9 Сооружения для биологической очистки сточных вод

Преаэраторы и биокоагуляторы следует применять:

• для снижения содержания загрязняющих веществ в отстоенных сточных водах сверх обеспечиваемого первичными отстойниками;

• для извлечения (за счет сорбции) ионов тяжелых металлов и других загрязняющих веществ, неблагоприятно влияющих на процесс биологической очистки.

Преаэраторы надлежит предусматривать перед первичными отстойниками в виде отдельных пристроенных или встроенных сооружений, биокоагуляторы – в виде со­оружений, совмещенных с вертикальными отстойниками. Преаэраторы следует приме­нять на станциях очистки с аэротенками, биокоагуляторы – на станциях очистки как с аэротенками, так и с биологическими фильтрами.

9.1 Биологические фильтры (капельные и высоконагружаемые) надлежит применять для биологической очистки сточных вод. Биологические фильтры для очистки произ­водственных сточных вод допускается применять как основные сооружения при одно­ступенчатой схеме очистки или в качестве сооружений первой или второй ступени при двухступенчатой схеме биологической очистки. Биологические фильтры следует проек­тировать в виде резервуаров со сплошными стенками и двойным дном: нижним – сплошным, а верхним – решетчатым (колосниковая решетка) для поддержания загруз­ки. При этом необходимо принимать: высоту междудонного пространства – не менее 0,6 м; уклон нижнего днища к сборным лоткам – не менее 0,01; продольный уклон сборных лотков – по конструктивным соображениям, но не менее 0,005.

В качестве загрузочного материала для биофильтров следует применить щебень или гальку прочных горных пород, керамзит, а также пластмассы, способные выдержать температуру от 6 до 30 С без потери прочности. Все применяемые для загрузки естественные и искусственные материалы, за исключением пластмасс, должны выдерживать:

• давление не менее 0,1 МПа (1 кгс/см²) при насыпной плотности до 1000 кг/м³;

• не менее чем пятикратную пропитку насыщенным раствором сернокислого натрия;

• не менее 10 циклов испытаний на морозостойкость;

• кипячение в течение 1 ч в 5 %-ном растворе соляной кислоты, масса которой должна превышать массу испытуемого материала в 3 раза.

После испытаний загрузочный материал не должен иметь заметных повреждений и его масса не должна уменьшаться более чем на 10 % первоначальной.

Дисковые погружные биофильтры

Состоят из дисков диаметром 1 – 5 м, собираемых в пакеты по 30 – 180 штук и закрепляемых на горизонтальном валу.

Рисунок 34 – Схема дискового погружного биофильтра

1 - подача сточных вод; 2...5 - первая, вторая, третья и четвертая ступени био­фильтра; 6 – выпуск очищенных сточных вод

Диски выполняются из металла, пластмасс, асбестоцемента, тканей; их тол­щина 1–10 мм. Частота вращения вала составляет 1–50 об/мин. На поверхности дисков образуется биопленка, сходная по видовому составу с биопленкой био­фильтров. На погруженной в стоки части диска происходит сорбция загрязнений из жидкости, затем при повороте диска эти загрязнения окисляются на воздухе. Часть биопленки отрывается от поверхности и находится в обрабатываемой жид­кости во взвешенном состоянии аналогично хлопьям активного ила. Поэтому процессы окисления осуществляются как биопленкой, так и активным илом. На­грузка по БПК_ПОЛН на 1 м² поверхности дисков - до 200 г/сут, эффективность очи­стки – 50–98%. Время пребывания сточных вод в резервуаре не превышает 3 ч. Производительность - до 1000 м³/сут.

9.2 Аэротенки – сооружения, в которых очистка сточных вод осуществляется активным илом, представляющим собой суспензию из хлопьевидных скоплений аэробных микроорганизмов. Поступающие на очистку в аэротенк сточные воды смешиваются в нем с активным илом. Образующаяся смесь непрерывно насыщается воздухом, благодаря чему активный ил поддерживается во взвешенном состоянии и снабжается кислородом, необходимым для жизнедеятельности микроорганиз­мов. После смешения сточной воды с активным илом на поверхности его происходит сорбция органических примесей и разложение органических веществ микроорганизмами. Эффектив­ность очистки воды в аэротенках составляет 80 – 85 %.

Аэротенки различных типов следует применять для биологической очистки город­ских и производственных сточных вод. Аэротенки, действующие по принципу вытесни­телей, следует применять при отсутствии залповых поступлений токсичных веществ, а также на второй ступени двухступенчатых схем. Комбинированные сооружения типа аэротенков-отстойников (аэроакселераторы, окситенки, флототенки, аэротенки-осветлители и др.) при обосновании допускается применять на любой ступени биологи­ческой очистки. Регенерацию активного ила необходимо предусматривать при БПК_ПОЛН поступающей в аэротенки воды свыше 150 мг/л, а также при наличии в воде вредных производственных примесей.

Вместимость аэротенков необходимо определять по среднечасовому поступлению воды за период аэрации в часы максимального притока. Расход циркулирующего актив­ного ила при расчете вместимости аэротенков без регенераторов и вторичных отстойни­ков не учитывается. Для аэротенков и регенераторов надлежит принимать: число секций - не менее двух; рабочую глубину - 3-6 м, свыше - при обосновании; отношение ширины коридора к рабочей глубине - от 1:1 до 2:1.

Аэротенки - смесители без регенераторов

Сооружения этого типа целесообразно применять для очистки производственных сточных вод при относительно небольших колебаниях их состава и присутствии в воде преимущественно растворенных органических веществ, например на второй ступени биологической очистки сточных вод и системы канализации нефтеперерабатывающих заводов.

Аэротенки-смесители с генераторами

Эти сооружения применяются для очистки производственных сточных вод со значительными колебаниями состава и расхода стоков и присутствии в них эмульгированных и биологически трудноокисляемых компонентов, например, при очистке сточных вод 1 ступени второй системы канализации ППЗ.

Аэротенки-вытеснители с регенераторами

Сооружения этого типа применяются для очистки городских сточных вод и близких к ним по составу промышленных при незначительных колебаниях в составе и расходе.

Аэротенки-вытеснители без регенераторов

Сооружения этого типа рекомендуется применять для очистки городских и близких к ним по составу производственных сточных вод с БПК_полн не более 150 мг/л, либо на второй ступени биологической очистки.

Окситенки представляют собой комбинированные сооружения, в конструкции которых предусмотрены зоны окисления и илоотделения, сообщающиеся между собой с помощью циркуляционных окон и щелей. Зона окисления оборудуется механическим аэратором, системой автоматической подпитки кислорода и стабилизации кислородного режима (рисунок 16). Окситенки работают в режиме реактора-смесителя. Они могут применяться для полной и неполной очистки городских и производственных сточных вод.

Рисунок 35 – Схема окситенка

1 - резервуар; 2 - полупогружная перегородка; 3 - корпус зоны реакции, 4 - кислородопровод. 5 - механический аэратор; 6 - стояк сброса газа; 7 - привод илоскреба, 8 - кислородный датчик; 9 - зона илоотделения; 10 - решетка илоскреба; 11 - водослив водосборного лотка; 12 - донная циркуляционная щель; 13 - подводящий дюкер; 14 - циркуляционные окна

Окситенки рекомендуется применять при условии подачи технического кислорода от кислородных установок промышленных предприятий. Допускается применение их и при строительстве кислородной станции в составе очистных сооружений.

Окситенки должны быть оборудованы механическими аэраторами, легким герметичным перекрытием, системой автоматической подпитки кислорода и продувки газовой фазы, что должно обеспечивать эффективность использования кислорода 90 %.