Сточные воды. Схемы очистки. Биофильтры, аэротенки, метантенки, окситенки. Активный ил и входящие в него микроорганизмы. Окситенки для очистки сточных вод

Окситенки

КАНАЛИЗАЦИЯ

Окситенк является высокоэффективным (принципиально новым) сооружением, служащим для осуществления интенсивного процесса биологической очистки сточных вод с применением чистого кислорода и высоких концентраций активного ила (рис. 4.132).

Конструктивно окситенк выполнен в виде резервуара круглой формы в плане с цилиндрической перегородкой, которая разделяет весь объем на зону аэрации (центральная часть) и илоотделитель (по периферии). В средней части цилиндрической перегородки устроены окна для перепуска иловой смеси из зоны аэрации в илоотделитель; в нижней ча-

Рис 4132 Окситенк

1 — продувопный трубопровод, 2 и 5 — задвижки с электрическим приводом, 3 — электродвигатель; 4 — турбоаэратор, б — герметическое перекрытие, 7—трубопровод подачи кислорода 8—вертикальные стержни, 9— сборный лоток, 10 — труба для сброса избыточного ила, 11 — круглый резервуар, 12 — цилиндрическая перегородка, 13—зона аэрации, 14 — скребок, 15 — окна для поступления воз вратного ила в зону аэрации, 16 — окна для перепуска иловой смеси из зоны ачрации в илоотдечи - тель, 17 — труба для подачи сточной воды в зону аэрации, 18 — илоотделитель, 19 — труба для отвода очищенной водыСти перегородки — окна для поступления возвратного ила в зону аэрации.

Зона аэрации оборудована герметическим перекрытием, на котором устанавливается электродвигатель турбоаэратора. На перекрытии смонтирован трубопровод подачи кислорода и продувочный трубопровод с электрозадвижками.

Илоотделитель оборудован перемешивающим устройством, представляющим собой радиально расположенные решетки из вертикальных стержней d — 30... 50 мм, расположенных друг от друга на расстоянии 300 мм.

В нижней части решеток размещается шарнирно подвешенный скребок. Илоотделитель работает со взвешенным слоем активного ила, уровень которого стабилизируется автоматически путем сброса избыточного ила через трубу.

Сточная вода поступает в зону аэрации по трубе. Под воздействием скоростного напора, развиваемого турбоаэратором, иловая смесь через окна поступает в илоотделитель. Благодаря направляющим щиткам жидкость в илоотделителе медленно движется по окружности. В сочетании с перемешивающим устройством все это значительно интенсифицирует процесс отделения и уплотнения ила. Очищенная вода проходит сквозь слой взвешенного активного ила, доочищается от взвешенных и растворенных органических веществ, поступает в сборный лоток и отводится по трубе. Возвратный активный ил опускается по спирали вниз и через окна поступает в камеру аэрации.

Окситенк оборудуется системой автоматизации, обеспечивающей подачу кислорода в зону аэрации в строгом соответствии со скоростью его потребления. Система автоматически поддерживает заданную концентрацию растворенного кислорода в иловой смеси окситенка при любых изменениях состава, концентрации или расхода сточной воды.

Отличительными признаками окситенка являются высокая эффективность использования подаваемого кислорода, значительное сокращение общего объема сооружения в связи с двухцелевым использованием объемов илоотделителя, а также автоматическое регулирование подачи кислорода в соответствии со скоростью его использования.

В газовой смеси над поверхностью воды в зоне аэрации окситенка поддерживается высокое содержание кислорода. Благодаря этому стало возможным поддерживать высокие концентрации растворенного кислорода в иловой смеси при низких затратах электроэнергии на его растворение. Высокая концентрация растворенного кислорода значительно увеличивает скорость окисления и позволяет повысить дозу активного ила в сооружении.

Благодаря значительному запасу растворенного кислорода в иловой смеси, поступающей в илоотделитель, и ее перемешиванию в циркуляционной зоне одновременно и интенсивно протекают два процесса — биологическое окисление и разделение иловой смеси. В зоне взвешенного фильтра также одновременно протекают два процесса — осветление очищенной воды и доокисление оставшихся органических веществ.

Оптимальными параметрами технологического режима окситенка при очистке сточных вод от химических производств являются: концентрация растворенного кислорода 10—12 мг/л (в аэротенках 2—4 мг/л), доза ила 6—8 г/л (в аэротенках 2,5—3 г/л), период аэрации (включая пребывание в илоотделителе) 2,5—3 ч (в аэротенках 16—20 ч). Эффективность использования кислорода в окситенках 90—95%- При этом окислительная мощность окситенков выше, чем аэротенков, в 5—6 раз; капитальные затраты меньше в 1,5—2 раза; эксплуатационные — в 2,5—3 раза.

В настоящее время наиболее перспективно применение окситенков на объектах, которые имеют собственный технический кислород или могут

Получать его от соседних предприятий (например, заводы по производству синтетического каучука, а также химические, коксохимические, нефтехимические и др.).

Канализационная система "ОАЗИС" считается как функция подачи воды и водоотведения. Представленная канализационная система является главным назначением чистки твердых и жидких изделий, какие бывают в жизнедеятельности любого человека. Это хозяйственно-бытовых и …

Герметизация труб необходима всем составляющим канализационных систем, в особенности там, где есть стыки. Необходимым атрибутом в данном вопросе станет герметик. Тем, кто в процессе ремонта находится на первоначальной стадии прокладки …

В процессе проектирования загородного жилого дома возникает вопрос о системе его водоснабжения. Необходимо выбрать источник подачи воды и состав инженерного оборудования. При отсутствии возможности подключения коттеджа к централизованным городским сетям, …

msd.com.ua

Сточные воды. Схемы очистки. Биофильтры, аэротенки, метантенки, окситенки. Активный ил и входящие в него микроорганизмы.

