СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ АЗОТА И ФОСФОРА
METHOD OF PROVIDING RELIABLE PURIFICATION OF WASTE WATER FROM NITROGEN AND PHOSPHORUS COMPOUNDS

Изобретение относится к способам биологической очистки бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод и может быть использовано в коммунальном хозяйстве городов, поселков и промышленных предприятий при очистке сточных вод от органических загрязнений, азота и фосфора.
Известен способ биологической очистки сточных вод, который включает механическую очистку сточных вод в первичном отстойнике, после которой сточные воды подают в биоактиватор с микрофлорой, в котором поддерживают наличие зон с разнородной по содержанию кислорода средой путем регулируемого ввода кислорода, и далее смесь сточных вод с активным илом поступает во вторичный отстойник для разделения на очищенную сточную воду и активный ил, который постоянно возвращают в начало биоактиватора. Сырой осадок после первичного отстойника рециркулируют на вход первичного отстойника для создания условий осуществления процесса гидролиза и гетероацетогенного процесса непосредственно в первичном отстойнике. Во вторичном отстойнике создают зоны с разнородной по содержанию кислорода средой путем регулирования скорости рециркуляции активного ила из вторичного отстойника на вход биоактиватора (см. патент РФ №2296110, МПК C02F 3/30).
Недостатком известного способа является узкая область применения, т.к. не на всех станциях имеется возможность устройства постоянного регулирования скорости рециркуляции активного ила из вторичного отстойника на вход биоактиватора. Последнее объясняется тем, что, как правило, активный ил из вторичных отстойников удаляется по технологической схеме, предусматривающей самотечное (под гидростатическим напором) его поступление из донных частей вторичных отстойников в сборный резервуар, откуда осуществляется рециркуляция активного ила регулируемыми насосными установками. Поскольку длины самотечных линий от вторичных отстойников до сборного резервуара разные, то непрерывное изменение производительности регулируемых насосных установок не приведет к равномерному отбору активного ила из вторичных отстойников.
Наиболее близким аналогом к настоящему изобретению является способ биологического удаления фосфора из сточных вод. Он включает последовательное выдерживание сообщества микроорганизмов, очищающих сточные воды от органических и минеральных примесей, в анаэробных, аноксидных и аэробных условиях в емкостных сооружениях с интенсивным массообменном, создаваемым с помощью, соответственно, мешалок, насосов и барботажа воздухом. Возвратный активный ил из вторичных отстойников смешивают с потоком исходной сточной воды, прошедшим решетки и песколовки, смесь подвергают флотационной обработке, после чего флотоконцентрат выдерживают в течение не менее получаса в анаэробных биореакторах при непрерывном перемешивании, а осветленную жидкость с иловой водой подают в денитрификатор вместе с циркуляционным потоком иловой смеси с выхода нитрификатора и анаэробнообработанным флотоконцентратом, далее иловую смесь из денитрификатора направляют в нитрификатор, где подвергают перемешиванию барботажем воздуха, при этом прирастающую в аэробных условиях нитрификатора биомассу избыточного активного ила подвергают флотационной обработке на флотаторах, флотоконцентрат избыточного активного ила обезвоживают до кека и подвергают биокомпостированию в аэробных условиях без потери фосфора в смеси с опилками до получения обогащенного фосфором биогумуса.
Недостатками известного способа является следующее.
1. Низкие технологические показатели надежности, поскольку способ не предусматривает возможности регулирования степени очистки воды по азоту и фосфору. Последнее объясняется тем, что высокие степени очистки воды по этим показателям не всегда совместимы в рамках одной технологии. Например, при изменении (до определенных пределов) объемов удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила степени очистки воды по азоту и фосфору изменяются в противоположных направлениях - одна увеличивается, а другая уменьшается.
2. Узкая область применения, т.к. он рассчитан на преимущественное удаление из сточных вод только фосфора в ущерб эффективности удаления другого биогенного элемента - азота. Последнее объясняется тем, что в зону денитрификатора подается вода после флотационной обработки, т.е. с остаточным содержанием растворенного кислорода, который будет ингибировать процесс денитрификации.
