Реферат Татура И.И. водоснабжение. Женийводоснабжения
 Скачать 1.17 Mb.
|
Реконструкция сооружений по доочистке сточных водДалее излагаются некоторые особенности использования барабанных сеток, микрофильтров и фильтров для доочистки сточных вод при реконструкции очистных сооружений. м:; офильтры как самостоятельные сооружения для доочистки сточ рекомендуется использовать тогда, когда допустимая глубина нь х ки сравнительно меньше той, которая достигается на фильтрах оочист - д нистой заrрузкои. с зер нормальной работы микрофильтров концентрация взвешенных ве- дпяв исходной воде не должна превышать 40 мr/л. При доочистке на мик- щефс}тfвJ]ьтрах сточных вод с концентрацией взвешенных веществ 15- 20 мr/л Рообееnечивается снижение концентрации взвешенных веществ на 50-60 %, /О. БП_К на 25-30 OL В процессе эксплуатации микрофильтров происходит биообрастание сетки. Для предотвращения этого явления делают периодическую обработ ку сетки хлорной водой, возможно также беспрерывное введение хлора в промывную воду при расходе ее не менее 5 % общего расход обрабаты ваемых вод. Поскольку при наличии в сточной воде аммонииноrо азота происходит интенсивная коррозия меди, то рабочие и поддерживающие сетки микрофильтров должны быть из нержавеющей стали. Барабанные сетки с отверстиями размером 0,3-0,5 мм устанавливают nеред фильтрами с зернистой загрузкой и задерживают поступающие из сточных вод крупные примеси для защиты фильтров от засорения. Эффек тивность задержания взвешенных веществ на барабанных сетках составляет 20-25 %, снижение БПКп - 5-1 О %. При условии изготовления каркаса и сеточных элементов из полимер ных некорродирующих материалов возможности использования сетчатых фильтров для доочистки сточных вод могут быть значительно расширены. Особенную роль в работе фильтров играют биохимические процессы, происходящие в зернистой загрузке. На зернах загрузки фильтров образует ся биологическая пленка, в состав которой входят аэробные микроорганиз мы, сохраняющие свою жизнеспособность благодаря кислороду, раство ренному в биологически очищенных водах. Таким образом, фильтрующая Заil)узка выполняет роль биологического фильтра, в котором продолжается биохимическое окисление загрязнений. Интенсифицировать процесс фильтрации сточных вод на фильтрах с по дачей воды сверху вниз, повысить эффект снижения БПК и улучшить усло вия промывки загрузки можно путем предварительного осветления сточных вод напорной флотацией. При этом качестве флотационной камеры целесо образно использовать объем фильтра, рас11оложенный над фильтрующей загрузкой (рис. 2.28). Вода после вторичных отстойников насыщается воздухом под давлени ем 0,2--0,3 МПа в течение 3 мин и подается на фильтры. Распределение сточщ,,х вод в каждом фильтре рекомендуется выполнять через дырчатые трубы, проложенные в желобах для сбора и отведения промывной воды.  4Рис. 2.28. Скорый фильтр с камерой 5 флотации над фильтрующей загруз кой: / - фильч,ующая загрузка; 2 - про мывной желоб; 3 - флотационный шлам; 4 - дырчатые ч,убы для распределения рабочей жидкости; 5 - дренажная система Флотационный шлам, образующийся на поверхности воды, удаляется во время промывки фильтра вместе с промывной водой. При поступлении сточных вод на фильтр самотеком флотационное осветление воды ведут по схеме напорной флотации с разделением потоков или рециркуляцией рабо чей жидкости.