Реферат Татура И.И. водоснабжение. Женийводоснабжения
 Скачать 1.17 Mb.
|
Реконструкция сооружений по очистке сточных водГлавные причины низкой эффективности очистки сточных вод на действующих сооруженияхОдной из важнейших причин низкой эффективности работы очистных со оружений является несоответствие принятой технологии очистки сточных вод количеству, составу и качеству сточных вод. Особенно часто причина малоэффективной работы очистных сооружений выявляется, когда в смеси сточных вод, которые приходят на очистные со оружения, есть большая часть специфически загрязненных производствен ных сточных вод. Недоучет специфики производственных сточных вод и ис пользование при тестировании нормативных данных действующих СНиП зачастую приводят к необоснованно завышенной удельной скорости окисле ния загрязнений и доз активного ила в зоне аэрации при расчете биофильтров и завышению окислительной мощности загрузки. Производительность биологических очистных сооружений определяется двумя основными расчетными параметрами: расходом сточных вод и коли чеством загрязнений, которые могут быть задержаны и обезврежены на очистных сооружениях. Наиболее тяжелая ситуация возникает, если пере грузки по этим двум параметрам наступают одновременно. Возрастание скорости движения воды в прозорах решеток и в песколов ках может вызвать определенные затруднения в эксплуатации всей станции очистки, но ухудшение работы именно этих сооружений не влияет на ко нечный эффект очистки так серьезно и непосредственно, как, например, ухудшение работы первичных отстойников. Первичные отстойники следует считать наиболее слабым звеном в тех нологической цепочке практически всех используемых схем биологической очистки сточных вод. Отстойники всех типов резко снижают эффектив ность осветления сточных вод при расходах, превышающих расчетные. В свою очередь, это приводит к увеличению концентрации взвешенных веществ, которые поступают в аэротенки или биологические фильтры, и увеличению нагрузки на них по органическим загрязнениям. При этом может возникнуть угроза заиления биофильтров. При наличии в сточных водах жиров, нефтепродуктов, с также при не удовлетворительной работе первичных отстойников загрузка биофильтров покрывается жировой или нефтяной пленкой и становится, как правило, непригодной для дальнейшей работы. Повышение концентрации жиров и нефтепродуктов неблагоприятно влияет и на очистку сточных вод в аэро тенках. 101 В случае недостаточного осветления сточных вод возрастает нагрузка на активный ил, увеличивается его количество, возрастает зольность. В пере груженных аэротенках начинает остро ощущаться недостаток кислорода. Таким образом, превышение расчетной производительности сточных вод не только сокращает продолжительность биологической очистки в аэ ротенках и биофильтрах, но и увеличивает нагрузку на эти сооружения че рез загрязнения. Сокращение продолжительности отстаивания сточных вод во вторичных отстойниках приводит к увеличению концентрации взвешенных веществ в очищенной воде. Повышенный вынос с очищенной водой активного ила в количестве, превышающем его прирост, может привести к сниженmо концентрации ила в аэротенках и снижению их окислительной мощности. Неравномерность поступления сточных вод негативно влияет на работу всего комплекса очистных сооружений и чаще наблюдается на очистных сооружениях небольшой производительности. Резкое уменьшение расхода в ночные часы или праздничные дни приво дит к загниванию сточных вод в приемных резервуарах насосных станций и первичных отстойниках, к угнетению и гибели значительной части мик роорганизмов, которые населяют биологическую пленку биофильтров, или к самоокислению активного ила при недостатке питания. Возможно также переохлаждение воды в зимний период, заиление подводящих каналов, осаждение органических примесей в песколовках и т.