивающими неравномерный впуск воды в аэротенк. Высокая доза активного ила позволяет уменьшить объем аэротенка на 15—30%, Благодаря подаче воды пропорционально концентрации активного ила сохраняется постоянной по длине сооружения скорость окисления загрязнений.

Аэротенки-осветлители проектируют в виде прямоугольных в плане резервуаров с наклонными (рис. 9, а) или вертикальными боковыми стенками (рис. 9, б). Конструкция этих аэротенков-осветлителей позволяет уменьшить общий объем сооружений биологической очистки за счет сокращения продолжительности аэрации до 3—5 ч и исключения вторичных отстойников.

Сточная вода поступает по перфорированному трубопроводу, расположенному в нижней части зоны аэрации, где происходят ее смешение с активным илом и аэрация. Иловая смесь через переливные окна поступает в зону осветления, движется вдоль разделительных перегородок вниз к щелям и разделяется на два потока. Один поток через щель возвращается в зону аэрации, а другой поток, двигаясь вверх, создает взвешенный слой активного ила.

Во ВНИИ ВОДГЕО разработана конструкция протн-воточного аэротенка, в котором обеспечивается длительный контакт иловой смеси с пузырьками воздуха за счет создания противоточного движения воды и воздуха, что значительно повышает эффект использования кислорода.

Прогивоточный аэротенк (рис. 10) состоит из трех зон: аэрации, эрлифтной циркуляции и отстаивания. В нижней части зоны аэрации расположены мелкопористые пневматические аэраторы. Струенаправляющие лопатки с винтовыми креплениями обеспечивают равномерное распределение сточной воды по ширине зоны аэрации.

Зона эрлифтной циркуляции отделена от зоны аэрации полупогруженной перегородкой и имеет решетку из дырчатых труб. В центральной части зоны аэрации расположена зона отстаивания и отделена от нее перегородками с циркуляционными щелями и впускными окнами с козырьками.

Сточная вода подается в верхнюю часть зоны аэрации, где создается нисходящее движение ее вследствие циркуляции между зоной эрлифтной аэрации, создаваемой эрлифтом. Нисходящее движение воды и восходящее движение воздуха создают противоток, вследствие чего обеспечивается длительный контакт иловой смеси с пузырьками воздуха.

Иловая смесь через впускные окна непрерывно поступает в отстойную зону, где она разделяется. Часть иловой смеси через щели возвращается в зону аэрации, другая часть смеси поднимается вместе с водой и образует взвешенный фильтр. Граница раздела осветленной воды и взвешенного ила обеспечивается непрерывным отсосом ила эрлифтами через воронки. Осветленная вода через зубчатые водосливы собирается водосбросным лотком.

Для очистки сточных вод применяют аэроокислители (рис. 11), в которых совмещены аэротенк, оборудованный механическими аэраторами, и вторичный отстой-кик. Аэротенк работает в режиме длительной аэрации, при которой происходят минерализация активного ила и нитрификация сточных вод. Неотстоенные сточные воды подаются по периферийному лотку в аэрационную секцию, где они смешиваются в спиралеобразном движении с иловой смесью, которая приводится в движение и аэрируется турбинными аэраторами. Из аэрационной секции иловая смесь через щелевые отверстия попадает в отстойник с периферийной подачей сточных вод. Осветленная вода собирается центральной чашей и отводится. Ил по иловой трубе удаляется в насосную станцию, откуда циркуляционный активный ил возвращается в аэра-ционную секцию, а избыточный — на обезвоживание.

Известны конструкции аэротенков с пластмассовой загрузкой — биотенки, в которых процесс биологической очистки протекает как с использованием свободно плавающего активного ила, так и пленки, наращиваемой на загрузочном материале. Загрузка имеет вид кассет или блоков из жестких пластмассовых или гибких рулонных материалов. Биотенки рекомендуется применять для очистки высококонцентрированных сточных вод.

На рис. 12 показана конструкция биотенка, разработанная кафедрой канализации ЛИСИ совместно с Ленводоканалпроектом. Биотенк выполнен на базе аэротенка коридорного типа с низконапорной аэрацией. Перпендикулярно продольным стенкам аэротенка установлены кассеты, на которые натянута перфорированная ви-нипластовая пленка. Часть кассет установлена над аэраторами.

В отечественной практике наибольшее распространение получили аэротенки с пневматической аэрацией.

Однокоридорные аэротенки обычно применяют на очистных станциях небольшой пропускной способности при работе по схеме без регенераторов, когда отстоен-ная вода и возвратный активный ил подаются в верховую часть коридора. Распределительный канал отстоен-ной воды расположен с верховой стороны коридора, а распределительный канал иловой смеси — с низовой стороны. Двухкоридорные аэротенки целесообразно применять при регенерации активного ила, когда объем регенератора составляет 50 % общего объема сооружений, а также при небольших и средних пропускных способностях станции аэрации. Трехкоридорные аэротенки более приемлемы для работы без регенерации ила.

Наиболее гибкими, допускающими любую схему работы, являются четырехкоридорные аэротенки. Такие аэротенки построены на Курьяновской и Люберецкой станциях аэрации (Москва).

На рис. 13 показан типовой четырехкоридорный аэротенк, разработанный ЦНИИЭП инженерного оборудования. Длина коридора 84 м. Коридоры аэротенка могут быть шириной 4, 5, 6 и 9 м. При ширине коридора 4 и 5 м рабочая глубина аэротенка составляет 3,2 и 4,4 м, а при ширине 6 и 9 м — 4,4 и 5 м. Такой аэротенк работает по принципу аэротенка-вытеснителя.

Аэротенк может работать с 25%-ной регенерацией ила, когда сточная вода подается в начало коридора II из верхнего канала осветленной воды, а регенератором служит коридор I, куда подается циркулирующий (возвратный) активный ил по трубопроводу. При 50%-ной регенерации ила сточная вода подается в начало коридора III из нижнего канала осветленной воды.

Воздух диспергируется с помощью фильтросных пластин, уложенных в бетонных каналах, которые устраивают в дне аэротенка вдоль продольной стенки его коридора. В коридорах I и II укладывают по три ряда фильтросных пластин, а в коридорах III и IV — по два ряда. Для удаления воды из подфильтросных каналов в период пуска воздуходувок в работу служат водовыброс-ные стояки диаметром 60 мм. Для предотвращения выпадения взвешенных веществ и активного ила в верхнем и нижнем каналах осветленной воды, а также в распределительном канале вторичных отстойников воздух подается через воздушные стояки диаметром 33,5 мм.

Фирмой «Дегремон» (Франция) разработано несколько конструкций, совмещающих аэротенк коридорного типа со вторичным отстойником, называемых окси-контактом. Осветленная сточная вода подается в аэра-ционную часть (аэротенк), из которой иловая смесь направляется в отстойную часть (вторичный отстойник). Воздух распределяется равномерно по всей площади аэротенка с помощью аэраторов «Вибрэйр», вмонтированных в днище. Вследствие аэрации происходит подсос (возврат) активного ила, отделившегося в отстоеннон части. Избыточный активный ил периодически удаляют.

При проектировании аэротенков необходимо рассчитывать воздуховоды и подбирать компрессоры или воздуходувки в соответствии с расходом воздуха и необходимым давлением. При расчете воздуховодов подбирают диаметры труб и определяют потери напора в них. Диаметр воздуховодов выбирают в соответствии с оптимальными скоростями движения воздуха, которые принимают в общем и распределительном воздуховодах 10— 15 м/с, в воздуховодах небольшого диаметра, подающих воздух в лоток под фильтросы,—4—5 м/с.

