Un rezervor de aerare este o structură dreptunghiulară prin care curge apa uzată amestecată cu nămol activ. Purificarea biochimică se realizează în acest rezervor Ape uzate. Rezervorul-bagaz trebuie să fie echipat cu un aerator (mecanic sau pneumatic). Datorită sistemului de aerare, efluenții de nămol activ sunt saturati cu oxigen, care este vital pentru microorganismele aerobe. Această schemă de epurare biologică este implementată numai în condiții de saturație suficientă a apei uzate cu nămol activ, precum și cu o alimentare continuă cu oxigen. Doar în astfel de condiții se asigură oxidarea biochimică activă a materiei organice, ceea ce garantează eficiența ridicată a instalațiilor de tratare biologică.

Aerotancurile sunt de mai multe tipuri, în funcție de care scheme tehnologice curatenia este inclusa. Deci, se disting următoarele tipuri de instalații de tratare biologică:

1. Deplasatoare. Acestea sunt instalații, a căror schemă de funcționare se bazează pe alimentarea cu apă uzată de pe o parte și ieșirea efluenților tratați pe partea opusă.
2. robinete. În aceste instalații, alimentarea cu apă uzată și evacuarea lichidului tratat se realizează simultan.
3. Structuri în care există o infuzie dispersată de apă. În același timp, schema prevede că mediul poluat pătrunde în structură din mai multe puncte, este colectat într-un singur rezervor și, după curățare, iese printr-o singură deschidere.
4. Aerotanc cu distribuție neuniformă a lichidului. În astfel de structuri, apa poluată intră din mai multe puncte. După un anumit timp după purificare, lichidul este, de asemenea, evacuat în pământ prin mai multe conducte de evacuare.

Fotografia de mai jos prezintă principalele tipuri de aerotancuri: prima diagramă prezintă dislocatoarele, a doua diagramă prezintă mixere, a treia diagramă din fotografie prezintă principiul de funcționare a structurilor cu dispersie.

Eficienţă

După cum ați înțeles deja, pentru munca eficienta rezervorul de aerare are nevoie de nămol activ. Formarea, viabilitatea, precum și nivelul tratamentului biologic sunt afectate semnificativ de temperatură, prezența unui mediu nutritiv, concentrația de oxigen în masa de nămol, aciditatea mediului și prezența toxinelor. De asemenea, pentru o funcționare satisfăcătoare este important și modul tehnologic în care funcționează aerotank-settler și anume:

• Este necesar să se respecte relația de bază dintre gradul de contaminare a apei uzate și cantitatea de nămol activ. Dacă doza de nămol este mai mică, atunci sarcina crește și calitatea epurării scade. Dacă doza de nămol este mai mare decât este necesar, atunci procesul de separare a nămolului de apă în bazinul secundar este complicat.
• O altă condiție de bază care trebuie respectată cu strictețe este timpul de contact al lichidului contaminat cu nămolul, adică timpul petrecut în bazin.
• Este la fel de important ca cantitatea de oxigen din sistem să fie suficientă.

Important: sarcina asupra nămolului este cantitatea de poluare pe care nămolul trebuie să o prelucreze în apele uzate. Capacitatea oxidativă a nămolului depinde de doza de substanță uscată într-un litru de lichid. ÎN modele diferite Aerotancurile folosesc o doză diferită de nămol. De obicei este de 1-20 gr. pe litru.

Caracteristici și diferențe față de o fosă septică

După cum ați înțeles deja, aerotank-settler este o instalație de tratare biologică care are nevoie de o alimentare continuă cu aer. Datorită acestui fapt, oxidarea componentelor organice ale apei uzate este mai rapidă și mai bună. Atunci când se utilizează o astfel de schemă de purificare, se formează apă purificată, care poate fi folosită pentru udarea grădinii, precum și în diverse scopuri tehnice. În plus, nămolul activ este folosit cu succes pentru fertilizarea câmpurilor și grădinilor. Colectarea apelor uzate epurate are loc în al doilea rezervor de decantare.

Nu confundați o fosă septică obișnuită echipată cu un biofiltru și un rezervor de aerare. Principalele diferențe dintre ele sunt următoarele:

• Pentru a pompa aer în rezervorul de aerare, aveți nevoie de un compresor care funcționează cu energie electrică. Prin urmare, acest tip de structuri pot fi numite dependente de energie.
• Apele uzate intră în biofiltru în porțiuni mici, iar rezervorul de aerare este umplut cu apă uzată pentru întregul volum.
• Schema de epurare a apelor poluate într-un biofiltru este foarte asemănătoare cu principiile epurării biologice a solului. Cu toate acestea, într-o fosă septică, apele uzate sunt tratate mai rapid și în zone mai mici. Rezervorul de aerare folosește aceeași schemă de curățare, dar viteza tuturor proceselor este mult mai mare. Astfel de de mare viteză tratarea biologică se realizează prin utilizarea unui aerator și a saturației cu oxigen.

Principiul de funcționare

Principiile de bază ale funcționării aerotancului diferă de fosa septică și sunt următoarele:

1. Apele uzate poluate intră în partea centrală a structurii. Aceasta este o fosă septică primară, care este foarte asemănătoare cu rezervorul utilizat într-o fosă septică cu două camere.
2. După purificarea parțială a apelor uzate, acestea sunt pompate printr-un pont aerian către aerotanc. Aici sunt amestecate cu nămol activ, care este deja prezent în această cameră. Namolul activat este o substanta speciala formata din resturi vegetale, colonii bacteriene care sunt implicate in procesarea componentelor organice ale apelor uzate. De regulă, nămolul activ este locuit de microorganisme aerobe care au nevoie de oxigen în timpul vieții. Accesul la oxigen este asigurat prin aerare forțată.