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование описанного выше способа с целью повышения технологических показателей надежности и расширения области применения.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе, включающем последовательное выдерживание сообщества микроорганизмов, очищающих сточные воды от органических и минеральных примесей, в анаэробных, аноксидных и аэробных условиях в емкостных сооружениях с интенсивным массообменном, создаваемым с помощью соответственно мешалок и барботажа воздухом, возврат активного ила из вторичных отстойников, подачу в денитрификатор (аноксидные условия) циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора (аэробные условия), удаление на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила, в соответствии с предлагаемым изобретением в процессе эксплуатации выполняют следующие операции:
а) фиксируют, по меньшей мере, расход Qви,i возврата активного ила из вторичных отстойников и расход Qци,i циркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор с выхода нитрификатора, где i -номер режима фиксации, i=1, 2, 3, …, n1, где n1 - любое число;
б) разбивают диапазон возможных расходов Qии удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила на n2 интервалов, где n2=3, 4, 5 …, n2, где n2 - любое число;
БПК
в) в текущем режиме фиксации i опробуют режимы биологического удаления азота и фосфора из сточных вод в одной точке каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии, определяют суточный расход сточных вод Qi,j, поступающих на очистку, концентрацию Сi,j загрязнений в исходной воде по биохимической потребности в кислороде, концентрации загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j, среднюю концентрацию ила в емкостных i сооружениях Xi,j, где j=1, 2, 3 …, n2, k=1, 2, 3 …, n3, где n3 - количество контролируемых ингредиентов;
БПКi,j
БПКi,j
г) в текущем режиме фиксации i в опробованных точках каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии вычисляют нагрузку на ил N=Qi,j*C/(V*Xi,j), где V - объем емкостных сооружений;
БПКi,j
д) в текущем режиме фиксации i в одних координатных осях строят графики зависимостей концентраций загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j от нагрузки на ил N;
БПК
min
БПК
max
БПК
min
БПК
max
БПК
min1
БПК
max1
е) по построенным на этапе д) зависимостям осуществляют поиск диапазона рабочей нагрузки на ил от N, до N,, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp. При этом, если этот диапазон не обнаружен, то изменяют и фиксируют, по меньшей мере, расход возврата активного ила из вторичных отстойников на новом уровне Qви,i+1 и/или расход в денитрификатор циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора на новом уровне Qци,i+1, последовательность операций с (б) по (е) повторяют до обнаружения диапазона рабочей нагрузки на ил от N, до N,, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp, или применяют системы дополнительной очистки по ингредиентам m, для которых диапазон рабочей нагрузки на ил, обеспечивающий требуемую степень очистки по указанным ингредиентам, не обнаружен или находится за пределами диапазона рабочей нагрузки на ил от N, до N,, при которой достигается требуемая степень очистки воды по большинству контролируемых ингредиентов, где m∈1, 2, 3 …, n3;
БПК
min
БПК
max
БПК
min1
БПК
maxl
ж) в дальнейшем осуществляют биологическое удаление азота и фосфора из сточных вод в диапазоне рабочих нагрузок на ил от N, до N, или от N, до N,.
Возможен вариант развития, когда исследование различных режимов биологического удаления азота и фосфора из сточных вод осуществляют на компьютерной модели.
NH4
NO3
PO4
Возможен вариант развития, когда в качестве контролируемых концентраций загрязнений принимают концентрацию C загрязнений в очищенной воде по азоту аммонийному, по азоту нитратов C, по фосфатам C.
Nобщ,
Pобщ
Возможен вариант развития, когда в качестве контролируемых концентраций загрязнений принимают концентрацию загрязнений в очищенной воде по общему азоту C по общему фосфору C.
БПК
min
БПК
max
Возможен вариант развития, когда на этапе е) осуществляют поиск диапазона рабочей нагрузки на ил от N, до N,, при которой по всем контролируемым ингредиентам достигается следующая степень очистки воды Ck,mp/Kz, где Kz - коэффициент технологического запаса, Kz>1.