Циркуляционные окислительные каналы

Для биологической очистки небольших объемов сточных вод все более широкое распространение находят циркуляционные окислительные каналы (ЦОК). ЦОК обычно устраивают замкнутой О-образной формы в плане при расходе сточных вод до 1400 м3/сут. Они могут обеспечить полную биологическую очистку с БПК и концентрацией взвешенных веществ в очищенных водах до 25 мг/л.

Перед поступлением в ЦОК сточная вода проходит решетку с прозорами 10—16 мм. Из ЦОК иловая смесь направляется в отстойник, откуда избыточный ил подается на иловые площадки, а возвратный ил — снова в ЦОК.

ЦОК следует проектировать на проточный режим. Иловая смесь в канале обычно аэрируется механическим роторным аэратором. Для очистки бытовых сточных вод объем канала определяется из условия 0,3 м3 на одного жителя. Расчетная глубина канала 1 м, продолжительность пребывания воды не менее 1,5 сут, концентрация активного ила 4 г/л.

Вторичный отстойник проектируют обычно вертикального типа с продолжительностью отстаивания 1,5 ч. Площадь иловых площадок определяют из условия 0,38 м2 на одного жителя. Дренажные воды желательно направлять в ЦОК. для очистки.

Наиболее стабильно ЦОК работают в южных районах и в средней полосе СССР. Имеется опыт применения ЦОК для очистки сточных вод мясокомбинатов и кожевенных заводов.

Окситенки

Окситенк является высокоэффективным сооружением, в котором происходит интенсивный процесс биологической очистки сточных вод с применением технического кислорода и высоких концентраций активного ила (рис. 15),

Конструктивно окситенк выполнен в виде резервуара круглой формы в плане с цилиндрической перегородкой, которая разделяет весь объем на зону аэрации (центральная часть) и илоотделитель (по периферии). В средней части цилиндрической перегородки устроены окна для перепуска иловой смеси из зоны аэрации в илоотделитель, в нижней части перегородки — окна для поступления возвратного ила в зону аэрации.

Зона аэрации оборудована герметическим перекрытием, на котором устанавливается электродвигатель тур-боаэратора. На перекрытии смонтированы трубопровод подачи кислорода и продувочный трубопровод с электрозадвижками.

Илоотделитель оборудован перемешивающим устройством, которое представляет собой радиально расположенные решетки из вертикальных стержней d—30— 50 мм, размещенных на расстоянии 300 мм друг от друга. В нижней части решеток шарнирно подвешен скребок. Илоотделитель работает со взвешенным слоем активного ила, уровень стабилизируется автоматически путем сброса избыточного ила через трубу.

Сточная вода поступает в зону аэрации по трубе. Под воздействием скоростного напора, развиваемого турбо-аэратором, иловая смесь через окна попадает в илоот-делитель. Благодаря направляющим щиткам жидкость в илоотделителе медленно движется по окружности, что в сочетании с перемешиванием значительно интенсифицирует процесс отделения и уплотнения ила. Очищенная вода проходит сквозь слой взвешенного активного ила, доочищается от взвешенных и растворенных органических веществ, поступает в сборный лоток и отводится по трубе. Возвратный активный ил опускается по спирали вниз и через окна попадает в камеру аэрации. Окситенк оборудуется системой автоматизации, обеспечивающей подачу кислорода в зону аэрации в строгом соответствии со скоростью его потребления. Система автоматически поддерживает заданную концентрацию растворенного кислорода в иловой смеси окситенка при любых изменениях состава, концентрации или расхода сточной воды.

Достоинства окситенка — высокая эффективность использования подаваемого кислорода, значительное сокращение общего объема сооружения в связи с двухцеле-вым использованием объемов илоотделителя, а также автоматическое регулирование подачи кислорода в соответствии со скоростью его потребления.

Благодаря значительному запасу растворенного кислорода в иловой смеси, поступающей в илоотделитель, и ее перемешиванию в циркуляционной зоне одновременно и интенсивно протекают два процесса — биологическое окисление и разделение иловой смеси. В зоне взвешенного фильтра также одновременно протекают два процесса — осветление очищенной воды и доокисление оставшихся органических веществ.

Оптимальными параметрами технологического режима очистки сточных вод в окситенках являются: концентрация растворенного кислорода 10—12 мг/л (в аэротенках 2—4 мг/л), доза ила 6—8 г/л (в аэротенках 2,5— 3 г/л), период аэрации (включая пребывание в илоотделителе) 2,5—3 ч (в аэротенках 16—20 ч). Эффективность использования кислорода в окситенках 90—95%. При этом окислительная мощность окситенков выше, чем аэротенков, в 5—6 раз; капитальные затраты меньше в 1,5—2 раза; эксплуатационные — в 2,5—3 раза.

Разработана также конструкция секционированного окситенка-вытеснителя с отдельным вторичным отстойником. Он представляет собой герметический прямоугольный резервуар, разделенный на четыре — шесть секций поперечными перегородками, в которых имеются отверстия для пропуска иловой смеси и газа. На перекрытии расположены механические аэраторы и стояк для выброса газа. Сточная вода, циркуляционный ил и кислород подаются в первую секцию, последовательно переходят из секции в секцию и из последней секции иловая смесь по трубе поступает во вторичный отстойник.

Условия эксплуатации комплексов очистки сточных вод активным илом

Комплексы биохимической очистки сточных вод методом активного ила состоят из двух основных звеньев: реактора (аэротенка) и звена разделения прореагировавшей иловой смеси, из которого ил после отделения направляетеся обратно в реактор-аэротенк. Независимо от производительности и конструктивного оформления сооружений наличие этих двух технологических звеньев процесса всегда обязательно, даже если они совмещены в пространстве, например в псевдоожиженном слое активного ила.

В комплексах биохимической очистки методом активного ила изъятие и частичная переработка загрязнений осуществляются очень быстро и в больших количествах. Но существует технический предел степени очистки, выше которого данный метод становится в определенном диапазоне производительности нерентабельным. Таким пределом в одноступенчатых аэротенках станций средней и большой производительности считается эффект 92— 95%, малой — 97—98%. Поэтому в ходе их эксплуатации при колебаниях расходов и концентрации загрязнений сточных вод такие же колебания претерпевает эффект очистки, если процесс не регулируется и протекает в стационарных условиях. Существующие методы расчета аэротенков базируются именно на стационарном протекании процесса при предельном эффекте очистки, а их эксплуатация должна заключаться в применении набора методов регулирования нестационарных параметров с целью получения стационарного конечного качества очищенной воды. Естественно, что эффект очистки при этом должен постоянно изменяться с изменением общего количества поступающих загрязнений, причем он не может быть выше указанного технического предела. Вот почему основным содержанием работ по эксплуатации аэротенков является не только обеспечение работоспособности всех механизмов и сооружений, но (и это главное) регулирование технологических параметров процесса.

Эксплуатационники должны знать, что общий эффект очистки сточных вод состоит из эффективности очистки на всех сооружениях станции, и учитывать это в ходе регулирования работы аэротенков

Таким образом, при регулировании работы аэротенков в случаях, когда общее количество поступающих загрязнений повышается, а эффект их удаления не может быть выше 95% по снятию БПК, необходимо увязывать эту регулировку с работой других сооружений. Так, в часы пиковых нагрузок нельзя останавливать первичные отстойники, с тем чтобы эффективность их работы в это время была максимальной.