Important: un compresor este utilizat pentru pomparea aerului, iar un sistem de conducte de aer este folosit pentru a-l distribui în întregul rezervor de aerare. În același timp, concentrația de oxigen din apa purificată de la ieșirea instalației este de cel puțin 2 mg/l. Uneori, automatizarea încorporată este utilizată pentru a măsura nivelul de oxigen, care în sine crește aportul de oxigen atunci când concentrația sa în lichidul de ieșire scade.

1. După ce se află în rezervorul de aerare, efluenții intră în bazinul secundar. În același timp, microorganismele și nămolul activ care s-au depus pe fund sunt returnate în aerotanc. Timpul de rezidență al nămolului în limpezitorul secundar este limitat, deoarece pentru pompare este utilizată o pompă specială.
2. În bazinul secundar, apa este suficient timp pentru a trece de etapa finală de purificare.

Deoarece bacteriile se înmulțesc constant în timpul vieții bacteriilor, numărul lor nu scade de ceva timp, ci doar crește. Acest lucru contribuie la faptul că eficiența curățării în timpul funcționării aerotancului crește doar.

Instalațiile de tratare biologică pot fi realizate sub forma unui singur rezervor, care este împărțit în interior în compartimente separate, sau sub forma unei structuri cu mai multe camere de blocuri separate. De obicei, atunci când se utilizează un design cu mai multe camere, rezervoarele de decantare secundare sunt echipate pentru colectarea nămolului, urmată de evacuarea apei tratate în șanțuri de drenaj sau rezervoare de stocare, de unde lichidul va fi folosit pentru irigarea grădinii. În același timp, volumul de apă care intră în baia secundară nu trebuie să depășească 8-10 litri pe secundă.

Aerotancurile, care constau din trei structuri sub forma unui rezervor de decantare primar, un aerotanc și un rezervor de decantare secundar, asigură o purificare mai bună a apei. Cu toate acestea, astfel de structuri necesită îngrijire complexă.

Pentru funcționarea rezervorului de aerare sunt necesare următoarele resurse:

• Electricitate cu o tensiune de 220 V. In functie de modificare se poate consuma de la 80 wati. Pentru funcționarea eficientă a structurii, nu ar trebui să existe întreruperi în furnizarea de energie electrică.
• Microorganisme aerobe.

Avantaje și dezavantaje

Avantajele aerotancurilor includ următoarele puncte:

1. Întreaga structură este foarte compactă, ceea ce permite instalarea chiar și într-o zonă mică.
2. Deoarece nu sunt eliberate gaze în timpul vieții aerobilor, nu există absolut niciun miros neplăcut din structură.
3. O astfel de structură nu trebuie izolată pentru iarnă, deoarece o cantitate mare de energie este eliberată în timpul procesării deșeurilor organice, ceea ce face posibilă menținerea temperaturii dorite în interiorul structurii chiar și în timpul iernii.

Cu toate acestea, astfel de produse au și dezavantajele lor:

1. Fără electricitate, nu se poate asigura un nivel suficient de curățare. Deoarece compresorul nu va funcționa, bacteriile și nămolul activ vor muri.
2. Preț ridicat pentru produsele din fabrică.
3. Echipamentul complex utilizat în funcționarea aerotancului necesită monitorizare constantă.
4. Dacă nu utilizați canalizarea pentru o lungă perioadă de timp, atunci nu va exista mediu nutritiv pentru bacterii și acestea vor muri.

Important: când compresorul funcționează și nu există un debit de canalizare, nămolul activ rămâne viabil timp de 3 luni. Dacă și electricitatea este oprită, atunci în trei luni nămolul va muri.

Pentru a preveni distrugerea nămolului activ, în structura rezervorului de aerare se toarnă un amestec de nămol activ uscat și apă. Acest lucru trebuie făcut o dată pe lună. Dacă, dintr-un motiv oarecare, nămolul a murit, atunci aerotancul va trebui repornit. Pentru a face acest lucru, faceți următoarele:

• Rezervorul de aerare este eliberat de nămolul mort. Pentru a face acest lucru, trebuie spălat cu apă.
• Nămolul activ activ poate fi preluat într-un alt rezervor de aerare. Pentru a evita problemele cu aceasta, este necesar să semnați un contract de întreținere pentru aerotanc la cumpărarea acestuia.

Instalare

De regulă, instalarea rezervorului de aerare este efectuată de specialiști de la compania de care ați achiziționat echipamentul. Deoarece cerințele de instalare pot varia ușor de la model la model, vă rugăm să citiți cu atenție instrucțiunile înainte de a instala produsul pentru instrucțiuni detaliate de instalare.

Instalarea unui produs din fabrică se realizează de obicei în mai multe etape:

1. Se sapă o groapă, în funcție de dimensiunile produsului. De obicei dimensiunile sale sunt 180x180x260 cm.
2. In fundul gropii se face o perna de nisip inalta de 15 cm.
3. Coborâm structura în groapă.
4. Înainte de umplere, apa este turnată în rezervorul de aerare. În același timp, umplerea cu apă se face treptat pe măsură ce adoarme. Nivelul apei trebuie să fie întotdeauna cu 15-20 cm deasupra nivelului de umplere. Acest lucru este necesar pentru ca presiunea solului să nu deterioreze pereții structurii. Umplerea se face la nivelul locației duzelor pentru fixarea comunicațiilor.
5. Conectam comunicațiile la rezervorul de aerare.
6. Realizam montajul compresorului.
7. Conectăm electricitatea.
8. Finalizăm umplerea și batem solul.

