Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Очистка сточных вод

Комбинированные сооружения биологической очистки сточных вод


Комбинированные сооружения биологической очистки сточных вод

В практике биологической очистки сточных вод, помимо биофильтров и аэротенков, находят применение комбинированные сооружения, имеющие признаки аэротенков и биофильтров, в которых сглаживаются недостатки биоокислителей обоих видов. Процесс биологической очистки в любом конструктивном оформлении зависит от двух основополагающих факторов – благоприятных условий жизнедеятельности прикрепленного и свободноплавающего биоценозов, а также развитой поверхности для прикрепления биоценозов. Поиск оптимальных технологических схем и их аппаратурного оформления способствовал созданию нескольких направлений их решения.

Это позволяет выделить такие установки в отдельный вид комбинированных сооружений и дать примерную их классификацию по группам и подгруппам:
1. Погружные биофильтры (дисковые; шнековые; барабанные с наполнителями; трубчатые).
2. Аэротенки с наполнителями (стационарными; блочными; сетчатыми тканевыми, засыпными; свободноплавающими).
3. Аэротенки, сблокированные с погружными биофильтрами (стационарными; плавающими).
4. Циркуляционные окислительные каналы (аналогично пп. 2 и 3).
5. Аэрируемые биологические пруды (аналогично пп. 2 и 3).
6. Биореакторы (затопленные биофильтры).
6.1. Аэробные с гранулированной загрузкой (неподвижной и подвижной в псевдоожиженном состоянии).
6.2. Анаэробные с гранулированной загрузкой (аналогично п. 6.1).
7. Биотенки с секционированными емкостями (со сплошным днищем; с перфорированным днищем).

Наиболее широко используются погружные биофильтры, аэротенки с наполнителями, биореакторы и биотенки.

Погружные биофильтры имеют признаки биофильтров и аэротенков. Погружной биофильтр состоит из следующих основных частей: – резервуара; – пространственной конструкции загрузки, обладающей развитой поверхностью и закрепленной на вращающемся горизонтальном валу, расположенном над поверхностью обрабатываемой в резервуаре сточной воды; – лотков для распределения поступающей и сбора обработанной сточной воды; – устройства, с помощью которого приводится во вращение горизонтальный вал.

По виду пространственных конструкций загрузки погружные биофильтры подразделяются на: дисковые, шнековые, трубчатые, барабанные. Наибольшее распространение в практике очистки сточных вод получили дисковые и барабанные.

Погружные биофильтры имеют ряд преимуществ по сравнению с биофильтрами и аэротенками: – индустриальны в строительстве; – компактны; – имеют малую энергоемкость; – просты и надежны в эксплуатации; – не требуют больших перепадов высот при движении воды, что свойственно всем другим биофильтрам, а при наличии перепада, равного 0,5 – 1 м, горизонтальный вал может вращаться за счет энергии падающего потока сточной воды.

Погружные биофильтры выдерживают залповые поступления сточных вод, их целесообразно применять при большом коэффициенте не равномерности поступления сточных вод. Использование погружных биофильтров в технологических схемах очистки позволяет отказаться от рециркуляции сточных вод при прекращении их поступления на очистные сооружения. Наличие резервуара с обрабатываемой сточной водой и вращение пространственной конструкции загрузки исключает возможность засыхания биопленки.