В связи с повышением требований к качеству очищенной воды повсеместно применяют доочистку биохимически очищенных сточных вод. Это облегчает эксплуатацию аэротенков, так как сооружения доочистки компенсируют изменения эффекта очистки сточных вод на аэротенках.

Сооружения для обработки осадков также влияют на работу аэротенков, поскольку от них на аэротенки поступают потоки с такими органическими веществами, как иловая вода из метантенков, фугат из центрифуг, гидролизат из агрегатов термообработки и т. д. С одной стороны, эти поступления нужно прекращать в часы пиковых нагрузок и увеличивать в часы недогрузки аэротенков, что способствует стабилизации их работы. С другой стороны, качественный и количественный состав этих сопутствующих загрязнений необходимо учитывать при регулировании качества и концентрации активного ила. Например, иловая вода из метантенков содержит много азота аммонийных солей, которые усиливают в аэротенках нитрификационные процессы, препятствуют вспуханию ила, но влияют на эффект очистки; фугат из центрифуг содержит трудноокисляемую мелкодисперсную массу, отрицательно влияющую на работу вторичных отстойников; гидролизат после термообработки осадков содержит высококонцентрированные низкомолекулярные вещества, хорошо окисляющиеся в аэротенках-смесителях, но требующие повышенного времени регенерации возвратного ила. Все эти факторы необходимо учитывать в конкретных случаях при эксплуатации аэротенков.

Регулирование работы аэротенков осуществляется по переменным, зависящим от показателей исходной сточной жидкости, но обязательно нужно при этом учитывать сезонные влияния на активный ил. Это влияние проявляется в изменениях температуры иловой смеси и в необходимости адаптирования к такому изменению микроорганизмов активного ила. В период адаптации ила к сезонным изменениям температуры могут быть явления вспухания ила (повышается иловый индекс), надиловая жидкость в пробах иловой смеси мутнеет и эффект очистки ухудшается. Эксплуатационники должны знать о таких явлениях и в периоды резких изменений температуры иловой смеси (весна, осень) прежде всего проверить иловый индекс и лишь затем проконтролировать количество и концентрацию поступающих загрязнений.

Сезонное вспухание ила можно устранить добавками биогенных элементов (азота, фосфора) в виде суперфосфата и аммонийной селитры или иловой водой из метантенков. Кроме того, в этот период увеличивают подачу воздуха в аэротенк с целью снабжения ила кислородом и усиления перемешивания иловой смеси для интенсификации процессов жизнедеятельности микроорганизмов.

Общим для всех видов аэротенков неблагоприятным фактором в эксплуатации является пенообразование, вызванное наличием в сточной жидкости поверхностно-активных веществ (ПАВ), избытка фосфатов и сульфатов. Борьба с пенообразованием заключается в сбивании пены струями воды. Для этого применяются различные форсунки, изготовление и монтаж которых на Действующих очистных станциях не представляет затруднений.

Оросительные форсунки в системе пеногашения распределяют равномерно по длине аэротенков. Давление воды в форсунках в пределах 2,5—3,0 атм. Расход воды через форсунку — 0,02— 0,15 л/с, оптимально — 0,07 л/с на 1 пог. м длины аэротенка, угол факела вытекающей из форсунки струи — 95°. На гребенках из стальных водогазопроводных труб форсунки располагают с шагом 1 м, а ось отверстия — под углом 30° к стенке аэротенка, гребенки устанавливают на высоте 40—50 см над поверхностью жидкости (рис. 16).

Основные задачи эксплуатационного персонала аэротенков всех типов заключаются в соблюдении соответствия количеств поступающей сточной жидкости, подаваемого воздуха и рецирку-лирующего активного ила, контроле и поддержании оптимального значения илового индекса, равновесной концентрации растворенного кислорода и активного ила в зависимости от нагрузки на ил, контроле за уровнем ила в сооружениях или зонах для разделения иловой смеси, своевременном удалении избыточного ила и уходе за технологическим оборудованием.

Выключение из работы части секций аэротенков должно сопровождаться тщательным контролем за напряженностью и эффективностью работы действующих секций.

Аэротенки с отдельными вторичными отстойниками

К этим комплексам относятся сооружения, в которых аэротен-ки и вторичные отстойники комбинированы только конструктивно, т. е. не имеют внутренней гидравлической связи, а возвратный активный ил циркулирует под воздействием насосов или эрлифтов. Таковы, в частности, аэроокислители радиального типа (APT), компактные установки КУ-200 и т. д.

Операции по эксплуатации аэротенков и отдельно вторичных отстойников имеют целью полную увязку всех параметров работы этих частей комплекса, рассматриваемых только во взаимосвязи. Операторы обязаны следить за равномерным распределением сточных вод и воздуха на секции аэротенков, иловой смеси — на вторичные отстойники и возвратного ила — в аэротеики.

Нельзя допускать залеживания активного ила во вторичных отстойниках, так как это может вывести из строя весь технологический комплекс биохимической очистки, а излишний вынос ила парализует работу сооружений для доочистки сточных вод.

Необходимо контролировать, нет ли застойных зон в аэротен-ках. Если они замечены, но системой аэрации устранить их не удается, рекомендуется установить в этих местах дополнительные аэраторы.

Относительно новым для эксплуатационников и наладчиков является вопрос регулирования работы комплексов биохимической очистки в зависимости от изменений условий работы, вызванных колебаниями нагрузок. СНиП П-32-74 рекомендует по мере возможности применять аэротенки с переменным объектом регенераторов, однако никаких конкретных рекомендаций о том, как это сделать, существующие нормативно-технические документы не содержат.

В СССР и за рубежом делались попытки практически регулировать объемы регенераторов аэротенков путем рассредоточения подачи сточных вод или возвратного ила. Если в вопросах проектирования аэротенков с рассредоточенной подачей сточных вод существуют конкретные методы расчета, то поддержание расчетных параметров при изменяющейся нагрузке на аэротенки такого типа пока дело интуиции.

Вместе с тем исследователи в области биохимической очистки сточных вод, и прежде всего отечественные авторы, широко пользуются обобщенными параметрами процесса очистки сточных вод активным илом. Такие параметры, как расход избыточного ила, расход возвратного ила (степень рециркуляции) и время его регенерации, процент регенерации и интенсивность аэрации, легко поддаются ручному и автоматическому управлению и дают возможность плавно изменять нагрузку на ил (массовое соотношение веществ), скорость потребления кислорода активным илом, седиментационные характеристики его и другие свойства, определяющие эффект очистки сточных вод и работу сооружений по обработке осадков.

Существующие системы автоматизации, как правило, проектируются на комплексах биохимической очистки сточных вод только для контроля и сигнализации, и недостаточная технологическая проработка проектов очистных станций канализации не позволяет использовать эти системы для управления комплексами.

Методы ручного управления действующими правилами и нормативными документами (СНиП П-32-74) регламентируются только с целью соблюдения проектных параметров работы сооружений. Изменения исходных условий (расходов сточных вод, концентраций загрязнений и режима их поступления) учитываются только путем реконструкции и расширения очистных станций и в редких случаях — путем интенсификации работы сооружений. Вместе с тем проектные исходные условия практически не остаются неизменными даже в относительно короткий пусковой период.

Несоответствие проектных и фактических исходных условий является причиной или невозможности достижения заданного эффекта очистки, или достижения его путем неоправданно завышенных объемов сооружений, то есть капитальных и эксплуатационных затрат.