Aerotancurile de acest tip, de regulă, sunt în linie cu rezervoare de decantare separate (Fig. 7). În acest caz, aerotancul este împărțit în secțiuni care funcționează în paralel, care includ două sau mai multe coridoare longitudinale.

Modul de deplasare este asigurat atunci când raportul dintre lungimea coridorului și lățimea acestuia este mai mare de 30. Dacă raportul indicat este de 30 sau mai puțin, secționarea coridoarelor cu pereți longitudinali distanțați de pereții transversali cu 2 ... 5 m , cu 5 ... 6 celule ar trebui furnizate.

Apa uzată epurată este amestecată cu nămol activ și alimentată în rezervorul de aerare prin canal, apoi intră în canalele secționale, din care intră și pe coridoare prin canale. Apa tratată este colectată prin tăvi de captare și evacuată prin canal și conductă în rezervoarele secundare de decantare.

Durata perioadei de aerare, h,

unde: φ este coeficientul de inhibare de către produșii de descompunere ai substanțelor organice ai nămolului activ, l/g, (Tabelul 9);

a i este doza de nămol activ în materie uscată, g/l, (Tabelul 10);

P max - viteza maxima oxidarea substanțelor organice, mg/(g h) (Tabelul 9);

C 0 - concentrația de oxigen dizolvat, egală cu 1 ... 2 mg / l;

s este conținutul de cenușă al nămolului activ, fracții dintr-o unitate (Tabelul 9);

K 0 este o constantă care caracterizează efectul oxigenului, mg O 2 /l (Tabelul 9);

L cm este valoarea DBO totală, determinată ținând cont de diluția apei uzate prin debitul de recirculare al nămolului activ de retur, mg/l;

L t este valoarea DBO plină cu apă uzată tratată, mg/l;

K l este o constantă care caracterizează proprietățile substanțelor organice, mg BOD total / l (Tabelul 9);

L 0 este valoarea DBO plină cu apă uzată care intră în aerotanc, mg/l;

K p - coeficient ținând cont de efectul amestecării longitudinale asupra procesului de tratare a apelor uzate: K p \u003d 1,5 la tratarea apelor uzate până la L t \u003d 15 mg / l și K p \u003d 1,25 - la L t > 30 mg / l.

Valoarea totală a DBO, ținând cont de diluția apei uzate prin debitul de recirculare al nămolului activ pe retur, mg/l,

(19)

aici: r i este coeficientul de recirculare a nămolului activ, fracții dintr-o unitate, determinat din fig. 2, în funcție de doza de nămol activ pentru substanța fără cenușă a h i și de valoarea indicelui de nămol i sau după formula:

Notă: 1. Formula (18) este valabilă pentru i<175 см 3 /г и а i £5 г/л;

2. Valoarea lui r i trebuie să fie de cel puţin 0,3 pentru rezervoarele de sedimentare cu

pompe de nămol, 0,4 - cu raclete de nămol, 0,6 - cu îndepărtare gravitațională a nămolului activ.

Doza de namol activ pentru substanta fara cenusa, g/l,

Valoarea indicelui de nămol trebuie determinată experimental. În absența datelor experimentale, este permis să se ia conform tabelului. 11 în funcție de încărcarea cu DBO plină la 1 g de substanță fără cenuşă de nămol activ pe zi R a , mg / (g. zi), egal cu:

(22)

unde t p este durata perioadei de aerare, ținând cont de temperatura apei uzate, h,

sau calculați folosind formula:

(23)

Fig.7. schema de proiectare a coridorului aerotanc-deplasator

Tabelul 9

Date de proiectare de bază pentru caracteristicile procesului de ape uzate în aerotancuri

Notă. Pentru alte industrii, parametrii specificați ar trebui luați în funcție de datele organizațiilor de cercetare.

Tabelul 10

Principalele caracteristici tehnologice ale aerotancurilor

Regimul de încărcare a poluanților	Structuri	Durata aerării, h	Doza de nămol activ prin substanță uscată, g/l	Indice de nămol, cm 3 /g
Scăzut	Aerotancuri de aerare prelungită	10…30	3…12	40…80
Mediu	Aerotancurile sunt obișnuite	6...8	2…4	50…100
Aerotancuri cu regeneratoare	5…6	2…4	50…100
Aerotancuri de înaltă performanță	3..5	3,5…8	50…100
Înalt	Aerotancuri foarte încărcate	0,4…4	1,5…10	80…200

Perioada de aerare, ținând cont de temperatura apei uzate, h,

unde: T este temperatura medie anuală a apei uzate, 0 С.

Retur concentrația de nămol activ, g/l,

(25)

Tabelul 11

Valoarea indicelui de nămol

Concentrația de nămol activ în amestecul de nămol, ținând cont de concentrația de nămol de retur și de coeficientul de recirculare, g/l,

(26)

unde: Свв este concentrația de solide în suspensie în apele uzate care intră în aerotanc, g/l;

K și \u003d 0,80 ... 0,85.

Durata perioadei de aerare, ținând cont de recircularea nămolului activ de retur, h,

Volumul de lucru al rezervorului de aerare, m 3,

(28)

Aici: q este debitul estimat al apei uzate, m 3/h, luat în funcție de valoarea coeficientului de neuniformitate a debitului de apă uzată:

· cu coeficientul de neuniformitate nu mai mare de 1,25 – q este egal cu debitul mediu orar al apei uzate;

· cu un coeficient de neuniformitate mai mare de 1,25 - q este egal cu debitul mediu în orele de intrare maximă a apelor uzate;

N este numărul de aerotancuri.

Volumul de lucru al secțiunii rezervorului de aerare, m 3,

în plus, N c este numărul de secțiuni din aerotanc, N c ³2.

