|
В. Б. СМИРНОВ, главный инженер (Воскресенская станция биологической очистки);
Г. И. ГЕЦИНА, канд. техн. наук (НИИ КВОВ)
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ РАБОТЫ АЭРОТЕНКОВ НА СТАНЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
СТОЧНЫХ ВОД
На станцию биологической очистки сточных вод Воскресенского АО "Минудобрения" поступают сточные воды городов Воскресенска, Егорьевска, а также близрасположеных населенных пунктов и предприятий. По своему составу эти воды на 60 % состоят из хозяйственно-бытовых и на 40 % из производственных сточных вод. Производственные сточные воды отличаются значительным разнообразием вследствие их образования на химических комбинатах, металлообрабатывающих производствах, предприятиях легкой и пищевой промышленности, различных автохозяйствах. В сточных водах, поступающих на станцию биологической очистки, содержатся загрязняющие вещества бытового происхождения, значительные количества солей тяжелых металлов, сложных органических веществ, нефтепродуктов, а также соединения азота и фосфора с концентрацией 60-100 мг/л.
Станция биологической очистки запроектирована по традиционной схеме городских станций аэрации и включает механизированные решетки, горизонтальные песколовки, первичные и вторичные радиальные отстойники, двухкоридорные аэротенки, контактные резервуары. В дополнение к этим сооружениям 15 лет назад были введены в эксплуатацию разработанные в НИИ КВОВ гравийно-песчаные фильтры с восходящим потоком воды.
В связи с возросшими требованиями, предъявляемыми органами Мособлкомприроды к качеству очищенных сточных вод (БПКполн 3 мг/л, аммонийный азот 2 мг/л, фосфаты 5 мг/л), сотрудниками станции совместно с НИИ КВОВ в 1993-1994 гг. были проведены исследования с целью определения путей интенсификации процесса биохимического окисления в аэротенках органических загрязнений и биогенных веществ (соединений азота и фосфора). Проводился поиск наиболее эффективных и экономичных путей окисления в аэротенках за счет увеличения находящегося там количества биомассы, что в свою очередь обусловило снижение нагрузок на ил, увеличение удельной скорости окисления, повышение возраста ила. Возможными путями увеличения количества биомассы являются: иммобилизация ее на различных носителях, повышение степени рециркуляции ила из вторичных отстойников в аэротенки.
В процессе исследований установлено, что если для полной биологической очистки возраст ила не превышает 2-3 сут, то для глубокого удаления азота возраст ила должен быть не менее 10 сут, доза ила более 3.5 г/л, продолжительность пребывания стоков в аэротенке не менее 8-10 ч. При этом для нитрификации аммонийного азота требуется дополнительное количество кислорода из расчета 4,6 мг кислорода на 1 мг аммонийного азота плюс расход кислорода на окисление углерода, обеспечение жизнедеятельности гидробионтов, стабилизацию органического вещества, перемешивание активного ила в аэротенках.
Опытно-промышленные испытания подтвердили возможность снижения содержания аммонийного азота до 2 мг/л посредством поддержания высокой дозы активного ила в аэротенках до 5-6 г/л при 100%-ной рециркуляции активного ила и при наличии растворенного кислорода в концентрации не менее 4 мг/л, которую можно обеспечить при подаче воздуха с удельным расходом 13.5 м3/м3.
Для обеспечения аэротенков необходимым количеством воздуха были выбраны полиэтиленовые трубчатые аэраторы производства НПФ "Экополимер" как наиболее удобные в монтаже, эксплуатации и обеспечивающие наилучшие экономические показатели по растворению кислорода воздуха в аэротенках благодаря мелкопузырчатой аэрации.
Аэротенки с повышенной дозой ила, повышенным содержанием растворенного кислорода, временем аэрации 9-10 ч эксплуатируются более одного года.
Сравнительные данные по эффективности насыщения кислородом и окисления аммонийного азота в аэротенках приведены в табл. 1.
