Специальные методы очистки сточных вод

аммиака, солей аммония, нитратов и нитритов, используют следующие методы и

способы:
- отдувка аммиака;
удаление нитратов и нитритов ионным обменом;
нитрификация (химическая и биохимическая);
гиперфильтрация;
электродиализ;
- денитрификация (химическая и биохимическая).

следует его окислить до нитритов и нитратов, т.е. осуществить процесс

нитрификации. Указанный процесс протекает под воздействием нитрифицирующих микроорганизмов в две стадии по следующим схемам:

В зависимости от технического оснощения процессов нитрификации и денитрификации различают одно-, двух- и трехстадийные схемы.

секция которых выделяется для восстановления азота нитратов и нитритов до

газообразного азота, или контактные стабилизаторы, разделенные на две зоны, в одной из которых происходит окисление аммонийного азота до нитратов и нитритов, а в другой - восстановление нитратов и нитритов до газоообразного азота.

- с контактным стабилизатором
1 - аэротенк продленной аэрации; 2

- секция аэротенка для восстановления азота нитратов до газообразного азота; 3 - отстойник; 4 - контактный стабилизатор

продленной аэрации и изолированный денитрификатор;
контактный стабилизатор и изолированный

денитрификатор;
- обычный аэротенк и смеситель, представляющий собой комбинированное сооружение, разделенное на зоны нитрификации и денитрификации.

денитрификатором; б - с контактным стабилизатором и изолированным денитрификатором; в

- с обычным аэротенком и смесителем.
1 - аэротенк продленной аэрации; 2 - отстойник; 3 - денитрификатор; 4 - контактный стабилизатор; 5 - аэротенк; 6 - смеситель

нитрификация и денитрификация. При этом возможны три варианта осуществления процесса

очистки воды:
нитрифицированные сточные воды подаются в денитрификатор, затем подвергаются отстаиванию;
после нитрификации сточные воды подвергаются денитрификации в реакторе с мелкозернистой загрузкой;
денитрификация осуществляется в денитрификаторе с крупнозернистой загрузкой, после чего воды, подлежат фильтрованию на фильтрах с зернистой загрузкой.

- аэротенк; 2 - вторичный отстойник; 3 - тарификатор;

4 - третичный отстойник; 5 - денитрификатор открытый; 6 - четверитичный отстойник; 7 - денитрификатор с мелкозернистой загрузкой; 8 - денитрификатор с крупнозернистой загрузкой; 9 - фильтр с песчаной загрузкой

имеют неоспоримые преимущества перед другими типами схем в плане надежности,

стабильности и простоты эксплуатации. Также эти схемы обеспечивают последовательность реакций превращения азотистых соединений в газообразный азот, лучшее удаление углерода, высокую степень нитрификации и денитрификации, что определяется использованием изолированной иловой культуры на каждой ступени обработки сточной воды. Снижение содержания углерода с одновременной нитрификацией требует длительного периода аэрации, а это, в свою очередь, приводит к увеличению объема сооружений.

денитрификаторах, пленочных денитрификаторах и др.
Фильтры-денитрификаторы с загрузкой из гравия (крупность

-2-4 мм) применяют в трехстадийных схемах (второй и третий варианты. При этом в некоторых случаях их устанавливают непосредственно после вторичных отстойников.

сточных вод с широким диапазоном исходных концентраций азота нитратов. В

зависимости от содержания нитратов в исходной воде используют:
- одноступенчатые схемы (при концентрациях нитратов до 500 мг/л);
- двухступенчатые схемы (при концентрациях нитратов 500 - 1000 мг/л).

азота нитратов до 350 -500 мг/л, и денитрификатора второй ступени,

где концентрация азота снижается до требуемых значений. При этом для обеих ступеней могут быть использованы одинаковые сооружения. Продолжительность пребывания сточной воды на каждой ступени составляет 2-3 часа. В то же время для очистки, сточных вод с концентрацией нитратов 300 - 500 мг/л процесс денитрификации в этих сооружениях экономически целесообразно осуществлять с продолжительностью 6-8 часов, что позволяет обеспечить глубину очистки - 90%.

материалы (пленки винипластовые перфорированные, гофрированные и т. д.). Основным преимуществом

этих материалов является возможность их установки в аппаратах по направлению движения воды, что, в свою очередь, не препятствует нормальному росту денитрифицирующей биопленки и способствует смыву ее избыточного количества, исключая необходимость регенерации загрузки.

водораспределительная система; 3 - водослив; 4 - поливинилхлоридные пленки; 5

- зона осветления; 6 - отстойная зона; 7 - трубопровод выпуска осадка

составляет менее 0,001 мг/л. Допустимая величина содержания фосфора в сточных

водах определяется в зависимости от условий разбавления этих вод в водном объекте, от фоновой концентрации в нем фосфора и наличия прочих источников фосфатов.
Основным источником фосфора в сточных водах являются СПАВ. Его концентрация в сточных водах зависит от категории использования воды. При этом большая часть фосфора находится в растворенном состоянии.
Очистка от фосфора и его соединений может быть достигнута биохимическими и химическими, методами, или их сочетаниями, а также ионным обменом, гипер- и ультрафильтрацией, электролизом и др.