Notă: Numărul de secțiuni din aerotanc este aproximativ recomandat pentru stațiile cu o capacitate de până la 50.000 m 3 /zi egală cu 4 ... 6, pentru stațiile cu o productivitate mai mare - 8 ... 10.

Lățimea coridorului, m,

unde: K b = 1…2;

h 1 - adâncimea de lucru a aerotancului, h 1 = 3 ... 6.

Lățimea secțiunii aerotancului, m,

aici n este numărul de coridoare din secțiune, n= 2…4.

Lungimea coridoarelor rezervorului de aerare (lungimea de lucru a rezervorului de aerare), m,

Notă: Deoarece structurile cu dimensiuni mari de gabarit sunt de obicei realizate din beton prefabricat, lungimea coridoarelor ar trebui să fie un multiplu de 6 m și să fie de 36 ... 114 m. Dacă această condiție nu este îndeplinită, atunci este necesar să se ajusteze lățimea coridoarelor, numărul acestora, numărul de secțiuni sau numărul de aerotancuri.

Numărul total de secțiuni din aerotanc:

(33)

aici N c.p. - numărul de tronsoane redundante, determinat din condiția ca debitul acestora să fie de cel puțin 50% din performanța tronsoanelor de lucru, i.e.

(34)

Lățimea aerotancului, m,

Adâncimea totală a aerotancului, m,

unde h 2 este înălțimea laturilor aerotancului, h 2 = 0,3 ... 0,5 m.

Diametrul conductei principale pentru alimentarea cu apă uzată a aerotancurilor, m,

(37)

aici v sv este viteza de mișcare a apei în conductă, m / s, egală cu 3 m / s pentru mișcarea sub presiune, 0,8 ... 1,0 m / s pentru mișcarea fără presiune.

Aerotancuri foarte încărcate, de înaltă performanță și cu aerare extinsă

din „Tratarea apelor uzate industriale în aerotancuri”

Una dintre modalitățile posibile de intensificare a activității instalațiilor de aerare în vederea creșterii capacității acestora este creșterea sarcinii pe nămol activ. Aerotancurile puternic încărcate sunt structuri în care procesul de epurare biologică se desfășoară în 0,5-2 ore (ape uzate urbane), în urma cărora sarcinile hidraulice sunt mai mari de 20 m/zi la 1 m de structură și sarcina zilnică pe nămolul conform DBO total este mai mare de 0,8 kg/kg cu un efect de curățare de 70-95%.
Creșterea raportului dintre nutrienți și numărul de microorganisme active în rezervoarele de aerare foarte încărcate duce la un proces de oxidare mai intens decât în ​​rezervoarele de aerare cu încărcare redusă sau mineralizare a nămolului, unde procesul este inhibat de lipsa de nutriție pentru microorganisme. Rezultatul alimentării în exces a aerotancurilor este predominanța fazei de creștere logaritmică a microorganismelor, în timp ce azotul amoniac domină în apa tratată și conține o cantitate minimă din formele sale oxidate.
După cum se vede din tabel. U.1, care prezintă intervalele de încărcare pentru toate tipurile de structuri de aerare, conform studiilor interne și externe, structurile foarte încărcate fac posibilă creșterea semnificativă a eficienței utilizării unui volum unitar al rezervorului de aerare.
A doua opțiune - menținând aceeași sarcină asupra nămolului, concentrația de nămol activ în sistem este crescută, ceea ce duce la crearea unor structuri de aerare, care, spre deosebire de cele foarte încărcate, sunt foarte productive. După cum știți, rata de oxidare a lichidului rezidual - sursa de nutriție și energie a microorganismelor - este cu atât mai mare, cu atât este mai mare numărul de microorganisme care funcționează în sistem. Această poziție este în acord cu datele obținute de I. S. Postnikov și colab. pentru apele uzate de la o serie de stații de aerare din Moscova. Rezultate interesante care confirmă efectul aerotancurilor de înaltă performanță sunt date de V. Emde (Tabelul V.2). După cum se poate observa din acest tabel, doza de nămol din instalații nu a scăzut sub 3,6 g l, iar în unele cazuri a ajuns la 10,2-11,2 g l, ceea ce, chiar și cu sarcini relativ reduse pe nămol activ, a furnizat o putere oxidantă în ceea ce privește BOD total mai mult de 5 kg - zi.
Pentru a asigura gradul ridicat de circulație necesar, fără costuri suplimentare pentru pomparea fluxului de circulație al nămolului, este necesară blocarea aerotancului cu un limpezitor secundar.
Factorul care limitează creșterea dozei de lucru a nămolului activ la mai mult de 7-10 g/l este o deteriorare accentuată a separării prin sedimentare a amestecurilor de nămol concentrat în limpezitoarele secundare. Departamentul de canalizare MISI le. V. V. Kuibyshev a propus o idee originală de filtrare a amestecului de nămol din rezervoarele de aerare cu doze de nămol de până la 25 g l prin filtre cu plasă, astfel încât să nu intre mai mult de 3-4 g l de solide în suspensie în rezervoarele secundare de decantare. Schema tehnologică a instalației, numită rezervor de filtrare, cu o capacitate de 37500 m/zi este prezentată în fig. U.Yu.
La tratarea apei uzate cu o valoare DBO totală mai mare de 1.500 mg lu1 într-un rezervor cu filtru, conținutul de substanțe solubile în eter a fost de aproximativ 1000 mg l, apa purificată a avut un DBO total egal cu 20-Shmg l, cu un conținut rezidual de eter -substante solubile de 7-9 mg l. Durata aerării lichidului rezidual este de 3-4 ore, ceea ce corespunde puterii de oxidare conform DBO totală 8000 - 12 000 g-zi sau 400-600 depuneri la 1 g de nămol pe zi. În același timp, înălțimea stratului de nămol activat în fața duzei de plasă este de 1-1,5 m, perioada de filtrare prin acesta este de 40-60 de secunde, perioada de suflare inversă a duzei de plasă este de 8-12 secunde. la o intensitate de alimentare cu aer de 80-120 m/h.
Calculele tehnice și economice arată că rezervorul de filtrare, care oferă putere de oxidare ridicată la sarcini relativ mici pe nămol activ, face posibilă realizarea de economii de 12-15% la costul curățării unui lichid rezidual, economisind în același timp costurile de capital în timpul construcției. perioada este de 35-40%. Având în vedere cele de mai sus, un aerotanc de înaltă performanță de acest design ar trebui recunoscut ca o instalație de tratare progresivă, în special pentru tratarea apelor uzate industriale foarte concentrate, precum și pentru tratarea apelor uzate care formează nămol activ dur.
Studiul parametrilor principali de proiectare ai aerotancurilor de înaltă performanță a fost realizat de autori în anii 1966-1968. pe modele de laborator cu sistem de aerare pneumomecanic. Ciclul de observații a fost efectuat pe un lichid rezidual sintetic, iar peptona a fost aleasă ca nutrient principal, iar ca aditiv industrial au fost introduse diferite concentrații de amine alifatice, care sunt prezente în apele uzate din multe industrii. În timpul experimentului, doza de lucru de nămol activ a fost menținută la nivelul de 4-8 g l cu cantitatea de nămol circulant 100-500% și debitul aerului furnizat, în funcție de sarcină, 40-80 la 1 litru. de lichid purificat.
Posibilitatea intensificării epurării apelor uzate prin creșterea dozei de lucru a nămolului activ și, pe de altă parte, neadecvarea stațiilor tradiționale de aerare pentru funcționarea fiabilă în acest mod determină una dintre direcțiile principale în dezvoltarea proiectelor de aerotancuri de înaltă performanță.