д. В отдельных случаях причиной значительной неравномерности поступ ления сточных вод могут быть насосные станции, оборудованные мощными насосами и приемными резервуарами большой емкости. Периодическая откачка сточных вод приводит к залповым поступлениям их на очистные сооружения, которые чередуются с периодами полного прекращения пода чи сточных вод. Большая неравномерность поступления сточных вод на очистные со оружения наблюдается обычно одновременно с резкими сменами состава и концентрации загрязнений сточных вод. Залповые поступления токсич ных добавок в концентрациях, превышающих гранично-допустимые, могут нарушить их нормальную работу или полностью вывести из строя соору жения для биологической очистки. Наличие в сточных водах различных токсичных примесей, пагубно влияющих на биологические процессы, наблюдается на многих очистных сооружениях. Главным способом защиты биологических очистных со оружений от действия токсических элементов является удаление их из сточных вод на локальных очистных сооружениях промышленных пред• приятий. Однако не все предприятия имеют такие сооружения, а дейст вующие зачастую работают недостаточно эффективно. К тому же иссле· дования сточных вод, поступающих из жилых массивов городов, показа· ли, что сточные воды, образующиеся в квартирах, содержат ионы тяже лых металлов (ИТМ) (железо, медь, цинк, никель) в значительных коли чествах. Причина этого явления окончательно не установлена. Эти об стоятельства вынуждают учитывать возможность проявления токсичного действия разных загрязнений практически во всех случаях очистки сточ ных вод от населенных пунктов. Недостаточное содержание в сточных водах биогенных элементов, пре жде всего азота и фосфора, приводит к ухудшению физических и биохими ческих свойств активного ила и биопленки, тормозит рост микроорганиз мов и весь процесс биохимического окисления органических веществ. Длительная недостача азота приводит к образованию трудно оседающе го активного ила. При недостаче в сточной воде фосфора в активном иле начинают превуалировать нитчатые формы бактерий, что ухудшает его способность к оседанию, одновременно замедляется рост микроорганизмов и скорость окисления загрязнений. В практических расчетах учитывают известное положение о том, что необходимое минимальное содержзние азота должно быть 5 г, фосфора 1 r на каждые 100 г/м3 БПКп сточных вод, которые поступают на биологиче скую очистку. Недостаток биогенных элементов может быть причиной неудовлетвори тельной работы аэротенков или биофильтров. Конструктивные недостатки и нарушение правил технической эксплуатации очистных сооружений так же могут оказаться причиной неудовлетворительного функционирования очистных сооружений. Неудовлетворительная работа решеток вызывает нарушение работы песколовок и первичных отстойников из-за выпадения в осадок крупных отбросов, которые могут засорить гидроэлеваторы и трубопроводы для транспортирования осадков. Крупные отбросы могут пройти через решет ки при увеличении прозоров более 16 мм при длительной эксплуатации решеток. Повышенный вынос песка из песколовок в первичные отстойники ос ложняет удаление и транспортирование осадков и их дальнейшую обработ ку. Главными причинами повышенного выноса песка из песколовок явля ются: гидравлические возмущения потока воды вследствие работы гидроэле ваторов; резкое изменение направления и поперечного сечения каналов на вхо де и выходе из песколовки; несвоевременное и неполное удаление осадка, обусловленное недоста точным наклоном стенок песковых приямков; несвоевременное включение в работу резервных отделений при увели чении расхода сточных вод. \03 Недостаточно эффективная работа первичных отстойников в часы по ступления сточных вод с расходом, превышающим расчетный, чаще всего вызывается неравномерностью распределения сточных вод по отдельным отстойникам: тех, что поступают, и сбором осветленных сточных вод в гра ницах каждого отстойника, несвоевременным и неполным удалением осад ка и всплывших веществ. Неравномерность распределения сточных вод в пределах отстойников возникает и вследствие нарушения целостности и горизонтальности водо слива распределительного лотка, подтопления его со стороны отстойной зоны; недостаточного или неодинакового по ширине заглубления полузато пленной доски, которая устанавливается на входе в отстойник; отклонения от нормативных размеров раструба центральной трубы и отбивного щита; из-за негоризонтальности водосливной кромки кругового сборного лотка по причине перекосов кожуха и надмерного накопления загрязнений, которые всплывают между стенками кожуха и центральной трубой. Неполное удаление осадка из отстойников происходит по причине не