Флотационное осветление позволяет удалить не менее 50 % взвешенных веществ и увеличить концентрацию растворенного кислорода в воде, по ступающей на фильтр. При этом отпадает необходимость в установке перед фильтром барабанных сеток. Интенсификация биохимических процессов в зернистой загрузке и по вышение эффекта доочистки сточных вод достигается в аэрируемых фильтрах. Верхний ярус двухъярусного фильтра или вторая ступень двух ступенчатого фильтра служат для удаления растворенных и коллоидных органических загрязнений, а также для насыщения воды кислородом. На аэрированных фильтрах удается понизить концентрацию взвешенных веществ на 80-90 %, БПКп на 75-80 %, ХПК на 30-45 %. Расчетные параметры аэрированного фильтра таковы: скорость фильт рации 7 м/ч; крупность фильтрующей загрузки 1-1,8 мм; общая высота слоев загрузки верхнего и нижнего ярусов 1,8-2 м; интенсивность аэрации 0,7-1 м3/м-2 ч; продолжительность фильтроцикла 2-4 ч; интенсивность промывки нижнего яруса 17-18 л/м 2·с при продолжительности промывки 7-8 мин, верхнего яруса 10-12 л/м-2 с. Верхний ярус промывается в 4-5 раз реже, чем нижний. Аэрированный крупнозернистый фильтр «Оксипор)) отличается от опи санных ранее тем, что при фильтрации воды сверху вниз аэрация загрузки проводится в верхней его зоне, а нижняя часть загрузки используется для механической задержки взвешенных веществ (рис. 2.29).  7 Рис. 2.29. Фильтр «Оксипор»: / - пода ча сточной воды; 2 лоток промывной воды; 3 - корпус фильтра; 4 - Заf1)узка; 5 - система распределения воздуха; 6 - f1)авий ный слой; 7 - отвод фильтрованной воды Для загрузки фильтров «Оксипор» иСt ощ,зуется недроблень1t\ керамзит с крупностью зерен 5-10 мм и высотой CJJoя 1,2 м. Поддер)l(Ивающий слой толщиной 0,4 м выполнен из гравия крупностью l 0-12 r,,tM. На rлуби11е 50--60 см от верха.?аrрузки размещаетСJ! верхняя трубчатая система рас пределения воздуха, выполненная из сталы-1ых или пластмассовых труб с отверстиями не более 3 мм. Расчетные параметры фильтра «ОксипDР»: скорость фильтрации 3 м/ч; рас- ход воздуха 3 мз/мЗ воды, интенсивность r ромывки 14-16 л/r,,t2·С 11Ри продол- жительности 10 мин; частота промывки о,r111н раз в суrки. На фильтре обеспе чивается следующий эффект очистки: (JO Бf1К5 на 80 %, 110 вз зешенным веществам 80-90 %, ХПК - 70 %. Для доочистки сточных вод можно ффе1<Тивно использоват . фильтры с плавающей загрузкой из пенополистирола, шунrезита или дрУrих мате риалов с плотностью менее плотности воды. Целесообразнее всеtо исполь зовать фильтры с нисходящим фильтрующим потоком типа ФПЗ-4. Движение воды в фильтре происходи'Т в направлении сн1-fжеН11я крупно сти неоднородной загрузки гранулами диаметром 0,5-12 м:м. ОтведеНJоlе фильтрованной воды производится через дренаж в нJ1жнем слое мелкозернJl стой загрузки, что предотвращает расшщ:,ение этого слоя и вь1несение задер жанных загрязнений. Выключается на r1Ромь1вку фильтр при достижени:и предельных потерь напора в загрузке (2-:2,5 м) или nри увелJ-fчеНllи концеfl трации взвешенных веществ в фильтре sь,ше допустимой. f1ромь1вка пла вающей загрузки выполняется нефильтр-Ованной водой из t1адф11.льтровоrо пространства и заканчивается при сниже1-\11И Уровня воды в фИЛЬ'tре до ми нимальной отметки Zmin· При высоте слоя загрузки 1200 мм, и Ходной коицентрацflИ взвешеннь1х веществ 20-40 мr/л, скорости фильтроваl#llя 8-12 м/ч эффект снИ:'Н(ения кон центрации взвешенных веществ составляеt 80-90 %, БПК5 - 60-70 %. ПРо- должительность фильтроцикла 12-24 ч, промывка загрузки проводится при интенсивности 8-12 л/м2·с на протяжении 4--6 мин. При использовании фильтров с плавающей загрузкой отпадает необхо димость в установке барабанных сеток, промывных насосов, резервуаров для хранения промывной воды, трубопроводов для ее подачи. Замена в фильтрах традиционной песчаной загрузки на