8.3 Основні технологічні схеми очищення стічних вод в аеротенках
Аеротенки можуть бути одноступінчастими й двоступінчастими, при цьому в обох випадках їх застосовують як з регенерацією, так і без неї. Одноступінчасті аеротенки без регенерації застосовують при БПКповн стічної води не більше за 150 мг/л, з регенерацією – більше за 150 мг/л і при наявності шкідливих виробничих домішок. Двоступінчасті аеротенки застосовують при очищенні висококонцентрованих стічних вод.
Одноступінчаста схема без регенерації (рис. 8.4, а) – найпростіша технологічна схема очищення в аеротенках, застосовують при БПК <150 мг/л.
За цією схемою активний мул подається зосереджено разом зі стічною водою на вхід в аеротенк. Одержувана мулова суміш в умовах аерації протікає до виходу з аеротенка й далі на вторинний відстійник, де відбувається її поділ на очищену воду й активний мул. Активний мул далі розділяється на надлишковий і циркуляційний, останній повертається в аеротенк.
Рис. 8.4 – Основні технологічні схеми очищення стічних вод в аеротенках:
а – з одноступеневим аеротенком без регенерації; б – те ж, з регенерацією;
в – з двоступеневим аеротенком без регенерації; г – те ж, з регенерацією;
1 – подача неочищених стічних вод; 2 – аеротенк; 3 – випуск мулової суміші;
4 – відстійник; 5 – випуск очищених стічних вод; 6 – випуск відстояного активного мулу; 7 – мулова насосна станція; 8 – подача поворотного активного мулу; 9 – випуск надлишкового активного мулу; 10 – регенератор; 11 – випуск стічних вод після І ступеня очищення; 12 – аеротенк ІІ ступеня;
13 – регенератор ІІ ступеня
Особливістю одноступінчастої схеми очищення в аеротенках (рис. 8.4, а) є, по–перше, зниження навантаження на активний мул за довжиною аеротенка; по–друге, зниження потреби активного мулу в кисні за довжиною; по–третє, за гідравлічним режимом аеротенк є витиснювачем.
Модифікацією цієї схеми є застосування змінної подачі повітря за довжиною аеротенка, що відповідає кривій зниження БПК за довжиною. Інша модифікація полягає в застосуванні поздовжнього секціонування об’єму аеротенка перегородками.
Одноступінчаста схема з регенерацією активного мулу (рис. 8.4, б)
У цій схемі реалізоване роздільне протікання двох етапів біологічного очищення: поглинання забруднень активним мулом зі стічної води, що відбувається безпосередньо в аеротенку, і окислювання цих забруднень в регенераторі. Регенератор – це аераційна споруда, в якій активний мул аерується без стічної рідини. В аеротенку стічна вода аерується приблизно 1,5–2,5 год, у регенераторі – у кілька разів більше.
При роботі аеротенків–витиснювачів у режимі біологічного очищення з регенерацією активний мул завжди подається на початок першого коридору, а освітлені стічні води – на початок наступних коридорів аеротенка. Об’єм регенераторів двокоридорних аеротенків може складати 50 % від загального об’єму аеротенків (так звана 50 % регенерація активного мулу). Активний мул подається при цьому в перший коридор з нижнього каналу мулу, а освітлена вода – на початок другого коридору з верхнього каналу стічних вод.
Трикоридорні аеротенки можуть працювати в режимі з 33 % регенерацією активного мулу (подача мулу здійснюється на початок першого коридора з верхнього каналу активного мулу, а освітлених стічних вод – на початок другого коридора з нижнього каналу стічних вод). Аналогічним чином чотирикоридорні аеротенки можуть працювати в режимі з 25 чи 50 % регенерації активного мулу. Розроблені типові проекти дво–, три– і чотирикоридорних аеротенків–витиснювачів з великим діапазоном продуктивностей.
Двоступінчаста схема без регенерації (рис. 8.4, в). Така схема доцільна при високій концентрації органічних речовин у стічній воді, а також при наявності в ній речовин, швидкість окислювання яких різко відрізняється.
Двохступінчаті аеротенки з регенерацією і без регенерації активного мулу (рис. 8.4, в, г) застосовують при необхідності повного очищення висококонцентрованих стічних вод з початковим БПКповн 250 і більше, а також при наявності у воді речовин, швидкість окислювання яких різко відрізняється.
В аеротенках першого ступеня завершується перша стадія очищення – абсорбція органічних речовин активним мулом і мінералізація лише найбільш легко окисної частини, що зазвичай дозволяє знизити початкову БПКповн на 50–70 %. З аеротенків першого ступеня частково очищена вода направляється на доочищення в аеротенки другого ступеня.
Особливістю ступінчатого очищення стічних вод є те, що на кожному ступені аеротенків поступово розвивається специфічна культура мікроорганізмів, які найбільш пристосовані до існування в даних умовах, що забезпечує високу ефективність роботи аеротенків. Тому загальний об’єм двохступінчатих аеротенків на одиницю стічних вод, що очищуються, буде менший у порівнянні з об’ємом звичайних аеротенків.
Двохступінчаті аеротенки можна проектувати як без регенераторів, так і з регенераторами.
Регенератори передбачають для кожного ступеня аеротенків з подачею активного мулу. Для першого ступеня аеротенків регенератори зазвичай передбачають в об’ємі 50 %. Активний мул другого ступеня за кількістю забруднень менш навантажений, у зв’язку з чим рекомендують направляти його надлишок після регенерації в аеротенки першого ступеня і далі разом з надлишковим мулом першого ступеня на подальшу обробку.
Об’єм аеротенків і регенераторів визначають за середньогодинним припливом стічних вод.
Питому витрату повітря для аеротенків першого ступеня визначають так само, як і для аеротенків при частковому очищенні і стічних вод, для аеротенків другого ступеня – як для аеротенків при повному очищенні стічних вод. Витрату циркулюючого активного мулу приймають 30–40 % від середнього притоку стічних вод у кожному ступені.
Сумарну кількість надлишкового активного мулу після двохступінчатого очищення розраховують як для аеротенків з доведенням БПКповн очищеної стічної рідини до 15 мг/л (65 % для першого ступеня і 35 % для другого).
Надлишковий активний мул направляють на ущільнення в мулоущільнювачі. Вологість ущільненого активного мулу приймають 95–98 % у залежно від тривалості ущільнення.
Необхідну кількість повітря та геометричні розміри двохступінчатих аеротенків розраховують за тими ж самими формулами, що і розрахунок одноступінчатих аеротенків.
При проектуванні двохступінчатих аеротенків влаштування вторинних відстійників передбачають після кожного ступеня очищення.