Этот метод основан на химико-биологическом процессе очистки сточной воды с

введением реагента (солей железа или алюминия) на ступени биологической очистки перед аэротенками, в циркулирующий активный ил, непосредственно в аэротенки или в поток иловой смеси, поступающей во вторичные отстойники. В этом случае удаление фосфора происходит в результате образования нерастворимых соединений и микробиальной ассимиляции с последующим соосаждением с активным илом и удалением вместе с избыточным активным илом.

нагрузки по БПК на активный ил. При одной и той

же нагрузке допустимая доза коагулянта определяется местом его введения и составляет:
- при введении перед аэротенками: солей железа - 20 - 25 мг/л, солей алюминия - 30 мг/л;
- при введении перед вторичными отстойниками: солей железа - 10 - 15 мг/л, солей алюминия - 20 мг/л.
С технологической точки зрения ввод реагента в аэротенки предпочтительнее, так как при введении их перед вторичными отстойниками требуется предусматривать коагуляторы. Для предотвращения выноса мелких хлопьев осадка из вторичных отстойников допускается использование флокулянтов в дозах - 1 - 2 мг/л.

К примеру, при введении Fe203 в количестве менее 5 мг

на 1 г беззольного вещества активного ила скорость окисления органических веществ возрастает на 10 - 24 %. Но, при этом, высокие нагрузки по коагулянту приводят к снижению скорости окисления на 5 - 38 %.
Прирост биомассы и зольности активного ила возрастают пропорционально дозе реагента. Например, в среднем 1 мг, Fe203 увеличивает объем активного ила на 1%. При введении коагулянта в аэротенк облегчается последующее механическое обезвоживание избыточного активного ила на центрифугах и обеспечивается стабильная работа вторичного отстойника. Улучшение осаждаемоемость активного ила, что связано с повышением его зольности до 40%.
• Эффективность очистки сточных вод от фосфора методом симультанного осаждения составляет 85%. При содержании в исходной воде 15-20 мг/л фосфора и 6-10 мг/л фосфатов (по Р043-) остаточные концентрации составляют: общего фосфора - 2,0 – 2,5 мг/л, фосфатов - 0,2 - 0,4 мг/л.

могут быть использованы фильтры. В этом случае содержание общего фосфора

дополнительно снижается на 20 % за счет глубокой очистки стоков от взвешенных веществ, а концентрация фосфатов остается неизменной. Параметры работы фильтров принимаются такие же, как и при фильтровании биохимически очищенных сточных вод без обработки коагулянтами.
Симультанное осаждение позволяет снизить стоимость строительства сооружений биохимической очистки сточных вод и обработки осадков на 25 - 30 %.

симбиотического активного ила, который представляет собой обычный микробный активный ил,

обогащенный микроводорослями.
Это сооружение, как правило, применяют в качестве второй ступени биологической очистки высококонцентрированных производственных сточных вод, а также вод, имеющих повышенное содержание биогенных элементов (в первую очередь, азота).
В основе работы симбиотенка лежит принцип сосуществования бактерий и микроводорослей, при котором они стимулируют взаимное развитие. Микроводоросли не только усваивают биогенные вещества (азот, фосфор, калий, углерод) в процессе фотосинтеза, но и выделяют кислород в количестве, достаточном для дыхания бактерий. Кроме того, они выделяют вещества, ослабляющие и уничтожающие болезнетворные микроорганизмы.

оптимального температурного режима и поддержание значений рН в заданном диапазоне.

Поэтому экономически более выгодным является выращивание микроводорослей в специальном сооружении (культиваторе), нежели в самом симбиотенке.

стоящим культиватором микроводорослей. Культиватор представляет собой резервуар с прозрачными стенами

из органического стекла. В качестве питательной среды микроводорослей используется сточная вода после первой ступени биологической очистки. Толщина слоя воды в культиваторе назначается в зависимости от ее прозрачности и обычно составляет 0,4 - 0,6 м. Это сооружение освещается круглосуточно с интенсивностью 70 - 80 кЛк. Температура для нормального развития микроводорослей поддерживается на уровне 23 - 26 0С. Содержимое культиватора перемешивается сжатым воздухом (удельный расход воздуха составляет 2-3 м3/м3) или механической мешалкой. Объем культиватора определяется исходя из его производительности (20 - 30 г/л⋅сут по сухому веществу микроводорослей) и 20 %-ного содержания микроводорослей в симбиотическом активном иле. Иловый индекс активного ила при этом не превышает 40 см3/г.

микроводорослей
I - исходная сточная вода; II - микроводоросли; III

-возвратный симбиотический активный ил; IV - очищенная сточная вода
1 - вторичный отстойник; 2 - культиватор микроводорослей; 3 - аэротенк-вытеснитель;'4 - третичный отстойник

веществ, повысить степень очистки сточных вод и снизить затраты на

обработку избыточного активного ила.