Fără regenerare (SF și nămolul de retur sunt introduse în coridorul 1, tratarea biologică se efectuează pe coridorul 4)

Cu 25% regenerare

Cu 50% regenerare

Cu 75% regenerare

Aerotanks - tancuri de decantare

O trăsătură caracteristică a acestor structuri este combinația structurală a rezervorului de aerare și a bazinului secundar într-o singură structură.

Partea structurii în care amestecul de nămol este aerat se numește zonă de aerare, iar cealaltă parte se numește zonă de decantare.

Ambele zone sunt interconectate prin găuri, ferestre și fante. Asigurarea curgerii amestecului de nămol din zona de aerare către zona de decantare și întoarcerea nămolului din zona de decantare în zona de aerare fără utilizarea unor echipamente suplimentare.

Aerotank - rezervor de decantare "Oxycompact"

1. admisie lichid de răcire

2. Evacuarea apei tratate

3. zona de decantare

4. îndepărtarea nămolului în exces

5. alimentare cu aer

SJ după ce rezervoarele de decantare primare sunt furnizate în zona de aerare situată în centrul unui rezervor dreptunghiular, pe ambele părți ale zonei centrale de aerare există zone de decantare, care sunt separate prin pereți despărțitori și au ferestre de preaplin în partea superioară și fante în cel inferior. Aceste găuri servesc la circulația nămolului.

Nămolul în exces este evacuat din partea inferioară a zonei de decantare prin conducte speciale situate la o anumită distanță unele de altele. Aerul este furnizat prin aeratoare cu capac montate în placa inferioară, blocând canalele de aer, sau în conductele de aer așezate de-a lungul zonei de aerare. Adâncimea structurii se presupune a fi de aproximativ 4 m, lungimea este de la 15 la 70 m (în funcție de performanță).

Avantajul unei structuri de acest tip este reciclarea nămolului activ fără dispozitive auxiliare, precum și creșterea dozei de nămol către aerotancurile.

Aerotanc de aerare prelungită

Timpul de aerare în aerotancurile de acest tip poate ajunge la 20 de ore sau mai mult, ceea ce depășește semnificativ timpul de aerare în aerotancurile convenționale (de la 2 la 8 ore). În acest timp în aerotanc se efectuează nu numai purificarea biologică a SF, ci și oxidarea nămolului activat în faza de respirație endogenă. Acest lucru se datorează faptului că nămolul activat se află în condiții de încărcare organică scăzută, iar microorganismele sunt în stadiul de foamete, în urma căreia celulele microorganismelor sunt supuse autooxidării. Nămolul activ de retur după aerotancurile de aerare prelungită nu necesită regenerare, iar nămolul în exces nu necesită tratament suplimentar și poate fi trimis imediat spre deshidratare.

Această schemă este o instalație combinată care combină un aerotanc cu aerare extinsă și un rezervor secundar de decantare. Din zona de aerare, amestecul de nămol intră în zona de degazare printr-o fereastră specială, unde bulele de aer sunt separate de fulgii de nămol.

În zona de decantare se realizează separarea lichidului purificat și a nămolului activ, în timp ce apa din bazin se deplasează de jos în sus, trecând printr-un strat de sediment în suspensie, ceea ce intensifică procesul de limpezire. Timpul de rezidență în zona de decontare este de la 2 la 4 ore. Nămolul separat este îndepărtat în afara instalației sub presiune hidrostatică și alimentat în nămolul PS. INS returnează o parte din nămol în rezervorul de aerare, iar excesul este alimentat sau pompat pentru deshidratare.