Метод биохимической очистки сточных вод активным илом обладает большими резервами вообще и прежде всего высокой степенью гибкости и разнообразия технологических схем.

Использование этих качеств дает возможность на ходу перестраивать работу аэротенков в зависимости от изменения исходных условий, соблюдая заданный эффект очистки. Для этого нужно четко определить измеряемые и контролируемые величины и регулируемые параметры.

Согласно исследованиям ВНИИ ВОДГЕО, АКХ им. К. Д. Памфилова, НИКТЙ ГХ и различных авторов основными контролирующими величинами, характеризующими работу активного ила в аэротенках, являются: массовая нагрузка на активный ил, выражающая его соотношение с органическими загрязнениями в единицу времени; скорость потребления кислорода активным илом; седиментационные характеристики активного ила; равновесная концентрация кислорода; величина ферментативной активности ила, представляемая, в частности, дегид-рогеназной активностью. Согласно исследованиям НИКТИ ГХ для городских сточных вод существует пропорциональная линейная зависимость между скоростью потребления кислорода и де-гидрогеназной активностью ила, поэтому в практике можно ограничиваться измерением скорости потребления кислорода, характеризующей напряженность протекания метаболических процессов.

Все эти измеряемые величины можно корректировать изменением следующих регулируемых параметров: расхода возвратного и избыточного ила; времени регенерации ила как за счет изменения расхода возвратного ила, так и объема регенераторов; расхода воздуха при пневматической аэрации или количества рабочих аэраторов — при механической (допускается также изменение параметров механических аэраторов).

Расход возвратного ила обеспечивает заданное соотношение реагирующих масс активного ила и загрязнений в аэротенке, то есть массовую нагрузку на ил, а расход избыточного — поддержание расчетной или заданной концентрации ила в аэро-тенке, то есть он также является фактором стабилизации массовой нагрузки. Кроме этого, стабилизирование значений концентрации ила в аэротенке обусловливает стабильность потребления кислорода активным илом, и это можно контролировать по равновесной концентрации кислорода, то есть управлять процессом очистки методами дублирования систем контроля, что повысит надежность работы сооружений.

Время регенерации ила обеспечивает заданную степень (скорость) переработки органических загрязнений, что регламентируется СНиП П-32-74 при расчете аэротенков с регенерацией. Величина времени регенерации ила оценивается совместно с величиной расхода избыточного ила, что дает возможность управлять возрастом ила, регулировать его седиментационную характеристику. Кроме того, этот регулируемый параметр определяет и напряженность процесса окисления (скорость дыхания), то есть связан с регулированием аэрационной системы. Роль процесса регенерации ила в аэротенках достаточно хорошо изучена, важность этого параметра общеизвестна, однако в практике эксплуатации очистных станций он зачастую принимается стабильным или регулируется стихийно.

Подача кислорода определяет, с одной стороны, необходимые условия протекания процесса заданной напряженности, а с другой — экономичность эксплуатационного режима.

Следует отметить, что практически все типовые проекты аэротенков коридорного типа и экспериментальные проекты новых видов аэрационных сооружений содержат конструктивные элементы, позволяющие регулировать некоторые параметры. Так, например, на всех сооружениях предусмотрены воздухоизмери-тельные диафрагмы, шиберы и лотки для изменения числа коридоров, выделяемых под регенераторы. Однако отсутствуют устройства для измерения расходов возвратного и избыточного ила.

Задачей правильной эксплуатации комплексов биохимической очистки сточных вод является правильное соотношение между контролируемыми величинами и регулируемыми параметрами с целью поддержания заданного эффекта очистки при изменениях исходных условий на очистной станции.

На рис. 7 представлена технологическая схема комплекса биохимической очистки с указанием контролируемых величин и регулируемых параметров в различных ее частях. Для контроля нагрузки на ил ls необходимо знать концентрацию загрязнений в сточной воде, поступающей на аэротенки, концентрацию активного ила в потоке возвратного ила (ВИ), обозначаемую SB и измеряемую по беззольной массе, и расход сточных вод QC.B. Для контроля скорости дыхания (скорости потребления кислорода) рк необходимо только специальное лабораторное оборудование. Седиментационные характеристики ила определяются по объемной концентрации за конкретное время осаждения (например, 5 мин) или выражаются понятием илового индекса, который хотя и более точен, но требует значительного времени для анализирования. Равновесную концентрацию кислорода определяют химическим методом (по Винклеру) или с помощью приборов, а концентрацию загрязнений — согласно действующим стандартным методикам по БПК и ХПК. Однако определение БПК дает результат через несколько суток, а это делает практически невозможным оперативный контроль за работой аэротенков. Поэтому рекомендуется при пусконаладочных работах регулярно в процессе эксплуатации находить корреляцию между БПКб, БПКполн и ХПК с целью оперативного контроля концентрации загрязнений по ХПК, определение которой занимает 2,5—3 ч. Одновременно проводится контроль и по перманганатной окисля-емости, которая обычно играет вспомогательную роль, но все же дает общее представление о загрязненности сточных вод в краткий срок (30—40 мин).

Для более точного, быстрого и непрерывного контроля концентрации загрязнений существует метод определения органического углерода в сточной жидкости. Большое значение имеет появление автоматических анализаторов углерода, позволяющих применять системы автоматического регулирования.

Высокие нагрузки на активный ил приводят к накоплению неокисленной органики в иловой смеси и угнетению жизнедеятельности ила. Следовательно, для компенсации повышения нагрузок необходимо более длительное время регенерации, в течение которого накопленная органика окисляется. Повышенные нагрузки приводят к увеличению скорости потребления кислорода и требуют увеличения его подачи, а низкие — к голоданию клеток, что снижает их способность к метаболизму органических веществ. Таким образом, для компенсации понижения нагрузок на ил необходимо меньшее время регенерации. Подачу кислорода в этом случае уменьшают вследствие уменьшения скорости его потребления.

Для расчетной модификации процесса очистки сточных вод активным илом существует диапазон оптимальных значений нагрузок. На практике диапазон расчетных значений концентрации загрязнений и расхода сточных вод редко имеет место, поэтому обеспечить расчетный диапазон нагрузок можно только регулированием количества активного ила, входящего в контакт с изменяющимся количеством загрязнений. Это осуществляется изменением степени рециркуляции, то есть расхода возвратного ила. С другой стороны, частично компенсировать колебания нагрузок можно изменением качественных показателей ила, выражающихся в скорости потребления кислорода и регулируемых путем изменения времени регенерации. Не изменяя степени рециркуляции, время регенерации можно изменить за счет схем аэротенков (рис. 18) с переменным объемом регенераторов.

Перекрытием ряда шиберов можно изменить время регенерации в очень широких пределах. Так, расход возвратного ила может составлять 0,25—0,75 расхода сточных вод (процент рециркуляции 25—75). Считая оптимальной скорость потребления кислорода для средненагруженных аэротенков 12—20 мг 02 на 1 г беззольной массы ила в 1 ч, можно выдерживать этот режим простым переключением шиберов, через которые впускают сточные воды.

Схема (рис. 19), предложенная американскими исследователями, позволяет осуществлять достаточно гибкое регулирование работы аэротенков, выполняемое как вручную, так и с использованием существующих типовых систем автоматизации. Регулирование производится на основании данных лабораторного контроля согласно существующим стандартным методикам.

Следует отметить, что эти величины приведены для аэротенков с отдельно стоящими отстойниками, работающими в диапазоне скоростей окисления (изъятия), согласно СНиП П-32-74.