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Преимущества биотехнологических процессов перед традиционными технологиями для решения проблем экологии и охраны окружающей среды.

Преимущества биотехнологических процессов по сравнению с традиционными:

1. Возможность получения специфичных и уникальных природных веществ, часть из которых еще не удается получать путем химического синтеза;

2. Проведение биотехнологических процессов при относительно невысоких температурах и давлениях;

3. Быстрый рост и накопление биомассы микроорганизмами. Например, с помощью микроорганизмов в ферментере объемом 300 м3 за сутки можно выработать 1 т белка. Чтобы такое же количество белка в год выработать с помощью крупного рогатого скота, нужно иметь стадо 30000 голов. Если же использовать для получения такой скорости производства белка бобовые растения, например горох, то потребуется иметь поле гороха площадью 5400 га;

4. В качестве сырья в процессах биотехнологии можно использовать дешевые отходы сельского хозяйства и промышленности;

5. Биотехнологические процессы по сравнению с химическими обычно более экологичны, имеют меньше вредных отходов, близки к протекающим в природе естественным процессам;

6. Как правило, технология и аппаратура в биотехнологических производствах более просты и дешевы.Основные задачи, которые решает биотехнология в деле охраны окружающей среды, следующие: 1.Деградация органических и неорганических токсичных отходов.

2.Возобновление ресурсов для возврата в круговорот веществ углерода, азота, фосфора и серы. 3.Получение ценных видов органического топлива.

Одно из наиболее важных направлений биотехнологии – обработка сточных вод, твёрдых выбросов, контроль за загрязнением окружающей среды и создание безотходных технологий. В последнее время резко увеличилось количество и усложнился качественный состав веществ, загрязняющих среду.

Вклад биотехнологии в решение общих экологических проблем. Биотехнологические методы очистки твердых, жидких отходов и газообразных отходов производств.

Биотехнологические процессы с использованием микроорганизмов и ферментов уже на современном техническом уровне широко применяются в пищевой промышленности. Промышленное выращивание микроорганизмов, растительных и животных клеток используют для получения многих ценных соединений - ферментов, гормонов, аминокислот, витаминов, антибиотиков, метанола, органических кислот. С помощью микроорганизмов проводят биотрансформацию одних органических соединений в другие. Широкое применение в различных производствах получили иммобилизованные ферменты. Для выделения биологически активных веществ из сложных смесей используют моноклональные антитела.Биотехнология активно применяется в целях очистки всех компонентов биосферы, загрязняющих веществ. Биологическая очистка стоков. Существуют микроорганизмы, для которых загрязнения, содержащиеся в сточных водах, являются питательными веществами. В начале 20 века произошла революция в очистки сточных вод с помощью активного ила – сложной смеси микроорганизмов. Хотя при этом требуется перемешивать жидкость и непрерывно аэрировать её воздухом, такой способ позволяет перерабатывать большие объёмы стоков с самыми разнообразными загрязнениями – от хозяйственно-бытовых до промышленных.

Биологическая очистка газовых выбросов. Многие выбросы в атмосферу содержат вредные или дурно пахнущие примеси. Для их очистки применяют биофильтры, заполненные насадкой, на которой закреплены специальные микроорганизмы. Вредные примеси сорбируются на насадке и затем потребляются и обезвреживаются микроорганизмами.

Биокомпостирование твёрдых отходов. Аналогом аэробной очистки стоков является аэробное биокомпостирование твёрдых отходов. Твёрдые отходы смешиваются с микроорганизмами, разлагающими вредные загрязнения, и балластным материалом типа торфа, который обеспечивает доступ кислорода к микроорганизмам. Это позволяет превратить отходы в удобрение или просто использовать их в качестве подсыпки для дорог, в строительстве и в других случаях. Метановое сбраживание твёрдых отходов. С 1901 года успешно применяют анаэробное сбраживание осадка избыточного активного ила, образующегося при работе установок биологической очистки сточных вод. Сброженный осадок, если только он не содержит повышенных концентраций тяжёлых металлов, успешно используют как удобрение. Он лучше исходного осадка по составу, и в нём почти полностью отсутствуют болезнетворные микроорганизмы. Также существуют и многие другие способы биотехнологического воздействия на окружающую среду: биодеградация химических пестицидов и инсектицидов, борьба с накоплением метана в шахтах, обессеривание нефти и каменного угля, обогащение воздуха кислородом. В области переработки и ликвидации твердых отходов биотехнологические методы наиболее широко применяются для утилизации коммунальных отходов и ила из систем биоочистки стоков. Традиционно твердые отходы складируются на городских свалках. Все возрастающие объемы отходов на душу населения приводят к возникновению огромного количества свалок, увеличению их площадей, а также к неуправляемому попаданию отходов в окружающую среду из-за рассыпания их при транспортировке. После того, как стало ясно, что при анаэробной переработке отходов в больших количествах образуется ценный энергетический носитель – биогаз, основные усилия стали направляться на соответствующую организацию свалок и получение на месте их переработки метана.

Сточные воды. Схемы очистки. Биофильтры, аэротенки, метантенки, окситенки. Активный ил и входящие в него микроорганизмы.