плавающую с переходом на режим фильтрования по схеме ФПЗ-4 позволяет увеличить производитель ность фильтровальной станции, повысить эффект очистки, снизить расходы на доочистку сточных вод. Существенную интенсификацию процесса доочистки сточных вод обес печивает гидропневматический фильтр АФПЗ. Конструкция фильтра преду сматривает поступление в загрузку атмосферного воздуха при периодиче ском снижении уровня воды в фильтре, что способствует интенсификации биохимических процессов в загрузке. Загрузка фильтра АФПЗ изготовлена из пенополистирола с размером зерен 0,8-1,2 мм и высотой слоя 1,2-1,5 м. При концентрации взвешенных веществ в исходной воде до 30 мг/л и ско рости фильтрования 15 м/ч эффект удаления взвешенных веществ состав ляет 80-95 %, БПК 5 - 60-75 %, ХПК - 50-60 %, продолжительность фильтроцикла 24-48 ч. Реконструкция биологических прудов для глубокой очистки сточных вод с целью интенсификации их работы может осуществляться по следую щим основным направлениям: применение искусственной аэрации; культи вирование водорослей и высшей водной растительности; создание ступен чатой очистки. В биологических прудах должен обеспечиваться строго аэробный био логический процесс, поэтому концентрация кислорода, растворенного в воде, должна быть не менее I мг/л. Для успешной работы таких прудов необходима достаточно высокая температура воды в зимний период и пе ремешивание объема воды, чтобы исключить образование анаэробных зон. Аэробные пруды с искусственной аэрацией имеют в 5-10 раз меньше пло щадь, чем пруды с естественной аэрацией из-за интенсификации в них био химических процессов и увеличения глубины до 3-5 м. Пневматические мелко- и крупнопузырчатые аэраторы широкого при менения в биологических прудах не нашли, что было обусловлено частым засорением пластин фильтросов и нерациональным использованием возду ха в случае применения дырчатых труб или купольных аэраторов. Чаще всего в биологических прудах применяют механические, пневмо механические и струйные аэраторы разных типов. Наибольший эффект дает применение движущихся (планетарных) аэраторов, которые устанавливаются на понтонах. Площадь зоны действия каждого такого аэратора может быть увеличена минимум в 4-5 раз по сравнению с аэраторами, установленными стационарно. Хорошо зарекомендовали себя плавающие аэраторы марок АВД и АВО, окислительная мощность которых достигает 25-30 кrОiч. Геометрические размеры биологических прудов с искусственной аэра цией необходимо увязывать с перемешивающей способностью установлен ных аэраторов. Необходимо стремиться, чтобы при любой системе аэрации каждая порция сточных вод хотя бы один раз попадала в активную зону действия аэратора. В таком случае наиболее рациональной конструкцией секций прудов являются коридорные. Целесообразно идти по пути умень шения единичной мощности и увеличения количества механических и пневмомеханических аэраторов. Хорошие результаты получены при интенсификации работы проточных и непроточных биологических прудов путем использования различных культур протоковых водорослей. Ведущая роль среди них принадлежит массовым видам дикорастущих водорослей типа вольвоксовых, эвrлено вых, диатомовых и протококковых, которые насыщают воду водоема рас творенным кислородом, что препятствует массовому развитию в биологи ческих прудах сине-зеленых водорослей. Другим способом интенсификации биологической и глубокой очистки сточных вод в биологических прудах является культивирование в них выс ших водных растений - макрофитов. Этот метод, получивший название биогидроботанического, основан не только на фильтровании, поглощении