Оптимальные значения этой величины в мг ХПК/г ила для различных модификаций процессов следующие: средненагру-женные — 100; контактно-стабилизационные — 90; процессы в аэротенках-осветлителях— 140.

Три контролируемые величины с тремя диапазонами значений каждая могут образовать 33 = 27 сочетаний (см. рис. 19). Естественно, что оптимум значений всех трех величин должен находиться посредине диапазона возможных сочетаний (режим 14, густая штриховка). К этому оптимуму режима эксплуатации следует стремиться при регулировании параметров аэротенков. Поскольку такая контролируемая величина, как нагрузка на ил, предопределяет весь процесс очистки, ее оптимальные значения также могут указывать на возможные режимы работы аэротенков, при которых следует корректировать только интенсивность аэрации и работу вторичных отстойников (удаление избыточного ила), (режимы 2, 8, 11, 17, 20 и 26, простая штриховка). Незаштрихованные строки схемы означают неблагоприятные режимы работы аэротенков, при которых процесс очистки может нарушиться, то есть привести к ухудшению эффекта очистки. В этих случаях необходима корректировка регулируемыми параметрами, как показано в правой части схемы.

В графе «Корректировка регулируемыми параметрами» приведены варианты действий по мере их значимости и влияния на контролируемые величины: если недостаточно 1-й коррекции, выполняется 2-я и в случае необходимости — 3-я. Виды операций указаны символами, а направления операций показаны стрелками: например, ВОИ (стрелка направлена вниз) означает, что нужно уменьшить время обработки ила (объем регенератора), ВИ f (стрелка направлена вверх), что необходимо увеличить расход возвратного ила, и т. д. Все операции корректировки процесса обеспечиваются тремя регулируемыми параметрами: временем регенерации (объемом регенератора), расходами возвратного и избыточного ила.

В графе «Последствия при отсутствии корректировки» показаны возможные нарушения процесса работы аэротенков, если не проводить корректировку при изменениях контролируемых величин.

Например, внезапное повышение нагрузок сдвинуло процесс из стабильного (проектного) режима 14 в режим 15. Если не корректировать процесс, то он может перейти в режим 18, в котором соответственно нагрузке увеличится и скорость потребления кислорода, то есть может возникнуть его дефицит выше расчетного значения, что, в свою очередь, приведет к вспуханию активного ила, и процесс перейдет в нежелательный режим 27. Корректировка увеличением расхода возвратного ила (режим 15) компенсирует увеличение количества поступающих загрязнений, так как сохранит заданную величину нагрузки на ил, и процес восстановится в режим 14.

Если процесс протекает стабильно, но произошло самоокисление или вспухание активного ила (режимы соответственно 6 и 23), то можно не производить корректировку, так как эти нарушения не носят угрожающего характера, хотя такие режимы нежелательны ввиду возможного выноса ила из вторичных отстойников. Процесс должен со временем стабилизироваться самопроизвольно, но если этого не произойдет, рекомендуется соответственно увеличить или уменьшить расход возвратного ила (графа 3).

Обычно в ходе эксплуатации аэротенков опасаются повышения нагрузок. Однако понижение их также является весьма неблагоприятным фактором, так как ил, стабильно работающий в режиме средних нагрузок, при дефиците питания изменяет скорость прироста, то есть возраст, к чему он не может быстро адаптироваться.

Например, если процесс перешел в режим 13, то без корректировки уменьшится скорость потребления кислорода и он далее перейдет в режим 10. Этот режим тоже неустойчив, так как ил подвергается самоокислению, хлопья становятся более тяжелыми и мелкими, вследствие чего ухудшаются их седиментаци-онные свойства (хотя улучшается способность к уплотнению) и начинается вынос ила. Процесс переходит в режим 1, являющийся нежелательным. Корректировка режима 13 уменьшением расхода возвратного ила повысит нагрузку на ил и стабилизирует процесс опять в режиме 14. Если корректировка запоздает и процесс перейдет в режим 10 или 1, придется выполнять более сложную работу: уменьшить расход возвратного ила и объем регенератора или (в режиме 1) уменьшить объем регенератора, увеличить расход возвратного ила и увеличить удаление избыточного ила, чтобы сделать его более «молодым» (уменьшить возраст).

Представленная схема охватывает общие правила регулирования работы аэротенков в ходе их эксплуатации по минимальному числу контролируемых величин и регулируемых параметров. В каждом отдельном случае в ходе пусконаладочных работ составляют на основе рекомендованной схемы подробные инструкции применительно к конкретной модификации процесса и типу аэротенков.

Эта схема может стать основой и для разработки АСУ для очистных станций канализации.

Для правильного регулирования работы аэротенков недостаточно только сведений о контролируемых величинах. Рекомендуется осуществлять их количественную оценку во взаимосвязи друг с другом. Нагрузка на ил как главная контролируемая величина оказывает влияние не только на скорость потребления кислорода и седиментационные характеристики ила, но и на величину регулируемых параметров: подачу кислорода, расход избыточного ила и возраст ила. Это влияние выражается, в частности, в том, что при различных нагрузках на ил будут различными: отношение максимальной скорости переноса кислорода к скорости его потребления, удельный прирост ила относительно единицы величины снятой БПК, а также относительный прирост ила (в проц. от его количества в системе).

Возраст ила в этом случае должен быть в пределах 3—7 суток. В СНиП П-32-74 приведены аналогичные данные для проектирования. Представленные данные позволяют эксплуатационникам варьировать режимы работы аэротенков при отклонениях параметров процесса от проектного значения. Это особенно важно для регулирования работы новых высокопроизводительных аэрационных сооружений, параметры которых не указаны в СНиП.

Комбинированные аэрационные сооружения

Под комбинированными сооружениями подразумеваются а: ротенки-отстойники и аэротенки-осветлители, имеющие внутренюю гидравлическую связь. Оба эти типа сооружений работак со взвешенным (псевдоожиженным) слоем активного ила и вну-ренней циркуляцией между зонами аэрации и разделения илово смеси. Различие, которое должны хорошо представлять себе Э1 сплуатационники, заключается в том, что в аэротенках-отстойю ках взвешенный слой ила образуется за счет действия расход сточных вод, а в аэротенках-осветлителях — за счет энергии ре циркулирующего потока. При этом главную роль играет степен рециркуляции иловой смеси, пределы которой обусловлены кон струкцией сооружений. В аэротенках-отстойниках самопроиэ вольная рециркуляция невысокая. В аэроакселаторах она не пре вышает 300%, а в сооружениях конструкций АКХ им. К. Д. Пам филова еще ниже. Поэтому в них предусмотрена перекачк; возвратного ила эрлифтами. В аэротенках-осветлителях степень рециркуляции составляет 700—1500%, что в 7—15 раз выше расхода сточных вод.

Для регулирования работы аэротенков-отстойников и аэро тенков-осветлителей большое значение имеет гидравлическая на грузка на взвешенный слой.

Управление работой комбинированных аэрационных сооруже ний заключается в поддержании концентрации активного ила вс взвешенном слое соответственно гидравлической нагрузке с учетом величины илового индекса. В зависимости от гидравлической нагрузки таким образом можно определить расход избыточного ила.

Регулирование работы аэротенков-осветлителей проводят аналогичным образом, увязывая с корректировкой по степени рециркуляции. На рис. 24 представлена зависимость концентрации ила по сухому веществу от гидравлической нагрузки на взвешенный слой при различной степени рециркуляции и величина илового индекса 100 см3/г. Для других значений илового индекса расчет рабочего режима нужно производить по графику на рис. 23 согласно приведенному примеру, но скорректировать рабочую концентрацию ила с учетом изменения рециркуляции по зависимости на рис. 24.