Загрязнение поверхностных и подземных вод можно подразделить на несколько типов: механическое, сопровождающееся повышением содержания механических примесей и относящееся в основном к поверхностным видам загрязнений; химическое, обусловленное присутствием в воде органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия; биологическое, связанное с наличием в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких водорослей; радиоактивное; тепловое

Основные источники загрязнения и засорения водоемов — недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов отходы производства при разработке рудных ископаемых; сбросы водного и железнодорожного транспорта; пестициды. Нефть и нефтепродукты — основные загрязнители внутренне водоемов, вод и морей Мирового океана — создают разные фор мы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, осевшие на дно водоемов тяжелые фракции. Вода приобретает токсические свойства и представляет собой угрозу для всего живого. В значительной степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в быту, промышленности и сельском хозяйстве и парализующие жизнедеятельность бактерий. Пестициды, попадая в водоемы, накапливаются в планктоне, бентосе, рыбе и по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно как на отдельные органы, так и на организм в целом.

Методы очистки сточных вод (механические, химические, физико-химические и биологические).

Механические методы. Сущность этих методов состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляют механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, нефтеловушками. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60 — 75% нерастворимых примесей, а из промышленных — до 95 %.

Химический метод. В сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химическая очистка уменьшает количество нерастворимых примесей до 95 %, а Растворимых — до 25 %. физико-химические методы используют для удаления тонкодисперсных и растворенных неорганических примесей, а также разрушения органических и плохо окисляемых веществ. В арсенал этих методов входят электролиз, окисление, сорбция, экстракция, ионообменная хроматография, ультразвук.

Биологический метод основан на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Для очистки сточных вод используют биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

Биологические фильтры представляют собой сооружения, в которых процесс биологической очистки сточных вод протекает в искусственно созданных условиях. Биологические фильтры бывают периодического (контактные) и непрерывного действия. Контактные биофильтры вследствие их малой пропускной способности и высокой стоимости в настоящее время не применяют. Биофильтры непрерывного действия по пропускной способности могут быть подразделены на капельные и высоконагружаемые, по способу подачи в них воздуха и те и другие могут быть с естественной и с искусственной вентиляцией.

Капельные биофильтры. Капельные— непрерывно действующие биофильтры в зарубежной практике иногда называют оросительными или перколяторными. Непрерывно действующий капельный биофильтр состоит из следующих основных частей: непроницаемого основания, дренажа, боковых стенок, фильтрующего материала и распределительных устройств. Биофильтры могут быть в плане круглые, прямоугольные, квадратные. Поверхность капельного биофильтра орошают сверху равномерно через небольшие промежутки времени; при этом вода подается в виде капель или струй. Капельные биофильтры рекомендуется проектировать на пропускную способность не более 1000 м3/сут. Они предназначены для полной биологической очистки сточной жидкости с БПКго очищенной воды до 15 мг/л. Проходя через фильтрующую загрузку биофильтра, загрязненная вода вследствие адсорбции оставляет в ней взвешенные и коллоидные органические вещества, не осевшие в первичных отстойниках, которые создают биопленку, густо заселенную микроорганизмами. Микроорганизмы биопленки окисляют органические вещества и получают необходимую для своей жизнедеятельности энергию. Часть растворенных органических веществ микроорганизмы используют как пластический материал для увеличения своей массы. Таким образом, из сточной воды удаляются органические вещества, а в теле биофильтра увеличивается масса активной биологической пленки. Отработавшая и омертвевшая пленка смывается протекающей сточной водой и выносится из биофильтра.

Биофильтр работает следующим образом. Осветленная в первичных отстойниках сточная вода самотеком поступает в распределительные устройства, которые периодически напускают воду на поверхность биофильтра. Профильтрованная через толщу биофильтра вода проходит через отверстия в дырчатом дне (дренаже), поступает на сплошное непроницаемое днище, с которого стекает по отводным лоткам, расположенным за пределами биофильтра. Затем вода поступает во вторичные отстойники, в которых задерживается выносимая биопленка, отделяемая от очищенной сточной воды. При расчете биофильтра определяют необходимый объем загрузочного материала для очистки поступающей сточной воды, а также рассчитывают распределительные устройства для орошения загрузки водой, дренаж и лотки, собирающие осветленную воду.

Аэротенк представляет собой резервуар, в котором медленно движется смесь активного ила и очищаемой сточной воды при непрерывном поступлении кислорода воздуха. По конструкции аэротенки с пневматической аэрацией — это длинные железобетонные резервуары, состоящие из нескольких секций. Каждая секция делится на коридоры продольными перегородками, не доходящими с одной стороны до поперечной стены резервуара. Наиболее удобны в эксплуатации четырехкоридорныеаэротенки.

Аэротенк может работать с 25%-ной и с 50%-ной регенерацией ила.