2015-03-15

Acest articol prezintă parametrii tehnologici ai epurării biologice în rezervoare de aerare. Sunt descrise caracteristicile schemei tehnologice: concentrație mare a amestecului de nămol, coeficient ridicat de recirculare al nămolului activ. Pentru eliminarea deficiențelor inerente aerotancurilor-deplasatoare, s-au efectuat modificări constructive la aerotancuri: a fost instalat un nou sistem de aerare, s-a amenajat o reciclare longitudinală a amestecului de nămol din aerotancuri cu ajutorul transporturilor aeriene.

Foto 1. Epistylis plicatilis ciliate

Foto 2. Colonie de rotifere

Foto 3. Rotifer într-un strat de nămol

Controlul procesului de tratare biologică în aerotancuri se realizează în laboratoare fizico-chimice și hidrobiologice folosind metode moderne de analiză folosind camere video și computere pentru a acumula informații despre starea biocenozei și toate modificările acesteia.

Ca urmare a reconstrucției, s-au obținut rezultate ridicate la tratarea apelor uzate. Concentrația de contaminanți organici după tratarea biologică nu depășește 3 mg/dm3. Concentrația totală de azot mineral nu depășește 10 mg/dm3, eficiența de purificare pentru metale grele este de 94-96%, pentru produsele petroliere - 92-96%o. Rezultatele obținute (în ceea ce privește calitatea curățării și indicatorii de eficiență energetică) ne permit să concluzionam că este oportună utilizarea procesului de epurare biologică în aerotancurile cu încărcături reduse pentru a obține o calitate ridicată a epurării la costuri reduse pentru reconstrucția instalațiilor de epurare biologică. Costurile de reconstrucție se plătesc în doi până la trei ani.

În atelierul NiOPSV al Minudobreniya JSC, tratarea apelor uzate este efectuată în două orașe din apropierea Moscovei - Yegoryevsk și Voskresensk. Volumul apelor uzate este în medie de 60-80 mii m 3 / zi. Natura poluării care intră este casnică. Apele uzate au concentraţii de solide în suspensie în intervalul 150-180 mg/dm 3 , conform DBO-5 - până la 160 mg/dm 3 , conform COD - 250-350 mg/dm 3 . Instalatiile de tratare sunt realizate dupa schema clasica de tratare biologica. Nămolul rezultat, după tratare specială, este utilizat în totalitate pentru reabilitarea unui depozit industrial. Clădirile construite acum 40 de ani au fost reconstruite de mai multe ori. În ultimul deceniu s-a finalizat reconstrucția epurării biologice în aerotancuri pentru a îmbunătăți calitatea epurării apelor uzate și eficiența energetică a procesului de epurare.

Schemele tradiționale de epurare biologică (cu utilizarea microorganismelor în suspensie în aerotancuri cu sedimentarea lor ulterioară în rezervoare secundare de decantare) nu asigură o epurare eficientă și fiabilă a apelor uzate la normele stricte stabilite de deversare admisă. Dificultăți deosebit de mari apar la atingerea normelor de deversare permisă pentru rezervoarele de importanță piscicolă.

Pentru a rezolva problema epurării în profunzime a apelor uzate din compuși organici și biogeni, în practica mondială au fost dezvoltate câteva procese tehnologice fundamentale: tehnologia SBR (cu reactoare cu turație variabilă); tehnologia alternanței secvențiale a zonelor aerobe, anoxice și anaerobe de tratament biologic în aerotanc; tehnologie de concentrare a biomasei prin combinarea formelor suspendate și atașate de microorganisme în reactoare; tehnologie de concentrare a biomasei formelor suspendate de microorganisme cu reținerea ulterioară a acestora prin membrane speciale.

Concentrația de contaminanți organici după tratarea biologică nu depășește 3 mg/dm3. Concentrația totală de azot mineral nu depășește 10 mg / dm3, eficiența de purificare pentru metale grele este de 94-96%, pentru produsele petroliere - 92-96%

Tehnologia SBR presupune efectuarea succesivă într-un reactor în regim periodic, în timpul funcționării acestuia, alternarea proceselor aerobe și anaerobe. Această tehnologie este foarte costisitoare și necesită un sistem complex de actuatoare pentru a executa comenzile din sistemul de control al procesului. Condițiile de oxigen variabile ciclic ale activității vitale a microorganismelor într-un astfel de reactor, datorită factorului de adaptare, încetinesc viteza reacțiilor biochimice și măresc timpul necesar pentru ca reacția să se desfășoare. Aceasta crește dimensiunea reactorului.

Tehnologia alternanței secvențiale a zonelor anaerobe, anoxice și aerobe în timpul reconstrucției reduce productivitatea tratamentului biologic cu 30-40%. Sistemul multivariant de reciclare a nămolului activ și a efluenților din diverse zone de tratare complică foarte mult controlul procesului tehnologic și controlabilitatea acestuia. Numărul de actuatoare instalate în locuri inaccesibile este în creștere, volumul de nămol activ pompat crește semnificativ.

Tehnologia de concentrare a biomasei folosind forme de microorganisme suspendate și atașate pe purtători inerți este asociată cu costurile de achiziție a purtătorilor, instalarea acestor purtători în bioreactoare și dificultăți semnificative în repararea sistemelor de aerare. Apariția unui biofilm din purtători inerți în amestecul de nămol necesită o creștere a timpului de decantare a amestecului de nămol, adică o creștere a dimensiunii rezervoarelor de sedimentare. Tehnologia de concentrare a biomasei formelor suspendate de microorganisme în reactor (cu separarea ulterioară pe membrane polimerice) este asociată cu cheltuiala fondurilor pentru reactivii pentru regenerarea membranei și cu complexitatea funcționării.