Регулирование степени рециркуляции в комбинированных аэрационных сооружениях производится с помощью шиберов на переливных окнах в перегородках в верхней части зон дегазации. Рециркуляционный расход рекомендуется измерять с помощью импульсного введения раствора соли в сечение рециркуляционного потока, расположенного в нижней части зон осветления (в щели) и фиксации его солемером в месте выхода потока у кромки зуба. Зная длину зуба (путь), сечение щели и время прохода потока, вычисляют рециркуляционный расход.

Уровень поверхности взвешенного слоя активного ила в нормальном режиме эксплуатации должен находиться на уровне нижней кромки перегородки, отделяющей зону дегазации от зоны осветления (отстаивания). В аэротенках-осветлителях допускается подъем уровня взвешенного слоя при его расширении в пределах защитной зоны до отметки 0,5 м от поверхности осветленной воды, но только в часы максимального притока. При таком предельном расширении взвешенного слоя производят регулировку путем сброса избыточного ила согласно приведенному оперативному расчету, выясняют причину расширения слоя и устраняют ее.

Для продувания нижней щели в аэротенках-осветлителях предусмотрены специальные аэраторы крупнопузырчатого типа, управление которыми вынесено к распределительному воздушному коллектору вверху над зоной аэрации. Процесс продувания длится 20—30 мин. Рекомендуется продувать щель периодически, один раз в сутки, даже при отсутствии видимых засорений. Это обеспечит удаление ила, отлагающегося в неровностях строительных конструкций в нижней части зон осветления.

Вспухание ила можно устранить кратковременным подщела-чиванием среды. Для этого нужно убедиться, что вспухание обусловлено развитием нитчатых бактерий. Затем отключают одну секцию сооружения, воздух продолжает подаваться, и в рецирку-лирующую иловую смесь постепенно вводят 10—15%-ный раствор щелочи (можно вводить раствор соды или извести) до тех пор, пока рН не достигнет значения 10—11; далее аэротенк работает в замкнутом режиме с интенсивной рециркуляцией в течение 1 —1,5 суток, после чего можно подать небольшой расход сточной жидкости, с тем чтобы в течение 5—6 суток рН среды был около 8,5—9. В последующие 7—8 суток расход повышают до расчетного.

Если причиной вспухания ила является чрезмерный дефицит кислорода или биогенных элементов, необходимо привести эти параметры в соответствие с расчетными.

Если вспухание ила произошло из-за поступления со сточной жидкостью токсичных веществ, рекомендуется удалить такое количество избыточного ила, чтобы его концентрация упала не ниже 2 г/л. Затем аэротенки-осветлители или аэротенки-отстойни-ки должны эксплуатироваться в режиме повышенных нагрузок, но не более 1,5 г БПКб/г в сутки в течение периода, пока за счет повышенного прироста ила не обновится его состав, а концентрация достигнет расчетной величины.

Комбинированные аэрационные сооружения работают с большей производительностью, чем аэротенки с отдельными вторичными отстойниками. Это обусловлено тем, что геометрическая форма их обеспечивает лучшие условия контактирования активного ила с загрязнениями и растворенным кислородом. Поэтому в ходе эксплуатации комбинированных сооружений рекомендуется в начальный период проверить, нет ли отложений ила в отдельных местах зон аэрации и разделения иловой смеси. Такие явления могут быть из-за некачественного выполнения строительных работ или неравномерного распределения воздуха по длине сооружения и между его частями. Нужно устранить замеченные дефекты, так как они нарушают гидродинамические условия работы сооружений и не дают возможности использовать преимущества их геометрической формы. В случаях уменьшения концентрации растворенного кислорода необходимо увеличить подачу воздуха.

Следует учитывать, что такой регулируемый параметр, как подача воздуха, в комбинированных сооружениях влияет одновременно на концентрацию растворенного кислорода и степень рециркуляции (на условия массообмена и разделения иловой смеси). Поэтому регулировать кислородный режим в комбинированных аэрационных сооружениях с помощью этого параметра нужно осторожно, проверяя величину степени рециркуляции замерами расхода и регулируя его шиберами.

Предел степени рециркуляции в аэротенках-отстойниках — 500%, в аэротенках-осветлителях — 2500%. При повышении возможен вынос взвешенного слоя активного ила, т. е. полное нарушение эксплуатационного режима.

Аэротенки со ступенчатой схемой очистки

Аэротенки со ступенчатой схемой эксплуатируются в режимах, соответствующих концентрации и составу поступающих загрязнений и поставленной в проекте технологической задаче. Если ступенчатая схема аэротенков предусмотрена проектом с целью эффективной очистки высококонцентрированных сточных вод, то основным критерием регулирования является качество очищенной воды. При наличии в сточной жидкости загрязнений, окисляющихся с различной скоростью, критерием регулирования является остаточная концентрация вида загрязнений (субстрата), окисляющихся с наименьшей скоростью. Если схема предусмотрена с целью минерализации ила на последней ступени, критерием регулирования является минимум прироста ила и его конечная зольность.

Главное технологическое требование, необходимое для правильного функционирования ступенчатой схемы аэротенков,— это поддержание специфического состава активного ила на каждой ступени.

Таким образом, регулирование двухступенчатой схемы аэротенков производят в целом так же, как и одноступенчатой, причем в качестве главной контролируемой величины принимают приведенную нагрузку на ил. Каждая ступень регулируется в своем диапазоне оптимальных нагрузок, но регулировка параметров аэротенков второй ступени полностью зависит от работы аэротенков первой ступени. Соблюдение рабочих нагрузок на ил в пределах каждой ступени не является таким непременным условием, как в одноступенчатых аэротенках, а корректируется в зависимости от изменения концентраций загрязнений сточной жидкости. Если концентрация понижается на определенное время и это понижение остается устойчивым, первая ступень может обеспечить полный или почти полный эффект очистки, что в условиях двухступенчатой схемы не является благоприятным, так как для активного ила второй ступени может не хватать питания. В таком случае рекомендуется уменьшить количество рабочих секций первой ступени на столько, чтобы концентрация загрязнений в сточной воде, поступающей во вторую ступень, обеспечила оптимальную для нее нагрузку на ил. Хотя вторая ступень полностью зависит от работы первой ступени, она определяет устойчивость технологического процесса в целом. Даже если понижение концентрации будет таким, что потребуется временно перевести аэротенки на одноступенчатую схему работы, то аэротенки второй ступени нужно оставить действующими. При повышении концентрации загрязнений их включают в работу с использованием активного ила, удаляемого в качестве избыточного из аэротенков второй ступени.

Ступенчатая схема аэротенков, предназначенная для очистки городских сточных вод с большой долей промышленных стоков, должна обеспечивать полную биохимическую очистку при максимуме сброса трудноокисляемых загрязнений, на что и рассчитывается. Поэтому регулирование такой схемы не представляет сложности.

Ступенчатая схема аэротенков, предназначенная для станции с минимумом прироста ила, также эксплуатируется легко, потому что выбранный критерий сопровождается общей низкой нагрузкой на ил, при которой эффект снижения БПК высок. Регулирование схемы в ходе ее эксплуатации заключается в том, что при повышении органических нагрузок и снижении зольности ила весь избыточный ил, удаляемый в этом случае только из последней ступени, направляется временно обратно в первую ступень. Таким образом, в период перегрузок произойдет накопление и минерализация иловой массы. При понижении нагрузок избыточный ил следует удалить, так как он минерализован. Концентрация оставшегося ила должна обеспечить расчетные нагрузки на ступени, характерные для модификации ступенчатой схемы аэротенков.