PO4
Pобщ
Возможен вариант развития, когда в качестве систем дополнительной очистки по фосфатам C и общему фосфору Спринимают обработку химическими реагентами.
Отличительными признаками заявляемого способа является следующее.
1. Фиксация в процессе эксплуатации, по меньшей мере, расхода Qви,i возврата активного ила из вторичных отстойников и расхода Qци,i циркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор с выхода нитрификатора, где i - номер режима фиксации, i=1, 2, 3, …, n1, где n1 - любое число (известно).
2. Разбивка диапазона возможных расходов Qии удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила на n2 интервалов, где n2 - любое число (не известно).
3. Установка количества интервалов n2=3, 4, 5 …, n2, где n2 - любое число (не известно).
4. Опробование режимов биологического удаления азота и фосфора из сточных вод в одной точке каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии (не известно).
БПК
5. Определение в одной точке каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии расхода сточных вод Qi,j, поступающих на очистку, концентрацию Сi,j загрязнений в исходной воде по биохимической потребности в кислороде, концентрации загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j, среднюю концентрацию ила в емкостных i сооружениях Xi,j, где j=1, 2, 3…, n2, k=1, 2, 3 …, n3, где n3 - количество контролируемых ингредиентов (не известно).
БПК
БПК
6. Вычисление в текущем режиме фиксации i в опробованных точках нагрузки на ил Ni,j=Qi,j*Сi,j/(V*Xi,j), где V - объем емкостных сооружений (не известно).
БПК
7. Построение в текущем режиме фиксации i в одних координатных осях графиков зависимостей концентраций загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j от нагрузки на ил Ni,j (не известно).
БПК
min
БПК
max
8. Определение по построенной зависимости диапазона рабочей нагрузки на ил от N, до N,, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp (не известно).
ци
9. Изменение и фиксация, по меньшей мере, расхода возврата активного ила из вторичных отстойников на новом уровне Qви,i+1 и/или расхода в денитрификатор циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора на новом уровне Q,i+1 (не известно).
БПК,min
БПK,max
БПК
min1
БПК
max1
10. Повторение последовательности операций с (б) по (е) до обнаружения диапазона рабочей нагрузки на ил от N до N, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp, или диапазона рабочей нагрузки на ил от N, до N,, при которой достигается требуемая степень очистки воды для большинства контролируемых ингредиентов (не известно).
БПК,min
БПК,max
БПК,min1
БПК,max1
11. Осуществление биологического удаления азота и фосфора из сточных вод при рабочей нагрузке на ил от N до Nили от Nдо N, определенным по построенной зависимости (не известно).
12. Исследование на компьютерной модели различных режимов биологического удаления из сточных вод азота и фосфора, отличающихся между собой только объемами удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила (не известно).
NH4
NO3
PO4
13. Принятие в качестве контролируемых концентраций загрязнений концентрации C загрязнений в очищенной воде по азоту аммонийному, по азоту нитратов C, по фосфатам C (известно).
Nобщ
Робщ
14. Принятие в качестве контролируемых концентраций загрязнений концентраций по общему азоту Cи по общему фосфору С (известно).
БПК
min
БПК
max
15. Поиск диапазона рабочей нагрузки на ил от N, до N,, при которой по всем контролируемым ингредиентам достигается следующая степень очистки воды Ck,mp,/Kz, где Kz - коэффициент технологического запаса, Kz>1 (не известно).
БПК,min1
БПК
max1
16. Применение систем дополнительной очистки по ингредиентам m, для которых диапазон рабочей нагрузки на ил, обеспечивающий требуемую степень очистки по указанным ингредиентам, не обнаружен или находится за пределами диапазона рабочей нагрузки на ил от N до N,, при которой достигается требуемая степень очистки воды по большинству контролируемых ингредиентов (не известно).
PO4
Робщ
17. Применение в качестве систем дополнительной очистки по фосфатам C и общему фосфору С систем обработки химическими реагентами (известно).
По сведениям, имеющимся у авторов, отличительные признаки 2-12, 15-16 не известны, а остальные - известны. Однако совместное их применение в заявляемом способе позволяет получить два положительных и два новых эффекта.