По нагрузке на активный ил аэробные системы очистки делятся на :

• высоконагружаемые аэробные системы очистки стоков при N> 0,5 кг БПК(показатель биохимического потребления кислорода)5 в сутки на 1 кг ила;

• средненагружаемые аэробные системы очистки стоков при 0,2 < N< 0,5;

• низконагружаемые аэробные системы при 0,07 < N< 0,2;

• аэробные системы продленной аэрации при N < 0,07

Окситенки-Сточная вода поступает в зону аэрации по трубе, где турбоаэратором аэрируется и интенсивно перемешивается с активным илом. Из зоны аэрации через окна и зону дегазации иловая смесь поступает в илоотделитель. Благодаря направляющим щиткам жидкость в илоотделителе медленно движется по окружности, вследствие чего значительно интенсифицируется процесс отделения и уплотнения ила. Очищенная вода проходит сквозь слой взвешенного активного ила, доочищается от взвешенных и растворенных органических веществ, поступает в сборный лоток и отводится по трубе. Возвратный активный ил спирально опускается вниз и через окна и направляется в зону аэрации. Преимуществом аэробной очистки является высокая скорость и использование веществ в низких концентрациях. Существенными недостатками, особенно при обработке концентрированных сточных вод, являются высокие энергозатраты на аэрацию и проблемы, связанные с обработкой и утилизацией больших количеств избыточного ила. Аэробный процесс используется при очистке бытовых, некоторых промышленных и свиноводческих сточных вод с химическим потреблением кислорода не выше 2000.

Очищенная сточная вода перед спуском в водоем проходит процесс обеззараживания, который может осуществляться различными способами: хлорирование, электролиз, озонирование, обработка ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком и др. Наиболее распространен способ хлорирования очищенных сточных вод водным раствором хлорной извести или газообразного хлора. Работа по обеззараживанию выполняется в специальных сооружениях, состоящих из хлораторной, смесителя и контактных резервуаров, устраиваемых по типу вертикальных или горизонтальных отстойников.

Активный ил представляет собой хлопья, состоящие из частично активных, частично отмирающих организмов и твердых частиц неорганической природы. В состав активного ила входят полисахариды, в том числе клетчатка, образованные преимущественно бактериями. Полисахариды окружают бактериальные клетки и скрепляют частицы в хлопья, поэтому лишь небольшая часть клеток остается вне хлопьев. Активный ил имеет развитую поверхность и, следовательно, высокую адсорбционную способность. На поверхности его концентрируются поступающие со сточной жидкостью мелкие частицы, клетки микроорганизмов и молекулы растворенных веществ. Важнейшее свойство ила — способность к хлопьеобразованию и седиментации. В очистных сооружениях используется активный ил, сообщество микроорганизмов, главным образом бактерий и простейших, сформировавшееся естественным путем, включающее местную микрофлору, адаптированную к определенному спектру загрязнений сточных вод.

Бактерии. При аэробной очистке сточных вод протекают два наиболее важных микробиологических процесса: окисление органического углерода и нитрификация при участии флокулообразующих, нитчатых бактерий, бактерий-нитрификаторов. Наиболее многочисленны бактерии, способные окислять различные спирты, жирные кисл9ты, парафины, ароматические углеводороды, углеводы и др. При очистке сточных вод, богатых углеводами, но с дефицитом азота иногда наблюдается интенсивное развитие гетероферментативных молочнокислых бактерий, образующих мощную капсулу, состоящую из декстрана, что затрудняет осаждение ила во вторичном отстойнике. Если сточная вода в аэротенке плохо аэрируется, то развиваются анаэробные процессы, в которых могут участвовать микроорганизмы, осуществляющие маслянокислое брожение, денитрификацию, сульфатредукцию и др. Денитрификация во вторичных отстойниках приводит к образованию пузырьков азота, что затрудняет удаление ила из сточной воды на выходе из аэротенка. В сточных водах, содержащих соединения серы, например в сточных водах целлюлозно-бумажных комбинатов, в активном иле развиваются тионовые и серобактерии, окисляющие серу и тиосоединения, а также сульфатредукторы.

Грибы. В активном иле аэробных очистных сооружений встречаются дрожжи и плесневые грибы. Дрожжи активно развиваются в сточных водах, богатых углеводами, углеводородами и органическими кислотами, например, при очистке сточных вод, образовавшихся в производстве кормовых дрожжей из разных субстратов, стоков молочных производств, содержащих молочную сыворотку. Грибы способны усваивать трудноокисляемые и токсичные соединения, в частности фенолы, поэтому их роль в процессах очистки существенна.

Простейшие. Они непосредственно не участвуют в потреблении органических веществ, однако занимая в сообществе активного ила более высокий уровень в трофической цепи питания, чем бактерии, они поглощают большое количество их, тем самым регулируют видовой и возрастной состав микроорганизмов, снижают массу биоценоза, обеспечивают активную флокуляцию микроорганизмов и, следовательно, улучшают очистку воды. По сравнению с бактериями простейшие более чувствительны к изменению химических и физических условий среды, колебаниям технологических параметров системы, поэтому по численности простейших, их видовому составу и состоянию можно судить о работе очистного сооружения.

Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 30; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

studopedia.net

Аэротенки с применением технического кислорода (окситенки)

Окситенки предназначены для биологической очистки сточных вод и могут быть использованы как самостоятельные сооружения или в двухступенчатой схеме в сочетании с аэротенками. Двухступенчатая схема применяется для очистки высококонцентрированных СТОЧНЫХ ВОД (БПКполн>1000 мг/л), при этом окситенки целесообразно использовать на первой ступени для удаления основной массы загрязнений.

В окситенках вместо воздуха применяется технический кислород, благодаря чему создаются условия для повышения дозы ила и его активности, снижаются прирост ила и энергозатраты на аэрацию, увеличивается окислительная мощность и снижаются эксплуатационные расходы очистных сооружений.

В практике применяют окситенки двух модификаций:

1) комбинированный окситенк, работающий по принципу реактора-смесителя;

2) секционированный окситенк-вытеснитель с отдельным вторичным отстойником.

Комбинированный окситенк рекомендуется применять при строительстве новых сооружений, секционированный — при реконструкции станций аэрации.