и накоплении органических и неорганических загрязнений, их минерализа ции и детоксикации. Исследованиями установлено, что макрофиты моrут изымать из сточной воды фенолы, роданиды, соли тяжелых металлов, био генные элементы и другие виды загрязнений. Особенно эффективно использование таких растений, как камыш озер ный, тростник обыкновенщ,1й, роrоз узколистный, злодея, рдесты. Подбор и высаживание в биологическом пруду в определенном порядке по ходу движения воды различных видов макрофитов позволяет добиться высокой степени очистки городских и производственных сточных вод. Кроме того, при этом происходит обеззараживание сточных вод. Так, в процессе мета болизма мощная корневая система тростника, превышающая в 3-5 раз над земную биомассу, выделяет в воду бактерицидные вещества. Высшая водная растительность препятствует ветровому перемещению воды с места поступления в пруд к месту ее выпуска из пруда. Это увели чивает время ее пребывания в месте очистки, а также способствует опти мальному распределению очищаемой жидкости в объеме пруда, что пре дотвращает короткозамкнутые токи воды. Приближение гидродинамических условий работы биологических пру дов к условиям работы реактора-вытеснителя необходимо считать одним из основных способов повышения эффективности их работы.· Целесообразно Устраивать перегородки в границах каждой секции пруда и разделить его объем на коридоры, через которые последовательно будут протекать сточ ные воды. Соотношение общей длины [IОследовательных коридоров к ши рине должно быть не менее 20. Перегородки в биопрудах могут быть упро щенной конструкции и выполняться из плоских асбестоцементных или пла стмассовых листов, облегченных железобетонных конструкций и других материалов. Улучшить гидравлический режим работы биологических прудов можно также за счет рассредоточенной подачи сточных вод по ширине каждой секции и такого же рассредоточенного сбора доочищенных сточных вод с противоположной стороны. Интенсивность процессов доочистки сточных вод в биологических пру дах существенно повышается при введении рециркуляции очищенной воды или активного ила, удаляемого в специальных отстойниках. За последние годы значительное количество фильтров с песчаной за грузкой для доочистки сточных вод переоборудовано в фильтры-био реакторы с загрузкой из стеклоершей (рис. 2.30). Фильтры-биореакторы показывают стабильно высокий эффект очистки. Принцип их работы и кон струкция детально описаны в литературе. При реконструкции песчаных фильтров доочистки из них удаляется песчаная и гравийная загрузка, жело ба для сбора промывной воды и некоторые коммуникации, а в высвобож даемые емкости помещаются металлические каркасы с начинкой из полимерных ершей. Рассмотрим методику расчета филь.тров-биореакторов. Окислительная мощность биомассы прикрепленных микроорганизмов фильтров-биоре акторов доочистки городских сточных вод определяется по формуле ОМ=рХ (2.8) где величина Х зависит от количества полимерных ершей в объеме фильт ра-биореактора. Обычно заполнение емкости производится на 0,8 части, а в каркасе ерши размещаются с шагом 70 мм, поэтому в 1 м3 объема фильтра-биореактора будет размещаться 160 пог. м ершей. На одном по гонном метре ершей удерживается до 30 г активной биомассы микроорга низмов по беззольному веществу. Поэтому средняя концентрация биомас сы микроорганизмов в фильтре-биореакторе составит Х= 160 · 30 = = 4800 мг/л = 4,8 г/л Величина удельной скорости окисления органиче ских веществ р может быть найдена из следующего уравнения, предло женного профессором И.