достаточного угла наклона стенок осадQчных приямков, стенок вертикаль ных и двухъярусных отстойников. Загнивание осадка приводит к выделе нию газов брожения, всплыванию осадка и выносу его осветленной водой. К конструктивным недостаткам аэротенков, ухудшающим их работу, надо отнести некачественное крепление фильтросных пластин в фильтрос ных каналах, что приводит к отрыву части пластин и резкому ухудшению равномерности распределения воздуха по длине аэротенка. Кроме того, в процессе эксплуатации фильтросные пластины зарастают и засоряются, возрастают потери напора и соответственно уменьшается производитель ность воздуходувок. Механические аэраторы рабqтают недостаточно на дежно вследствие выхода из строя редукторов, подшипников, ведущих звездочек цепных передач, электродвигателей аэраторов, обмерзания эле ментов аэратора в зимний период. В случае значительных колебаний уровня воды в аэротенке из-за нерав номерности поступления сточных вод степень заглубления механиqеских аэраторов, закрепленных на определенной высоте, может не совпадать с оптимальной. Аэрация и перемешивание иловой смеси ухудшаются. Осо бенно сильно это проявляется в аэротенках-вытеснителях. Существенно влияют на работу аэротенков эффективность разделения иловой смеси во вторичных отстойниках и режим циркуляции активного ила. Длительное пребывание части активного ила в анаэробных условиях, обусловленное недоскональной системой удаления его из вторичных от стойников, ухудшает качество ила и снижает эффект биологической очист ки сточных вод. К аналогичному результату может привести недостаточный расход циркуляционного активного ила, который перекачивается из вторич ных отстойников в аэротенки. Это чаще всего встречается на перегруженных очистных сооружениях, когда при увеличенных расходах сточных вод произ водительность рециркуляционных насосов остается неизменной. работа вторичных отстойников резко ухудшается при вспухании актив ного ила, когда иловый индекс превышает 150 см3/r. Такой процесс проис ходит чаще всего по причине недостаточного количества растворенного кислорода в иловой смеси; из-за высокой концентрации в сточной воде лег ко окисляемых углеводов; недостатка азота или фосфора; загнивания сточ ных вод; низкого значения рН сточных вод; резких смен нагрузки на ил, которые вызывают отклонения от оптимальных нагрузок. Эффективность действия биофильтров может снижаться вследствие не равномерного распределения сточных вод по всей площади загрузки. Это обусловливается недоброкачественной работой дозировочных бачков, раз рушением спринклеров и подводящих трубок из-за коррозии и по другим причинам. К нарушению эксплуатационных показателей приводит неодно родная загрузка со значительными примесями (более 5 %) фракций мень шего размера, по сравнению с нормированным. В таком биофильтре резко ухудшаются условия фильтрования воды, удаление биопленки и вентиля ция загрузки. Для предупреждения заиления загрузки биофильтров (осо бенно капельных) рекомендуется тщательное предварительное осветление сточных вод, чтобы концентрация взвешенных веществ в воде, подаваемой на биофильтр, не превышала 100 мr/л. Кроме перегрузок к нарушению работы биофильтров могут привести зна чительные колебания гидравлической нагрузки, даже если средние ее значе ния не входят в нормативные пределы. При недостаточном количестве сточ ных вод не будет происходить своевременный смыв биоrщенки, которая нач нет накапливаться в загрузке биофильтра. В загрузке разовьются анаэробные процессы с выделением газов брожения, отрывом биопленки от материала загрузки. При этом вместе с биопленкой выносится значительная часть не окисленных органических веществ. Вынос из биофильтров неотработанной биопленки является причиной rщoxoro осветления сточных вод во вторичных отстойниках, поскольку такая биопленка плохо оседает, чаще всего загнивает Н ВЫНОСИТСЯ ИЗ ОТСТОЙНИКОВ. К главным причинам нарушения нормальной работы очистной станции относится также перерыв в подаче электроэнергии, невыдерживание сроков планово-предупредительного ремонта сооружений и оборудования, нару шение обслуживающим персоналом технической эксплуатации канализа ционных сооружений. При перерыве в подаче электроэнергии прекращается подача в аэротен ки воздуха и рециркуляционноrо ила, нарушается весь ход технологическо го процесса. Выключение рециркуляционных насосов на сооружениях с биофильт рами может привести к заилению фильтрующей загрузки, нарушить режим работы песколовок и первичных отстойников, которые оборудованы скреб ковыми механизмами и насосами для удаления осадка.