БПК
Первый положительный эффект заключается в том, что повышаются технологические показатели надежности, поскольку способ предусматривает возможность регулировать степень очистки воды по азоту и фосфору. Последнее достигается благодаря тому, что по построенной экспериментальной зависимости концентраций загрязнений в очищенной воде по указанным показателям от комплексного показателя - нагрузки на ил N появляется возможность определения диапазона рабочей нагрузки на ил, при которой достигается приемлемый компромисс между степенью очистки воды по азоту и фосфору.
Второй положительный эффект заключается в том, что расширяется область применения способа, т.к. в нем устранено предпочтение в повышении степени очистки сточных вод от фосфора в ущерб эффективности очистки от азота. Последнее достигается тем, что в зоне денитрификатора снижается концентрация кислорода, т.к. исключается подача в него воды после флотационной обработки.
БПК
min
БПК
max
Первый новый эффект заключается в том, что сокращается продолжительность наладки сооружений для очистки сточных вод поскольку с применением компьютерной модели появляется возможность оперативно определять искомый диапазон рабочей нагрузки на ил от N, до N,. Последнее достигается тем, что в отличие от реальных очистных сооружений, где после изменения объема удаления на обработку избыточного активного ила наступает переходный процесс продолжительностью до недели, при применении компьютерной модели построение графиков и определение рабочей нагрузки на ил не требует задержек по времени. Указанный новый эффект достигается благодаря не только наличию отличительного признака №12, но и остальных, поскольку не все зависимости можно реализовать на компьютерной модели. Указанные можно.
Второй новый эффект заключается в том, что повышаются вероятностные показатели надежности, поскольку способ предусматривает резерв по степени очистки воды, т.к. обеспечивает более низкую концентрацию загрязнений в очищенной воде - Ck,mp,/Kz, где Kz - коэффициент технологического запаса.
Таким образом, заявляемый способ отвечает критерию "изобретательский уровень".
Графический материал, иллюстрирующий предлагаемый способ, представлен на следующих фигурах:
фиг.1 - блок-схема системы, в которой может быть использован способ согласно изобретению;
NH4
NO3
PO4
БПК.
фиг.2, 3 - примеры используемой при реализации способа зависимости концентраций загрязнений в очищенной воде по азоту аммонийному C, по азоту нитратов C, по фосфатам C от нагрузки на ил N
На фиг.1 в качестве примера схематично показана одна из возможных технологий очистки сточных вод от органических загрязнений, соединений азота и фосфора. Это технология Кэмптаунского университета. Изобретением допускается применение и других технологий очистки с применением емкостных сооружений с активным илом. Технологическая схема содержит емкостные сооружения 1, в которых при помощи мешалок 2 созданы зона 3 анаэробных условий и зона 4 аноксидных условий (денитрификатор), а при помощи системы 5 барботажа воздухом зона 6 аэробных условий (нитрификатор). В емкостные сооружения 1 по трубопроводу исходной воды 7 подаются сточные воды, поступающие на очистку, а по трубопроводу иловой смеси 8 смесь исходной воды и активного ила отводится на вторичные отстойники 9. Очищенная вода по трубопроводу 10 очищенной воды отводится на дальнейшую обработку или сбрасывается в водоем. Подача в денитрификатор (аноксидные условия) циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора (аэробные условия) осуществляется по трубопроводу 11 нитратного рецикла, а возврат активного ила из вторичных отстойников 10 - по трубопроводу возвратного ила 12. Изобретением допускается применение и других рециркуляционных потоков, например рецикла ила в аноксидную зону 3 и зоны денитрификатора 4 по трубопроводу 13 денитрифицированного ила. Удаление на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного ила осуществляется по трубопроводу 14 избыточного ила.
В табл.2 и 3 представлены количественные результаты применения предлагаемого способа на примере очистных сооружений, схема которых представлена на фиг.1.