Дисковые погружные биофильтры (рис. 12.22) состоят из дисков диаметром 1 – 5 м (целесообразно 2-3 м), собираемых в пакеты по 30 180 ; штук и закрепляемых на вращающемся горизонтальном валу на расстоянии ; 10 – 25 мм друг от друга. Диски выполняются из металла, пластмасс, асбестоцемента, тканей; их толщина составляет 1-10 мм. Частота вращения горизонтального вала с пакетом дисков 1 – 50 мин“1 (чаще 2-10 мин“1); сте ; пень погружения дисков в обрабатываемую сточную воду 0,3 – 0,45 диаметра. Сточная вода подается в распределительный лоток, а затем в резервуар погружного биофильтра, где пакеты дисков постоянно вращаются с помощью электродвигателей или других устройств. На поверхности дисков закрепляются и развиваются колонии микроорганизмов, образующие биопленку, близкую по видовому составу биопленке биофильтров с объемной ь и плоскостной загрузкой. При нахождении части поверхности дисков с биопленкой в жидкой фазе осуществляется процесс сорбции на ней нерас-творенных, коллоидных и растворенных органических загрязнений, содержащихся в обрабатываемой сточной воде. При повороте пакета дисков биопленка оказывается на воздухе, где происходит интенсивное поглощение кислорода и окисление сорбированных загрязнений. За счет вращения дисков осуществляется также процесс аэрации обрабатываемой сточной воды. Часть биопленки, включая отработавшую, отрывается от поверхности дисков и находится в обрабатываемой сточной воде во взвешенном состоянии аналогично хлопьям активного ила. Таким образом, процессы окисления органических загрязнений сточной воды осуществляются как биопленкой на поверхности дисков (аналогично биофильтру), так и активным илом в объеме обрабатываемой воды (аналогично аэротенку). В зависимости от состава сточных вод и необходимой степени очистки число ступеней дисковых погружных биофильтров составляет 1 – 4 и более, эффективность их работы 50-98%, нагрузка по БПКП0ЛН на 1 м2 поверхности дисков до 200 г/(м2/сут). Время пребывания сточных вод в резервуаре 0,5-3 ч. Концентрация органических загрязнений в поступающих сточных водах не ограничивается. Расчет дисковых погружных биофильтров’ сводится к определению необходимой площади поверхности дисков, их диаметра и числа, частоты вращения пакета дисков, числа ступеней, времени пребывания обрабатываемых сточных вод в резервуаре и др.

Барабанные погружные биофильтры состоят из барабанов, закрепленных на вращающемся горизонтальном валу и заполненных загрузочным материалом. Жесткий корпус барабана обтягивается сеткой или другим материалом, а внутри корпуса помещаются засыпные загрузочные элементы, плоскостные материалы, блочные секции, на поверхности которых развивается биопленка. Барабаны длиной 2-3 м и диаметром 2-2,5 м помещаются в резервуары, куда поступает обрабатываемая сточная вода; частота вращения барабана 0,5-5 мин 1; степень погружения барабанов в обрабатываемую сточную воду 0,3-0,45 диаметра (рис. 12.23).

Рис. 12.22. Схема погружного дискового биофильтра:
1 – подача сточных вод; 2-5 – соответственно первая, вторая, третья и четвертая ступени погружного дискового биофильтра; 6 – выпуск обработанных сточных вод

Рис. 12.23. Восьмисекционный погружной барабанный биофильтр:
1 – подводящий лоток; 2 – электродвигатель с редуктором; 3 – резервуар; 4 – секция биофильтра; 5 – вал; 6 – промежуточная опора; 7 – секции со стержнями; 8 – отводящий лоток; 9 – гибкая пластмассовая пленка; 10 – кожух биофильтра

На рис. 12.24 приведён односекционный погружной барабанный биофильтр, для загрузки секций которого могут быть использованы обрезки пластмассовых труб, шаровидные и другие пористые материалы, имеющие развитую поверхность и небольшую плотность.

Для обеспечения механической прочности внутри барабана устанавливаются ребра жесткости, а также устраиваются поперечные и продольные перегородки, которые делят барабаны на шесть – восемь секторов. В качестве загрузки используются металлические, пластмассовые и асбе-стоцементные гофрированные, перфорированные и гладкие листы, мягкие тканевые и пленочные материалы, блочные загрузочные элементы из пластмасс, которые крепятся к каркасу барабанного биофильтра. Засыпные элементы из нарезанных пластмассовых труб, различного вида изделий из пластмасс, металла, а также волокнистые материалы заполняют сектор погружного барабанного биофильтра на 60-90% объема. Число секций барабанов на одном горизонтальном валу достигает 8-10. Если число секций более двух, то необходимо устраивать промежуточные опоры для вращающегося горизонтального вала. Обрабатываемая сточная вода из резервуара сквозь сетку поступает внутрь барабана и контактирует с загрузочным материалом, на поверхности которого закрепляется биопленка. При вращении барабана элементы загрузки попеременно оказываются то в жидкости, то на воздухе. Процессы биологической очистки сточных вод осуществляются аналогично процессам в дисковых погружных биофильтрах. Если используются засыпные твердые или волокнистые элементы, то при вращении барабана они перемещаются внутри его секторов, что обеспечивает эффективный контакт закрепленной биопленки с обрабатываемой сточной водой и высокую дозу биомассы в объеме резервуара. Расчет погружных барабанных биофильтров сводится к определению площади поверхности загрузочного материала. В зависимости от концентрации органических загрязнений в исходной сточной воде и необходимой степени очистки определяются технологические параметры работы барабанных биофильтров и их конструктивные размеры.

