Стічної води

Для захисту водного басейну р. Дніпро від небезпечних компонентів — азоту амонійного, фосфатів, важких металів та завислих речовин — необхідним є створення вдосконаленої системи очищення стічної води шляхом створення стабільних умов існування для живих організмів, що утворюють біоценоз аеротенків. Поставлене завдання вирішується вдосконаленням технології очищення стічної води шляхом перетворення первинних відстійників в усереднювачі, урівноваження добової подачі стічної води, встановлення завантажень в аеротенках та вторинних відстійниках зі збільшенням біомаси гідробіонтів Herpobdella octoculata, Asellus aquaticus та активного мулу, з’єднання вторинних відстійників послідовно.

Для забезпечення необхідної швидкості подачі стічної води в аеротенки вночі, необхідно вдень накопичити в первинних відстійниках надлишковий об’єм стічної води завдяки удосконаленню дренажних труб, на яких виконані переливні вікна обладнані заслінкою [14].

Для підвищення ступеню очищення стічної води від азоту амонійного та фосфатів, необхідно збільшити коефіцієнт рециркуляції активного мулу та його дозу в аеротенках. За допомогою насосів підвищення рециркуляції та дози активного мулу до такого рівня є не доцільним, оскільки значно збільшуються енерговитрати. Тому запропоновано замінити циркуляційні насоси на ерліфтну циркуляцію активного мулу, яка дає можливість знизити витрати електричної енергії. Для економії матеріальних коштів, циркуляцію мулу можна здійснювати з мулоущільнювача. Таким чином буде знижено навантаження на мулові майданчики.

Для підвищення ступеню очищення стічної води від азоту, фосфатів, важких металів та завислих речовин необхідно збільшити біомасу Herpobdella octoculata, Asellus aquaticus та активного мулу на носіях циліндричної форми з рециркуляцією муловодної суміші.

Встановлено, що час перебування активного мулу в регенераторах складає 15—18 годин, тобто активний мулу знаходиться без харчування у 2 рази більше ніж регламентовано, втрачаючи свою активність та темпи оновлення. Для вирішення поставленої проблеми запропоновано першу секцію аеротенку використовувати у якості регенератора лише на частини, що дозволить збільшити загальну площу аеротенка, призначеного для очищення стічної води.

Послідовне включення вторинних відстійників дозволить попередити повторне забруднення очищеної стічної води, яке супроводжується виділенням азоту амонійного, фосфатів під час злежування мулу, зменшити час його перебування в неаераційному стані та підвищить якість очищення стічної води від завислих речовин. Для цього вторинні відстійники необхідно поєднати між собою перепускним лотком відкритого типу, розташованому на глибині 1 м. При необхідності у другому вторинному відстійнику можна проводити реагентне доочищення стічної води від біогенних елементів.

Для захисту стінок залізобетонних споруд вторинних відстійників від обростань необхідно впровадити завантаження у вигляді екранів, на яких буде іммобілізуватися обростання разом зі специфічними гідробіонтами Herpobdella octoculata, Asellus aquaticus, які під час життєдіяльності використовують у якості живильних речовин застарілу біоплівку та відмерлі макрофіти.

Розроблена технологія є альтернативою класичної технології очищення стічної води, яка існує на очисних спорудах м. Дніпродзержинська. Технологічна схема на діючих очисних спорудах допрацьована з урахуванням властивостей біоценозу і вдосконалений її варіант представлено на рис. 5.21. В існуючій технологічній схемі очищення стічної води (на прикладі очисних споруд м. Дніпродзержинська) запропоновано внести вдосконалення: первинних відстійників, в яких передбачено подачу повітря для усереднення стічної води; урівноваження добової подачі стічної води удосконаленням дренажних труб первинних відстійників, на яких виконані переливні вікна, обладнані заслінкою або встановленням на лінії перепуску стічної води в аеротенки автоматичної системи регулювання; зменшення секції регенератора на половину для скорочення часу перебування активного мулу без живильних речовин; циркуляцію мулу з мулоущільнювача (впроваджено) або ерліфтом; внутрішню циркуляцію мулової суміші між секціями регенератор — аеротенк (впроваджено); збільшення біомаси гідробіонтів Hеrpobdella octoculata, Asellus aquaticus, активного мулу в аеротенках та вторинних відстійниках застосуванням завантажень; послідовне включення вторинних відстійників; використання вакуумної фільтрації дренажних стічних вод з мулових майданчиків для зниження вмісту в них біогенних елементів та кислих газів.

