КАНАЛИЗАЦИЯ

ПРОЦЕССЫ ДООЧИСТКИ БИОЛОГИЧЕСКИ ОЧИЩЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ вод

Фильтрование (механический способ доочистки). Наряду с извест­ной общностью процессов доочистки бытовых и производственных сточ­ных вод в этих процессах имеются существенные отличия, обусловлен­ные различным составом фильтруемых суспензий. Сточные воды про­мышленных предприятий даже после биологической очистки содержат значительное количество загрязнений, характерных для различных производств, например эфирорастворимые вещества, масла, смолистые вещества, целлюлозу, лигнин и т. д. Эти вещества способны оказывать влияние на механизм процесса фильтрования через зернистую загруз­ку и изменять структуру отложений в большей степени, чем загрязне­ния бытовых сточных вод.

Свойства различных производственных сточных вод в результате биологической очистки не становятся одинаковыми, и они влияют на выбор конструктивных и технологических параметров фильтров: типа и крупности зерен загрузки, высоты ее слоя, направления потока жид­кости, условий регенерации загрузки, средств обработки промывной воды и т. п. Уточненные параметры могут быть получены в результате экспериментальных исследований на реальных сточных водах различ­ных промышленных предприятий.

При проектировании скорых фильтров для очистки производствен­ных сточных вод рекомендуется предусматривать перед фильтрами уста­новку барабанных сеток с ячейками размером 0,5—1 мм и расчетной скоростью процеживания 40—50 м3/(м2-ч).

Для доочистки биологически очищенных сточных вод применяются фильтры с направлением потока сверху вниз и снизу вверх. Анализ опубликованных результатов по доочистке и изучению конструкций скорых фильтров показывает, что наряду с фильтрами с направлением потока снизу вверх весьма перспективными конструкциями являются фильтры с многослойной и крупнозернистой загрузками.

При направлении потока сверху вниз следует применять двухслой­ные фильтры. Для кварцевых фильтров с подачей воды сверху и снизу рекомендуемая скорость фильтрования 5—7 м3/(м2-ч), для двухслой­ных— 8—10 м3/(м2-ч) и в отдельных случаях — до 15 м/ч. Увеличение скорости фильтрования свыше 15 м3/(м2-ч) приводит к резкому ухудше­нию качества профильтрованной воды. Фильтрование биологически очи­щенных производственных сточных вод через зернистые фильтры позво­ляет получить снижение БПКполн на 70—80%, ХПК на 30—40%, концентрации эфирорастворимых веществ на 40%, концентрации взве­шенных веществ на 70—90%.

Промывку фильтров можно осуществлять профильтрованной или любой другой водой при концентрации взвешенных веществ в послед­ней не более 20 мг/л.

Интенсивность промывки для кварцевых фильтров с подачей воды снизу и сверху (а? экв=1>43 мм) составляет 16—18 л/(м2-с), для двух­слойных— 14—16 л/(м2-с); продолжительность промывки фильтров 6—8 мин, двухслойных — 8—10 мин; расход промывной воды 3—4% общего количества профильтрованной воды.

Для скорых фильтров с фильтрованием снизу следует предусмат­ривать водовоздушную промывку со следующим режимом: продувка воздухом в течение 1—2 мин с интенсивностью 18—20 л/(м2-с); водо - воздушная промывка в течение 8—10 мин с интенсивностью подачи воды 3—4 л/(м2-с) или промывка в течение 4—5 мин с интенсивностью подачи воды 6—7 л/(м2-с). При подаче воды сверху предусматривают­ся устройства для гидравлического или механического взрыхления верхнего слоя загрузки.

Межрегенерационный период работы принимают: для кварцевых фильтров с подачей воды сверху при исходной концентрации взвеси 15—20 мг/л 12 ч и при 20—40 мг/л 8 ч, для фильтров с подачей воды снизу и двухслойных при исходной концентрации 15—20 мг/л 24 ч и при 20—30 мг/л 16 ч.

Для промывки фильтров однослойных и двухслойных при подаче воды снизу необходимо предусматривать устройство воздухоотделите­лей и вместимость резервуаров промывной воды и грязных вод от промывки фильтров не менее чем на две промывки; при фильтровании снизу — предусматривать мероприятия по стабилизации скорости фильтрования, при этом колебания скорости допускать не более чем на ±15%, и по насыщению воды кислородом воздуха.

Грязные промывные воды следует отстаивать в течение 2 ч, отсто - енную воду направлять в аэротенки, осадок — в сооружения для об­работки осадка.

Периодически, один раз в 2—3 мес., необходимо промывать фильт­ры хлорной водой с концентрацией хлора 0,2—0,3 г/л. Продолжитель­ность контакта хлорной воды с загрузкой должна составлять 20—24 ч.

Биологические пруды. Для доочистки производственных сточных вод после сооружений биологической очистки применяются биологические пруды (биологический способ доочистки). В биологических прудах до­стигаются дальнейшее уменьшение содержания взвешенных веществ и биогенных элементов, полное насыщение кислородом выходящего стока и снижение его токсичности.