Аэрационное оборудование

Эксплуатация оборудования систем пневматической аэрации состоит в обслуживании воздуходувных агрегатов, устройств для очистки воздуха, воздухораспределительных систем и собственно аэраторов, диспергирующих воздух в иловой смеси и сточной жидкости. Кроме этого, операторы и машинисты на воздуходувных станциях должны координировать свою работу с операторами аэротенков, которые регулируют подачу воздуха.

Воздухозаборные шахты и трубы должны осматриваться ежедневно, чтобы не допустить случайного попадания посторонних предметов, животных и птиц на фильтры. Периодически один раз в месяц фильтры промывают горячим содовым раствором (60— 70 °С) и заправляют веретенным маслом согласно паспорту на фильтры. Во время этих операций включают в работу резервные панели фильтров. Подавать воздух, минуя фильтры, не разрешается, так как это способствует засорению пористых аэраторов, прочистка которых очень сложная.

На воздуходувках регулярно в течение смены контролируют температуру подаваемого воздуха, подшипников и охлаждающей воды, давление воздуха на всасывание и на напорной линии, давление в системе смазки, количество воды, расходуемой на охлаждение подшипников, уровень или наличие смазки подшипников. Количество подаваемого воздуха производится с пересчетом на температуру 20 °С и давление 760 мм рт. ст.

Эксплуатация оборудования систем механической аэрации состоит в поддержании работоспособности аэраторов. Регулирование аэротенков с механической аэрацией по подаче кислорода осуществляется включением и выключением части их или по возможности изменением частоты вращения и глубины погружения рабочих органов.

Для сохранения механических аэраторов в исправности нужна надежная работа средств защиты электродвигателей — тепловых реле, сигнализации и т. д. Тепловые реле на щитах управления аэраторами должны быть рассчитаны на предельный ток, указанный в паспорте аэратора, что строго соблюдается.

Ежедневно следует проверять температуру двигателей, подшипников, наличие смазки всех движущихся частей, уровень масла в редукторах, а периодически один раз в месяц — сопротивление обмоток двигателей согласно паспортным данным. При необходимости их направляют на сушку или перемотку.

Не допускается работа электродвигателей со сломанными лопатками охлаждающих вентиляционных устройств или со смятыми защитными крышками, ограждающими эти устройства.

Один раз в неделю рекомендуется проверять центровку муфт цилиндрических аэраторов, даже если нет видимых нарушений их работы. Ограждения муфт должны быть всегда в исправном состоянии, а после осмотров и технического обслуживания установлены на место.

Роторные аэраторы с цепными передачами работают устойчиво, если цепи нормально натянуты, а плоскости ведущей и ведомой звездочек совпадают по вертикали. Поэтому необходимо ежедневно проверять натяжение цепей и состояние их смазки, а также следить за положением звездочек. При износе зубьев звездочек появляется стук и рывки цепи; нельзя допускать такого режима работы цепной передачи, нужно немедленно сменить изношенную звездочку.

Подшипники роторных аэраторов работают нормально и отработают положенный им ресурс, если они заполнены смазкой согласно паспорту и эту смазку своевременно контролируют, дополняют и заменяют, а также если рабочий орган — ротор хорошо сбалансирован. При дебалансе ротора работа аэратора совершенно недопустима. Дебаланс, даже если его не было при пуске аэратора, может появиться вследствие ослабления крепления лопаток к валу ротора или срыва нескольких лопаток. Поэтому состояние крепления лопаток должно контролироваться регулярно один раз в 3—4 дня.

В турбинных аэраторах проверяют узел уплотнения сальника в месте выхода вала из планетарного редуктора. Течи масла могут появиться вследствие ослабления пружины сальника или неравномерного износа прижимной шайбы. Этот узел рекомендуется подвергать осмотру регулярно один раз в неделю и ежемесячно проводить профилактическую ревизию. При капитальном ремонте детали узла уплотнения вала заменяют новыми.

Возможны срезывания шпилек продольно-свертных муфт турбоаэраторов вследствие разбалансирования вала. Рекомендуется один раз в 2—3 дня проводить осмотры муфт, подтяжку шпилек и ежемесячно проверять, нет ли дебаланса вала. Опорный подшипниковый узел в верхней части вала ежедневно проверяют на наличие смазки и отсутствие посторонних шумов.

Импеллерные аэраторы, не имеющие передач вращения от двигателя к валу, работают наиболее устойчиво, но в ходе их эксплуатации нужно регулярно контролировать смазку подшипников, особенно нижнего. Периодически один раз в месяц аэратор извлекают из жидкости и проверяют крепление турбинки стопорной гайкой, которая не должна отходить или ослабиться.

Часть 2

Аэротенки представляют собой длинные железобетонные или бетонные прямоугольного сечения резервуары (глубиной Я от 2 до 5 м и шириной В до 2Н), через которые медленно протекает смесь аэрируемого так называемого активного ила с предварительно отстоенной сточной водой. Активный ил — это хлопья ила, богато заселенные микроорганизмами-минерализаторами (зоогелями), которые адсорбируют на своей поверхности и окисляют в присутствии кислорода воздуха органические вещества, имеющиеся в очищаемой сточной воде. Смесь сточной жидкости с активным илом должна аэрироваться на всем протяжении аэротенка. Это необходимо не только для обеспечения микроор-ганизмов-минерализаторов достаточным количеством кислорода воздуха, но и для поддержания ила во взвешенном состоянии. Кислород нагнетается в аэротенк с воздухом при помощи воздуходувок или засасывается из атмосферы при сильном перемешивании и взбалтывании содержимого аэротенка. Отличительной особенностью аэротенка как сооружения биологической очистки является возможность регулировки процесса очистки с доведением ее до необходимой по местным условиям степени. Чем длительнее процессы аэрации, чем больше воздуха и активного ила, тем лучше достигается очистка воды.

В зависимости от местных условий аэротенки проектируют либо на полную биологическую очистку, либо на частичную очистку.

На рис. 1 представлена схема работы аэротенков на полную очистку. Прошедшая аэротенк сточная вода совместно с активным илом поступает во вторичный отстойник, где происходит отделение активного ила от очищенной сточной воды. Отделенный активный ил снова перекачивается в канал перед аэротец ком для дальнейшего использования. Этот ил называется цирку, ляционным. Однако в процессе окисления им органического ее щества количество ила в связи с ростом микроорганизмов не прерывно возрастает, часть ила приходится все время удалять Последующая обработка излишнего ила производится в ссору жениях по обработке ила из первичных отстойников. При полной-очистке окисление органического вещества происходит почти полностью, БПК снижается практически до 10-15 мг/л.

Процесс биохимического окисления органических веществ идет в две фазы. В первой происходят адсорбция органических веществ активным илом и окисление легко окисляющейся их части, в результате чего БПК сточной жидкости быстро падает. На этой стадии процесса обычно весь поступающий кислород потребляется органическим веществом. Во второй фазе происходит восстановление сорбирующей способности активного ила, т.е. окисление адсорбированных активным илом органических веществ, окисление медленно окисляющихся растворенных веществ, оставшихся в жидкости, и начало нитрификации аммонийных солей. Поступающий кислород обычно потребляется медленнее, поэтому к концу процесса количество его в очищенной жидкости обычно увеличивается. Наглядное представление о скорости окисления органических веществ и ходе потребления кислорода в аэротенке дает график, полученный проф. Н. А. Базякиной для хозяйственно-фекальных сточных вод при БПК2о=165 и концентрации ила 1,3 г/л (рис. 2).

