2.8 Факторы, определяющие удовлетворительную работу аэротенков
Наиболее важными факторами, влияющими на развитие и жизнеспособность активного ила, а также качество биологической очистки, являются температура, наличие питательных веществ, содержание растворенного кислорода в иловой смеси, значение рН, присутствие токсинов. Удовлетворительная работа аэротенков в значительной степени определяется также технологическим режимом эксплуатации, где основное значение имеют:
оптимальное соотношение между концентрацией загрязнений в поступающей воде и рабочей дозой активного ила (при уменьшении дозы ила возникает эффект повышения нагрузки и снижения качества очистки, при увеличении — затрудняется эффективность разделения ила и очищенной воды во вторичных отстойниках);
необходимое время контакта загрязнений с активным илом;
достаточная аэробность системы
Рассмотрим данные технологические параметры в той же последовательности более подробно.
Процессы, происходящие при биологической очистке сточных вод, в целом можно представить схематически. Часть органических веществ сточных вод окисляется до СО2 и Н2О, а часть идет на синтез запасных веществ и образование новых клеток активного ила. В результате синтеза увеличивается биомасса ила и число организмов. Доза ила по весу служит ориентировочным показателем того, сколько в иловой смеси потребителей загрязнений. Для того, чтобы обеспечить удовлетворительное качество очистки, необходимо при возрастании поступления загрязняющих веществ со сточной водой, увеличивать концентрацию их потребителей, т.е. дозу ила по весу, тогда удельная нагрузка на ил останется стабильной . Поэтому нормы дозы ила устанавливаются в зависимости от нагрузки на ил по ВПК и от технических возможностей разделения очищенной воды от ила во вторичных отстойниках.
Доза ила (г/дм3) для аэротенков без регенераторов на полную и неполную очистку городских сточных вод (СНиП П-32-74) при БПКПОЛН Поступ. мг/дм3:
до 100 — должна составлять не менее 1,2;
от 101 до 150 — не менее 1,5;
от 151 до 200 — не менее 1,8,
от 201 и более — не менее 1,8, но не более 3,0.
Для аэротенков с регенераторами устанавливается средняя доза ила при проектировании. Для удовлетворительной работы вторичных отстойников при очистке городских сточных вод доза ила в аэротенках не должна превышать 2—3 г/дм3. Превышение дозы ила приводит к излишнему накоплению в иловой зоне вторичных отстойников активного ила, его загниванию, повышенному выносу, обескислороживанию очищенной воды и, следовательно, ухудшению качества очистки.
В зимний период, когда мощность биологического окисления снижается, аэротенкам необходимо работать с более высокой дозой ила. Так если в летний период доза ила составляла 1,2—1,5 г/дм3, то в зимний ее следует поддерживать в интервале от 1,6 до 2,0 г/дм3.
Если аэротенки работают с регенераторами, то в регенераторах необходимо поддерживать дозу в 2—3 раза большую, чем в аэротенках для обеспечения глубокого доокисления трудноокисляемых соединений.
При нарушении оптимального соотношения между концентрацией загрязнений в поступающей в аэротенки воде и рабочей дозой активного ила, а точнее, при повышении удельной нагрузки на ил, нарушаются его седиментационные свойства и возрастает иловой индекс, наиболее важный показатель его состояния. Иловой индекс — это объем, занимаемый одним граммом активного ила за 30 минут отстаивания в литровом цилиндре. В активном иле с пониженными значениями индекса повышена доля зольных, более тяжелых элементов из-за высокой минерализации клеточного вещества или из-за присутствия тяжелых взвесей. Такой ил может давать недостаточный прирост биомассы, что не позволяет поддерживать оптимальные нагрузки в аэротенках. При ухудшении способности ила к седиментации, иловой индекс возрастает, разделение ила и очищенной воды нарушается и приводит к избыточному выносу взвешенных веществ из вторичных отстойников.
В зависимости от технических возможностей своевременной выгрузки осевшего ила из вторичных отстойников, для каждого конкретного сооружения биологической очистки оптимальными будут свои определенные значения илового индекса. Условно принято считать для очистных сооружений искусственной биологической очистки оптимальными значения илового индекса от 80 до 120 см3/г. Диапазон допустимых значений илового индекса — от 60 до 150 см3/г.
Одно из основных требований к иловому индексу •— стабильность его значений, которая указывает на удовлетворительные условия жизнедеятельности ила и удовлетворительный режим эксплуатации сооружений (оптимальное количество ила удаляется из системы и поддерживается нормальная доза возвратного ила).
Время контакта активного ила с загрязнениями определяется таким технологическим параметром, как период аэрации (/, ч), который вычисляется по формуле:
где
w — объем аэрируемых сооружений, м3;
q — часовой расход воды, м3/ч.
Продолжительность периода аэрации предусматривается при проектировании и обуславливается сложностью состава очищаемых промышленных сточных вод. Чем сложнее такой состав, тем требуется более продолжительный контакт сточных вод с илом для обеспечения глубокого окисления трудноокисляемых загрязнений.