Рис. 12.24. Односекционный погружной барабанный фильтр:
1 – подводящий лоток; 2- электродвигатель с редуктором; 3 – резервуар; 4 – вал; 5 – барабан из металлической сетки; 6 – каркас жесткости; 7 – отводящий лоток; 8 – перегородки; 9 – секторы барабана; 10 – загрузочные плоские и гофрированные листы; 11 – загрузочные блоки; 12 – засыпной загрузочный материал (обрезки труб, шарики и т.п.)

Погружные биофильтры применяются для полной и неполной биологической очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод на сооружениях пропускной способностью от 1 м7сут до 150 тыс.м /сут. Оптимальная область применения – это комплексы сооружений по очистке сточных вод пропускной способностью 200 – 1000 м /сут от населенных мест и промышленных объектов. Погружные биофильтры устанавливаются после сооружений предварительной механической очистки; разделение биологически очищенной сточной воды и отработавшей биомассы (биопленки и активного ила) осуществляется во вторичных отстойниках. В целях обеспечения большей надежности работы погружные биофильтры следует устраивать не менее чем в две ступени и не менее чем в Две технологические линии в отапливаемых или неотапливаемых павильонах (зданиях).

На рис. 12.25 дан пример повышения пропускной способности Циркуляционного окислительного канала и эффективности очистки сточных вод за счет установки в аэрируемые каналы погружных дисковых и барабанных биофильтров.

Рис. 12.25. Погружные биофильтры, совмещенные с циркуляционным окислительным каналом

Аэротенки с наполнителями. Известно, что интенсивность биологической очистки в аэротенках в значительной мере определяется концентрацией активного ила. В то же время увеличение его дозы в классических конструкциях (вытеснителях, смесителях) более 3 г/л снижает надёжность и эффективность работы системы аэротенк – вторичный отстойник. Одним из возможных путей увеличения биомассы в аэротенке, а соответственно и интенсификации его работы является введение в жидкую фазу инертных материалов, служащих основой для прикрепления и развития на поверхности этих материалов колоний микроорганизмов, аналогично биоплёнке в биофильтрах.

Известные методы борьбы со вспуханием акитивного ила в аэро-текнках классической конструкции сводились в основном к подавлению деятельности нитчатых микроорганизмов, которые обладают высокой окислительной способностью и хорошей способностью прикрепляться к различным поверхностям. Введение в аэротенки загрузочных материалов позволяет значительно увеличить дозу биомассы, закрепить на поверхности загрузочного материала нитчатые бактерии активного ила и тем самым обеспечить более надёжную работу сооружений.

На рис. 12.26, а показано устройство аэротенков со стационарным инертным заполнителем в виде блочной загрузки. Блоки загрузочного материала размещаются, как правило, над системой аэрации для обеспечения рационального прироста биомассы на загрузочном материале и частичной её регенерации. Стационарный загрузочный материал устанавливается на специальные подставки или крепится к рамам, зафиксированным на дне или стенах аэротенка.

На рис. 12.26, б приведена конструкция аэротенка со свободноплавающим загрузочным материалом. Для предотвращения смещения всей массы загрузки в конец коридора и выноса во вторичные отстойник по длине его устанавливаются сетки, разделяющие аэротенк на отдельные секции.

Наиболее целесообразно применять загрузочные материалы при реконструкции существующих аэротенков для повышения производительности и эффективности их работы. Количество наполнителя (носителя), по Данным отечественных и зарубежных исследователей, не должно превышать 30г% от общего объёма аэрационной части.

Рис. 12.26. Аэротенк со стационарным наполнителем и аэротенк со свободноплавающим наполнителем:
1 – подводящий лоток; 2 – рециркуляционный активный ил; 3 – воздухопровод; 4 – аэротенк; 5 – лоток иловой смеси на вторичные отстойники; б – аэрационная система; 7 – плоскостной блочный наполнитель; 8 – свободноплавающий наполнитель





Похожие статьи:
Депонирование осадков сточных вод

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Очистка сточных вод

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум