Аэрация, и ее использование при очистке сточных вод

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический

Университет

 

 

 

 

 

 

 

Реферат:

 

Аэрация, и ее использование при  очистке

сточных вод

 

 

 

                                                                                                              Подготовил:

                                                                                       Студент группы 3034/2

                                                                                       Моха А.А.

                                                                                      Проверил:

                                                                                      Молодцов Д.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2007

 

Содержание

 

1. Введение.          3
2. Аэрация, и ее использование при очистке сточных вод.   4 
3. Заключение.          10
4. Литература.          11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

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. В настоящее время многие водоемы мира из-за загрязнения утратили свое значение как источники рыбохозяйственного и санитарно-бытового водопользования.

Проблема очистки промышленных стоков и подготовки воды для технических и хозяйственно-питьевых целей с каждым годом приобретает все большее значение. Сложности очистки сказана с чрезвычайным разнообразием примеси в стоках, количество и состав которых постоянно изменяется в следствие появления новых производств и изменение технологии существующих.

В настоящее время  метод очистки сточных вод  активным илом является наиболее универсальным  и широко применяемым при обработке стоков. Использование технического кислорода, высокоактивных симбиотических иловых культур, стимуляторов биохимического окисления, различного рода усовершенствованных конструкций аэротенков, аэрационного оборудования и систем отделения активного ила позволило в несколько раз повысить производительность метода биологической очистки. Значительные резервы скрыты также в области интенсификации массообмена.

Проблема биологической  очистки стоков приобретает возрастающее народнохозяйственное значение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Аэрация, и ее использование при очистке сточных вод

 

 

Для полной биологической очистке  сточных вод малых населенных пунктов применяются:

• аэрационные установки, работающие по методу полного окисления (аэротенки подлинной аэрации);
• аэрационные установки с аэробной стабилизацией избыточного активного ила.

Установки обоих типов  обеспечивают стабильную высокую эффективность очистки сточных вод, могут применятся в любых климатических, грунтовых и гидрогеологических условиях и не требуют отвода больших площадей земли.

Установки, работающие по методу полного окисления.¹

Они предназначены для полной биологической очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод.

Полное окисление органических загрязнений протекает в три фазы. В первой фазе наличия большого количества органических веществ в сточной жидкости обеспечивает быстрое размножение микроорганизмов с непрерывным прогрессированием общего их количества. Во второй фазе нагрузка по органическим загрязнениям на активный значительно ниже и из-за недостаточного количества этих загрязнений размножение микроорганизмов несколько сдерживается. Устанавливается определенное соотношение мужду количеством поступивших органических веществ и приростом ила.

В третей фазе размножение микроорганизмов активного ила замедляется из-за недостатка органических загрязнений. Ил как бы находится в «голодном» состоянии. Это заставляет микроорганизмы активного ила использовать не только органические вещества поступившие со сточными водами, но и большую часть органических веществ отмерших микроорганизмов, т.е. минерализовать органическую часть самого активного ила. В результате полного окисления органических загрязнений прирост активного ила настолько мал, что его можно удалять из сооружений через 1-4 месяца.

Компактные установки (КУ) производительностью 12 и 25 куб.м в сутки изготавливаются  в заводских условиях в виде единого  металлического блока. Все установки  конструктивно выполнены в виде аэротенко-отстойников с принудительным возвратом активного ила.

Установки производительностью 12 куб.м  в сутки оборудованы механической системой аэрации, остальные - эжекторной или пневматической.

Принцип работы установки (Рис. 6): сточные  воды пропускают через решетку и  без первичного отстаивания направляют в зону аэрации.

 Здесь происходит  биологическая очистка сточных вод активным илом, который поддерживается во взвешенном состоянии за счет вращения роторного аэратора. Затем после полутора часового контакта в аэрационном объеме, смеси сточных вод и активного ила по дегазационному каналу поступает в зону отстаивания. Осевший ил через нижнюю щель отстойника возвращается в аэрационную зону. Сверху установка перекрывается щитами для предохранения от замерзания в зимний период.

Принцип работы установок КУ -25 - КУ-200 (Рис. 7): до поступления на установку сточную воду пропускают через решетку-дробилку или решетку с ручной очисткой. На установку сточная жидкость поступает через входной патрубок и по подающему лотку перетекает в два распределительных лотка, проходящих по продольным стенкам.