Cu toate acestea, este necesară reconstrucția instalațiilor de epurare biologică existente cu o creștere a eficienței epurării pentru a reduce deversarea de poluanți organici și elemente biogene în corpurile de apă. Acest lucru este posibil atunci când se utilizează aerotank-splacers în modul de aerare extinsă.

Procesul de tratare a apelor uzate în rezervorul de aerare poate fi reprezentat astfel. Când efluenții limpeziți intră în rezervorul de aerare, efluenții sunt amestecați cu nămolul de retur. Absorbția contaminanților nedizolvați și coloidali, care vin cu efluenți clarificați, are loc pe suprafața zooglelor care alcătuiesc sloiurile de nămol. Situate pe suprafața zooglelor, care sunt acoperite cu heliu polizaharid, bacteriile în prezența oxigenului secretă enzime pentru a oxida contaminanții. O parte din contaminanții dizolvați intră în organismul bacteriilor, unde sunt oxidați cu ajutorul enzimelor. În timpul oxidării contaminanților de către enzimele bacteriene, este posibil să se utilizeze atât oxigenul dizolvat în amestecul de nămol, cât și nitrații. Compușii obținuți ca urmare a oxidării enzimatice sunt utilizați de bacterii pentru reproducere, adică creșterea în număr.

Procesul de dezvoltare bacteriană în aerotanc poate fi împărțit condiționat în trei faze. Prima dintre acestea este faza de creștere logaritmică. În această fază, are loc o creștere a numărului și a masei bacteriilor cu cantitatea de contaminanți conținute în apele uzate care intră, minus masa folosită de bacterii înseși pentru a obține energie pentru viață.

În a doua fază (biocenoza dezvoltată a nămolului activ), are loc o dezvoltare rapidă a microorganismelor prădătoare care folosesc o mulțime de bacterii și poluarea rămasă ca hrană și pentru reproducerea ulterioară. Epuizarea materiei organice usor oxidabile transfera biocenoza de namol activat in faza de respiratie endogena sau oxidare autotrofa. În această fază, sursa de energie pentru viața și reproducerea microorganismelor este masa de microorganisme a nămolului activ propriu-zis. Numărul de bacterii este redus brusc, numărul de microorganisme prădătoare este determinat de rata de auto-oxidare a microorganismelor nămolului.

În a treia fază, începe oxidarea compușilor anorganici de azot rezultați - reacția de nitrificare are loc folosind o cantitate mare de oxigen din amestecul de nămol. În faza de respirație endogene a microorganismelor, au loc următoarele procese: formarea nămolului mare dens de bumbac din zoogle de bacterii, bacterii filamentoase, ciuperci, actinomicete; procesul de oxidare a materiei organice continuă - substanțele organismelor din biocenoza nămolului activat; Oxidarea formelor anorganice de azot are loc în prezența oxigenului - nitrificare, reducerea în prezența nitraților - denitrificare.

Biocenoza cu nămol activat a aerotancurilor în linie care funcționează în regim de sarcină redusă, cu nitrificare și denitrificare profundă, se caracterizează printr-o mare diversitate de specii (peste 30 de specii de protozoare), dar fără predominanța numerică a vreunei specii.

Pentru a efectua aceste reacții opuse față de oxigen, este necesar să se creeze condiții pentru fiecare dintre ele. Acest lucru este posibil doar prin crearea diferitelor zone: anaerobe, aerobe și anoxice. Bumbacul nămol poate fi considerat ca o formațiune sferică sau elipsoidă cu zone în interiorul ei în care oxigenul dizolvat din amestecul de nămol nu intră, chiar și la o concentrație semnificativă de oxigen (4-6 mg/dm 3) în apele uzate.

Pentru a desfășura procesul de curățare a apelor uzate de poluarea care intră, este necesar să se efectueze o oxidare profundă a materiei organice conținute în apa limpezită, o oxidare profundă a substanței bacteriene din nămol activ. Substanțele care conțin azot obținute sunt oxidate în nitrați și reduse la azot gazos. Pentru a crește viteza reacției de reducere (denitrificare), este necesară creșterea zonelor anoxice și anaerobe din aerotanc.

Creșterea se realizează în două moduri:

• prin creșterea cantității de pops de nămol, ceea ce duce la creșterea concentrației de nămol până la 5-6 mg/dm3;
• datorită creșterii dimensiunii bumbacului nămol, ceea ce duce la o scădere a încărcăturii DBO la 35-50 mg pe gram de substanță uscată pe zi, menținând microorganismele în faza de respirație endogenă.

În același timp, încărcările scăzute de BOD pe aerotanc permit oxidarea profundă a materiei organice până la 3,5 mg/dm 3 , aproape până la 2,5 mg/dm 3 teoretic realizabil. Pe baza prevederilor teoretice de mai sus în aerotancurile magazinului NiOPSV, a fost organizat un mod de funcționare cu următoarele valori ale parametrilor tehnologici: încărcare BOD - 35-50 mg pe gram de substanță uscată BOD pe zi; timp de aerare - 8-12 ore; doza de nămol - 5-6 g / dm 3; concentrația de oxigen dizolvat - 4-6 mg / dm 3; coeficient de recirculare - 0,8-1,0; potenţialul electrodului în -200...-250 mV; indice de nămol - 90-130; conținutul de cenușă al nămolului - 35-40%; consum specific de aer pentru aerare - 6-7 m 3 la 1 m 3 de apă uzată; consum specific de energie electrică pentru aerare - 0,35-0,4 kWh la 1000 m 3.

