133. Технологические схемы работы аэротенков (одно- и многоступенчатые, аэротенки с регенерацией активного ила)

Другой модификацией классической схемы является применение продольного секционирования аэротенков поперечными перегородками, не доходящими либо до дна (или чередующимися: не доходящими то до дна, то до уровня воды), либо до противоположной стены (рис. 12.4). Секциони­рование позволяет практически исключить продольное перемешивание иловой смеси в аэротенке и обеспечить более полное приближение техно­логического режима работы аэротенка к режиму идеального вытеснителя и более строго поддерживать заданный режим аэрации в пределах каждой секции, а, следовательно, обеспечить стабильное качество очистки на вы­ходе из аэротенка.

Рис. 12.4. Продольное секционирование аэротенков поперечными перегородками: а - не доходящими до противоположной стены; б - поочередно не доходящими до дна и до уровня воды в аэротенке

Технологическая суть такой модификации заключается в том, что после извлечения загрязнений из сточной воды в собственно аэротенках активный ил с накопленными в нем загрязнениями отделяется от очищен­ной воды и подается не в аэротенк, а в специальное аэрационное сооруже­ние, называемое регенератором, в котором активный ил аэрируется в тече­ние определенного времени без сточной жидкости. В регенераторе ил осво­бождается от накопленных им в аэротенке загрязнений и восстанавливает свою метаболическую активность. Регенерированный ил направляется за­тем из регенератора в собственно аэротенк для нового контакта с очищае­мой жидкостью и повторения цикла изъятия из нее загрязнений. В конст­руктивном отношении регенераторы ничем не отличаются от собственно аэротенков и могут устраиваться в виде как отдельно стоящих сооружений, так и емкостей, выделяемых в объеме аэротенков (рис. 12.5).

Рис. 12.5. Аэротенк с регенерацией активного ила: 71 - регенерированный активный ил; 9'- регенератор ила

В собственно аэротенке обеспечивается контакт активного ила с загрязне­ниями такой длительности, которой достаточно только для изъятия загряз­нений из очищенной воды (отсюда и термин «контактная стабилизация» в западноевропейской и североамериканской технической литературе), со­ставляющей примерно 1,5-2,5 ч аэрации в зависимости от характера за­грязнений сточных вод и условий реализации процесса. Режим аэрации здесь должен быть направлен на создание условий, наиболее благоприят­ных для доступа активного ила к загрязнениям, т.е. постоянного и эффек­тивного перемешивания и аэрации иловой смеси. Концентрация растворен­ного в жидкости кислорода поддерживается в пределах 0,5-2,0 мг/л. Ско­рость же потребления кислорода здесь значительно более высокая, чем в регенераторе, поскольку в собственно аэротенке протекают более быстрые процессы первичной трансформации загрязнений при их изъятии из очи щенной воды. Поэтому интенсивность аэрации здесь должна быть также существенно выше, чем в регенереторах,

Для обеспечения 50% регенерации можно принять под регенератор либо 2 коридора 4 - коридорных аэротенков, либо 1 коридор 2 - коридор­ных аэротенков. Поскольку типовые аэротенки разработаны в виде 2,-3-, 4-коридорных, то в них можно обеспечить 25, 33, 50, 66, 75% регене­рации, выделяя от 1 до 3 коридоров аэротенка под регенерацию. В принци­пе, можно обеспечить любой процент регенерации, выделяя под регенера­торы соответствующий объем аэротенков, но при этом придется разрабаты­вать конкретную схему подвода активного ила в регенератор и очищаемой воды в собственно аэротенк в каждом отдельном случае, т.е. разрабатывать индивидуальные проекты аэротенков для конкретного применения.

134. Вторичные отстойники - горизонтальные, радиальные, вертикальные и илоуплотнители.

Вторичные отстойники являются составной частью сооружений биологической очистки, располагаются в технологической схеме непосредственно после биоокислителей и служат для отделения активного ила от биологически очищенной воды, выходящей из аэротенков, или для задержания биологической пленки, поступающей с водой из биофильтров.

Вторичные отстойники бывают вертикальными, горизонтальными и радиальными. Для очистных станций пропускной способности до 20000 м3/сут применяются вертикальные вторичные отстойники, для очистных станция средней и большой пропускной способности (более 15000 м3/сут) - горизонтальные и радиальные.

Вертикальные вторичные отстойники по своей конструкции подразделяются на следующие:

- круглые в плане с конической иловой частью, по конструкции аналогичные первичным, но с меньшей высотой зоны отстаивания;

- квадратные в плане (12x12 м, 14x14 м) с четырехбункерной пирамидальной иловой частью.

Преимуществом вертикальных вторичных отстойников являются удобство удаления из них осевшего ила под гидростатическим давлением, компактность расположения при их блокировке с аэротенками, простота конструкции ввиду отсутствия движущихся частей, возможность использования взвешенного слоя активного ила.

Горизонтальные вторичные отстойники выполняются с шириной отделения 6 и 9 м, что позволяет блокировать их с типовыми аэротенками, сокращая при этом площадь, занимаемую очистными сооружениями. Для сгребания осевшего активного ила к иловому приямку в горизонтальных отстойниках используют скребковые механизмы цепного или тележечного типов. В зарубежной практике используют подвижныеилососы, установленные на тележках.

К недостаткам вторичных горизонтальных отстойников относятся сложности эксплуатации в них скребковых механизмов, а также большая их материалоемкость по сравнению с отстойными сооружениями круглыми в плане, где меньшая толщина применяемых стеновых панелей достигается за счет предварительного напряжения железобетонных конструкций.

На средних и крупных очистных станциях наибольшее распространение получили вторичные радиальные отстойники.Широкая гамма типоразмеров радиальных отстойников позволяет принимать оптимальное их число (4-8) на очистных станциях практически любой пропускной способности.Иловая смесь по подводящему трубопроводу направляется в центральное распределительное устройство, представляющее собой вертикальную стальную трубу с коническим раструбом, затопленным ниже уровня воды в отстойнике.Выходя из раструба, иловая смесь попадает в пространство, ограниченное стенками металлического направляющего цилиндра, который обеспечивает заглубленный выпуск иловой смеси в отстойную зону. Осветленная вода собирается через водослив сборного кольцевого лотка, откуда поступает в выпускную камеру. Активный ил, осевший на дно отстойника, удаляется самотеком под гидростатическим давлением через сосуны илососа и илопроводу в иловую камеру. В ней установлен щитовой электрифицированный затвор с подвижным водосливом, обеспечивающим возможность как ручного, так и автоматического регулирования отбора активного ила из отстойника путем плавного изменения гидростатического напора от 0 до 1,2 м. Работа затвора автоматизируется в зависимости от уровня стояния активного ила в отстойнике, который фиксируется датчиком уровня ила с фотосопротивлением. Редуктор привода фермы илососа позволяет регулировать угловую скорость вращения илососа в пределах 1-2 об/ч. Для опорожнения отстойника служит трубопровод.

Вторичный радиальный отстойник из сборного железобетона: 1 - подводящий трубопровод; 2 - люк-лаз; 3 - металлический распределительный кожух; 4 - сборный желоб; 5 - илосос; 6 - трубопровод возвратного активного ила; 7 - трубопровод опорожнения; 8 - датчики уровня ила; 9 - труба для элекрокабеля; 10- выпускная камера; 11 - отводящий трубопровод

Для обеспечения минимального выноса загрязнений из вторичных отстойников очень важное значение имеет тщательное сгребание и посто­янное удаление выпадающего в осадок активного ила.