 

Для предотвращения осаждения  взвешенных веществ в лоток подается сжатый воздух. Из распределительных  лотков через отверстия с регулируемыми треугольными водосливами сточная вода переливается в аэротенк-отстойник. Аэрационные зоны расположены по продольным стенкам. Воздух в аэрационную зону подается от воздуходувок по воздухопроводам и распределяется через дырчатые трубы. В аэротенка возможно применение эжекционной аэрации.

Отстойная зона расположена в центре установки. Смесь сточных вод и активного ила поступает в зону через нижнюю щель, проходит через взвешенный слой, образованный активным илом, где происходит разделение активного ила и очищенной сточной жидкости. Последняя поднимается к поверхности отстойной зоны, протекает через затопленные отверстия в сборный лоток и по нему отводится из установки. Активный ил увлекается потоком в бункеры отстойной зоны и перекачивается лифтами в аэрационные зоны. Избыточный активный ил периодически (1 раз в 1-4 месяца) удаляется из аэрационных зон на иловые площадки.

Компактные установки КУ-12 - КУ-200 прошли длительные испытания на многих очистных станциях, качество очищенного стока БПК и взвешенным веществам  составляет 12-15 мг/л, концентрация аммонийного  азота снижается на 40%. Эффективность очистки сточных вод на этих сооружениях повышается, если во вторичных отстойниках использовать тонкослойные модули.

ГПИ «Эстонпроект» была разработана установка БИО заводского изготовления. Она представляет собой аэротенк-отстойник, работающий в режиме продленной аэрации. Принцип работы БИО-25 аналогичен установкам КУ. Продолжительность аэрации около суток. В этих сооружениях использованы эжекторная или пневматическая система аэрации.

Институтом Уралагропромпроект в 1988 году был разработан проект очистных сооружений канализации. Биологическая очистка осуществляется в аэротенке-отстойнике, совмещенном с сооружением доочистки сточных вод (Рис. 9). Одна секция рассчитана на расход 50 куб.м в сутки. Максимальная пропускная способность очистной станции 500 куб.м в сутки. В зоне аэрации принят режим полного окисления органических загрязнений. Аэрация - пневматическая, среденепузырчатая продолжительность ее в среднем 18-20 часов.

Сточная вода поступает  в зону аэрации по трубопроводу диаметром 100 мм, туда же попадает воздух от воздуходувки и циркуляционный активный ил с помощью эрлифта. По истечении периода биологической очистки активный ил со сточной водой поступает во вторичный отстойник, где происходит осветление стоков. Активный ил, находящийся главным образом в нижней части отстойника, эрлифтом подсасывается и перекачивается в зону аэрации. Избыточный активный ил периодически  удаляется из зоны аэрации через илопровод диаметром 100 мм на иловые площадки. Осветленная вода поступает по трубопроводу из отстойной зоны в сооружения доочистки стоков. В качестве сооружения доочистки могут быт использованы биореакторы с затопленной загрузкой, либо эту часть сооружений можно использовать как нитрификатор - денитрификатор. Выбор сооружения доочистки зависит от местных условий и требований качества очищенного стока. В каждом конкретном случае необходима частичная реконструкция сооружения доочистки.

Установки, работающие по методу аэробной стабилизации избыточного активного ила². Аэробная стабилизация - это процесс окисления органических веществ в присутствии микроорганизмов и кислорода атмосферного воздуха, вводимого принудительно. Этот процесс, с точки зрения кинетики распада органики, аналогичен процессу окисления органических загрязнений в аэротенке.

Аэробная стабилизация осадка приемлема до 1400 куб.м в  сутки и более. Поскольку продолжительность процесса зависит от начальной концентрации органических загрязнений и объема образующегося осадка, то для малых расходов стабилизаторы получаются малыми и легко эксплуатируемыми.

В стабилизатора широко применяется как пневматическая (дырчатые трубы), так и механическая (турбинные или струйные аэраторы) аэрация. На процесс стабилизации осадков  влияет наличие токсичных, агрессивных  и трудно окисляемых веществ при концентрациях, превышающих допустимые.