Кроме отмеченных основных причин низкой эффективности работы очи стных сооружений надо отметить и еще одну. Речь идет о сооружениях дru1 обработки осадков из песколовок, сырого осадка из первичных отстойников, избыточного активного ила или биопленки. При неэффективной работе со оружений для обработки осадков на многих станциях возникают серьезные нарушения технологических режимов очистки сточных вод. Обследование и анализ работы действующих очистных сооружений Решение о реконструкции очистных сооружений принимается на основании тщательного анализа их работы, выяснения действительных причин низкой эффективности очистки сточных вод. Такой анализ проводят проектиров щики совместно с эксплуатационным персоналом очистных сооружений и с участием работников научно-исследовательских и пусконаладочных организаций. В процессе анализа работы действующих очистных сооружений в пер вую очередь необходимо получить информацию о действительном расходе сточных вод и режиме их поступления, о составе и концентрации загрязне ний. Для этого следует воспользоваться отчетами о ежегодной работе со оружений. При отсутствии водоизмерительных приборов используют спе циальные водоизмерительные приспособления в виде водосливов или дру гих устройств. При насосной перекачке сточных вод на очистные сооружения их расход можно определить по продолжительности опорож нения приемного резервуара насосной станции, если известен его объем, и прекращении поступления сточных вод в период откачки. Целесообразно построить суточные графики поступления сточных вод на очистные сооружения для определения характерных периодов работы. По графикам можно определить суммарный расход, максимальный и ми нимальный часовой и секундный расходы, коэффициент неравномерности поступления сточных вод. Одновременно с определением расхода сточных вод целесообразно вести: отбор проб воды для лабораторного определения БПКп и ХПК, концентраци:и: взвешенных веществ, специфических загрязнений, биогенных элементов, рН и других показателей качества воды, необходимых для оценки работы отдельных сооружений и всей станции очистки. Полученные в результате измерений расходы позволяют вычислить скорость движения и продолжи:· тельность пребывания сточных вод в отдельных сооружениях, оценить сте- 11ень соответствия расчетных параметров нормативным. определив максимальные, минимальные и средние концентрации за грязнений, а также их колебания на протяжении суток, можно достоверно оценить нагрузку через загрязнения на очистные сооружения в разные пе риоды эксплуатации. На основании данных делается вывод о целесообраз ности использования и расчета усреднителя сточных вод. Эффективность работы каждого сооружения на очистной станции оцени вается по результатам технологического контроля. При низком эффекте ос ветления сточных вод в первичных отстойниках целесообразно в лабора торных условиях определить количество оседающих веществ в течение 2-часовоrо отстаивания в состоянии покоя. Количество таких веществ (в процентах от общего количества взвешенных веществ) представляет воз можную степень осветления сточных вод отстаиванием. В неперегруженных отстойниках задерживается до 55-75 % оседающих веществ, или 40-50 % общего количества взвешенных веществ. Моделирование процесса отстаива ния выполняется по специальной методике в сосудах диаметром не менее 100 мм с высотой зоны отстаивания не менее 500 мм. При анализе работы аэротенков необходимо выявить следующие техно- логические параметры нх работы: нагрузку на активный ил; объемную нагрузку; окислительную мощность; концентрацию активного ила; иловый индекс; расход воздуха на 1 кг снятой БПК. Нагрузка на активный ил представляет собой массу загрязнений, кото рая подается за сутки и учитывается величинами БПК 5 или БПК0 на 1 г су хого или беззольного вещества, г БПК/(г-сут). Ее можно рассчитать по формуле Q R=L,п--, a,W (2.1) где L,n - БПК сточной воды, которая поступает в аэротенки, г/м3; Q - су точный