Комбинированный окситенк, скомпонованный по принципу аэротенка-отстойника (рис. 27.21), состоит из цилиндрического резервуара 1, внутри которого помещена цилиндрическая перегородка 2 диаметром, равным 0,7 наружного диаметра. Внутренний объем окситенка, ограниченный перегородкой 2, является реактором 4. Для максимального использования подаваемого кислорода реактор, в котором происходит насыщение иловой смеси кислородом, герметизируется перекрытием. Внутри реактора размещен поверхностный турбинный аэратор 5, который приводится во вращение электродвигателем, расположенным на перекрытии. Сопряжение вала аэратора с перекрытием герметизируется гидравлическим затвором 9.

В средней части перегородки 2 расположен ряд тангенциальных насадок 5 с окнами и шиберами для выпуска иловой смеси в илоотделитель. В нижней части перегородки 2 устроены выпускные отверстия 18, за ней находится полупогруженный щит 3. В кольцевом пространстве между перегородкой 2 и наружной стенкой резервуара размещен илоотделитель, в котором иловая смесь медленно перемешивается и удаляется с днища илоскребами 15.

Сточная вода непрерывно поступает в реактор 4 по трубе 19 и в нем смешивается с активным илом. Кислород подается по трубе 6, которая снабжена автоматическим клапаном 7, срабатывающим от датчика давления 10. Накопившиеся двуокись углерода (СОг) и азот из газовой камеры 13 выпускаются через патрубок И, снабженный автоматическим клапаном 2, который связан с датчиком концентрации растворенного кислорода в иловой смеси 14. Перемешивание иловой смеси и насыщение ее кислородом осуществляется аэратором 8.

Очищенная сточная вода вместе с активным илом поступает через выпускные устройства 5 в илоотделитель. Осветленная сточная вода удаляется через водоотводной лоток 16. Активный ил возвращается в камеру реакции через донные отверстия 18. Избыточный, активный ил удаляется через патрубок 20 на сооружения обработки осадка.

Концентрация растворенного кислорода в камере реакции поддерживается автоматически путем регулирования состава газовой смеси над поверхностью жидкости в реакторе. По мере потребления кислорода иловой смесью падает абсолютное давление газовой смеси над поверхностью жидкости в реакторе. При снижении давления до заданной величины датчик давления 10 подает импульс на открытие клапана 7 на трубопроводе 6 и в систему начинает поступать кислород. Когда в газовой смеси достигается заданное давление, клапан закрывается. Таким образом осуществляется подпитка системы кислородом.

При снижении парциального давления кислорода его концентрация в иловой смеси уменьшается. Для стабилизации состава газовой смеси в реакторе из системы необходимо периодически удалять инертные газы. Продувка производится через патрубок 11, снабженный автоматическим клапаном 12, который срабатывает от импульса датчика концентрации растворенного кислорода 14. Когда парциальное давление кислорода в газовой смеси и концентрация растворенного кислорода в иловой смеси снизятся ниже заданного предела, датчик концентрации растворенного кислорода подает импульс на открытие автоматического клапана. Газовая смесь из рабочей камеры, выпускается в атмосферу: Объем удаленной газовой смеси замещается кислородом, поступающим по трубопроводу 6. Когда заданное парциальное давление кислорода в газовой смеси восстанавливается, клапан 12 закрывается.

Для поддержания в газовой фазе парциального давления кислорода около 50% продувочный расход не должен превышать 5—10%. Для повышения надежности система автоматической стабилизации кислородного режима может быть дополнена дублирующей системой продувки газовой фазы, действие которой основано на пропорциональности продувочного расхода газа величине потребления кислорода.

Секционированный окситенк (рис. 27.22) — герметически перекрытый прямоугольный резервуар 1 (коридор аэротенка), разделенный на четырешесть секций 2 поперечными перегородками 3 с отверстиями для пропуска иловой смеси 4 и газа 5. На перекрытии 6 размещаются механические аэраторы 7 и стояк для выброса газа 5. Исходная вода 10, циркуляционный ил И и кислород 12 вводятся в первую секцию; из последней секции окситенка иловая смесь по трубе 9 поступает во вторичный отстойник. Для обеспечения нормальной работы вторичных отстойников при повышенных дозах ила (6—8 г/л) целесообразно предусматривать в них более развитую водосборную систему или в зоне отстаивания устанавливать тонкослойные блоки. В этом случае циркуляция ила, как и в обычных аэротенках, осуществляется с помощью насосов равномерно, размещенные у наружной стенки зоны реакции на уровне взвешенного слоя ила. Эти устройства обеспечивают циркуляцию ила из илоотделителя; в зону реакции. Приемные отверстия стабилизаторов направлены навстречу вращающемуся потоку в зоне илоотделителя, выходные отверстия — по ходу вращения жидкости в зоне окисления.

