Бытовые сточные воды. Источники образования, количество и состав хозяйственнобытовых сточных вод
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
Рис.3. Принципиальная технологическая схема биологической очистки сточных вод с биологическим удалением азота и фосфора: I - подача сточных вод; 2 - решетка; 3 - песколовка; 4 - водоизмерительное устройство; 5 - первичный отстойник; 6 - анаэробный реактор; 7 - денитрификатор (аноксичная зона); 8 - аэротенкнитрификатор; 9 - вторичный отстойник; 10 - контактный резервуар; 11 - выпуск очищенной воды; 12 - отбросы с решетки; 13 - песок из песколовки; 14 - осадок на обработку; 15 " циркуляционный активный ил; 16 - избыточный активный ил; 17 - компрессорная; 18 - сжатый воздух; 19 - установка для приготовления дезинфек-танта; 20 - дезинфектант; 21 - рециркуляция нитрифициро-ванной иловой смеси; 22 -рециркуляция денитрифицированной иловой смеси; 23, 24 - рециркуляция надиловой воды; 25 - ацидофикатор Для осуществления метода Phostrip необходимы анаэробный реактор, уплотнитель и отстойник. В анаэробном реакторе обработке подвергается циркуляционный поток активного ила из вторичного или третичного отстойников. Продолжительность пребывания в анаэробном реакторе составляет около б ч по расходу циркуляционного ила, который принимается равным от 5 до 25% от среднего притока сточной воды. Иловая смесь после анаэробного реактора разделяется в уплотнителе. Осветленная вода после уплотнителя обрабатывается раствором извести дозой 150-200 мг/л по СаО и отстаивается. Продолжительность отстаивания 1,5 ч. При удалении фосфатов с избыточным активным илом в технологическую схему включается ацидофикатор. Ацидофикатор представляет собой анаэробный резервуар, как правило, круглой в плане формы, высота которого должна быть больше диаметра (рис.4).  Рис.4. Анаэробный резервуар, (ацидофикатор): 1 - подача исходного осадка; 2 - отвод осветленной воды; 3 - отвод обработанного осадка; 4 -сборные лотки с полупогружными досками; 5 -ценральная труба; 6 - шнековая мешалк Ацидофикатор может встраиваться в первичный вертикальный или радиальный отстойник, образуя отстойник-ацидофикатор. Верхняя проточная часть рассчитывается на продолжительность отстаивания воды 2 ч, нижняя - на продолжительность обработки осадка 3-4 сут. Сточная вода подается в центральную коническую часть сооружения, постоянно перемешивая осадок, который насосами возвращается в поступающую сточную воду. Перспективной является схема ацидофикации осадка из биокоагулятора, в который подается избыточный активный ил и происходит интенсивная сорбция активным илом органических загрязнений. Биокоагулятором может быть аэрируемая песколовка с продолжительностью пребывания сточной воды 5-6 мин. Продолжительность отстаивания после биокоагулятоара составляет 1 ч. Регулируемое количество осадка с активным илом (до 20%) подается в ацидофикатор, рассчитанный на продолжительность пребывания до 12ч. Часть осадка возвращается в биокоагулятор для более полного выделения грубодисперсных загрязнений, осветленная вода подается в анаэробную зону для дальнейшей очистки. Фильтрование Для удаления взвешенных веществ и БПКполн. до 6-8 мг/л после биологической очистки в стандартных аэротенках широко применяются фильтры с зернистой загрузкой. В них не допускается развитие микробиологических процессов и содержание соединений азота и фосфора не изменяется. Фильтр представляет собой резервуар, загруженный зернистым материалом, через который вода просачивается сверху вниз или снизу вверх. Распределение воды по поверхности перед фильтрованием и сбор фильтрованной воды должны быть равномерными. В качестве зернистой загрузки используется, как правило, кварцевый песок диаметром 1,2-2 мм слоем 1,2-1,3 м, скорость фильтрации воды 6-8 м/ч. При накоплении в теле фильтра загрязняющих веществ подача воды на очистку прекращается и осуществляется водовоздушная промывка. В настоящее время в России применяются фильтры с различными загрузками (двухслойная, каркасно-засыпная, плавающая из пластмассовой крошки, из мелкого щебня и др.). Показатели работы фильтров мало различаются, их выбор должен определяться конкретными условиями применения - располагаемым остаточным напором воды, высотой конструкций зданий, степенью неравномерности притока сточной воды и т.