Эффект очистки в аэротенках, качество и окислительная способность активного ила определяются составом и свойствами сточных вод, гидродинамическими условиями перемешивания, температурой и активной реакцией среды, наличием элементов питания и другими факторами.

Качество ила обусловливается многими факторами. При прочих равных условиях оно зависит от соотношения между массой активного ила (по сухому веществу) и массой загрязняющих веществ, находящихся в очищаемой воде. Это соотношение характеризует нагрузку на ил, которая выражается количеством извлеченных из сточных вод загрязнений по ВПК, приходящихся на 1 г. беззольного вещества активного ила. Как правило, 1 г ила сохраняет свою нормальную активность при нагрузке на него 200-400 мг кислорода. При более высоких нагрузках (1000-1200 мг/л), т. е. при работе аэротенков на неполную очистку, активный ил обязательно регенерируют.

Различают понятия нагрузка на ил и окислительная способность ила. Нагрузка на ил характеризует количество поданных загрязнений, а окислительная способность – количество снятых (переработанных) загрязнений.

Показатель качества активного ила – его способность к оседанию, которая оценивается иловым индексом, представляющим собой объем активного ила, мл, после 30-минутного отстаивания 100 мл иловой смеси, отнесенный к 1 г сухого вещества ила.

Смесь сточной жидкости с активным илом должна аэрироваться на всем протяжении аэротенка. Это необходимо не только для того, чтобы обеспечить микроорганизмы-минерализаторы достаточным количеством кислорода воздуха, но и для поддержания ила во взвешенном состоянии. Кислород нагнетается в аэротенк воздуходувками или засасывается из атмосферы при сильном перемешивании содержимого аэротенка.

Отличительная особенность аэротенка как сооружения биологической очистки в том, что процесс очистки можно регулировать до необходимой по местным условиям степени. Чем продолжительнее процессы аэрации, чем больше воздуха и активного ила, тем лучше очищается вода.

Технологическая схема работы аэротенков на частичную очистку

1 – первичный отстойник; 2 – аэротенк; 3 – вторичный отстойник; 4 – насосная станция;

5 – избыточный активный ил; 6 – циркулирующий активный ил; 7 – регенератор.

Четырехкоридорный аэротенк может работать с отдельной регенерацией ила и без нее. Если аэротенк работает без отдельной регенерации, то сточная вода из первичных отстойников поступает в распределительный канал 1 перед аэротенками, затем при открытом шибере на водосливе 2 проходит через аэротенк и по каналу 5 – в распределительный канал 8 за аэротенками, после чего подается через водослив или затопленное отверстие 10 в коридор I. Возвратный ил из вторичных отстойников подается в коридор I по трубопроводу. Иловая смесь, пройдя последовательно коридоры I, II, III и IV, дюкером отводится во вторичные отстойники.

Четырехкоридорный аэротенк

1 – распределительный канал; 2, 3, 7, 10 – водосливы; 4 – шибер на канале;

5 – средний канал; 6 – дюкер; 8 – распределительный канал за аэротенками;

9 – трубопровод возвратного активного ила.

Если аэротенк работает с 25 %-ной регенерацией ила, то сточная вода из канала I через водослив (или затопленное отверстие) 2 подается в начало коридора II. Возвратный ил по трубопроводу подается в коридор I. В этом случае коридор I называется регенератором, а коридоры – II-IV – собственно аэротенком. Если регенерация ила 25%-ная, то для нее отводится 25% расчетного объема аэротенков (коридор I); при 50%-ной регенерации – 50% расчетного объема аэротенков (коридоры I и II), при 75%-ной регенерации – 75% расчетного объема аэротенков (коридоры I-III). При 50 %-ной регенерации ила сточная вода подается в начало коридора III через водослив 7, а иловая смесь отводится в конце коридора IV дюкером. При 75%-ной регенерации ила сточная вода подается в коридор IV через водослив 3. Под регенерацию ила отводятся коридоры I-III.

Вторичные отстойники и илоуплотнители

Сточная вода, обработанная на станциях с биологической очисткой, содержит активный ил (после аэротенков) или отработавшую биологическую пленку (после биофильтров). Для выделения из сточной воды этих масс применяют вторичные отстойники, которые как и первичные подразделяются на горизонтальные, вертикальные, радиальные. Для очистных станций небольшой пропускной способности обычно применяют вертикальные, а для средних и больших станций – горизонтальные и радиальные отстойники. Продолжительность отстаивания и максимальную скорость движения сточной жидкости в отстойниках принимают в зависимости от назначения отстойника.

Осадок из вторичных отстойников всех типов удаляют под гидростатическим напором не менее 0,9-1,2 м. Объем иловой камеры принимают равным объему выпадающего осадка: для вторичных отстойников после биофильтров – за период не более 2 сут, а для вторичных отстойников после аэротенков – не более 2ч.

Илоуплотнители. Основная масса активного ила, осаждающегося во вторичном отстойнике, должна перекачиваться снова в аэротенк – это так называемый циркуляционный активный ил. Количество этого ила по объему составляет в среднем 30-50 % расхода очищаемой в аэротенке сточной жидкости. Следует иметь в виду, что во вторичном отстойнике осаждается активного ила больше, чем это необходимо для циркуляции. Этот излишек – избыточный активный ил – нужно отделять от общей массы циркуляционного ила. Количество избыточного активного ила также относительно велико и при его влажности 99,2 % составляет 4 л/сут на одного человека. Прежде чем направить ил на обработку в метантенки, необходимо уменьшить его влажность и объем в специальных сооружениях – илоуплотнителях.

Для уплотнения избыточного активного ила обычно применяют вертикальные и радиальные илоуплотнители. Разделение воды и ила происходит за счет гравитационных сил. Продолжительность уплотнения, скорость движения жидкости в отстойной зоне и влажность уплотненного ила принимают в соответствии со СНиП 2.04.03-85.

Для активного ила после полной биологической очистки не рекомендуется применять вертикальные илоуплотнители. В высотном отношении илоуплотнители должны располагаться так, чтобы сливная вода из них подавалась в аэротенки самотеком.

2.3. Биологическая очистка производственных сточных вод

Биологическая очистка необходима для производственных сточных вод, содержащих органические примеси, которые после предварительной обработки могут окисляться в результате биохимических процессов. С биологической точки зрения окисляются почти все органические загрязнения. Следует, однако, иметь в виду, что для окисления некоторых органических веществ, содержащихся в сточных водах в больших количествах (например, фенола), потребуется весьма длительный период, вследствие чего биологическая очистка при этих условиях будет экономически нецелесообразной. Поэтому иногда предварительно уменьшают содержание органических веществ (например, путем разбавления водой). Последующая биологическая очистка сточных вод становится в таких случаях уже экономически оправданной. Производственные сточные воды разбавляют обычно бытовыми водами.