52. Биологические методы очистки сточных вод (аэротенки, окситенки, поля фильтрации, биопруды.Утилизация осадков бос).

Аэротенкииспользуют для полной или частичной очистки многих видов производственных сточных вод.Различаютаэротенки-вытеснители, аэротенки-смесители и аэротенки про­межуточного типа.

Очистка сточной воды в аэротенках осуществляется следующим об­разом. Вода после механической очистки смешивается с циркулирующим активным илом и, пройдя через аэротенк, поступает во вторичный от­стойник. За это время основная масса органических загрязнений перера­батывается (окисляется) активным илом. Важнейшим конструктивным элементом каждого аэротенка является система аэрации, насыщающая обрабатываемую воду кислородом, поддерживающая активный ил во взвешенном состоянии и обеспечивающая постоянное перемешивание сточной воды с илом. Осев­ший на дно отстойника ил (сырой осадок) отводится в специальный ре­зервуар, а очищенная сточная вода поступает на дальнейшую доочистку или дезинфицируется перед сбросом в водоприёмник.

Обычно продолжительность обработки сточной воды в аэротенке со­ставляет 6 ÷ 12 ч в зависимости от состава загрязнений.

Окситенки - это сооружения биологической очистки, в которых вме­сто воздуха используется технический кислород или воздух, обогащен­ный кислородом, принцип их работы аналогичен аэротенкам.

Основным отличием окситенка от аэротенка, работающего на атмо­сферном воздухе, является повышенная концентрация ила.

Конструктивно окситенк представляет собой резервуар с цилиндрической перегородкой, которая отделяет зону аэра­ции от зоны илоотделения. В средней части цилиндрической перегородки прорезаны окна для перемещения иловой смеси из зоны аэрации в илоотделитель, в нижней части - для поступления возвратного ила в зону аэра­ции. В зону аэрации с помощью турбоаэратора подается кислород.

Сточная вода поступает в зону аэрации по трубе. Под воздействием скоростного напора, иловая смесь через окна поступает в илоотделитель, в котором жидкость движется по ок­ружности, при этом происходит интенсивное отделение и уплотнение ила. Очищенная вода проходит через слой взвешенного.

Биологический метод очистки сточных вод применяется для очистки производственных и бытовых сточных вод от органических и неорганических загрязнителей. Данный процесс основан на способности некоторых микроорганизмов использовать загрязняющие сточные воды вещества для питания в процессе своей жизнедеятельно­сти. Основной процесс, протекающий при биологической очистке сточ­ных вод - это биологическое окисление. Очистку сточных вод проводят либо в аэробных (т.е. в присутствии растворённого в воде кислорода), либо - в анаэробных условиях. При очистке в анаэробных условиях сообщество микроорганизмов представ­лено только бактериями. Среди бактерий в очистных сооружениях сосу­ществуют гетеротрофы и автотрофы, которые различаются по своему от­ношению к источнику углеродного питания. Гетеротрофы используют в качестве источника углерода готовые органические вещества и перераба­тывают их для получения энергии и биосинтеза клетки. Автотрофные организмы потребляют для синтеза неорганический углерод, а энергию получают либо за счёт фотосинтеза, либо за счёт хемосинтеза при окис­лении ряда неорганических соединений.

К естественным методам биологической очистки сточных вод отно­сятся почвенные методы и очистка в биологических прудах.

В биологических прудах, которые представляют собой искусственно созданные водоёмы, для очистки сточных вод также используются есте­ственные процессы. Эти сооружения часто используются для доочистки сточных вод, прошедших биологическую обработку в аэротенках. Суще­ствуют биопруды как с естественной, так и с искусственной аэрацией.

В окислительных процессах, протекающих в биологических прудах, существенную роль играет водная растительность, которая способствует снижению концентрации биогенных элементов и регулирует кислород­ный режим водоёма. Сточные воды, обработанные в биологических прудах, рекомендует­ся дополнительно очищать в отстойных секциях. Для наиболее глубокой очистки стоков воду после биопрудов необходимо пропускать через пес­чаные фильтры.

К недостаткам указанных сооружений следует отнести низкую окис­лительную способность, сезонность работы, потребность в больших тер­риториях и др.

Биологические фильтры достаточно широко применяются для очист­ки бытовых и производственных сточных вод при их объёмном расходе до 30 тыс. м /сут. загрузочный материал состоит из гравия, керамзита, шла­ка или из пластмасс, керамики, металла, тканей и др.

Обработка осадков производственных сточных вод

Осадки, образующиеся в процессе очистки сточных вод, весьма раз­нообразны по физическим характеристикам и химическим свойствам.

Осадки обрабатывают с целью их превращения в безвредные вещества, не загрязняющие окружающую среду. В ряде слу­чаев осуществляется извлечение из осадков содержащихся в них ценных компонентов.

Основные процессы, применяемые для обработки осадков производственных сточных вод

Различные технологические схемы обработки осадков обычно вклю­чают стадию их уплотнения (сгущения). Для предотвращения загнивания осадков проводят их стабилизацию, после которой осадки либо захора­ниваются, либо поступают на утилизацию.

Стабилизация осадков также достигается при добавлении щелочей, при высушивании осадков или при введении ингибиторов хи­мического происхождения.

При кондиционировании осадков улучшаются их водоотдающие свойства за счёт изменения структуры осадков и форм связи воды, это приводит к достаточно эффективному обезвоживанию.

Термическая сушка является заключительным этапом обезвоживания осадков

Прошедшие термическую сушку осадки легко транспортируются и ути­лизируются.

Утилизацию осадков проводят с целью извлечения из них ценных компонентов, которые могут быть использованы в промышленности строительных материалов, в качестве кормовых продуктов, удобрений и др.

При переработке инертных осадков используются следующие техно­логические схемы:

1) уплотнение, кондиционирование, обезвоживание, утилизация;

2) уплотнение, стабилизация, кондиционирование, обезвоживание, утилизация;

3) уплотнение, стабилизация, утилизация и другие варианты.

Гравитационное уплотнение осадков

Наиболее простым методом уплотнения является гравитационное уп­лотнение, используя которое, уплотняют избыточный активный ил и сброженные осадки.

Флотационное уплотнение осадков

При флотационном способе скорость уплотнения осадка в 10 ÷ 15 раз больше, чем при гравитационном, а степень уплотнения выше. Кроме то­го, процесс флотационного уплотнения достаточно легко регулируется за счёт изменения технологических параметров. Применяют импеллерную флотацию, электро- и напорную флотацию, причём последняя получила наибольшее распространение.

Центробежное уплотнение осадков

Для центробежного уплотнения осадков используют центрифуги, гидроциклоны и сепараторы

Обезвоживание осадков

Сушка осадков на иловых площадках

Для обезвоживания осадков могут быть использованы процессы сушки осадков как на иловых площадках, так и при повышенных темпе­ратурах (термическая сушка), а также фильтрование и центрифугирова­ние.