п. Фирмой "Toveko" (Швеция) предложена оригинальная конструкция зернистого песчаного фильтра непрерывного действия, не требующего отключения на промывку /25/. Фильтрация воды на фильтре осуществляется снизу вверх со средней скоростью 15 м/ч. В качестве загрузки используется песок диаметром 0,8-1,2 мм. Принципиальной отличительной особенностью фильтра является наличие эрлифтного забора наиболее загрязненного веска из нижней конусной части фильтра и подача его в узел промывки. Из узла промывки чистый песок поступает в верхнюю часть фильтра и промывная вода отводится в голову очистных сооружений. Фильтр может эксплуатироваться в режиме реагентного фильтрования (рис.5).  Рис.5. Фильтр фирмы "Toveko": 1 - эрлифт; 2 - узел промывки Сооружения физико-химической очистки В практике глубокой очистки хозяйственно-бытовых сточных вод от органических загрязнений, соединений азота и фосфора используются физико-химические методы. Реагентное фильтрование Реагентное фильтрование производят с целью дополнительного удаления органических загрязнений после аэротенков, но главным образом для удаления фосфора. Подготовка воды перед фильтрованием (смешение с реагентом) производится в отдельной камере аналогично реагентному отстаиванию. Доза коагулянта состаляет 15-45 мг/л. Добавление флокулянтов в дозах 0,5-1 мг/л позволяет сократить дозу коагулянта вдвое. Конструкция фильтров аналогична фильтрам с зернистой загрузкой для безреагентного фижьтрования. Но при использовании реагентов скорость фильтрования снижается до 4-5 м/ч, увеличивается частота промывок. Концентрация органических загрязнений после фильтра по БПК и взвешенным веществам достигает 4-5 мг/л, фосфора - 0,2-0,5 мг/л. Озонирование Озонирование как метод глубокой очистки биологически очищенных городских сточных вод, несмотря на высокую себестоимость, является универсальным, так как оно позволяет одновременно снизить концентрацию загрязнений по ХПК на 40° о, по БПК5 на 60-70%, содержание взвешенных веществ на 60%, ПАВ на 90%, фенолов на 40%, азота на 20%, канцерогенных веществ на 80%, а также снять окраску вод на 60% с одновременным обеззараживанием воды. Рекомендуемая доза озона составляет 10-15 мг/л при времени его контакта со сточной водой 15 минут. Совмещение озонирования с процессом удаления взвеси флотацией в одном сооружении /2б,27/ получило название озонофлотации. Озонофлотатор - аппарат, в который подается сточная вода, прошедшая реактор для растворения в ней озоновоздушной смеси. Одновременно в аппарате создаются условия образования мелких пузырьков озоновоздушной смеси, которые увлекают с собой взвесь и окисляют ее при подъеме. Взвесь образует на поверхности жидкости флотопену, которая удаляется на обработку. Сбор флотопены с поверхности жидкости при озонофлотации - один из самых важных элементов конструктивного оформления процесса, который на практике осуществить довольно сложно и это является одним из препятствий для внедрения метода. Сорбция Сорбцию осуществляют, как правило, после фильтров при необходимости снижения БПКполн. до 2-3 мг/л. В качестве сорбента применяют активные угли различного класса или естественные сорбенты, в частности, бентониты. Сорбцию проводят в фильтрах в статическом режиме (фильтрование через неподвижную загрузку из зернистого гранулированного материала) или в динамическом режиме (контакт при интенсивном перемешивании с порошкообразным материалом). Скорость фильтрования через неподвижную загрузку составляет 5-8 м/ч, продолжительность контакта в динамическом режиме - до 15 мин. Конструкция сорбционного фильтра аналогична песчаным фильтрам. При потере (исчерпании) собционной способности материал загрузки заменяют. Уголь может быть регенерирован термическим способом, минеральные сорбенты обычно удаляют на полигоны отходов. Эффект сорбции существенно повышается при сочетании его с озонированием. Эффект сорбционной глубокой очистки при предварительном озонировании воды повышается на 30-60% в зависимости от дозы озона в интервале от 3 до 14 мг/л. При совместном проведении сорбции и озонирования эффективность сорбции на угле в 1,5-3 раза выше, чем без предварительного окисления. ВНЕДРЕНИЕ НОВЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ И ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ Новые методы и сооружения глубокой очистки сточных вод для удаления органических веществ и биогенных элементов модифицируются для станций различной производительности. Технико-экономическая оценка различных методов удаления биогенных элементов для многих конкретных объектов показала целесообразность применения реагентного метода удаления фосфора и биологического удаления азота для станций производительностью до 50000 мЗ/сут. Для более крупных станций , вероятно, оптимальны биологические или комбинированные