9704

11

1 – электропривод скребкового механизма; 2 – гидроэлеватор;

3 – входной щитовой затвор; 4 - выходной щитовой затвор.

Песколовки имеют следующее оборудование: механизм для перемещения осадка в бункер; гидроэлеваторы и насосы для удаления осадка из песколовки и транспорта его к месту обезвоживания или другой обработки.

Горизонтальная песколовка с круговым движением воды

1 – гидроэлеватор;

2 – трубопровод для отвода всплывающих примесей; 3 – желоб; 4 – затворы;

5 – подводящий лоток;

6 - пульпопровод;

7 – трубопровод рабочей жидкости;

8 – камера переключений;

9 – устройство для сбора всплывающих примесей; 10 – отводящий лоток; 11 – полупогружные щиты.

12

3.2.4. Отстойники

Отстойники

Закономерности процесса осветления сточных вод в первичных отстойниках

Эффект осветления на первичных отстойниках определяется:

- на конкретную продолжительность отстаивания.

⁄ = ( ⁄ )

0 = ⁄0 = 1000 ⁄ ( ⁄ )

13

1000

0 = ( ⁄ )

прот факт

= общ = отс

3.2.4.1. Вертикальные отстойники

Вертикальные отстойники

Вертикальные отстойники с центральным впуском сточных вод

Первичный вертикальный отстойник из сборного железобетона:

1 - иловая труба для выпуска осадка; 2 - жиропровод для выпуска

всплывающих веществ; 3 - центральная впускная труба с отражателем;

4 - сборный лоток осветленной воды; 5 - отводящий лоток; 6 - подводящий лоток.

14

Компоновка вертикальных отстойников:

1 – отстойник; 2 – иловый колодец; 3 – распределительная камера;

4 – центральная труба; 5 – отражательный щит; 6 – кольцевой лоток; 7 – илопровод; 8 – сточная вода.

Вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим потоком сточных вод

15

Вертикальный отстойник с периферическим впускным устройством

8 — сборник всплывающих веществ.

3.2.4.2. Горизонтальные отстойники

16

3.2.4.3. Тонкослойные отстойники Принцип тонкослойного отстаивания

17

18

3.3. Методы биологической очистки сточных вод

Процесс биологической очистки основан на способности микроорганизмов использовать растворенные органические вещества сточных вод для питания в процессе жизнедеятельности. Часть органических веществ превращается в воду, диоксид углерода, нитрит- и сульфат-ионы, часть идет на образование биомассы.

3.3.1. Сооружения биологической очистки сточных вод

Процесс биологической очистки основан на способности микроорганизмов использовать растворенные органические вещества сточных вод для питания в процессе жизнедеятельности. Часть органических веществ превращается в воду, диоксид углерода, нитрит- и сульфат-ионы, часть идет на образование биомассы.

Сооружения биологической очистки можно условно разделить на два вида:

-с очисткой в условиях, близких к естественным:

-с очисткой в искусственно созданных условиях.

К первому виду относятся поля фильтрации и орошения (земельные участки, в которых очистка происходит за счет фильтрации через слой грунта), а также биологические пруды (неглубокие водоемы, в которых происходит очистка, основанная на самоочищении водоемов).

Второй вид составляют такие сооружения, как биофильтры и аэротенки. Биофильтр - резервуар с фильтрующим материалом, поверхность которого покрыта

биологической пленкой (колония микроорганизмов, способных сорбировать и окислять органические вещества из сточных вод).

Аэротенк - резервуар, в котором очищаемые стоки смешиваются с активным илом (биоценоз микроорганизмов, также способных поглощать органику из стоков).

Основы биологической очистки сточных вод.

1.1. Состав активного ила и биопленки

Активный ил является амфотерной коллоидной системой. Элементный химический состав активных илов достаточно близок и для городских сточных вод имеет формулу C54H212O82N8S7.

1.2. Закономерности распада органических веществ.

Суммарные реакции биохимического окисления в аэробных условиях можно схематично представить в следующем виде:

19

где - все органические вещества сточных вод: 5 7 2- условная формула клеточного вещества бактерий: Н- энергия.