Окситенки рекомендуется применять на городских очистных станциях производительностью свыше 50 тыс. м3/сут, а также на станциях меньшей производительности при получении технического кислорода от промышленных предприятий. Для промышленных предприятий применение окситенков обосновывается технико-экономическим сравнением с учетом характера и величины загрязнения сточных вод и источника получения кислорода.

www.vodalos.ru

Биохимическая очистка сточных вод в окситенках

Окситенки – сооружения биологической очистки, в которых вместо воздуха используется технический кислород или же воздух, обогащенный кислородом. Рекомендуемая концентрация ила в окситенке составляет 6÷8 г/л, хотя принципиально сооружение может работать и при более высоких концентрациях. Экспериментально получено, что при прочих равных условиях окислительная мощность окситенков в 5÷10 раз выше, чем у аэротенков, эффективность использования кислорода составляет 90-95 %.Конструктивно окситенк выполнен в виде резервуара круглой в плане формы с цилиндрической перегородкой, отделяющей зону аэрации от зоны илоотделения. В средней части цилиндрической перегородки устроены окна для перепуска иловой … смеси из зоны аэрации в илоотделитель; в нижней части для поступления возвратного ила в зону аэрации. Последняя оборудована герметическим перекрытием, на котором установлен электродвигатель турбоаэратора и смонтированы трубопроводы подачи кислорода и продувочный. Илоотделитель оборудован перемешивающим устройством, представ- ляющим собой радиально расположенные решетки из вертикальных стержней (d=30÷50 мм), которые установлены друг от друга на расстоянии 300 мм. В нижней части решеток размещен шарнирно-подвешенный скребок. Илоотделитель работает со взвешенным слоем активного ила, уровень которого стабилизируется автоматически путем сброса

Окситенк1-продувочный трубопровод; 2 , 5 – задвижки с электроприводом;3 – электродвигатель; 4 –турбоаэратор; 6-герметичное перекрытие; 7-трубопровод для подачи кислорода; 8-вертикальные стержни; 9-сборный лоток; 10 –трубопровод для сброса избыточного ила; 11 –резервуар; 12-окна для перепуска иловой смеси из зоны аэрации в илоотделитель; 13- цилиндрическая перегородка; 14-скребок;15-окна для перепуска возвратного ила в зону аэрации;16- зона аэрации; 17- трубопровод для подачи сточной воды в зону аэрации; 18- илоотделитель; 19-трубопровод для выпуска очищенной воды.

избыточного ила через трубу. Сточная вода поступает в зону аэрации по трубе. Под воздействием скоростного напора, развиваемого турбоаэратором, иловая смесь через окна поступает в илоотделитель. Благодаря направляющим щиткам жидкость в нем медленно движется по окружности. В сочетании с перемешивающим устройством все это значительно интенсифицирует процесс отделения и уплотнения ила. Очищаемая вода про-ходит сквозь слой взвешенного активного ила, очищается от взвешенных и растворенных органических веществ, поступает в сборный лоток и отводится по трубке. Возвратный активный ил опускается по спирали вниз и через окна поступает в камеру аэрации. Окситенк оборудуется системой автоматики, обеспечивающей подачу кислорода в зону аэрации в соответствии со скоростью его потребления. Система автоматически поддерживает заданную концентрацию растворенного кислорода в иловой смеси окситенка при любых изменениях состава, концентрации или расхода сточной воды.В настоящее время наиболее перспективно применение окситенков на объектах которые имеют собственный технический кислород или могут получать его от соседних предпри-ятий (например, заводы по, производству синтетического каучука, а также химические, коксохимические, нефтехимические и др.). Расчет окситенков выполняют по формуле, учитывающей снижение удельной скорости окисления при повышении концентрации ила:t=(Len-Lex)/(a×(1-S)×kn).Значения коэффициентов kn установливается экспериментально.

Скорость окисления t определяется экспериментально, и в расчет принимается величина, соответствующая концентрации ила 3 г/л. Расход кислорода по массе принимается равным величине снятой БПКполнс коэффициентом 1,2. Данных о микробиологической характеристике активного ила окситенков и о сущности влияния повышенных концентраций кислорода на ферментативную активность клетки еще недостаточно. Показано, что зона аэрации может быть открытой, что исключает необходимость строительства сложных сооружений, и значительно упрощает систему автоматизации подачи кислорода.

refac.ru

Принципы проектирования оборудования для биологической очистки сточных вод. Сущность метода использования микроорганизмов для очистки сточных вод.

Биологические методы применяются для очистки сточных вод от органических и неорганических соединений. Процесс основан на способности микроорганизмов использовать эти вещества для питания в процессе жизнедеятельности. В общем виде этот процесс идет в 2 стадии:

1) массопередача органических веществ из жидкости к поверхности клеток

2) диффузия веществ и окисление продуктов диффузии.

На скорость процесса очистки влияют:- концентрация биомассы;- концентрация субстрата и его качественный состав;- температура протекания процесса;- концентрация растворенного кислорода и т.д.

Биологическая очистка сточных вод может проходить в естественных условиях (на полях орошения, полях фильтрации, биологических прудах) и в искусственных сооружениях - аэротенках и биофильтрах разной конструкции. Биологическую очистку производственных сточных вод проводят обычно в искусственных условиях, где процессы очистки протекают с большей скоростью.

1. Аэробная биохимическая очисткаАэробная биохимическая очистка – минерализация органического вещества промышленных или бытовых стоков, происходящая в результате его окисления при содействии аэробных микроорганизмов (минерализаторов) в процессе использования ими этого вещества в качестве источника питания в условиях интенсивного потребления микроорганизмами растворенного в воде кислорода. С6Н12О6+6О2=6СО2+6Н2О

Наиболее универсальным способом обработки сточных вод является обработка активным илом. Сточные воды смешивают с илом, образовавшимся в результате предварительного окисления вод, поэтому способ и получил такое название.

В ходе очистки активный ил время от времени выводят из очистных сооружений, так как его количество растет. Часть его при этом используется в качестве ценного удобрения, если нет тяжелых металлов, часть стабилизируют, т.е. обрабатывают избытком кислорода для удаления всевозможной органики, предотвращающая таким образом гниение. Часть поступает на анаэробное разложение. Аппаратура для аэробной биохимической очистки представляет собой т.н. аэротенк или окситенк

Аэротенки по конструкции аналогичны отстойникам, в которые помещают активный ил – микроорганизмы и подают сжатый воздух, обеспечивающий интенсификацию процесса окисления органических примесей.

