Методы интенсификации биологической очистки сточных вод в аэротенках

УДК 628.356.3

И.С. Зайцева, Н.А. Зайцева, А.С. Воронина

МЕТОДЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В АЭРОТЕНКАХ

Проблема охраны окружающей среды требует ускоренного внедрения высокоэффективных систем защиты водоемов от загрязнений. Основным источником загрязнения водоемов, приводящим к ухудшению качества воды и нарушению нормальных условий жизнедеятельности гидробионтов, являются сбросы промышленных сточных вод. Проблема их очистки и подготовки воды для технических и хозяйственно-питьевых целей с каждым годом приобретает все большее значение.

В настоящее время метод очистки сточных вод активным илом является наиболее универсальным и широко применяемым при обработке стоков, в связи с чем изучение современных технических решений в области биологической очистки сточных вод является актуальным.

При биологической очистке сточных вод, как правило, используется активный ил, представляющий собой смесь различных бактерий и иных микроорганизмов. В ходе очистки суспензию активного ила смешивают с очищаемой водой и проводят аэрацию, после чего отработанный ил направляют во вторичный отстойник, где седи-

ментация и концентрирование продолжается путем осаждения ила. Сконцентрированный ил повторно используют в процессе очистки, а жидкость после декантации направляют в приемник как очищенные сточные воды. С целью создания более универсального и надежного способа обработки активного ила и установки для его осуществления, обеспечивающей при эффективной дегазации лучший фракционный состав суспензии, поступающей в камеру отсасывания газа и выходящей из нее, большую эффективность удаления сорбированных газовых частиц рядом авторов (Петров С.В., Волков М.В., Макаров В.Л.) было предложено транспортировать суспензию из резервуара в камеру отсасывания газа в виде ламинарного потока путем подачи в подающий коллектор пузырьков воздуха вдоль оси потока в пульсирующем режиме. В результате этого наблюдается резкое снижение слипания частиц активного ила, содержащего сорбированный газ, в коллекторе. При попадании в камеру отсасывания газа под действием пульсирующего воздушного потока происходит вибрация суспензии в камере, что способствует перемещению частиц ила, содержащих газ в верхние слои, а частиц, прошедших дегазацию, в нижние слои камеры, а затем в выпускной коллектор.

В установке для реализации данного способа (рис. 1) было предложено вводить пузырьки воздуха в нижнюю часть подающего коллектора через патрубок насоса, расположенный вдоль центральной оси коллектора и снабженный приспособлением для распыления подаваемого воздуха. Подача воздуха осуществляется, как правило, принудительно с помощью компрессора или воздуходувного насоса, снабженного стандартным приспособлением, обеспечивающим заданный режим пульсации. Оптимально использовать аэр-лифтный насос.

Использование рассматриваемого способа обработки активного ила позволяет повысить десорбцию газа, сорбированного на частицах активного ила, в 3 - 9 раз по сравнению с известными аналогичными решениями [1].

С целью повышения интенсивности очистки сточных вод с увеличением скорости процесса биологической очистки рядом авторов (Кармазинов Ф.В., Крючихин Е.М., Николаев А.Н. и др.) была предложена следующая система аэрации (рис. 2): в аэротенке для очистки сточных вод над соответствующими участками дна аэротенка расположены две зоны: зона нитрификации и зона денитрификация. В этих зонах пневматические

Рис. 1. Общая схема установки аэрации: 1 -резервуар для аэрации

Выход

иловой1

смеси

т

• Ь///////л -

гг:

______rszzzzzzm

)

I - Ч\\Ч\\\\\\ \ \\\ \ Ч'..\\\\у -1

Вход сточной

езды

Вхоа илоеои

з сменен

'• А-

Рис. 2. Общая схема системы аэрации: 1 - аэротенк; 2 - дно аэротенка; 3 - зона нитрификации; 4 -зона денитрификации; 5 и 6 - пневматические аэраторы

аэраторы, которые собраны в модули и размещены в придонной части соответствующего участка дна аэротенка. Группа аэраторов, расположенная в зоне нитрификации, образована из пористых трубчатых аэраторов, а в зоне денитрификации -из перфорированных трубчатых аэраторов. Эти группы аэраторов собраны в аэрирующие модули и образуют в широкую полосу аэрации, от которой часть энергии затрачивается не только на механическое поддержание активного ила во взвешенном состоянии, но и на процесс аэробной биологической очистки. В результате в зоне денитрификации частично происходит процесс нитрификации и уменьшаются затраты на электроэнергию. Такое новое техническое решение позволяет создать систему аэрации в аэротенке, в которой повышена интенсивность очистки сточных вод с одновременным увеличением скорости процесса биологической очистки [2].

Кроме рассмотренных методов интенсификации биологической очистки сточных вод повысить производительность процесса в последнее время позволило использование технического кислорода, высокоактивных симбиотических иловых культур, стимуляторов биохимического окисления, различного рода усовершенствованных конструкций аэротенков, аэрационного оборудования и систем отделения активного ила. Значительные резервы скрыты также в области интенсификации массообмена.

Защита водных ресурсов от истощения, загрязнения и их рациональное использование -одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. Сегодня уже никто не спорит о достоинствах аэротенков для очистки сточных вод биологическими методами. В то же время, существенное влияние на повышение качества водооборота, может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пат. 2366619 Российская Федерация, МПК С 02 Б 3/02. Способ обработки активного ила и устройство для его осуществления / Петров С.В., Волков М.В., Макаров В.Л., Марьямяки Т.; заявитель и патентообладатель Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "БИОТЕХ-ПРОГРЕСС". - № 2007140974/15; заявл. 29.10.07; опубл. 10.09.09. - 4 с.

2. Пат. 2264355 Российская Федерация, МПК С 02 Б 3/30. Способ аэрации в аэротенке системы очистки сточных вод / Кармазинов Ф.В., Крючихин Е.М., Николаев А.Н., Пробирский М.Д., Трухин Ю.А., Чернов В.Б.; заявитель и патентообладатель Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга", Закрытое Акционерное Общество "КРЕАЛ". - № 2004101679/15; заявл. 20.01.04; опубл. 20.11.05. -3 с.

Авторы статьи:

Зайцева Ирина Сергеевна - канд.техн.наук., ст. преп. каф. строительных конструкций КузГТУ Email: zayt_seva@mail.ru

Зайцева

Наталья Александровна  доцент каф. строительных конструкций КузГТУ Тел.. 8-3842-71-35-78, 39-63-31

Воронина Анна Сергеевна студентка гр.ВВ-051 Тел. 8-3842-39-63-31