Способом предусмотрено выполнение следующих операций:
а) фиксация, по меньшей мере, расхода Qви,i возврата активного ила из вторичных отстойников по трубопроводу возвратного ила 12 и расхода Qци,i циркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор с выхода нитрификатора по трубопроводу 11 нитратного рецикла;
б) разбивка диапазона возможных расходов Qии удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного, отводимого по трубопроводу 14 избыточного ила, на n2 интервалов, n2=3, 4, 5 …, n2, где n2 - любое число;
в) опробование в текущем i-ом режиме фиксации режимов биологического удаления азота и фосфора из сточных вод в одной точке каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии с определением:
- суточного расхода сточных вод Qi,j, поступающих на очистку по трубопроводу исходной воды 7;
БПК
- концентрацию Сi,j загрязнений в исходной воде по биохимической потребности в кислороде;
NH4
NO3
PO4
Nобщ
Робщ
- концентрации загрязнений в очищенной воде (в трубопроводе 10 очищенной воды) по контролируемым ингредиентам Ck,i,j. В зависимости от вида водоисточника, куда сбрасываются очищенные сточные воды, в качестве контролируемых концентраций загрязнений могут быть приняты либо концентрации C загрязнений в очищенной воде по азоту аммонийному, по азоту нитратов C, по фосфатам C либо концентраций загрязнений по общему азоту С и по общему фосфору С;
- среднюю концентрацию Xi,j ила в емкостных сооружениях 1
(для ускорения процесса опробование режимов биологического удаления азота и фосфора из сточных вод осуществляют компьютерное моделирование);
БПК
г) вычисление в текущем i-ом режиме фиксации в опробованных точках каждого из n2 интервалов возможных расходов Qии нагрузку на ил Ni,j=Qi,j/(V*Xi,j);
БПК
д) построение в текущем i-ом режиме фиксации в одних координатных осях графиков зависимостей концентраций загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i от нагрузки на ил Ni,j, см. фиг.2, 3;
БПК
min
БПК
max
БПК
min
БПК
max
БПК,min1
БПК
max1
PO4
Робщ
е) поиск по построенным на этапе д) зависимостям диапазона рабочей нагрузки на ил от N, до N,, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp. Если этот диапазон не обнаружен, то изменяют и фиксируют, по меньшей мере, расход возврата активного ила из вторичных отстойников на новом уровне Qви,i+1 и/или расход в денитрификатор циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора на новом уровне Qци,i+1. После этого последовательность операций с (б) по (е) повторяют до обнаружения диапазона рабочей нагрузки на ил от N,до N,, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp.Если в результате искомый диапазон не обнаружен, то определяют диапазона рабочей нагрузки на ил от N до N, при которой достигается требуемая степень очистки воды по большинству контролируемых ингредиентов Ck,mp. Для остальных ингредиентов применяют системы дополнительной очистки. Например, в качестве систем дополнительной очистки по фосфатам C и общему фосфору С принимают обработку химическими реагентами. Кроме того, для повышения вероятностных показателей надежности очистки сточных вод предусматривают резерв по степени очистки воды путем обеспечения более низкой концентрации загрязнений в очищенной воде - Ck,mp/Kz;
БПК
min
БПК
max
.
ж) осуществление в дальнейшем биологического удаления азота и фосфора из сточных вод в диапазоне рабочих нагрузок на ил от N, до N,
Соответствующий изобретению способ работает следующим образом.
В качестве примера рассматриваем работу очистных сооружений по технологической схеме, представленной на фиг.1 с параметрами, представленными в таблице 1.
