Биологическая очистка сточных вод на очистных сооружениях малой производительности

блочно-модульная конструкция

Биологические методы очистки сточных вод

Для снижения негативной нагрузки на водные акватории в современной России необходимо внедрять передовые технологии и применять глубокое изъятие из стоков биогенных элементов. Поэтому вопросы удаления растворенных органических веществ, в том числе азотных и фосфорных групп, входящих в состав белковых соединений, нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов и т.п. для предотвращения антропогенного загрязнения водоемов имеют особую актуальность. Традиционные способы биообработки, при которой нормируемое содержание загрязнителей в водных объектах уже не достигается, следует заменить новыми технологиями с расширением комплекса методов.

Одноступенчатые аэротенки

Особенно важна проработка вопросов грамотного проектирования и строительства ОС для небольших населенных пунктов. Это обусловлено тем, что значительная часть населения России проживает в поселках городского типа. Отличительными особенностями образования стоков (СВ) для них являются:

  • высокий коэффициент неравномерности водоотведения
  • присутствие колебаний концентраций загрязняющих веществ (ЗВ) за счёт промышленных сливов и ливневых стоков

Введенные в эксплуатацию ОС десятилетия назад находятся в неудовлетворительном состоянии, имеют большие остаточные загрязнения и занимают огромные территории. Недостатками очистных сооружений малой производительности значатся отсутствие:

  • достаточного объема резервуара для усреднения с целью обеспечения стабильной работы реакторов биоочистки
  • глубокого снижения содержания N и Р
  • неэффективная работа вторичных отстойников
Стеклопластиковый усреднитель

Справиться с данной проблемой позволяет разработка и внедрение новейших конструкций биоочистки СВ в блочно-модульном построении.

Далее в статье описывается принцип работы, конструктивные решения блочно-модульных ОС, технологические процессы, протекающие в них. Но прежде рассмотрим основные проблемы традиционной биоочистки загрязненных стоков.

Основные проблемы традиционных схем биообработки

  1. Извлечение Р из сточных масс происходит при потреблении его микроорганизмами для синтеза новых клеток. Однако, поступление Р со сточными сливами зачастую значительно превышает необходимость в нем активного ила. Поэтому, в большинстве случаев, дополнительно применяют химический метод выделения Р-РО4. Реагентный способ, т.е. введение коагулянтов и флокулянтов, приводит к образованию нерастворимых в ней агрегатов, на хлопьях которых сорбируются кроме фосфорных групп еще и другие загрязняющие вещества. В связи с этим, на практике, добавка реагента превышает расчетное количество, просчитанное по стехиометрическим соотношениям уравнений химических реакций. Это негативно сказывается на технологию очищения, т.к., во-первых, снижается рН-среды (добавка нейтрализующего реагента), во-вторых, увеличивается концентрация ионов металлов в очищенной воде, в-третьих, повышается количество образующегося осадка
  2. Биоочистка без специально организованных секций денитрификации не позволяет проводить эффективное изъятие N-NO3, потому как в ходе очистки в аэробных средах происходит образование нитратного азота, который должен быть восстановлен до газообразного состояния. При классическом варианте, восстановление азотных соединений в окисленных формах обычно протекает в отстойных секциях реакторов, где образующийся газообразный азот создает повышенный проскок хлопков активной биомассы.
  3. Стеклопластиковый усреднитель

  4. БО протекает с ярко выраженным удалением одного из двух биогенных элементов: - либо создаются условия для выделения соединений Р-РО4 – поступление большого количества органики на единицу массы иловой биомассы, что способствует повышенному его образованию и, как следствие, прибавление количества выгружаемого ила, содержащего в своем составе Р; - либо условия для изъятия азотной группы – наоборот, снижение нагрузки на биоценоз, его прироста и частоту выгрузок. Т.к. микроорганизмы, ведущие нитрификацию, очень медленно размножаются. Разрешение выше перечисленных проблем заключается в разработке современной компактной установки биоочистки. Описываемая технология трехстадийной очистки может быть реализована при помощи блочно-модульного исполнения ОС.

Модульный принцип создания технологического комплекса для биоочистки СВ

В блочно-модульных конструкциях, разработанных специалистами компании «Агростройсервис» применяются аэробное окисления органических соединений, глубокое удаления соединений N и Р – биодефосфотации и нитроденитрификации.

Целью применения сооружений в блочно-модульном исполнении являются:

  • повышение эффективности очистки СВ от органики и биогенных элементов
  • снижение капитальных затрат на строительство и эксплуатацию ОС
  • рациональное размещение технологического оборудования с сокращением занимаемых земельных площадей
  • применение в технологии очистки долговечных материалов для увеличения срока эксплуатации
получение минимального объема безопасного отхода в санитарном отношении

В зависимости от возникающих требований Заказчика, подход на основе блочно-модульного исполнения очистных сооружений позволяет быстро и гибко изменять технологическую схему. К примеру, при изменении расхода или нагрузки по загрязняющим компонентам, возможно, оперативно подключить дополнительные или отключить уже установленные блоки.

Такие очистные сооружения отдельными блоками перевозятся от завода-изготовителя до площадки, выделенной Заказчиком, устанавливается на фундамент с подсоединением к ним коммуникаций.