Метод аэробной стабилизации избыточного ила по сравнению  с методом анаэробной обработки осадка имеет такие существенные преимущества:  

• простота конструктивного исполнения сооружений;
• отсутствие взрывоопасности;
• хорошие санитарно-гигиенические показатели;
• лучшие водоотдающие свойства;
• легкость автоматизации процесса;
• простота обслуживания сооружений.

Установки заводского изготовления разработаны для очистных станций, они представляют собой блок, объединяющий аэротенк, вторичный отстойник и стабилизатор избыточного активного ила. Система аэрации пневматическая.

На рис. 10 показана схема  компактной установки (КУ) с аэробной стабилизацией или пневматической аэрацией.

Сточная вода, пройдя решетку-дробилку, установленную вне блока, и песколовку, поступает в падающий лоток с четырьмя треугольными регулируемыми водосливами и подаются в аэротенк. Аэротенк - квадратный в плане резервуар, по дну которого положены четыре плети перфорированных труб диаметром 150 мм. Аэротенк расчитан на продолжительность пребывания в нем сточных вод в течении 9 часов в часы максимального притока. С противоположной стороны аэротенка имеются затопленные окна для подачи сточных вод в отстойник.

Отстойник - вертикально  типа. В нем устанавливается перегородка, направляющая поток жидкости в нижнюю зону. Сборные лотки осветленной воды выполняют с регулируемыми треугольными водосливами. Осветленная сточная жидкость поступает из вторичных отстойников на сооружения доочистки и обеззараживания. В отстойнике имеются шесть приемников, каждый из которых снабжен эрлифтом с трубопроводом возврата активного ила в аэрационную зону; три приемника имеют эрлифты с трубопроводами, направленными в стабилизатор. Вдоль отстойника расположен мостик для обслуживания, куда вынесены вентили управления эрлифтами. Продолжительность пребывания стоков в отстойнике 1,5 часа.

Поступление в стабилизатор свежих порций активного ила вызывает одновременное отделение такого же объема воды в отстойной зоне стабилизатора, которая отводится вместе с очищенными сточными водами из установки. Выгрузка из стабилизатора обработанного активного ила производится при достижении в нем предельной концентрации ила. Период выгрузки составляет 7-10 суток.

Очистка стоков на это  установке осуществляется без первичного отстаивания, БПК очищенного стока составляет 15 мг/л.

На рис.11 показана схема  установки с аэробной стабилизацией  активного ила и механическими аэраторами. Эти сооружения выполняют в блочном варианте что позволяет набирать необходимую производительность (700-400 куб.м в сутки и более).

Установка работает следующим  образом: сточная вода после решеток-дробилок и песколовки без отстаивания  поступает в аэрационную часть  сооружения. Аэрация смесь активного ила и сточных вод осуществляется механическим аэратором, установленным исключительно в центре аэрационной части. Обработанная жидкость в смеси с активным илом через затопленный водослив поступает в дегазационную камеру и в отстойник. Возврат активного ила в аэрационную зону осуществляется из бункерной части отстойника через циркуляционный трубопровод за счет гидростатического напора механического аэратора.

Одновременное поступление  сточных вод и возвратного  ила обеспечивает их хорошее смешение, а это в свою очередь приводит к эффективному изъятию загрязнений.

Осветленные сточные  воды собираются в отводной лоток  вторичного отстойника, устроенного  на поверхности жидкости, и отводится  на сооружения доочистки и обеззараживания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        Заключение

 

 

Здесь были рассмотрены сооружения и аппараты биологической очистки бытовых и промышленных близких по составу сточных вод малых объектов. Из чего можно сделать вывод, что на выбор метода очистки бытовых сточных вод малых объектов оказывают влияние следующие показатели:³

• средний суточный расход сточных вод;
• степень неравномерности поступления стоков от малых объектов;
• режим работы очистной станции (круглогодичный или сезонный);
• характер системы канализования (локальная или групповая);
• усреднение концентрации загрязняющих веществ и органических (по БПК) веществ, содержание фосфатов и азота аммонийных солей в поступающем на очистку стоке;
• степень очистки сточных вод по вышеприведенным загрязнениям;
• климатические, геологические топографические условия в районе расположения очистной станции.