Окситенки – модификации аэротенков, в которые вместо сжатого воздуха подают газообразный кислород. При этом процессы окисления существенно интенсифицируются, однако усложняются условия эксплуатации вследствие взрывопожароопасности кислорода. На машиностроительных предприятиях аэротенки и окситенки используют редко

2. Анаэробная биохимическая очистка.В случае, если БПК намного выше нормы, а также для удаления избытка активного ила и отходов сельскохозяйственных продуктов применяют анаэробную биохимическую очистку в метантенках (реактор с мешалкой и теплообменником). При этом источником кислорода в воде служат группы кислородосодержащих анионов: NO3–, SO42–, CO32–.

Конструктивно метантенк представляет собой цилиндрический (диаметром до 20 м и более) или прямоугольной железобетонный резервуар с коническим днищем и герметичным перекрытием

Впуск свежего осадка производят по трубе. Выделяющийся из метантенка газ содержит, об. %: СН4 – 60-65; СО2 – 16-34; N2 и Н2 – по 0-3. Его теплотворная способность составляет обычно около 20 тыс. кДж/м3

В основе метанового брожения лежит способность сообществ определенных микроорганизмов в ходе жизнедеятельности сначала в фазе кислого водородного брожения с помощью бактерий гидролизовать сложные органические соединения до более простых, а затем с помощью метанобразующих бактерий превращать их в метан и в угольную кислоту.

Не все органические вещества разлагаются на станциях биохимической очистки. Так, практически не разрушаются бензин, красители, мазут и др. Эффективность биохимической очистки на самых современных установках составляет 90% по органическим веществам и лишь 20-40% по неорганическим, т.е. практически не снижается солесодержание.

3. БиофильтрыБиофильтры по способу поступления воздуха в толщу загрузки делят на сооружения с естественной и принудительной подачей воздуха.Естественную подачу применяют для очистки небольших количеств сточных вод (до 1000 м3/сут).В биофильтрах с принудительной подачей воздуха сточная вода по трубопроводу 3 поступает в фильтр 2, через водораспределительное устройство 4 равномерно разбрызгивается по площади фильтра, а далее проходит через загрузку 5. для интенсификации окисления органических примесей через трубопровод 1 и опорную решетку 6 подается сжатый воздух в противоток с направлением фильтрования. Очищенная вода выводится из фильтра через трубопровод 7. Производительность таких биофильтров достигает 50 тыс.м3/сут.

Высота слоя загрузки биофильтра с естественной подачей воздуха обычно не превышает 2 м, при принудительной подаче она достигает 4 м. Фильтрующим материалом служат шлак, щебень, керамзит, гравий, пластмасса (в виде колец Рашига, пластин, решеток и т.п.). Промышленное применение микроорганизмов заключается в управлении процессом биохимического превращения органических веществ при участии микроорганизмов и ферментов.

Одним из наиболее типичных примеров промышленного применения микроорганизмов - биохимическая очистка сточных вод. Органические вещества, содержащиеся в бытовых и промышленных сточных водах, являются благоприятной средой для микроорганизмов, которые в ней быстро размножаются, используя часть пищи для синтеза новых клеток, а другую перерабатывая в простые минеральные продукты - СО2, Н2О и др. Этот процесс, протекающий в присутствии кислорода (воздуха), называется «биохимическим» окислением.

До биохимического окисления сточные воды подвергаются механическому очищению (осаждению). В осадках, образующихся в результате механического и биохимического очищения сточных вод, органические вещества минерализуются.

Механизм изъятия органических веществ из сточных вод и их переработки микроорганизмами очень сложен и полностью не изучен. Согласно современным теориям его можно описать тремя последовательными стадиями:

· массообмен и сорбция субстрата на поверхности микроорганизмов;· диффузия субстрата через клеточную мембрану микроорганизмов· метаболизм субстрата в клетках.

Суспендированные вещества и крупные молекулы в растворе надо заранее разрушить, чтобы они могли легко проходить сквозь клеточную оболочку. Это разрушение происходит при помощи ферментов, выделяемых бактериями.

Возможны два пути переноса вещества от поверхности внутрь клетки:· последовательное растворение вещества в оболочке клетки и цитоплазматической мембране, благодаря чему оно диффундирует внутрь клетки;· присоединение транспортируемого вещества к специфическому белку-переносчику, находящемуся в мембране; дальнейшее превращение комплекса вещество-переносчик в растворимое состояние; диффузия комплекса через мембрану в клетку, где комплекс распадается, и белок-переносчик высвобождается для совершения нового цикла.Основную роль в очистке сточных вод играют процессы превращения вещества, происходящие в клетках микроорганизмов, а именно окисление вещества, сопровождающееся выделением энергии, и синтез новых белковых веществ, протекающий с затратой энергии.При потреблении микроорганизмами питательных веществ, содержащихся в сточных водах, в микробной клетке одновременно протекают два взаимосвязанных процесса - синтез протоплазмы и окисление органических веществ (на окисление клетка потребляет кислород, растворенный в сточной жидкости). Скорость потребления кислорода активным илом зависит от многих взаимосвязанных факторов: концентрации микроорганизмов и простейших в активном иле, скорости их роста и физиологической активности; концентрации и состава питательных веществ, поступающих с загрязненным потоком, а также от содержания кислорода в среде и условий аэрации в аэротанке. В процессе биоокисления органических веществ микроорганизмами важнейшую роль играет транспорт кислорода в системе газ-жидкость-клетка, в связи, с чем процессы массопередачи и гидродинамики в аэротенках являются основополагающими.

