Технология комплексной очистки сточных вод с минимизацией образования избыточного активного ила и осадка

В существующих схемах биологической очистки бытовых и  близких к ним по составу производственных сточных вод до настоящего времени не решена технико-экономическая проблема обработки и утилизации осадка и избыточного активного ила. При этом требуется разработка такого  технологического решения, при котором бы минимизировалось образование избыточного активного ила и упрощалась технологическая схема обработки осадка первичных отстойников.

Интенсификация процессов биологической очистки с использованием иммобилизованной микрофлоры позволяет снизить количество избыточного ила в 5-7 раз по сравнению с традиционными схемами очистки в аэротенках [1,2,3].

Для оптимизации этого процесса и уточнения приведенных выше данных, на кафедре «Охрана водных ресурсов» МГСУ был проведен эксперимент по изучению процесса биологической очистки сточных вод с минимизацией образования избыточного ила в  аэротенке с иммобилизованной микрофлорой. Для работы использовались е городские сточные воды после первичного отстаивания со следующими концентрациями загрязнений:

-Взвешенные вещества-49-80мг/л;

-БПК₅-75-190мг/л;

-NH₄-N-28-62 мг/л;

Исследования проводились в экспериментальном аэротенке общим объемом 46 л. Аэротенк имел 4  последовательно соединенные камеры, заполненные волокнистым синтетическим загрузочным материалом, занимавшим 80-100% объема камер. Первая камера использовалась в качестве аноксидной зоны, остальные камеры были оборудованы мелкопузырчатыми аэраторами. Для обеспечения процессов денитрификации была предусмотрена рециркуляция стоков, содержащих нитраты и нитриты из последней камеры в первую [1,3]. Время пребывания сточных вод  в установке составляло 4-15ч.

В ходе эксперимента, длившегося 5 месяцев (март-июнь 2008), были получены следующие концентрации загрязнений в очищенных сточных водах:

-Взвешенные вещества-<5мг/л;

-БПК₅-1-6мг/л;

-NH₄-N-1,9-3,9мг/л;

-NО₃-N-10,7-15,4мг/л;

 

Заиления загрузки не наблюдалось, что может свидетельствовать о минерализации остаточных взвешенных органических загрязнений и, в том числе, отмирающей микрофлоры.

Повышение в исходной сточной воде содержания  взвешенных веществ до120-190 мг/л приводило к  быстрой  кольматации   загрузочного материала, делавшей невозможным дальнейшее продолжение эксперимента.

 Как видно из результатов эксперимента, доза прикрепленной биомассы в установке позволяет обеспечивать глубокую очистку от органических загрязнений и нитрификацию при практически полном отсутствии биомассы во взвешенном состоянии. Этот факт, наряду с низким содержанием взвешенных веществ в очищенной воде, позволяет минимизировать размеры вторичных отстойников и полностью отказаться от рециркуляции возвратного ила.

Для оптимизации процесса стабилизации сырого осадка, образующегося в данной схеме, и улучшения его седиментационнных и водоотдающих свойств были также проведены исследования по интенсификации аэробной стабилизации  с использованием эжекторной аэрации [4,5].

Эксперимент проводился на лабораторной установке, представляющей собой колонну из оргстекла диаметром 100 мм и высотой 2 м. Колонна заполнялась неуплотненным осадком, который забирался из нижней части установки вихревым насосом, пропускался через эжектор и подавался в верхнюю часть колонны [6].  В качестве контрольного  использовался равный по объему стабилизатор с пневматической системой аэрации.

Эксперимент продолжался 7 суток [3,4]. В исходном осадке  определяли концентрацию твердой фазы по объему, концентрацию по массе, ХПК и зольность. Эти же показатели определялись в 1 день процесса стабилизации  через каждые 2 часа,  а затем 1 раз в 12 ч в каждый последующий день эксперимента.  Минимальная концентрация твердой фазы по объему (30 мл/л) и ХПК были достигнуты  через 18-19 часов обработки и далее оставались практически неизменными. В то время как в контрольном стабилизаторе минимальная ХПК была достигнута лишь на 5 сутки.

По данным гидробиологического анализа, жизнедеятельность микрофлоры угнеталась через 10-17 ч обработки.

Аналогичный по методологии эксперимент был проведен для изучения влияния эжекторной аэрации на стабилизацию избыточного активного ила. Согласно полученным данным, время стабилизации избыточного ила с концентрацией 4-7 г/л по сухому веществу составляет порядка 5-6 часов.

По экспериментальным данным  были спроектированы и  построены аэробные стабилизаторы для очистных сооружений  в Московской области производительностью 500-10000м³/сут.  Данные технологического контроля в ходе эксплуатации узананных сооружений потдвердили результаты лабораторных исследований.

 

Перечень использованной литературы.

1)     Хенце М., Армоэс П., Ля-Кур-Янсен Й, Арван Э. Очистка сточных вод: Пер. с англ. -М.: Мир, 2004г.

2)     Ненашева М.Н., Л.Ф. Добрынина, Т.Ф. Шарипова «Научная концепция создания очистных сооружений «нового типа» для очистки сточных вод в малых населенных пунктах» Вестник ОГУ №3, 2002г.

3)     Мишуков Б.Г., Соловьева Е.А., Керов В.А., Зверева Л.Н. Технология удаления азота и фосфора в процессах очистки сточных вод. Справочное пособие. С-Пб., 2008г.

4)     Туровский И.С., Осадки сточных вод. Обезвоживание и обезвреживание М., ДеЛи принт, 2008г

5)       Feineblasige Beluftung durch Sauerstoff-einspeisung unter “Supercavitation”/ KA-Abwasser, Abfall 2006 (53) Nr. 11

6)     Соколов Е.Я., Зингер Н.М., Струйные аппараты. М., Энергоатомиздат,1989г.

++++

Автор: Смирнов Дмитрий Геннадьевич.

Место работы: Московский Государственный Строительный Университет, факультет «Водоснабжение и водоотведение», кафедра «Охрана водных ресурсов».

Тема работы: «Технология комплексной очистки сточных вод с минимизацией образования избыточного активного ила и осадка».

Тип презентации: постер

Контактная информация: 129337,Россия, Москва, Ярославское ш., д.26, Московский Госудраственный Строительный Университет, кафедра «Охрана водных ресурсов».

 E-mail: smir-dg2@yandex.ru, emscherbrunnen@mail.ru

Тел./факс: (499)183-26-65, +7-910-451-96-28.