Осаждающийся во вторичных отстойниках активный ил имеет высокую влажность. Основная часть этого ила поступает на регенерацию и снова подается в аэротенк. В результате развития микроорганизмов масса активного ила, находящегося в системе "аэротенк - вторичный отстойник", непрерывно увеличивается и образуется так называемый избыточный ак­тивный ил, который отделяется от рециркуляционного и направляется на дальнейшую обработку для стабилизации и обезвоживания.

Рис. 13.4. Варианты технологического расположения уплотнителей на схеме станции очистки сточных вод с использованием аэротенков: 1, 5 - подача сточных вод и отведение очищенной воды; 2 - первичный отстойник; 3 - аэротенк; 4 - вторичный отстойник; 6 - илоуплотнитель; 7 - блок обработки осадков; 8 - осадкоуплотнитель; 9 - активный ил; 10 - иловая вода; 11 - осадок; 12 - преаэратор; 13 - обработанный осадок

Для уплотнения избыточного активного ила на очистных сооружениях используют вертикальные и радиальные илоуплотнители гравитационного типа или флотационные илоуплотнители, работающие по принципу компрессионной флотации.

Гравитационное уплотнение - наиболее распространенный прием уменьшения объема избыточного активного ила. Оно в значительной мере уменьшает объем сооружений и затраты электроэнергии, необходимые для последующей его обработки. Конструкции вертикальных и радиальных уплотнителей аналогичны конструкциям первичных отстойников.

Рис. 13.5 Радиальный илоуплотнитель со стержневой мешалкой:

1 - подводящий трубопровод; 2 - илоскреб с вертикальной решеткой

Рис. 13.6. Флотационный илоуплотнитель конструкции ФГУП НИИ ВОДГЕО: 1 - подача иловой смеси; 2 - вращающийся дырчатый распределитель; 3 - периферийная перегородка; 4 - концентрические перегородки; 5 - кольцевой водоотводящий лоток; 6 - илосборный лоток; 7 - конические перегородки; 8 -скребковое устройство; 9 - отвод осадка, опорожнение уплотнителя

Флотационный метод илоуплотнения обладает двумя важными преимуществами: позволяет применять компактные сооружения с неболь­шой поверхностью и малым объемом; обеспечивает эффективное уплотне­ние осадков с коллоидной структурой, что очень важно для всей системы обработки осадка.

135. Обработка, обезвоживание и использование осадка.Сооружения для обработки осадка.

В процессах механической, биологической и физико-химической очистки сточных вод на очистных сооружениях образуются различного вида осадки, содержащие органические и минеральные компоненты. - Классификация осадков сточных вод

Группы осадков	Типы осадков		Сооружения и обору­дование, отделяющие осадки
Первичные осадки
I	Осадки грубые (отбросы)		Решетки, сита
II	Осадки тяжелые		Песколовки
III	Осадки плавающие		Жировки, отстойники
IV	Осадки сырые, выделенные из сточной воды в результате ме­ханической очистки		Отстойники первич­ные, осветлители
Вторичные осадки
V	Осадки сырые, выделенные из сточной воды после биологиче­ской или физико-химической очистки		Отстойники вторич­ные, флотаторы
VI	Осадки сброженные, прошед­шие обработку в анаэробных перегнивателях, метантенках, и осадки стабилизированные в аэробных стабилизаторах	Септики, двухъярусные отстой­ники, осветлители, перегниватели, метантенки, аэробные стаби­лизаторы
VII	Осадки уплотненные, подверг­нутые сгущению до предела текучести (до влажности 90-85%)	Уплотнители: гравитационные, флотационные, сепараторы.
VIII	Осадки обезвоженные, под­вергнутые сгущению до влаж­ности 80-40%,	Иловые площадки, вакуум-фильтры, центрифуги, фильтр-прессы и др.
IX	Осадки сухие, подвергнутые термической сушке до влажно­сти 5-40%	Сушилки: барабанные, вальцо­вые, с кипящим слоем, со встреч­ными струями

Рис.14.1 Схема обработки осадков сточных вод