В соответствии с настоящим изобретением выполняют следующие операции:
а) фиксируют i=1:
3
- расход Qви,1 возврата активного ила из вторичных отстойников на уровне Qви,1=10000 м/ч;
3
- расхода Qци,1 циркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор с выхода нитрификатора на уровне Qци,1=10000 м/ч;
БПК
3
б) разбивают диапазон возможных расходов Qии удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного, отводимого по трубопроводу 14 избыточного ила, на 9 интервалов (в соответствии с изобретением более 3-х, т.к. графики зависимостей концентраций загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i от нагрузки на ил Ni,j имеют вогнутый или выпуклый вид). Диапазон возможных расходов Qии определяется с учетом возможностей на каждой станции очистки сточных вод. Его границы, как правило, определяются производственными мощностями систем по переработке избыточного ила. В качестве примера определяем этот диапазон в интервале от 26 до 237 м/ч;
в) в текущем режиме фиксации i опробуют режимы биологического удаления азота и фосфора из сточных вод в одной точке (максимальной) каждого из 9 интервалов возможных расходов Qии и определяют:
- суточный расход сточных вод Qi,j, поступающих на очистку;
БПК
- концентрацию Ci,j загрязнений в исходной воде по биохимической потребности в кислороде;
NH4,
NO3
PO4
- концентрации загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j (в данном случае это азот аммонийный Ci,j, азот нитратов C,i,j, фосфаты C,i,j);
- среднюю концентрацию ила в емкостных сооружениях Xi,j
(результаты этого этапа представлены в табл.2);
БПК
БПК
г) в текущем режиме фиксации i в опробованных точках каждого из 9 интервалов возможных расходов Qии вычисляют нагрузку на ил Ni,j=Qi,j*Ci,j(V*Xi,j)
(результаты расчета заносят в таблицу, см. табл.2);
БПК
NO3
PO4
NH4
NO3
NO3
NH4
NH4
PO4
PO4
д) в текущем режиме фиксации i в одних координатных осях строят графики зависимостей концентраций загрязнений в очищенной воде по контролируемым ингредиентам Ck,i,j от нагрузки на ил Ni,j, см. фиг.2. Здесь: 1 - график изменения концентрации азота нитратов C,1,j; 2 - график изменения концентрации фосфатов C,1,j; 3 - график изменения концентрации азота аммонийного C,1,j; 4 - допустимая концентрация загрязнений в очищенной воде по азоту нитратов с учетом коэффициента технологического запаса C,mp,Kz=C,mp/Kz=8/1,1=7,27 мг/л; 5 - то же, по азоту аммонийному C,mp/Kz=C,mp/Kz=1,2/1,1=1,09 мг/л; 6 - то же, по фосфатам C,mp,Kz=C,mp/Kz=0,4/1,1=0,36 мг/л;
БПК,min
БПК
max
NO3
NH4
PO4
БПК
min
БПК
max
БПК,min
БПК,max
3
е) по построенным на этапе д) зависимостям осуществляют поиск диапазона рабочей нагрузки на ил от N до N,, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp. На фиг.2 представлены результаты такого поиска. Из него видно, что в диапазоне нагрузки на ил А достигается требуемая степень очистки воды по азоту нитратов C,i,j, в диапазоне В - по азоту аммонийному C,i,j, в диапазоне С - по фосфатам C,i,j. При этом три указанных диапазона не имеют общего пересечения, т.е. при i=1 решения не существует. По этой причине, например, изменяют и фиксируют, расход в денитрификатор циркуляционного потока иловой смеси с выхода нитрификатора на новом уровне Qци,2=14000 м/ч, последовательность операций с (б) по (е) повторяют до обнаружения диапазона рабочей нагрузки на ил от N, до N,, при которой достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp. Результаты выполнения этапа в) представлены в табл.3, а этапа е) - на фиг.3. Из фиг.3 видно, что в диапазоне нагрузки на ил D достигается требуемая степень очистки воды по всем контролируемым ингредиентам Ck,mp. Поэтому в дальнейшем осуществляют биологическое удаление азота и фосфора из сточных вод в диапазоне рабочих нагрузок на ил от N до N.
БПК,min1
БПК,max1
NH4
NO3
PO4
Из фиг.3 видно, что при увеличении коэффициента технологического запаса Kz, расходов сточных вод и т.п. возможны варианты, когда, несмотря на применяемые меры, три указанных диапазона не будут иметь общего пересечения, т.е. будет иметь место ситуация, представленная на фиг.2. Тогда, определяют диапазон рабочей нагрузки на ил Е от N до N при которой достигается требуемая степень очистки воды по большинству контролируемых ингредиентов (азоту аммонийному C, азоту нитратов C), а для обеспечения требуемой степени очистки по фосфатам C принимают обработку химическими реагентами. При этом изобретением допускается их дозирование в любую точку емкостных сооружений и за их пределами.