 

Рис. 5.21. Удосконалена технологічна схема очищення стічної води з паралельним включенням двох первинних відстійників і аеротенків та послідовним включенням двох вторинних відстійників зі збільшеною біомасою гідробіонтів Herpobdella octoculata і Asellus aquaticus, активного мулу: 1 — стічна вода після пісковловлювача; 2, 3 — первинні відстійники; 4 — повітря на усереднення стічної води; 5 — аератори; 6 — сирий осад; 7 — автоматична система регулювання подачі стічної води в аеротенки; 8 — стічна вода; 9, 11 — регенератори; 10, 12 — аеротенки; 13 — активний мул, поданий ерліфтом або з мулоущільнювача; 14, 15 — внутрішня циркуляція мулової суміші ерліфтами; 16 — суміш очищеної стічної води та мулу; 17, 18 — вторинні відстійники; 19 — засувка; 20 — очищена стічна вода; 21 — очищена стічна вода на біоставки; 22 — мул після вторинних відстійників; 23 — мулові камери; 24 — надлишковий мул; 25 — ерліфт; 26 — насос; 27 — резервуар активного мулу; 28 — відпрацьований мул; 29 — мулоущільнювач; 30 — ущільнений мул; 31 — муловий майданчик; 32 — для рідини; 33 — вакуумний насос; 34 — циліндричне завантаження для аеротенку; 35 — завантаження у вигляді екрану для вторинного відстійника

Стічна вода 1 з вловлювачів піску самотужки потрапляють паралельно в два первинні радіальні відстійники 2, 3. В цих відстійниках відбувається осідання сирого осаду і усереднення концентрацій забруднюючих речовин стічної води за допомогою повітряних аераторів 5, в яких передбачено подачу повітря 4.

Одночасно аерація дозволяє зменшити вміст розчиненого аміаку в стічній воді. У первинних відстійниках кінгстони повністю або частково відкриті в нормальному стані. Це дає можливість вести процес відстоювання і усереднення в режимі коливання рівня стічної води в цих апаратах. Сирий осад 6 подається періодично на піскові майданчики за допомогою насосів (на схемі це не вказано). Збір плаваючих речовин здійснюється тільки в той час, коли рівень рідини сягає максимальної відмітки. На схемі вивід плаваючих речовин також не показано. Урівноваження добової подачі стічної води до аеротенків можна здійснювати двома засобами: удосконаленням у первинних відстійниках дренажних труб, на яких виконані переливні вікна, обладнані заслінкою або встановленням на лінії перепуску в аеротенки автоматичного регулятора подачі стічної води 7. Стічна вода за новою схемою розподіляється таким чином: основна частина стоків подається в перші секції аеротенків 9, 11, а залишкова входить у другі секції аеротенків 10, 12. В перших коридорах потоки відстояної стічної води 8 необхідно подавати в середину цих апаратів. Це дає можливість зменшити розміри зони регенерації активного мулу, для яких характерно його злежування та старіння. Циркуляція активного мулу — потік 13 — здійснюється з мулоущільнювача 29 або за допомогою ерліфта 25 — замість насосу. В кожному аеротенку передбачено внутрішню циркуляцію мулової суміші за допомогою ерліфтів (потоки 14 і 15). Ця циркуляція зменшує час перебування активного мулу в регенераторах і зменшує негативний вплив коливання концентрацій забруднюючих речовин в стічній воді на мікроорганізми. Збільшення циркуляції активного мулу дозволяє уникнути застійних зон та злежування. Такий режим роботи дозволить поглибити ступінь видалення азоту амонійного та фосфатів зі стічної води, створити стабільні умови роботи для біоценозу активного мулу.

