Основные схемы очистки сточных вод в аэротенках

В зависимости от способа подачи и распределения воздуха аэротенки бывают с пневматической, поверхностной (механической) аэрацией и с аэрацией смешанного типа. В аэротенки с пневматической аэрацией воздух подается воздуходувками и поступает в жидкость через аэраторы, обычно фильтросного типа. Механическая аэрация осуществляется специальными механическими аэраторами, которые интенсивно перемешивают жидкость и засасывают воздух из атмосферы. В отечественной и зарубежной практике наибольшее распространение получила пневматическая аэрация, но для небольших установок применяют и механическую аэрацию.

Для полной биологической очистки бытовых сточных вод или их смеси с производственными сточными водами раньше чаще всего применяли обычные одноступенчатые аэротенки. По сравнению с другими они относительно просты в эксплуатации, но недостаточно экономичны. В этих аэротенках очистка сточной жидкости и регенерация активного ила осуществляются в одном сооружении.

Аэротенки, работающие с регенераторами, обеспечивают стабильность процесса биохимической очистки сточных вод. Процесс извлечения загрязнений из воды отделен от окисления их в активном иле, поэтому собственно аэротенки проектируются на меньшее время пребывания в них сточной воды, так как их задача — извлекать загрязнения. В регенераторах окисляются загрязнения, задержанные на активном иле. В них активный ил находится более длительное время. Такой способ очистки, когда в собственно аэротенках протекает первая стадия процесса, а в регенераторе — вторая и третья стадии, позволяет увеличить концентрацию загрязнений, приходящуюся на ил. В аэротенке поддерживается обычная нагрузка на ил, в регенераторе она повышается. Таким образом, средняя нагрузка на ил возрастает, и эти сооружения работают более эффективно. Применение аэротенков с регенераторами позволяет уменьшить общий строительный объем этих сооружений на 10—20% по сравнению с объемом одноступенчатых аэротенков.

Средняя скорость процесса очистки в аэротенке может быть повышена несколькими путями. Один из них— дифференцированная подача воздуха по длине аэротенка в количестве, необходимом для окисления органических веществ. Однако в связи с трудностями такого распределения воздуха этот способ не получил распространения. Практически удовлетворительное выравнивание скорости потребления кислорода по всему аэротенку можно обеспечить путем равномерного смешения вновь поступающей сточной жидкости и активного ила со всей массой воды, находящейся в аэротенке. Этот принцип (разработан проф. Н. А. Базякиной) положен в основу аэротенков-смесителей.

Рис. 1. Схема работы двухступенчатых аэротенков

Смешение достигается децентрализованным впуском и выпуском сточной жидкости и активного ила или только впуском очищаемой жидкости. В первом случае вода и активный ил подаются в аэротенк равномерно по всей длине; впуски расположены на расстоянии 3—4 м друг от друга. Во втором случае сточная вода подается рассредоточенно по длине аэротенка (в первую половину его длины), причем впускается она дифференцированно в четырех точках; в первую (от начала) — 10% общего количества сточных вод, во вторую и третью точки — по 35%, в четвертую — 20%. Активный ил подается централизованно в начале аэротенка. Воздух распределяется равномерно по длине аэротенка.

Дифференцированная подача очищаемой воды в аэ-ротенк улучшает кислородный режим в нем и сохраняет во всех сечениях аэротенка постоянную нагрузку на ил. Такая подача целесообразна также и при регенерации активного ила. Эти аэротенки, как показала практика, экономичны и удобны в эксплуатации даже при повышении концентрации загрязнений в воде, поэтому они получили широкое распространение при очистке производственных сточных вод. Наиболее полно дифференцирована подача активного ила в аэротенках-отстойниках, объединяющих конструктивно два сооружения: аэро-тенк-смеситель и вторичный отстойник.

Стадийность процесса биохимического окисления органических веществ положена в основу ступенчатой очистки сточных вод (рис. 1). В аэротенке первой ступени завершается первая стадия очистки: сорбция органических загрязнений активным илом и окисление некоторой части задержанных загрязнений. Неполностью очищенная сточная вода поступает в аэротенк второй ступени, где происходит окончательная очистка воды. Двухступенчатая очистка может осуществляться как с регенерацией, так и без нее. Обычно регенераторы предусматривают для каждой ступени очистки сточной воды. Ступенчатую очистку целесообразно применять при высокой концентрации загрязнений в сточных водах. В аэротенках практически можно достичь полной степени очистки.

Для частичной очистки слабоконцентрированных сточных вод применяют аэротенки с дозой активного ила 0,5 г/л и продолжительностью аэрации до 3 ч. При этих условиях БП1\ жидкости снижается всего на 60— 70%; ил хорошо отстаивается и лучше уплотняется. Очистка на этих аэротенках предусматривается без предварительного осветления воды в отстойниках. Такая схема рекомендуется для малых станций и малоконцентри-рованных сточных вод.

Интенсивность аэрации зависит от условий насыщения смеси сточной воды и активного ила кислородом, а также от тщательности перемешивания их и поддержания во взвешенном состоянии. Следует иметь в виду, что интенсивность аэрации обусловливает стоимость всего сооружения: чем меньше интенсивность аэрации, тем больше должны быть размеры сооружения, а следовательно, тем выше его стоимость и меньше эксплуатационные затраты на подачу воздуха, и наоборот. Оптимальную интенсивность аэрации следует выбирать на основании сравнительных технико-экономических подсчетов.