| Т а б л и ц а 1
|
| Дата анализа
|
Содержание аммонийного азота на входе, мг/л
|
Количество сточных вод, м3/ч
|
Расход воздуха, м3/ч
|
Удельный расход воздуха, м3/м3
|
Концентрация растворенного кислорода, мг/л
|
Концентрация растворенного аммонийного азота, мг/л
|
Эффект очистки по аммонийному азоту. %
|
| 13.10.1994
|
35
|
1500/1300
|
5500/9500
|
3,7/7,3
|
4/1,5
|
2,2/13
|
93/62
|
| 19.10.1994
|
39
|
1500/1300
|
5500/9000
|
3,7/6,9
|
4,5/1,5
|
1,5/12,5
|
96/67
|
| 22.11.1994
|
31
|
1500/1300
|
5800/9000
|
3,9/6,9
|
3/1,2
|
6/11,5
|
80/62
|
| 28.11.1994
|
32
|
1500/1300
|
5800/9000
|
3,9/6,9
|
3/1,2
|
7/13
|
78/59
|
| 02.12.1994
|
38
|
1500/1300
|
6000/9000
|
4/6,9
|
3,5/1,2
|
5,7/16
|
85/57
|
| 04.01.1995
|
59
|
1500/1300
|
6000/9000
|
4/6,9
|
4/1,1
|
9/29
|
84/50
|
| 01.02.1995
|
35
|
1500/1300
|
5600/9000
|
3,7/6,9
|
3,8/1,2
|
1/27
|
97/22
|
| 10.04.1995
|
10
|
1300/1080
|
5900/8800
|
4,5/8,1
|
4,7/2,8
|
1,9/8
|
81/20
|
| 19.04.1995
|
9,3
|
1300/1000
|
5800/8600
|
4,5/8,6
|
5/0,9
|
1,2/7
|
87/24
|
| 06.05.1995
|
14,4
|
1200/1100
|
5000/9000
|
4,2/8,2
|
2,8/1,9
|
2/8
|
85/42
|
| 12.05.1995
|
15,5
|
1200/1200
|
4400/9000
|
3,7/7,5
|
4/1
|
1,4/1
|
90/48
|
| 22.05.1995
|
20,8
|
1800/1300
|
7000/9000
|
3,9/6,9
|
4/1,5
|
1,5/9
|
90/55
|
| Примечание. В числителе - для секции № 1 с аэраторами "Экополимер", в знаменателе - для секции № 2 со среднепузырчатыми аэраторами
|
Необходимо отметить, что с установкой аэраторов НПФ "Экополимер" эффективность окисления аммонийного азота возросла до 80-90 % (ранее 30-45 %) при увеличении содержания растворенного кислорода до 4,5 мг/л по сравнению с прежними 1,5-2 мг/л при сокращении расхода воздуха в 2 раза.
В табл. 2 приведены данные, характеризующие состояние активного ила при работе аэротенков в режиме высокопроизводительных аэротеков-вытеснителей с повышенным содержанием растворенного кислорода, дозой ила и продленной аэрацией (секция № 1 с аэраторами "Экополимер").
| Т а б л и ц а 2
|
| Дата анализа
|
Иловый индекс,см3/г
|
Доза ила по объему, мл/л
|
Доза ила по весу,г/л
|
Зольность ила, %
|
| 4.04.1995
|
33
|
15
|
4
|
65
|
| 17.04.1995
|
42
|
18
|
5
|
66
|
| 27.04.1995
|
65
|
25
|
6,3
|
66
|
| 3.05.1995
|
75
|
32
|
6,5
|
64
|
| 16.05.1995
|
68
|
37
|
6,3
|
63
|
| 23.05.1995
|
60
|
48
|
7,1
|
70
|
| 30.05.1995
|
42
|
30
|
5
|
61
|
| 5.06.1995
|
53
|
22
|
4,5
|
64
|
| 8.06.1995
|
54
|
23
|
4,6
|
64
|
| 12.06.1995
|
55
|
27
|
4,7
|
65
|
Проведенный микробиологический анализ активного ила, находящегося в аэротенках, показал большое разнообразие микроорганизмов по видовому составу: Arcella discoides, Euglycha laevis, Paramecium aurelia, Euplotes putella, Aspidisca costata, Vorticella aequilata, Rotaria rotatoria, Notommata ansata, Epistulis plicatilis, Thuricola similis. Наличие данных видов в биоценозе в подвижном, активном состоянии является показателем процессов глубокой биохимической очистки, нитрификации и минерализации активного ила, проходящих в аэротенке.
В настоящее время проводятся исследования по увеличению окислительной способности аэротенков. Это может быть достигнуто увеличением биомассы за счет прикрепленных форм гидробионтов и дальнейшего повышения содержания растворенного кислорода до 7-8 мг/л при помощи установленных аэраторов НПФ "Экополимер".
Выводы
- Данный тип аэротенка наиболее целесообразно применять для очистки смеси бытовых и концентрированных трудноокисляемых промышленных сточных вод, содержащих органику, азот, фосфор в повышенных концентрациях.
- В таких аэротенках с повышенной дозой ила (более 4-5 мг/л) и 100%-нон рециркуляцией активного ила при содержании растворенного кислорода более 4 мг/л протекают процессы нитрификации-денитрификации с глубокой минерализацией ила, разложением его большей части до воды, азота и углекислого газа, что значительно сокращает объем удаляемого избыточного ила (до 20 %), т. е. не менее чем в 5 раз.
- Применение трубчатых аэраторов НПФ "Экополимер" позволило экономически эффективно решить задачу по устройству аэротенка, предназначенного для глубокой очистки смеси хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Расходы на приобретение и монтаж аэраторов окупаются в течение года за счет экономии электроэнергии и без учета улучшения качества очистки сточных вод.
|