Блок-контейнеры поставляются в полной заводской готовности. В один блок входит нескольких модулей, где размещается: - основное емкостное оборудование, в котором последовательно протекают сорбция взвешенных частичек на хлопьях биомассы, деструкция органики, разложение сложных комплексов до простых веществ с дальнейшей их переработкой, удаление биогенных элементов; - вспомогательный блок с целью дезинфекции стоков, обезвоживания отстоя. В нем устанавливается реагентное хозяйство, воздуходувки, насосы. ОС блочного типа комплектуются внутренним освещением, вентиляцией, щитами электропитания и управления.

Рассмотрим подробнее принцип работы таких установок.

Сточные массы последовательно проходят специальные отсеки очистки, отделенные друг от друга полупогружными перегородками, и различающиеся между собой степенью насыщения растворенным кислородом воздуха и присутствием химически связанного:

  • аноксидные (содержание газообразного кислорода в водном растворе минимально 0,2-0,5 г/л, есть кислород нитратов)
  • анаэробные (O2 в любых формах отсутствует)
  • аэробные (есть растворенный кислород (2-4 г/л), и есть О2 нитратов)

Удаление азотосодержащих форм достигается в аноксидно-аэробных ступенях методом нитриденитрификации. Таким образом, протекает окисление аммонийного N в аэробных условиях до нитратного и восстановление его до молекулярного вида в аноксидных. Подача нитрат-иона в зону денитрификации организована с помощью внутренних рециклов иловой и нитратной смесей. При дополнительной рециркуляции нитратной смеси из аэробного отсека в аноксидный ограничение эффективности изъятия по нитратному иону только лишь с иловым рециклом возвратного биомассы снимается.

Усовершенствование биологической обработки по извлечению загрязнений с содержанием РО4 происходит благодаря организации в блоке дополнительного анаэробного отсека. Особенность данного техрешения заключается в способности АИ, в созданных условиях, повышать концентрацию фосфатов внутри микроорганизмов.

Вначале, благодаря прохождению стоков анаэробных отсеков, происходит выделение Р в воду из клеток. Здесь важное значение имеет наличие достаточного количества легкоокисляемой органики. Чем больше легкоокисляемой органики потребляется, тем больше фосфора вытесняется в воду.

Затем на аэробной стадии происходит интенсивное потребление выделенного фосфора клетками микроорганизмов.

Основа биологического удаления фосфора

Накопленный к клетках биомассы фосфор в виде активного ила периодически выгружается из зон биологической очистки, направляется на обезвоживание и утилизируются.

При применении биологической дефосфотации необходимы мероприятия по предотвращению вторичного загрязнения очищаемой воды.

Так в ходе обезвоживания осадка, при его долгом пребывании в анаэробных условиях, весь накопленный в клетках фосфор может отдаваться обратно в воду. Основными мерами борьбы с этим негативным фактором является обработка осадка рабочим раствором реагента, например, во вторичных отстойниках. В качестве коагулянта хорошо себя зарекомендовал водный раствор сернокислого железа «Ferix 3». Применение которого способствует:

  • утяжелению хлопьев ила и повышению его способности к осаждению
  • снижение времени механической обработки осадка до 2-3 часов

Химическое осаждение совместно с биоочисткой для компактных установок позволяет добиться нормативного содержания по фосфору и выйти на показатели сброса в водоемы. В каждой из секций блочно-модульной конструкции размещаются технологические загрузки, на которых развивается иммобилизованная биомасса, что позволяет интенсифицировать деструкцию и окисление органических веществ.

Для усовершенствования работы блочного контейнера в участках отстоя и доочистки применяется сочетание зон взвешенного слоя осадка и тонкослойных модулей. Наличие ламелей позволяет избежать заметного проскока взвесей с очищенными водами, способствует устойчивому протеканию биопроцессов при реализации повышенных нагрузок на ОС, увеличивает производительность отстойников.

Контроль же норматива возраста активного ила в блок-боксах обеспечивает качественное протекание биологических реакций. Время пребывания его в установке с оксидным объемом должно быть 10 – 12 суток. При такой продолжительности технология нитриденитрификации наиболее продуктивна. При меньшем времени окисление аммонийного азота нарушается, а при большем – будет наблюдаться минерализация. Как следствие – выделение азота в поток, что нарушит удаление фосфорных включений.

Для мониторинга биологического удаления фосфора рекомендуется в анаэробных и аноксидных отсеках монтировать датчики ОВП (окислительно-восстановительного потенциала). Если ОВП положительна, то преобладают окислительные вещества (NO2,3, кислород), а если отрицательна – то органика. Эффективная дефосфатизация происходит при ОВП в пределах от -50 до -300 мВ.

При нарушении данного диапазона необходимо либо дозировать внешний субстрат, либо снижать степень нитратного рецикла. Важным параметром в работе блочно-модульных очистных сооружений является содержание растворенного кислорода в очищаемой воде. Для поддержания его оптимального значения в аэрируемой секции устанавливаются датчики растворенного О2 с передачей сигнала на частотный преобразователь воздуходувки.

Автор: ООО "НПО "Агростройсервис"
Дата публикации: 30.10.2017
Оставьте заявку на оборудование
Заказать обратный звонок

Введите свои контактные данные и наши менеджеры вам перезвонят!
Мы работаем в будни с 8.00 до 17.00.

Заказать оборудование

Укажите свои контактные данные и предмет запроса, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время!

Отправить сообщение

Укажите свои контактные данные и предмет запроса, и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время.