расход сточных вод, м3; а; - концентрация активного ила, г/м3; W - реактивный объем аэротенка, м3 Объемная нагрузка вычисляется в кг БПК 5 или БПК 0 , которое приходит ся на 1 м3/сут-м3 реактивного объема аэротенка. Окислительная мощность выражается массой удаленных на протяжении суток загрязнений, что учитывается величинами БПК5 или БПК0 , отнесен- ной к 1 м3 реакти ,ного объема аэротенка, кг БПК/(м3•сут), и вычисляется следующим образом: OM=(Lеп- L,,)WQ,(2.2) где L,n и L,, БПК соответственно неочищенных и очищенных сточных вод, кг/м 3 В качестве расчетных значений БПК5 и БПКп принимаются средневзве шенные значения, которые вычисляются по результатам анализов сболтан ных проб, отобранных на протяжении суток, соответственно, после первич ных и вторичных отстойников. Реактивный объем определяется как сумма объемов аэротенка, иловой части вторичных отстойников и рабочего объема резервуаров иловых на сосных станций. При этом, определяя суммарную массу активного ила, ко торый принимает участие в биохимическом процессе, необходимо учиты вать разные концентрации активного ила собственно в аэротенке и регене раторе, в иловой части вторичных отстойников, иловых резервуарах. Расход воздуха, подаваемый в аэротенки воздуходувками, определяется по показаниям установленных расходомеров или, в крайнем случае, по пас портным данным работающих воздуходувок с измерением развиваемого ими давления. Сравнение найденных технологических параметров с теми, что харак теризуют нормальную работу аэротенков в аналогичных условиях (табл. 2.1 ), и комплексная оценка этих параметров позволяют правильно оценить ситуацию и наметить возможные пути интенсификации процесса биологической очистки и реконструкции очистных '1Ооружений. Главными характеристиками биологических фильтров являются гидрав лическая нагрузка и нагрузка через загрязнения. Гидравлическая нагрузка выражается количеством воды, м3, которое приходится на 1 м2 площади биофильтра за сутки. Нагрузка через загрязнение - это количество загряз нений, которое оценивается БПК и подается на 1 м3 объема загрузки за сут ки. Допустимые границы колебаний нагрузок биофильтров разных типов приведены в табл. 2.2. Анализ работы сооружений для обработки осадков следует начинать с определения расчетных расходов осадков, удаляемых из песколовок и первичных отстойников, избыточного активного ила или биопленки, осадков, которые образуются при доочистке сточных вод. Сравнение фак тических и нормативных параметров работы сооружений позволит оценить меру их перегрузки. Таблица2.1
Таблица2.2
В осадке песколовок следует определять содержание органических при ме,сей, которые ухудшают его фильтрационные свойства. Во время обсле дования самих песковых площадок необходимо обратить внимание на со стояние дренажной системы, наличие устройств для поверхностного отве дения воды.На эффективность функционирования илоуплотнителей существенно влияют иловый индекс и концентрация ила, поэтому задачу улучшения ра боты илоуплотнителей следует решать одновременно с улучшением работы аэротенков и вторичных отстойников. Основными технологическими параметрами процессов анаэробного сбраживания, на которые следует обратить внимание, являются: температу ра, продолжительность пребывания осадка в метантенке, нагрузка по сухо му беззольному веществу, концентрация загружаемого осадка, режим за грузки и перемешивания объема метантенка, степень распада органическо го вещества, зольность вещества осадка, деrидроrеназная активность, скорость потребления кислорода стабилизированным осадком, удельное сопротивление осадков фильтрации и др. Наиважнейшими характеристиками осадков, подаваемых на иловые площадки, являК?тся степень сбраживания и удельное сопротивление фильтрации. Эффективная эксплуатация иловых площадок зависит во мно гом от конструкции и состояния дренажной системы. Учет наибольшего количества факторов, влияющих на работу очистных сооружений, их анализ, а также технологические параметры процесса очист ки сточных вод и обработки осадков дают возможность установить действи тельные причины низкой эффективности работы сооружений и выбрать ра циональные пути реконструкции и интенсификации работы всего комплекса очистной станции. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||