достигнута сочетанием сорбции активными углеродсодержащими сорбентами с механическими, биохимическими, физико-химическими

или химическими методами. Такие сочетания позволяют удалять из сточных вод органические биологически жесткие растворенные вещества, обусловливающие ХПК этих вод.
Сочетание процессов сорбции загрязнений сточных вод на активном углеродсодержащем сорбенте и их биохимического окисления микроорганизмами называют биосорбцией, а аппараты, в которых она реализуется - биосорберами. При этом в качестве сорбента в основном используют активированные угли.

соединений азота, сернистых соединений, красителей и других трудноокисляемых

и биорезистентных органических соединений.
Одним из сооружений такого типа является двухслойный биосорбер. Он работает следующим образом. Сточная вода подается в центральную камеру, где она аэрируется. Затем через камеру циркуляции вода поступает в нижнюю распределительную систему, расположенную под нижним псевдоожиженным слоем активного угля. В результате контакта сточной воды с активным углем на поверхности последнего формируются микрозоны с повышенной концентрацией органических веществ и кислорода. Это создает благоприятные условия для развития микроорганизмов, осуществляющих биохимическое окисление сорбированных загрязнений. Таким образом, происходит биологическая регенерация активного угля. Избыточное количество микроорганизмов выносится из нижнего псевдоожиженного слоя сорбента в виде взвешенных веществ в верхний плотный слой активного угля и задерживается в нем. Очищенная вода собирается лотками и отводится из сооружения.

в нем должна составлять 30 - 40 м/ч. В верхнем

фильтрующем слое скорость потока воды принимается равной 3-5 м/ч, что вместе с сужающим устройством и дренажной системой позволяет поддерживать его в уплотненном состоянии. При этом скорость движения воды в щелях между пластинами дренажной системы должна превосходить скорость осаждения активного угля. С целью удаления взвешенных веществ из фильтрующего слоя сорбента предусматривается периодическая промывка очищенной водой верхнего слоя активного угля.

50 - 70 мг/л, по БПКполн - 9 - 16

мг/л, по взвешенным веществам - 11 - 40 мг/л, по аммонийному азоту - 0, 5 - 28,0 мг/л (в пересчете на азот) принимают следующие расчетные параметры биосорбера:
- продолжительность пребывания сточной воды в зоне окисления - 9 - 18 минут;
- продолжительность фильтроцикла - 8 часов;
- окислительная мощность:
по ХПК - 2,08 кг/(м3⋅сут), по БПК -1,3-1,6 кг/(м3⋅сут);
- скорость окисления:
по ХПК - 2,0 - 2,2 мг/(г⋅сут), по БПК - 1,3 - 1,7 мг/(г⋅сут), по азоту - 0,5 - 1,9 мг/(г⋅сут);
- глубина очистки:
по БПКполн -0,5-2 мг/л, по взвешенным веществам - 1 - 2 мг/л,
по аммонийному азоту - 0,5 -1,5 мг/л (в пересчете на
азот);
- степень очистки по ХПК - 25 - 40 %.

5,5 кг ХПК на 1 кг активного угля, что в

7 раз больше, чем при обычной сорбционной доочистке биологически очищенных сточных вод.

водами" концентрация растворенного кислорода в сточных водах, сбрасываемых в водные

объекты культурно-бытового назначений, должна быть не менее 4 мг/л зимой и 6 мг/л летом, а в сбрасываемых в объекты рыбохозяйственного и хозяйственно-питьевого назначений - не менее 6 мг/л зимой и летом. Однако после очистки в сточных водах обычно содержание растворенного кислорода составляет 0,5 - 1,0 мг/л. Поэтому перед выпуском их в водные объекты необходимо повышение концентрации растворенного кислорода.

применяют при наличии подходящего рельефа местности. Одним из вариантов каскадных

систем являются водосливы практического профиля с гидравлическим прыжком в нижнем бьефе. Перепад уровней на каждой ступени каскада должен быть не более 0,55 м при критическим положении прыжка. На каждой ступени можно получить до 20% повышения концентрации растворенного кислорода в аэрируемой воде. Для насыщения кислородом сточной воды до концентрации 6 мг/л обычно достаточно 3-5 ступеней каскада водослива.

верхнем и нижнем бьефах

быть запроектированы водосливы-аэраторы с водосливными отверстиями в виде тонкой зубчатой

стенки с зубчатым щитом над ней. При этом зубья стенки и щита должны быть обращены остриями друг к другу. При проектировании подобных сооружений следует принимать: .
высота зубьев - 50 мм;
угол при вершине зубьев - 90°;
- высота отверстия между остриями зубьев - 50 мм;
- длина колодца нижнего бьефа - 4м;
- глубина колодца нижнего бьефа - 0,8 м;
- удельный расход воды - 120 - 160 л/с на 1 м длины водослива;
- напор воды на водосливе отсчитывается от середины зыбчатого отверстия.