În același timp, este necesar să rețineți deficiențele aerotancurilor în linie:

• sarcină neuniformă pe nămolul activ de-a lungul lungimii structurilor, ceea ce îi deteriorează performanța tehnologică;
• lipsa oxigenului dizolvat la începutul primului coridor și excesul în a doua jumătate a celui de-al doilea coridor.

Pentru eliminarea acestor neajunsuri, în aerotancurile a fost dispusă o reciclare longitudinală a amestecului de nămol. Schema este prezentată în fig. 1. Unitatea de recirculare este realizată sub forma unei pompe apă-aer-lift aerian, care pompează amestecul de nămol de la capătul celui de-al doilea coridor până la începutul primului. Valoarea coeficientului de reciclare este 2,1-2,5. Ca urmare a unei stații mai lungi a nămolului activ în condiții aerobe și a unei accelerări a rotației biomasei: capacitatea de oxidare a biomasei nămolului activat crește datorită creșterii nivelului activității enzimatice; macroturbulența în aerotanc crește - dimensiunea zonelor stagnante scade; sarcina specifică asupra nămolului activ este redusă; se îmbunătățește regimul de oxigen al structurii, fără a reduce durata medie a cursului, a apei uzate epurate, ceea ce elimină „pătrunderea” contaminanților neoxidați.

Acest lucru a permis realizarea următoarelor: creșterea mineralizării nămolului activ și reducerea cantității de nămol activ în exces la o valoare minimă; pentru a crește stabilitatea biocenozei nămolului activ la primirea deversărilor de efluenți industriali greu oxidabili, controlul stării nămolului s-a efectuat conform metodei de bioestimare; pentru a stabiliza regimul de oxigen din amestecul de nămol în timpul reparației suflantelor.

Biocenoza cu nămol activat a aerotancurilor în linie care funcționează în regim de sarcină mică, cu nitrificare și denitrificare profundă, se caracterizează printr-o mare diversitate de specii (peste 30 de specii de protozoare) fără predominanța numerică a vreunei specii. Numărul de bacterii filamentoase, flageli mici incolori, forme mici de amibe goale și testate este nesemnificativ. Dintre ciliați predomină formele ventrale și atașate.

Fotografia 1 prezintă o colonie de Epistylis plicatilis. Prezența prădătorilor are un efect pozitiv asupra gradului de purificare a apei din poluarea organică datorită intensificării proceselor biologice din mediul bacterian datorită pătrunderii în acesta a substanțelor eliberate din fragmentele de microfaună în timpul distrugerii acestora în aerotancuri în faza de respirație endogenă. . Nămolul activat conține întotdeauna rotifere (foto 2-3), ciliați suge, ciuperci prădătoare, diverși viermi și tardigrade.

Pentru BOD5 s-a atins o valoare de 3 mg/dm 3, corespunzând deversărilor maxime admisibile (MPD) pentru rezervoarele piscicole (Fig. 2). În ceea ce privește COD - 30 mg / dm 3. Pentru azot mineral - 10 mg / dm 3 (Fig. 3), care corespunde recomandărilor Comisiei Helsinki (Helcom) pentru orașele cu o populație de peste 100 de mii de locuitori. Eficiența curățării pentru fier a fost de 90-92%, curățarea pentru metale grele - 94-96%, eficiența produselor petroliere - 92-96%.

În timpul funcționării aerotancurilor în modul de sarcină scăzută, cu valoarea coeficientului de reciclare longitudinală de 2-3:

• se realizează o calitate înaltă a epurării apelor uzate în conformitate cu recomandările Helcom fără a crește costul energiei electrice în timpul funcționării;
• curățarea de înaltă calitate nu necesită cheltuieli mari de materii prime;
• procesul este ușor de întreținut și controlat;
• reconstrucția aerotancurilor în linie în aerotancuri care funcționează în modul de aerare extins necesită costuri minime (pentru reconstrucția sistemului de aerare, o creștere a productivității pompelor pentru nămol de retur, instalarea de ponturi aeriene pentru reciclare longitudinală);
• se reduc costurile de plată la buget pentru evacuarea poluării cu ape uzate epurate;
• cantitatea de nămol activ în exces este redusă semnificativ - costurile deshidratării și eliminării acestuia sunt reduse;
• procesul tehnologic nu devine mai complicat (nu există costuri pentru dispozitivele complexe de control, mecanismele de reglementare executive, cerințele pentru calificarea personalului de întreținere nu cresc).

O astfel de reconstrucție este o modalitate reală de îmbunătățire a calității tratamentului pentru majoritatea unităților de tratament cu importanță regională. Costurile îmbunătățirii în continuare a calității epurării în ceea ce privește azotul și fosforul (până la atingerea standardelor MPD stabilite pentru rezervoarele de pescuit) se dovedesc a fi prea mari, de exemplu, pentru bugetul unei așezări cu o populație mai mică de 250 de locuitori. -300 de mii de oameni.

1. Belyaeva N.A., Gunter L.I. Despre caracteristicile biocenozelor cu nămol activ în aerotancurile puternic încărcate și aerotancurile cu perioadă lungă de aerare // Științe Biologice, Nr. 7/1969.
2. Zhmur N.S. Controlul procesului și controlul rezultatului epurării apelor uzate. - M.: Luch, 1997.
3. Zhmur N.S. Ghid metodologic pentru controlul hidrobiologic și bacteriologic al procesului de epurare biologică la instalații cu aerotancuri. - M.: Aquaros LLC, 1996.
4. Nikitina O.G. Bioestimare: controlul și reglarea proceselor de purificare biologică și autoepurare a apei. Abstract pentru competitie uh. Artă. d.b.n. - M., 2012.
5. Kapitonova G.V. Ghid pentru efectuarea controlului hidrobiologic al epurării apelor uzate cu nămol activ. - M., 2012.