8715

1)схема с двухъярусными отстойниками или осветлителями-перегнивателями и биофильтрами (рисунок 9.1);

2)схема с первичными отстойниками, метантенками и биофильтрами (рисунок 9.2).

9.1.1 Схема с двухъярусными отстойниками или осветлителями - перегнивателями и биофильтрами

Двухъярусные отстойники и осветлители-перегниватели представляют собой комплексные сооружения, в которых первичные отстойники и гнилостные камеры объединены, в общий агрегат. Поэтому они просты по устройству и в эксплуатации, особенно двухъярусные отстойники.

Осветлители обеспечивают лучшее осветление воды за счет обработки ее в камере флокуляции и отстаивания в слое взвешенного осадка. Их целесообразно применять для стоков с концентрацией взвешенных веществ более 300 мг/л.

Ввиду большой глубины данные сооружения рекомендуется строить в сухих грунтах, при низком заложении грунтовых вод. Высокое стояние грунтовых вод может вызвать охлаждение стен гнилостных камер и, следовательно, ухудшение процесса сбраживания осадка, а также удорожание производства строительных работ. Обычно двухъярусные отстойники и осветлителиперегниватели размещают более чем на половину высоты в подсыпке для обеспечения самотечной подачи воды на биофильтры. Сами биофильтры ставят на грунт с тем, чтобы очищенная вода из них самотеком поступала во вторичные отстойники.

Если биофильтры проектируются без рециркуляции и в будущем она не предвидится, то схема (рисунок 9.1) может быть упрощена: за счет устранения контактных резервуаров и размещения смесителя для хлора перед вторичными отстойниками, которые одновременно будут являться и контактными резервуарами (при использовании метода хлорирования для обеззараживания очищенных сточных вод).

Ввиду сравнительно небольшого объема осадка из вторичных отстойников после биофильтров по отношению ко всей массе осадка в гнилостных камерах остаточное содержание в нем хлора практически не влияет на процесс анаэробного сбраживания.

Схема с двухъярусными отстойниками и биофильтрами применяется при производительности до 10 тыс. м3/сут.

Схема с осветлителями-перегнивателями рекомендуется при расходах воды до 15 – 30 тыс. м3/сут.

30

Рисунок 9.1 – Схема с двухъярусными отстойниками или осветлителями-перегнивателями и биофильтрами

31

9.1.2 Схема с первичными отстойниками, биофильтрами и метантенками

На очистных станциях с биофильтрами в качестве сооружений по механической очистке и обработке осадка могут быть приняты первичные отстойники и метантенки (рисунок 9.2).

Применение этой схемы во многом зависит от производительности станции, рельефа местности, решения высотной схемы самотечного движения воды и технико-экономического обоснования.

В схеме с биофильтрами в качестве первичных отстойников лучше применять вертикальные отстойники, так как разница в отметках воды в первичных и вторичных отстойниках составляет не менее 6–7 м. Поэтому первичные отстойники на большую часть своей высоты размещают в подсыпке, и только коническую часть днища частично врывают в грунт.

Биофильтры не должны зарываться в землю. Ранее для утепления стен биофильтров выполнялась наружная обсыпка стен землей. К настоящему времени разработаны проекты размещения биофильтров внутри зданий. Днище биофильтров, как правило, опирают на землю, чтобы очищенная вода самотеком направлялась на вторичные отстойники, которые в большинстве случаев приходится заглублять в землю почти на всю их высоту.

Вкачестве вторичных отстойников после биофильтров принимают вертикальные, радиальные и горизонтальные отстойники в зависимости от производительности. Но при высоком стоянии грунтовых вод целесообразнее использовать неглубокие отстойники.

Ввысотном отношении с биофильтрами сложнее увязывать первичные радиальные и горизонтальные отстойники. Это объясняется тем, что данные отстойники имеют небольшую глубину и перед биофильтрами их приходится полностью размещать в подсыпке, а при пологом рельефе местности они как бы «зависают» в подсыпке, что требует устройства под них сложных опор, специальных оснований, и влечет за собой удорожание строительства.

Применение радиальных и горизонтальных отстойников в качестве первичных перед биофильтрами целесообразно при сравнительно крутом рельефе местности, когда первичные отстойники можно расположить по отношению к биофильтрам на более высокой (по отметкам) площадке земли.

9.1.3 Область применения схем с биофильтрами

К преимуществам биофильтров следует отнести: малую потребность в электроэнергии, небольшие эксплуатационные расходы и простоту эксплуатации.

Существенным недостатком биофильтров является то, что процесс очистки на них сточной воды сложен в управлении и почти не поддается регули-

32

Рисунок 9.2 – Схема с первичными отстойниками, биофильтрами и метантенками

33

рованию. Поэтому их нецелесообразно применять для очистки сточных вод с резким колебанием концентраций поступающих загрязнений или наличием в них токсичных веществ, а также нефтепродуктов и масел. Жиросодержащие стоки способствуют заиливанию и зажириванию фильтрующего материала, отчего нарушается вентиляция биофильтров и снижается эффект очистки.

9.2 Схемы очистных сооружений с аэротенками

Аэротенки представляют собой сооружения, в которых очистка воды производится в проточных резервуарах, чаще всего коридорного типа, при непрерывной подаче воздуха и активного ила. Активный ил представляет собой зооглейные скопления аэробных микробов, адсорбирующих органические загрязнения из очищаемой воды и, за счет биохимических процессов, окисляющих и минерализирующих органику.

Технология очистки воды на аэротенках требует постоянного возврата активного ила, выносимого с очищенной водой во вторичные отстойники, где он задерживается, и в количестве 30-60% от расхода сточных вод возвращается в аэротенки, а избыток ила, образующийся за счет прироста биомассы, направляется на сооружения по переработке осадка.

По характеру работы аэротенки могут быть подразделены на следующие типы: вытеснители, с рассредоточенной подачей воды и аэротенкисмесители. При этом следует отметить, что на решение схем сооружений очистки сточных вод тип аэротенков влияния не оказывает.

Разновидность схем очистных сооружений с аэротенками в основном определяется разновидностью сооружений по обработке осадка.

В составе очистных сооружений по механической очистке, в зависимости от концентрации взвешенных веществ в сточной воде, должны предусматриваться преаэраторы, если их концентрация превышает 300 мг/л.

На очистных станциях с аэротенками может использоваться ряд способов по обработке сырого осадка из первичных отстойников и излишков активного ила (избыточного активного ила) из вторичных отстойников.

Как выше указывалось, применяются два способа биологической обработки осадка:

–первый способ – обработка в анаэробных условиях (сбраживание осадка производится в метантенках);

–второй способ – минерализация осадка в аэробных минерализаторах.

Соответственно различают две схемы сооружений:

1) схема с аэротенками, осадкоуплотнителями, метантенками и иловыми площадками (рисунок 9.3);

34

2) схема с аэротенками, аэробными минерализаторами и центрифугами (рисунок 9.6).

Все остальные схемы являются разновидностью основных и отличаются способом обезвоживания осадка: либо на иловых площадках, либо на фильтрпрессах или центрифугах, с термической сушкой или без нее.

При проектировании очистных сооружений для населенных пунктов с приведенным количеством жителей ( пр) свыше 15 тыс. надлежит предусматривать обезвоживание осадков механическими методами. Иловые площадки допускаются только в качестве резервных сооружений.

9.2.1 Схема очистных сооружений с аэротенками, осадкоуплотнителями, метантенками и иловыми площадками

В данной схеме (рисунок 9.3) сточная вода, пройдя сооружения механической очистки, направляется в аэротенки, затем вторичные отстойники, и после обеззараживания выпускается в водоем. Осадок из первичных отстойников идет в осадкоуплотнители. Задержанный во вторичных отстойниках активный ил делится на два потока:

–возвратный (циркулирующий) активный ил поступает в аэротенки;

–избыточный активный ил направляется в осадкоуплотнители.

Смесь уплотненного осадка поступает в метантенки для анаэробного сбраживания и далее на иловые площадки для подсушивания.

Сброженный в метантенках осадок может направляться на механическое обезвоживание. В этом случае иловые карты используются только в качестве аварийных на случай временного выхода из строя сооружений механического обезвоживания осадка. При этом площадь иловых карт рассчитывается на 20% объема образующегося осадка и соответственно уменьшается в 5 раз (см. рисунок 9.4).

Согласно п. 9.2.14.26 [1] при механическом обезвоживании осадков, сброженных в метантенках при термофильных условиях с дозой загрузки в метантенки менее 10% предусматривается промывка сброженного осадка технической водой при соотношении объемов 1:2,5 ÷ 1:3 с последующим уплотнением в течении не менее 96 ч.

На многих действующих очистных сооружениях осадок из первичных отстойников сразу подается в метантенки, а избыточный активный ил поступает в илоуплотнители, где влажность его снижается до 97%.

При совместном уплотнении сырого осадка первичных и избыточного ила вторичных отстойников достигается больший эффект уплотнения. Влажность общей смеси уплотненного осадка составляет порядка 95%, что позволяет снизить объем метантенков и иловых площадок, а следовательно, и экономические затраты на производство строительных работ.

35

Рисунок 9.3 – Схема с аэротенками, осадкоуплотнителями, метантенками и иловыми площадками

36

Рисунок 9.4 – Схема с аэротенками, осадкоуплотнителями, метантенками и механическим обезвоживанием осадка

37

9.2.2 Схема с аэротенками, осадкоуплотнителями, механическим обезвоживанием и термической сушкой осадка

Получаемая в осадкоуплотнителях сравнительно меньшая влажность смеси осадка позволяет рекомендовать еще одну схему с подачей уплотненного осадка, исключая метантенки, сразу на механическое обезвоживание на фильтр-прессах с дальнейшей термической сушкой осадка в специальных сушильных аппаратах (рисунок 9.5).

Термически высушенный осадок имеет влажность 20 – 50%, безопасен в санитарном отношении, легко погружаем и транспортируем на полигоны для дальнейшей утилизации.

Разновидностью данной схемы может быть схема, где вместо термической сушки осадка предусматривается его компостирование. После обезвоживания на фильтр-прессах осадок складируется на специальных площадках для последующего компостирования.

9.2.3 Схема с аэротенками и аэробными минерализаторами и обезвоживанием осадка на центрифугах

На очистных сооружениях с аэротенками наибольшее количество осадка выделяется во вторичных отстойниках. Это определяется извлечением во вторичных отстойниках избыточных масс активного ила, образующегося в результате прироста биомассы в аэротенках.

Поэтому особого внимания заслуживает аэробный метод минерализации осадка, особенно, избыточного активного ила, так как в этом случае минерализация проходит интенсивнее, поскольку в избыточном активном иле содержится необходимое количество аэробных микроорганизмов (рисунок 9.6).

В типовых аэробных минерализаторах имеются отстойники и уплотнители, поэтому ил из них выходит уже с влажностью 97% и направляется в цех механического обезвоживания на центрифуги. Туда же на другую группу центрифуг подается сырой осадок из первичных отстойников.

Центрифуги дают высокий эффект обезвоживания осадка, занимают мало места и цех механического обезвоживания с центрифугами почти в 2 раза меньше по площади, чем цех, оборудованный фильтр-прессами. Но следует отметить, что количество и загрязненность фугата (иловой воды) от центрифуг гораздо больше, чем от других установок, и выпускать этот фугат в аэротенки не рекомендуется. Фугат от центрифуг направляют в аэробные минерализаторы.

Поэтому обезвоживание осадка на центрифугах чаще всего проектируется на очистных сооружениях, в составе которых имеются аэробные минерализаторы.

Аэробные минерализаторы в сравнении с метантенками проще по устройству, безопаснее в эксплуатации, их размещают рядом с аэротенками, что со-

38

Рисунок 9.5 – Схема с аэротенками, осадкоуплотнителями, механическим обезвоживанием и термической сушкой осадка

39