Техника аэробных способов очистки

Аэробный способ очистки сточной волы основан на использовании системы аэротенков (вторичных отстойников). Аэротенк — открытое железобетонное сооружение, через которое пропускается сточная вода, содержащая органические загрязнения и активный ил.

Суспензия ила в сточной воде на протяжении всего времени нахождения в аэротенке подвергается аэрации воздухом. В зависимости от способа смешения суспензии активного ила с очищаемой водой и гидродинамического режима движения суспензии активного ила аэротенки делятся на: аэротенк-вытеснитель; аэротенк-смеситель; аэротенк сложного типа.

В аэротенке-вытеснителе свежая порция активного ила и очищаемая вода одновременно подаются в аппарат и далее происходит движение суспензии активного ила по аппарату в режиме, приближающемся к идеальному вытеснению.

В аэротенке-смесителе активный ил и очищаемая сточная вода поступают по всей длине аппарата одновременно и в аппарате создается режим, близкий к полному смешению, одновременно из аппарата отводится суспензия активного ила. В аппаратах сложного типа на разных этапах очистки одновременно реализуется и режим смешения, и режим вытеснения.

Различия в гидродинамических режимах аэротенков в первую очередь влияют на физиологическое состояние популяции микроорганизмов и, следовательно, на скорость и глубину потребления субстрата. которым являются загрязнения из сточной воды. Развитие популяции микроорганизмов в аэротенке-вытеснителе происходит по законам турбулентной культуры. Развитие микроорганизмов определяется законами периодического роста. Поступивший из вторичного отстойника активный ил имеет определенный исходный состав популяции: вначале, после контакта с очищаемой водой, развиваются тс микроорганизмы, которые потребляют наиболее легкоусвояемые компоненты загрязнения. В результате концентрация загрязнений в сточной воде по мере ее продвижения по аппарату снижается и одновременно в активном иле увеличивается концентрация соответствующих клеток. При достижении концентраций легкоусвояемого компонента, лимитирующих рост, начинают потребляться другие типы субстратов и преимущество в развитии получают другие группы микроорганизмов. При снижении концентраций всех компонентов сточной воды до минимальных процесс развития попул я ни и останавливается: видовой и количественный состав активного ила возвращается к начальному состоянию. Такой процесс при его достаточной длительности позволяет практически полностью извлечь все загрязнения из сточной волы.

В аэротенке-смесителе сточная вода, попадая в аэротенк, практически мгновенно распределяется по объему, при этом концентрация загрязнений снижается до стационарных значений. Развитие популяции микроорганизмов в аэротенке-смесителе происходит по тем же законам, что и развитие микробов в хемосгаге.

В аэротенках сложного типа сочетаются оба способа проведения процесса.

Как правило, схема аэробной биологической очистки включает в себя следующие стадии: усреднение и осветление сточных вод от механических примесей (усреднители, песколовки, отстойники); аэробная биологическая очистка осветленных сточных вод (аэротенки, генераторы активного ила, вторичные отстойники); доочистка сточных вод (биологические пруды, фильтровальные станции); обработка осадков (иловые площадки, сушилки, печи и т. д.).

На практике применяются одноступенчатые и многоступенчатые системы биологической очистки. Сточные воды поступают в усреднитель, где происходит интенсивное перемешивание стоков с различным качественным и количественным составом. Перемешивание осуществляется за счет барботажа воздуха. При очистке фекальных стоков и отходов нефтепереработки необходимым элементом очистных сооружений является система механической очистки — песколовки и первичные отстойники.

К системе биологической очистки относятся не только аэротенк и вторичный отстойник, но и регенератор активного ила, который представляет собой часть аэротенка, куда подается только суспензия возвратного активного ила и нс подастся вода.

Очищенная вода и активный ил из аэротенка подаются во вторичный отстойник, где происходит отделение активного ила от воды. Часть активного ила вновь возвращается в систему очистки, а избыточный активный ил, образовавшийся в результате pocia микробов, поступает на иловые площадки с последующим вывозом его после обезвоживания на поля.

Система более полной биологической доочистки может состоять из множества элементов, которые определяются дальнейшим назначением сточной воды. Возможно применение биологических прудов, где биологически очищенная вода проходит дальнейшее осветление и насыщается кислородом. Часто вода осветляется с помощью различных механических систем, например песчано-гравийных фильтров, иногда воду хлорируют или озонируют.

Интенсификацию процессов биологической очистки можно проводить путем аэрации суспензии активного ила чистым 0₂. Для этого были разработаны аппараты закрытого типа — окситенки с принудительной аэрацией сточной воды. В целом схема очистки стоков в окситенках практически не отличается от рассмотренной общей схемы аэробной очистки сточной воды.