И. Куликовым, р доочL р= ,nax c.r (2.9) ((к:,00 ч +L., (l +K /C ) ) (l+ ))' 0 0 где ра 0:ч - максимальная скорость окисления, мг/г-ч; Lex- БПКп очищен ч ной сточной жидкости, мг 0 2; Кf 00 - константа, характеризующая свойст ва органических загрязняющих веществ, мг БПКпf л; К0 - константа, харак теризующая влияние кислорода, мг O2/л; С0 - ко-нцентрация растворенного кислорода, С0 = 4 мг/л; <р -,-- коэффициент ингибирования продуктами рас пада активного ила, л/г. Для фильтров-биореакторов рекомендуются следующие значения пара- метров: р 0; ч = 57,9; Кf 0 0 ч = 34,5; К0 = 0,625; С0 = 4; <р = 0,09. Исходя из окислительной мощности биомассы прикрепленных микроор ганизмов и продолжительности доочистки, снижение концентрации загряз нений в фильтре-биореакторе составит: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Технологическиll показатель | Первый | ежим | Втооой оежим | |
| ДО очистки | после очистки | до очистки | после ОЧИСПОI | |
| Количествово сточных вод, тыс. мj | 484 | - | 476 | - |
| Период пребывания воды в со- оружениях,ч в том числе: нитрификаторах денитрификаторах | 14,2 11,8 2,4 | - | 14,4 9,65 4,75 | - |
| Удельный расход воздуха, м'/ м' | 4,2 | - | 4,1 | - |
| Продолжительность отстаивания во втооичных отстойниках, ч | 3,1 | - | 3 | - |
| Рецикл активного ила, % | 80,2 | - | 81,2 | - |
| Д03а возвратного ила, г/л | 7,2 | - | 78 | - |
| Взвешенные вещества, мг/л | 105 | 6,8 | 80 | 57 |
| впк , мr/л | 87 | 26 | 84 | 2,2 |
| N- NH4, мr/л | 17,5 | 0,24 | 17 7 | О 28 |
| N-NH1, мr/л ,. | - | 9,51 | - | 78 |
| N_ , мr/л | 27,5 | 8,4 | 25,S | 6,4 |
| Фосфаты (по Р), мr/л | 2,2 | 1,5 | 3,1 | 1 7 |
| р_...,, мr/л | 5,2 | 28 | 4,3 | 23 |
Одновременно со строительством новых сооружений по описанной вы ше технологии на курьяновской станции аэрации выполняется реконструк ция аэротенков по современному проекту с фирмой «Ковинсоаиб)). Основ ным конструктивным отличием реконструкции азротенка является устрой ство перегородки в первом коридоре, что обеспечивает достаточную скорость потока (около 0,3 м/с) в аноксичной зоне, а также обеспечивает перемешивание по принципу карусели. Два средних коридора азротенка переоборудуются под проведение процессов нитрификации по карусельно му типу (рис 2.32). Ожидаемые концентрации загрязнений на выходе: Nобщ < 6 мr/л, N - NН4 < 1 мг/л; Робщ < 1 мг/л.
На люберецкой станции аэрации ·ведется реконструкция блока общей производительностью 300 тыс. м3/сут. Здесь будет испытываться новейшая технология фирмы «Саарберк Хельтер Вассертехник)) (SHW), предусмат ривающая использование симультанной (одновременной) нитри- и денит рификации при концентрации растворенного кислорода 0,3-0,6 мг/л (рис. 2.33).
Регулирование подачи кислорода должно выполняться с учетом показа ний системы «Биобаланс>1, основанной на принципе прямого измерения ферментной активности.
Рис.2.32.Реконструкция аэротенка курьяновской станции аэрации по проекту фир мы <<Кови» (Дания) с удалением азота и фосфора: / - зона без аэрации; 2- зона пере меиноА аэрации; J - зона постояиноА аэрации; а - осветленная сточная вода; б - возвратный ил; в - иловая смесь на вторичные отстойники
Рис. 2.33. Строящийся (второй) блок биологической очистки сточных вод ново люберецкой станции аэрации: / - зона без аэр11Ц11и; 2 - зона переменной (регулируемой) взрации; J - зона постоянно!! аэрвции; а- возвратный нл; б- осветленная сточная вода; в- иловая смесь на вторичные отстойники
Ожидаемые концентрации загрязнений на выходе, мг/л: ХПК 40, БПК 5 3, N - N0 3 8, N - NH 4 l, Р06щ 0,5. Для гарантированного сни жения фосфора предусматривается дополнительно реагентное осаждение.