Для підвищення якості очищення стічної води від азоту амонійного, фосфатів, важких металів та завислих речовин в аеротенках розміщують циліндричні завантаження 34 для збільшення біомаси гідробіонтів Herpobdella octoculata, Asellus aquaticus та активного мулу. Завдяки завантаженням підвищується біомаса гідробіонтів Herpobdella octoculata, Asellus aquaticus, які беруть участь у відновленні активного мулу та знешкодженні водоростей, гельмінтів, нитчастих бактерій. По завершенню біологічного очищення, з обох аеротенків мулова суміш 16 перетікає у вторинний відстійник 17, в якому здійснюється відділення очищеної стічної води від мулу. У відстійнику 17 розміщують завантаження 35 у вигляді екранів. Застосування завантажень сприяє іммобілізації гідробіонтів Herpobdella octoculata, Asellus aquaticus, які запобігають біообростанню стінок залізобетоних споруд шляхом утилізації обростань. За необхідністю освітлена вода 20 по підземному лотку з засувкою 19 перетікає у вторинний відстійник 18, в якому додатково звільняється від осаду. Освітлена очищена вода 21 самопливом передається на біоставки (на схемі не показано). Зібравшийся мул у вигляді потоків 22 подається в камери активного мулу 23. З однієї мулової камери активний мул 23 подається ерліфтом 25 до регенераторів 9, 11. Надлишковий мул 24 подається до резервуару активного мулу 27, звідки у вигляді потоку 28 подається до мулоущільнювача 29. Для економії коштів, пов’язаних з впровадженням ерліфту та зниження навантаження на мулові майданчики, запропоновано подавати практично весь ущільнений мул з мулоущільнювача 29 до регенераторів 9, 10. Ущільнений надлишковий мул 30 або його незначна частина насосом 26 подається до мулового майданчика 31, в якому встановлено накопичувальну ємність 32, поєднану з дренажними трубами, каналізаційним колодязем (на схемі не показано) та вакуумним насосом 33. В накопичувальній ємності за допомогою вакуумного насосу накопичується фільтрат, з якого, за рахунок вакууму, в ємності відбувається випаровування частини аміаку та кислих газів (СО₂, Н₂S, HCN) на 20—30 %. Винахід відноситься до зневоднення осадів і може буде використаний при біологічній очистці міських і промислових стічних вод [15]. Дренажні води, звільнені від частини аміаку та газів, відправляють до камери гасіння (на схемі не показано).

На підставі рекомендацій, на очисних спорудах м. Дніпродзержинська в аеротенку впроваджено внутрішню циркуляцію активного мулу ерліфтною системою. Технічна характеристика ерліфтної установки: діаметр ерліфтного стволу трубопроводу — 300 мм., об’єм циркуляційного мулу — 300 м³/ год. Під час аналізу результатів гідробіологічного контролю встановлено, що впровадження внутрішньої циркуляції активного мулу призводить до покращення стану активного мулу та підвищенню ступеню біологічного очищення від азоту та фосфатів на 12 % шляхом покращення обмінних процесів в системі регенератор — аеротенк. Впроваджена система внутрішньої циркуляції активного мулу відображена на рис. 5.22.

Для доведення якості біологічного очищення стічної води до екологічно безпечного стану, впроваджено в дію нову систему циркуляції мулу, а саме: подавання ущільненого мулу (потік 13) з мулоущільнювача 29 до регенераторів 9, 11 замість класичної схеми подавання активного мулу — з резервуару активного мулу 27. Таким чином, відбувається чергування процесів нітрі-денітрифікації. Отримані результати дослідів свідчать, що впровадження подачі ущільненого мулу до аеротенків, призводить до покращення стану активного мулу та зниження азоту амонійного на очищеній стічній воді до концентрацій значно нижчих встановлених норм ГДК — 0,27 мг/дм³. Зведено до мінімуму кількість нитчастих, завдяки чому, вміст завислих речовин доведено до норм ГДК — 3,5 мг/дм³. Завдяки впровадженню вдається знизити навантаження на мулові карти, тим самим знизити об’єм дренажної стічної води, яка містить високі концентрації токсичних речовин.

 

 

Рис. 5.22. Загальний вигляд внутрішньої циркуляції

активного мулу ерліфтом