2.1.2 Участок биологической очистки

Участок биологической очистки имеет 3 самостоятельные линии. Процесс биологической очистки загрязняющих веществ в аэротенках происходит при непосредственном контакте сточных вод с оптимальным количеством микроорганизмов активного ила в присутствии соответствующего количества растворенного кислорода воздуха, подаваемого на сооружения от двух воздуходувных станций, (в течение необходимого периода времени) с последующим отделением активного ила от очищенной воды во вторичных отстойниках.

Активный ил – искусственно выращиваемый биоценоз при аэрации загрязненных вод, населенный бактериями гетеротрофами, хемотрофами, простейшими и многоклеточными животными, которые трансформируют загрязняющие вещества и очищают сточные воды в результате биосорбции, биохимического окисления, выедания бактерий и простейших.

Процесс биологической очистки сточных вод происходит в три стадии. На первой стадии сразу же после смешения в аэротенке поступивших сточных вод с активным илом происходит сорбция активным илом загрязнений сточных вод и окисление легко окисляющихся органических веществ. При этом происходит резкое снижение БПК_п очищаемых сточных вод на 50-60 % и интенсивное потребление растворенного кислорода на окислительные процессы в зоне поступления сточных вод в аэротенк. Продолжительность первой стадии 0,5-1,5 часа.

На второй стадии процесса продолжается сорбция загрязняющих веществ и идет активное окисление медленно окисляющихся веществ. Благодаря снизившейся концентрации загрязняющих веществ происходит регенерация активного ила, т.е. восстановление его активных свойств, значительно сниженных к концу первой стадии. Скорость потребления кислорода на этой стадии значительно ниже, чем на первой. Продолжительность второй стадии от 2-4 часов.

На третьей стадии процесса происходит доокисление сложноокисляемых соединений, нитрификация аммонийных солей под действием нитрифицирующих бактерий, присутствующих в активном иле, и скорость потребления кислорода снова возрастает.

Для успешного протекания процесса нитрификации необходимо не только поддерживать в иловой смеси достаточное количество растворенного кислорода, но и подавать в 2-3 раза больше воздуха в начало аэротенка и в регенераторы, чем в другие зоны аэротенков, а также обеспечить удовлетворительный режим удаления ила из вторичных отстойников для предупреждения его залежей и возрастания в нем кислородпоглощаемости.

При уменьшении содержания растворенного кислорода менее 1 мг/дм³ процесс нитрификации прекращается, и анаэробные условия (концентрация растворенного кислорода не более 0,2 мг/дм³) инициирует процесс денитрификации. С помощью денитрифицирующих бактерий происходит восстановление нитратов и нитритов до молекулярного азота. На стадии биологической очистки процесс денитрификации положительный, поскольку снижает содержание окисленных форм азота в воде и способствует увеличению концентрации кислорода в зоне денитрификации для окисления органических веществ.

Возвратный ил подается в аэротенки в начало первого коридора – в зону

регенерации, которая необходима для восстановления работоспособности активного ила. Для регенерации используется до 30 % объема аэротенка.

Для характеристики работы сооружений биологической очистки гидробиологический анализ имеет существенное значение, поскольку определяет состав, количественное распределение и своеобразие организмов активного ила – потребителей поступающих на очистку загрязняющих веществ. Специфические экологические условия аэротенков формируют характерный для данных условий обитания биоценоз ила, облик которого отражает особенности протекающего процесса очистки. Своевременная регистрация происходящих изменений в структуре биоценоза ила позволяет оперативно выявлять основные неблагоприятные факторы, воздействующие на процесс биологической очистки сточных вод.

В результате жизнедеятельности микроорганизмов, содержащихся в активном иле, обеспечивается их постоянное увеличение, называемое приростом избыточного активного ила. Этот прирост нарушает соотношения между массой микроорганизмов и количеством поступающих загрязнений. В этом случае ил начинает испытывать недостаток кислорода – что приводит к угнетению его деятельности и ухудшению очистки сточных вод. В процессе эксплуатации важно своевременно выводить из аэрационной системы избыток активного ила. При этом следует помнить, что слишком большое и резкое снижение концентрации ила может вызвать перегрузку органических загрязнений на микроорганизмы, в результате чего также снижается их активность и ухудшается качество активного ила, определяемого также по показателю илового индекса и как следствие качество очищенной воды. Воздух в аэротенки подается от воздуходувных станций. Системы аэрации в аэротенках состоят из воздухоподводящих трубопроводов и расположенных по дну аэротенка аэраторов, обеспечивающих мелкопузырчатую аэрацию.

После аэротенков сточная жидкость направляется на отстаивание во вторичные отстойники, где происходит разделение активного ила и очищенных сточных вод. Циркулирующий активный ил от вторичных отстойников подается системой трубопроводов в камеры эрлифтов, от которых по лоткам или трубопроводам транспортируется в аэротенки. Избыточный активный ил выводится из системы и подается на сооружения обработки осадков.

Камеры эрлифтов для возврата циркулирующего активного ила работают по следующему принципу: активный ил от вторичных отстойников поступает самотеком под гидростатическим давлением, сжатый воздух подается по трубам от компрессорной к низу подъемной трубы и при помощи форсунок распределяется в жидкости в виде мелких пузырьков. Смесь жидкости с воздухом имеет меньший удельный вес, чем жидкость, окружающая снаружи водоподъемную трубу, и за счет разности давления водовоздушная смесь выдавливается вверх по подъемной трубе. На выходе из трубы происходит выделение воздуха из смеси, а активный ил сливается в камеру на более высоких отметках.

Расход циркулирующего активного ила на сооружениях биологической очистки составляет 50-70 % от количества сточных вод, поступающих на очистку.