Таблица 1
№ п/п
Наименование параметра
Значение параметра
1
Средний суточный расход сточных вод Qi,j, поступающих на очистку, м<sup>3</sup>/сутки
240000
2
Средние концентрации загрязнений в исходной воде, мг/л:по биохимической потребности в кислороде С<sub>БПК </sub>i,j
140
по азоту аммонийному C<sub>NH4</sub>
20
по азоту нитратов C<sub>NO3</sub>
0,6
по фосфатам C<sub>PO4</sub>
2,4
3
Объем V емкостных сооружений, м<sup>3</sup>,в т.ч.:
80740
анаэробная зона
16183
аноксидная зона
24077
аэробная зона
40523
4
Расход денитрифицированного ила, м<sup>3</sup>/ч
6973
5
Расход Qви,i возврата активного ила из вторичных отстойников, м<sup>3</sup>/ч
Переменный, фиксируемый на этапе а)
6
Расход Qци,i циркуляционного потока иловой смеси в денитрификатор с выхода нитрификатора, м<sup>3</sup>/ч
Переменный, фиксируемый на этапе а)
7
Расход Qии удаления на обработку приросшей в аэробных условиях нитрификатора биомассы избыточного активного, м<sup>3</sup>/ч
Переменный, в интервале от 26,3 до 236,8
8
Требуемые концентрации загрязнений в очищенной воде, мг/л:
по азоту аммонийному C<sub>NH4</sub>
1,2
по азоту нитратов C<sub>NO3</sub>
8
по фосфатам C<sub>PO4</sub>
0,4
9
Коэффициент технологического запаса, Kz
1,1
Таблица 2
j
Q<sub>1,j, </sub>м<sup>3</sup>/сут
C<sub>БПК 1,j</sub>, мг/л
Qии, м<sup>3</sup>/ч
C<sub>NO3</sub>, <sub>1,j,</sub> мг/л
C<sub>NH4</sub>, <sub>1,j</sub> мг/л
C<sub>PO4</sub>, <sub>1,j,</sub> мг/л
Х<sub>1,j,</sub> г/л
N<sub>БПК</sub>,<sub> 1,j</sub>, г БПК/(г ила сут)
1
240000
115
26
8,86
0,07
1,5
5,56
0,061
2
241000
110
53
8,56
0,07
0,6
3,94
0,083
3
239000
118
79
8,24
0,09
0,2
3,35
0,104
4
240500
115
105
7,82
0,12
0,1
2,76
0,124
5
238500
120
132
7,45
0,18
0,5
2,47
0,143
6
240000
115
158
7,22
0,32
1,2
2,08
0,164
7
241100
117
184
7,03
0,6
1,6
1,91
0,183
8
240050
113
211
6,81
1,03
1,8
1,68
0,200
9
240070
116
237
6,51
1,7
1,9
1,61
0,214
Таблица 3
j
Q<sub>2,j, </sub>м<sup>3</sup>/сут
C<sub>БПК 2,j</sub>,мг/л
Qии, м<sup>3</sup>/ч
C<sub>NO3</sub>, <sub>2,j,</sub> мг/л
C<sub>NH4</sub>, <sub>2,j</sub> мг/л
C<sub>PO4</sub>, <sub>2,j,</sub> мг/л
Х<sub>2,j,</sub> г/л
N<sub>БПК</sub>,<sub> 2,j</sub>, г БПК/(г ила сут)
1
238000
115
26
8,36
0,07
1,6
5,43
0,062
2
241500
111
53
8,09
0,07
0,7
3,94
0,084
3
239100
114
79
7,78
0,09
0,3
3,21
0,105
4
240600
116
105
7,31
0,14
0,2
2,77
0,125
5
239500
122
132
6,78
0,23
0,6
2,52
0,143
6
240100
116
158
6,42
0,41
1,2
2,10
0,164
7
242100
118
184
6,2
0,75
1,6
1,92
0,184
8
240080
112
211
5,98
1,22
1,8
1,66
0,200
9
241060
115
237
5,7
1,92
1,9
1,58
0,217