infopedia.su

Биологическая очистка сточных вод. Аэротенки. Окситенки

Ее применяют для выделения тонкодисперсных и растворенных органических веществ. Она основана на способности микроорганизмов использовать для питания содержащиеся в сточных водах органические вещества (кислоты, спирты, белки, углеводы и т. п.). Процесс реализуется в две стадии, протекающие одновременно, но с различной скоростью: адсорбция из сточных вод тонкодисперсных и растворенных примесей органических веществ и разрушение адсорбированных веществ внутри клетки микроорганизмов при протекающих в них биохимических процессах (окислении или восстановлении). Обе стадии реализуются как в аэробных, так и в анаэробных условиях в зависимости от видов и свойств микроорганизмов. Биологическую очистку осуществляют в природных и искусственных условиях.

Сточные воды в природных условиях очищают на полях фильтрации, полях орошения и в биологических прудах. Очистку и бытовых, и производственных сточных вод на полях фильтрации и полях орошения в настоящее время используют очень редко в связи с малой пропускной способностью единицы площади полей и непостоянством состава производственных сточных вод, а также из-за возможности попадания на поля токсичных для их микрофлоры примесей.

Аэротенки - железобетонные аэрируемые резервуары. Очистка происходит по мере прохождения через аэротенк аэрируемой смеси сточных вод и активного ила. Последний включает скопление микроорганизмов (в осн. 12 видов бактерий и простейших) и твердый субстрат (отмершая часть остатков водорослей и водных организмов). Качество ила зависит от скорости его осаждения и степени очистки сточных вод,

Аэротенки, используемые для очистки больших расходов сточных вод, позволяют эффективно регулировать скорость и полноту протекающих в них биохимических процессов, что особенно важно для очистки промышленных сточных вод нестабильного состава. Окислительная мощность аэротенков составляет 0,5...1,5 кг/м3 в сутки.

Окситенки обеспечивают более интенсивный процесс окисления органических примесей по сравнению с аэротенками за счет подачи в них технического кислорода и повышения концентрации активного ила. Для увеличения коэффициента использования подаваемого в объем сточной воды кислорода реактор окситенка герметизируют. Очищенная от органических примесей сточная вода из реактора поступает в илоотделитель, в котором происходит выделение из нее отработанного ила.

Предельно допустимый сброс.

ПДКв - предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоема мг/л, при которой не должно оказываться прямого или косвенного вредного воздействия на организм человека в течение всей его жизни, а также на здоровье последующих поколений и не должны ухудшаться гигиенические условия водопользования.

ПДКв.р. - предельно допустимая концентрация загрязняющих веществ в воде водоемов, используемых для рыбохозяйственных целей.

ПДС - (предельно допустимый сброс) - это масса вещества в сточных водах, максимально допустимая к отведению в данном пункте водного объекта в единицу времени с целью. Обеспечения норма качества воды в контрольном пункте.

Критерии качества воды.

Водородный показатель характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде. Для удобства отображения был введен специальный показатель, названный рН и представляющий собой логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком, т.е. pH = -log[H+].

Общая минерализация представляет собой суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся именно в виде солей. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде.

Железистая вода.

Окисляемость воды - это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых (при определенных условиях) одним из сильных химических окислителей.

Токсикологические показатели качества воды характеризуют безвредность ее химического состава и включают нормативы для веществ:

- встречающихся в природных водах;

- добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов;

- появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного, бытового и иного загрязнения источников водоснабжения.

studlib.info

Окситенк для очистки сточных вод

52. Окситенк для очистки сточных вод

Сооружение для биологической очистки сточных вод с применением аэрации чистым кислородом или воздухом, обогащенным кислородом

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

оксиды азота NOx
октава

Смотреть что такое "Окситенк для очистки сточных вод" в других словарях:

окситенк для очистки сточных вод — Сооружение для биологической очистки сточных вод с применением аэрации чистым кислородом или воздухом, обогащенным кислородом. [ГОСТ 25150 82] Тематики канализация … Справочник технического переводчика
окситенк для очистки сточных вод — сооружение для биологической очистки сточных вод с применением аэрации чистым кислородом или воздухом, обогащенным кислородом. (Смотри: ГОСТ 25150 82. Канализация.) Источник: Дом: Строительная терминология , М.: Бук пресс, 2006 … Строительный словарь
окситенк — Сооружение для биологической очистки сточных вод с применением аэрации чистым кислородом или воздухом, обогащенным кислородом. [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] окситенк Сооружение для биологической… … Справочник технического переводчика
ОКСИТЕНК — сооружение для биологической очистки сточных вод с применением аэрации чистым кислородом или воздухом, обогащенным кислородом (Болгарский язык; Български) окситанк; окислителен биобасейн (Чешский язык; Čeština) oxidační nádrž (Немецкий язык;… … Строительный словарь
ГОСТ 25150-82: Канализация. Термины и определения — Терминология ГОСТ 25150 82: Канализация. Термины и определения оригинал документа: 57. Активный ил Ил, содержащий микроорганизмы, которые сорбируют и разлагают загрязняющие вещества в сточных водах Определения термина из разных документов:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

normative_reference_dictionary.academic.ru