В биологических прудах, в отличие от природных водоемов, про­цессами самоочищения можно управлять. Их предусматривают на не­обходимую продолжительность пребывания воды, с естественной или искусственной аэрацией. Масса микроорганизмов в единице объема прудовой воды обычно выше, чем в воде открытого водоема, вследст­вие чего скорость процесса биологической доочистки в пруде может быть большей, чем в водоемах. При наличии отработанной теплой во­ды можно в известной степени управлять и температурой воды в био­логических прудах. Сочетание биологических прудов с сооружениями биологической очистки позволяет обеспечить высокое качество очист­ки сточной жидкости независимо от сезона года, даже зимой.

Рис. 5 56. Биологические пруды Доочистки Сточных вод

А — с механическими аэраторами; б — с пневматической аэрацией; I — аэратор планерный; трубо­проводы; II — от вторичных отстойников; III — от хлораторной; IV — от насосио-воздуходувной станции; / — сточная вода на доочистку; 3 —очищенная вода; 3—хлорная вода; 4-—воздух

Опыт использования биологических прудов показывает, что при продолжительности пребывания в них воды 7—8 суток в зимний сезон температура воды снижается с 20—22° С (на входе в пруд) до 4—7° С (на выходе из пруда).

В теплый период года возможно цветение воды, при котором БПКполн выходящей из пруда воды трудно снизить ниже 5—б мг/л, а содержание взвешенных веществ — ниже 15—30 мг/л.

Биологические пруды доочистки рекомендуется проектировать пря­моугольной формы, секционные, по четыре секции, что дает возмож­ность их периодически очищать. Располагать пруды необходимо таким образом, чтобы направление движения воды было перпендикулярно господствующему направлению ветра. Объем пруда, м3, можно рассчи­тать по формуле

W = Qt, (5.75)

Где Q — количество стоков, поступающих в пруд, м3/сутки;

T — продолжительность пребывания воды в пруду, сутки.

Для биологических прудов продолжительность пребывания в них сточных вод, сутки, следует определять по формуле

Где Сп — концентрация загрязнений в поступающей на доочистку сточной воде, кг/м3; С0 — концентрация загрязнений в очищенной сточной воде, кг/м3;

R — средняя объемная скорость изъятия загрязнений, кг/(м3Х Xсутки).

В практике очистки и особенно доочистки сточных вод широкое рас­пространение получают аэрируемые пруды (рис. 5.56) благодаря их технологическим и экономическим преимуществам, к числу которых в первую очередь следует отнести возможность работать без образо­вания избыточного активного ила и простоту эксплуатации этих соору­жений. Основные размеры прудов приведены в табл. 5.21.

Таблица 5.21

Основные размеры прудов с искусственной аэрацией и параметры аэраторов

Механические аэраторы

Длина рычага, м

Общая длина дырчатых пнев­матических аэра­торов, м

Эффективная доочистка сточных вод в аэрируемых прудах в раз­личных климатических условиях достигается путем применения аэра - ционного оборудования, которое может обеспечить необходимую ско­рость массопередачи по кислороду, большую зону обслуживания при глубине пруда не менее 3 м и возможность нормальной работы в пе­риод ледостава без переохлаждения доочищаемых промышленных стоков.

Применение в биологических прудах конструкции аэратора Лен - ниихиммаша, разработанной совместно с ВНИИБП, показывает, что интенсивная аэрация и поглощение кислорода жидкостью из атмосфер­ного воздуха могут быть достигнуты с помощью всасывающего устрой­ства заглубленного типа, состоящего из статора и ротора. В связи с тем что турбина всасывающего устройства отделена от основного объема жидкости неподвижным лопастным статором, зона перемешивания от­носительно невелика. Для обеспечения турбулентного переноса кисло­рода в прудах глубиной 3—4 м и поддержания частиц активного ила во взвешенном состоянии на значительном удалении от аэратора (до 30— 40 м) его необходимо оборудовать дополнительным перемешивающим приспособлением, в качестве которого используется турбина открытого типа.

Основными показателями эффективности работы аэрационного обо­рудования при доочистке производственных сточных вод в прудах слу­жат их окислительная способность ОС, представляющая собой коли­чество кислорода, отнесенного к 1 м3 объема сооружения в единицу времени, и производительность аэратора по кислороду Q, кг/м3, равная:

Q = OC.№, (5.77)

Где W — объем аэрируемой жидкости, м3.

Установлено, что для каждого типоразмера аэратора и определен­ной глубины его погружения имеется критическая частота вращения Лкр, с-1, при которой начинается процесс аэрации (поступление возду­ха в жидкость):

2§Н

Где Н — глубина погружения ротора в жидкость, м;

K — константа, характеризующая тип ротора;

D —диаметр турбины аэратора, м.

При числе оборотов меньше Л/кр подсос воздуха прекращается и аэ­ратор начинает работать как перемешивающее устройство.

В результате математической обработки имеющихся эксперимен­тальных данных получено уравнение, связывающее производительность аэратора по кислороду, кг/ч (для стандартных условий — чистая обес­кислороженная вода с температурой 20°С), с его конструктивными ха­рактеристиками и параметрами работы:

Q = 2,8H°'2N2'3D5, (5.79)

Где N — частота вращения ротора, с-1.

При выпуске сточных вод в проточные водоемы, обеспечивающие начальную кратность разбавления не более чем в 5—10 раз, следует применять комбинированную биологическую очистку сточных вод, включающую очистку в аэротенках и глубокую очистку стоков в аэри­руемых прудах, работающих на рециркулируемом активном иле.

Основные показатели эффективности работы комбинированных со­оружений биологической очистки приведены в табл. 5.22.