Уже сам ход потребления кислорода во времени при’ биохимическом окислении в аэротенке указывает на возможность разделения сооружения на две части в соответствии с фазами окисления. Если, например, по местным санитарным условиям сточная жидкость может быть спущена в водоем без полной ее очистки, то можно устроить аэротенки на продолжительность пребывания в них воды в соответствии с первой фазой окисления. Такой аэротенк будет очищать сточную жидкость только частично Схема работы аэротенка на частичную очистку представлена на рис. 3.

При частичной очистке сточной жидкости восстановление сорбирующей способности активного ила производится путем дополнительной аэрации в устраиваемых для этой цели резервуарах, носящих название регенераторов.

Как видно из рассмотренных схем, в установках с аэротенками требуются следующие подсобные сооружения: воздуходувная станция, иловая насосная станция, вторичный отстойник и илоуплотните-ли, а также соответствующие коммуникации — трубопроводы для подачи воздуха и илопроводы для перекачки ила.

Кроме указанных схем очистки сточных вод на аэротенках, могут быть применены и другие. Для очистки производственных сточных вод проф. Н. А. Базякиной предложен так называемый аэротенк-смеситель (рис. 4). Сущность способа состоит в том, что сточная вода подается в аэротенк рассредоточение по длине. Этим приемом достигается наилучшее использование кислорода, потребляемого с большой активностью вновь вводимыми порциями сточной воды.

Аэротенки применяют для биологической очистки как производственных, так и хозяйственно-фекальных вод. Наиболеее целесообразно их применение для средних и крупных установок биологической очистки сточных вод. Глубокие исследования работы этих сооружений были проведены советскими учеными профессорами С. Н. Строгановым, Н. А. Базякиной и К. П. Король.

Для расчета аэротенков необходимо знать величину К — коэффициента использования воздуха. Конкретная величина этого коэффициента зависит от конструкции аэротенков, состава и концентрации сточной воды, количества активного ила в аэро-тенке и других причин. В среднем можно принимать, что при распределении воздуха фильтросами /(=10-12 г/ж3, при распределении дырчатыми трубами К = 5-г-6 г/ж3 (см. стр. 473).

Назначение величины интенсивности аэрации диктуется условиями насыщения кислородом смеси сточной воды и активного ила, а также необходимостью тщательного перемешивания и поддержания ила во взвешенном состоянии. В случае полной биологической очистки нормы рекомендуют назначать интенсивность аэрации в зависимости от начальной и конечной БПК по табл. 29.

Однако опыт работы некоторых станций аэрации показывает, что нормальная их работа обеспечивается и при меньших интенсивностях (1,5-2,3 м3/м2час), чем рекомендуется нормами.

Следует иметь в виду, что от назначения той или другой интенсивности зависит стоимость всего сооружения. Чем меньше интенсивность аэрации, тем больше должны быть размеры сооружения, а следовательно, тем выше его стоимость и меньше эксплуатационные затраты на дутье, и наоборот. Поэтому выбор

Обычно воздух в дырчатые трубы или на фильтросные пластины поступает из стояков, которые отходят от основного магистрального воздухопровода, располагаемого на продольной стенке аэротенка.

Дырчатые трубы помещаются с одной стороны аэротенка. Отверстия в них диаметром 2-2,5 мм расположены на расстоянии 10-15 мм друг от друга.

Более целесообразно применение фильтросных пластинок, так как в этом случае поступающий воздух распыляется на мелкие пузырьки, что увеличивает равномерность распределения и коэффициент использования воздуха.

Фильтросы располагают в один или несколько рядов обычно с. одной стороны аэротенка. Однако проведенные в Советском Союзе исследования показали возможность и целесообразность двустороннего расположения фильтровое

Фильтросы заделывают или в общий подфильтросный канал, устраиваемый в полу аэротенка, или в специальные съемные ящики.

Практика эксплуатации действующих станций показывает, что фильтросы лучше заделывать в общий подфильтросный канал, разделенный перегородками на отдельные секции. Подачу воздуха в канал можно осуществлять по стоякам, обслуживающим подфильтросный канал. Один стояк может обслужить 20- 40 м длины подфильтросного канала.

Фильтросное распределение воздуха в 2-2,5 раза увеличивает коэффициент использования воздуха. Однако и этот способ имеет недостатки. Фильтросные пластины при кустарном изготовлении имеют отверстия разных размеров, вследствие чего воздух распределяется через них иногда неравномерно.

Фильтросные пластины можно регенерировать. Регенерацию их производят обычно на месте, без снятия с канала. Правилами техники эксплуатации канализации очистку фильтросных пластин рекомендуется производить металлическими щетками с промывкой их 30%-ным раствором соляной кислоты.

На рис. 6 представлены план и поперечный разрез аэротец. ков Люблинской станции аэрации. В аэротенках осуществляет полная биологическая очистка. Стены и днище выполнены из железобетона. Размеры аэротенков: ширина 7,3 м, высота от 3,5 до 3,6 м, длина 100 м. На станции установлено 40 аэротещ. ков. Каждый аэротенк представляет собой самостоятельную секцию (отделение), не разделенную на коридоры.

Вода подводится к аэротенкам обычно через распределительный канал, идущий вдоль торцовых стенок аэротенков, а отводится через сборный отводный канал, размещенный с другой стороны. Впуск в аэротенк воды осуществляется через затопленное отверстие, а выпуск воды в отводной канал — через незатопленное. Оба отверстия перекрыты щитами.

К такому же типу принадлежат аэротенки Курьяновской станции аэрации, запроектированные и построенные на полную биологическую очистку. Ширина отделения принята 7 м, глубина 4,3 м, длина 133 м.

Кроме описанных, существуют и другие конструкции аэротенков, но они распространения в отечественной практике не получили.

При проектировании аэротенков необходимо производить расчет воздуховодов и подбирать компрессор или воздуходувки в соответствии с расходом воздуха и необходимым давлением.

Расчет воздуховодов состоит в подборе диаметров труб и определении потерь напора в них. Выбор диаметра трубопроводов производится в соответствии с оптимальными (экономически) скоростями. Скорость движения воздуха обычно принимают в общем и распределительном воздуховодах 10-15 м/сек, в воздуховодах небольшого диаметра, подающих воздух в лоток под фильтросы, — 4-5 м/сек.

Очистка сточных вод - Аэротенки

Разделы

Содержание блога

• Сделай сам
• Разные вещи
• Обстановка дома
• Садовые мелочи
• Идеи дизайнеров
• Архитектурные фантазии
• Вторая жизнь вещей

Содержание сайта.

• Блог
• Статьи
• Вопросы и ответы
• Поиск по сайту

Другое

Статьи по теме "Очистка сточных вод"

• Эксплуатация канализационных сетей и очистных сооружений
  Сточные воды от мясокомбинатов
  Cточные воды от заводов черной металлургии
  Химические методы очистки производственных сточных вод
  Физико-химические методы очистки производственных сточных вод
  
  
  
  Остались вопросы по теме - "Аэротенки", задайте их на форуме.
  
  
  

  Реклама

  
  
  
  
  
  Зарядные устройства - posty.ru