химико-биологические методы удаления биогенных элементов. Такие общие рекомендации являются ориентировочными, поскольку в современных условиях сопоставление вариантов любых технологических решений должно производиться индивидуально. Новые схемы очистки проработаны в разной степени для различных условий реализации и диапазона производительностей. Так, схемы с двухступенной или одноступенной нитри-денитрификацией и реагентным удалением фосфора реализованы в России на ряде объектов. Вместе с тем технологические схемы с биологическим удалением азота и фосфора практически не имеют реализации даже на стадии проектирования. В известной мере на технологическое решение влияют условия конструирования, изготовления отдельных сооружений, что связано с возможностью их блокировки, взаимном высотном расположении , совмещении технологических функций и т.п. В последнее десятилетие сложилась тенденция выполнения сооружений производительностью до 5-7 тыс.мЗ/сут из металлических конструкций, производительностью до 15-17 тыс. мЗ/сут как из металлических, так и из железобетонных конструкций, при большей производительности - только из железобетона. Строительство емкостей из железобетонных конструкций требует значительных затрат времени и выполнения специальных работ. Емкостные сооружения глубиной более 5 м могут выполняться только в монолитном железобетоне. Опыт строительства подобных сооружений в стране показывает, что именно при возведении емкостных сооружений возникают трудности, срывы сроков, ухудшение качества конструкций, а во многих случаях - выполнение их без обеспечения требуемой устойчивости, герметичности. Вместе с тем накоплен значительный опыт строительства емкостных сооружений из крупноблочных стальных конструкций, изготавливаемых в заводских условиях. Принципиальное решение зданий и сооружений средней производительности в комплектно-блочном исполнении прошло проверку в изготовлении и эксплуатации на множестве объектов в Центральной России, поселках Западно-Сибирского нефтегазового комплекса. Металлические конструкции имеют ряд преимуществ по сравнению с конструкциями из железобетона: - высокое качество конструкций; - отсутствие утечек неочищенной сточной воды в грунт; - сокращение сроков строительства; - сокращение объемов подготовительных (земляных) работ на стройплощадке: - улучшение условий труда на стройплощадке. Одной из проблем, возникающих при строительстве емкостей из стальных конструкций, является обеспечение их долговечности. Как известно, срок службы сооружений для очистки сточных вод определяется физической амортизацией (нормативный срок службы железобетонных резервуаров составляет около 25 лет), а также моральным устареванием технологии, которая как правило, определяется изменением мощности сооружений и состава сточных вод. По опыту эксплуатации многих очистных сооружений условный моральный износ сооружений наступает через 12-18 лет после пуска, после чего требуется их реконструкция. Имеется опыт эксплуатации очистных сооружений с емкостями из стальных конструкций в течение 20 лет. Конструкции сохраняют требуемые характеристики при следующих условиях: - расположение емкости выше уровня земли и обсыпки грунтом; - выполнение утолщений в зоне границы "воздух-вода"; - оснащение резервуаров устройством катодной антикоррозийной защиты; - повторное антикоррозионное покрытие не реже одного раза в 5 лет. Установки "Бионит" Сточная вода через камеру гашения напора и песколовку поступает в денитрификатор с загрузкой из "ершей", куда также поступает часть циркуляционного активного ила (рис.6).  Рис.6. Схема установки "Бионит" производительностью до 600 мЗ/сут: 1 - подача сточных вод; 2 - денитрификатор; 3 - загрузка; 4 - иловая смесь после денитрификатора; 5, 6 - аэробные зоны 1 ступени; 7 - загрузка; 8 - вторичный отстойник; 9 -тонкослойный модуль; 10 - карман для сбора ила; 11 - циркуляционный активный ил; 12 - очищенная вода после 1 ступени; 13, 14 - аэробные зоны 2 ступени; 15 - третичный отстойник; 16 - контактный резервуар; 17 - выпуск очищенной воды; 18 - избыточный активный ил; 19 - илоуплотнитель; 20 - иловая площадка; 21 -дозатор коагулянта; 22 - раствор коагулянта; 23 - дозатор дезинфектанта; 24 - раствор дезинфектанта; 25 - компрессор; 26 - сжатый воздух Из денитрификатора иловая смесь далее поступает в реактор биологической очистки, состоящий из аэробных зон и вторичного отстойника. Аэробная зона может заполняться на 10-30 % загрузкой из керамзита, в которой развиваются факультативные анаэробы, способствующие удалению азота. |