Реакция (I) показывает характер окисления вещества для удовлетворения энергетических потребностей клетки (катаболический процесс), реакция (II) - для синтеза клеточного вещества (анаболический процесс). Затраты кислорода на эти реакции составляют БПКполн сточной воды. Реакции (Ш) и (IV) характеризуют превращение клеточного вещества в условиях недостатка питательных веществ. Общий расход кислорода на все 4 реакции приблизительно вдвое больше, чем на (I)и(II).

Основные закономерности биохимических процессов в аэротенках.

1.Лаг-фаза, или фаза адаптации, которая наблюдается сразу после введения микробиальной культуры в контакте питательной средой и в которой практически не происходит прироста биомассы.

2.Фаза экспоненциального роста (фаза ускоренного роста) микроорганизмов, в которой избыток питательных веществ и отсутствие (или весьма незначительное присутствие) продуктов обмена веществ способствуют поддержанию максимально возможной в данных условиях скорости размножения клеток.

3.Фаза замедленного роста, в которой скорость роста биомассы начинает все более сдерживаться по мере истощения питательных веществ и накопления продуктов метаболизма в культуральной среде.

4.Фаза нулевого роста (или прекращения роста), в которой наблюдается практически стационарное состояние в количестве биомассы, которое свидетельствует о равновесии между наличием питательных веществ и накопленной биологической массой.

5.Фаза эндогенного дыхания (или фаза самоокисления), в которой из-за недостатка питания начинаются отмирание и распад клеток, ведущие к снижению общего количества биомассы в биологическом реакторе.

Из рисунка видно, что отмеченным фазам роста микробиальной массы соответствует и динамика изменения концентрации питательных веществ, выраженных через БПК. Это позволяет сделать следующие выводы:

- при биологической очистке значительная часть загрязнений сточных вод в результате метаболической активности микроорганизмов и сорбционной способности активного ила превращаются в биологическую массу, сравнительно легко отделимую от очищенной воды;

- длительность изъятия и окисления содержащихся в сточной воде органических загрязнений будет тем короче, чем дольше масса микроорганизмов будет в контакте с ними;

20

- при уменьшении содержания органических веществ в очищаемой жидкости ниже определенного предела жизнедеятельность микроорганизмов продолжается, но уже либо за счет накопленных питательных веществ, либо за счет их собственной массы, т.е. отмирания и окисления микроорганизмов со снижением общей их массы (процесс самоокисления).

УДАЛЕНИЯ АЗОТА МЕТОДОМ НИТРИФИКАЦИИ-ДЕНИТРИФИКАЦИИ

Соединения азот присутствуют в городских сточных вода присутствуют в виде мочевины и органически связанного азота. В результате процесса аммонизации в трубопроводах идет преобразование соединений азота в азот аммонийный.

Этот процесс продолжается и в сооружениях механической очистки.

В аэротенках при достаточном количестве кислорода идет процесс нитрификации, который можно рассматривать как двустадийный процесс, осуществляемый группами бактерийнитрификаторов (Nitrosomonas, Nitrobacter)., которые окисляют аммонийный азот до нитритов, а затем до нитратов:

Процесс восстановления нитритов и нитратов до свободного азота, который выделяется в атмосферу, называется денитрификацией.

При отсутствии или недостатке кислорода бактерии используют окислы азота, т.е. расщепляют нитриты (NO3) для получения достаточного количества кислорода для дыхания. Процесс реализуется при наличии в воде органического субстрата:

4 + + 5 + 4 3− → 5 2 + 2 2 ↑ +2 2

Образуется газообразный азот (N2), который выделяется в атмосферу.

Биохимическое удаление азота может осуществляться по раздельной или комбинированной схемам.

В раздельных системах очистки с использованием взвешенной культуры процессы очистки сточных вод от органических загрязнений, нитрификация, денитрификация осуществляются специфическими илами; после каждой ступени имеется свой вторичный отстойник. Последовательность отдельных стадий процесса очистки может быть разнообразная (денитрификатор в конце или начале процесса).

Процесс очистки по данным схемам характеризуется высокими скоростями, легкостью управления и устойчивостью на каждой стадии.

Недостаток: наличие дополнительных вторичных отстойников и насосных станций для перекачивания активного ила > увеличение энергозатрат.

Пример:

В комбинированных системах все процессы (очистка от органических загрязнений, нитрификация, денитрификация) осуществляются в одном сооружении смешанной популяцией микроорганизмов.