Сравнительные данные по нитрификации-денитрификации на экспериментальном блоке и в аэротенке, работающем в обычном режиме

(БОС г. Люберцы, 1998 г.)

 

 

Показатели качества сточных вод	Аэротенк
	Обычный режим	После реконструкции
Исходные осветленные сточные воды
Расход воды, м~/сут	110000	110000
БПК^. мг/дм3	60-100	60-100
NH, - N, мг/дм3	15-23	15-23
Очищенные сточные воды
БПК5, мг/дм3	4, 8	3, 1
NH4- N, мг/дм3	9.1	отс-0, 1
NO, N. мг/дм3	0, 44	0.004-0.006
NO^- N. мг/дм"	7.71	8-8.5
Технологические показатели
О2, мг/дм3 в конце зоны аэрации	4, 2	5, 3-5, 5
Доза ила, г/дм3	1.5	2.0-2, 3
Расход воздуха, м /ч	18000 20000	8000-9000
Удельный расход воздуха, м3/м3	3, 9^1, 4	1.4-1.5
г)ффек1ивнос1ь использования кислорода воздуха, %	7	18

Реконструкция заключалась в установке мешалок и смене аэрирующих элементов на современные, обеспечивающие мелкопузырчатую аэрацию. Как видно из табл. 2.47 в результате реализации этой технологии удалось существенно повысить эффектив­ность использования кислорода воздуха, почти в 2, 6 раза. Это повлекло усиление нит­рификации, в результате чего содержание аммонийного азота в очищенных сточных водах снизилось с 9, 1 до 0, 1 мг/дм³, образовавшиеся при этом нитраты удалились в процессе денитрификации. Концентрация нитратов немного превышает ту, которая обеспечивалась в очищенных водах до реконструкции при неэффективном снижение аммонийного азота. Более глубокой денитрификации можно было бы достичь на этих сооружениях при одновременной реконструкции первичных отстойников под ацидо-фикаторы сырого осадка (см. 2.4.1.3.3).

Более сложно, с точки зрения обеспечения технологического процесса, и значи­тельно дороже, кроме соединений азота, дополнительно удалять из очищаемых сточ­ных вод соединения фосфора. Для успешной реализации технологии глубокого уда­ления биогенных элементов (азота и фосфора) на действующих очистных сооруже­ниях необходима их частичная или полная реконструкция, которая должна предус­матривать:

обязательную установку решеток с величиной прозоров не более 6 мм (предпочти­тельно 4 или 2 мм), для обеспечения удаления биологически инертной фракции

2.4.1. Соединения азота и фосфора

235

загрязнений, которая может составлять в сточных водах до 45 % от общего содержа­ния органических загрязняющих веществ;

налаживание работы песколовок для обеспечения удаления мелких фракций пес­ка 0, 15-0, 09 мм, что можно достичь при помощи совершенных аэрируемых песколо­вок;

устройство анаэробного(ых) тенка(ов) необходимого объема с перемешиванием иловой смеси медленно вращающимися погружными мешалками и подачей в него (них) легкоокисляемой органики для обеспечения удовлетворительно протекающих восстановительных процессов на анаэробной стадии (ОВП не менее минус 150 мВ, оптимум в диапазоне от минус 150 до минус 300 мВ);

обеспечение дополнительных рециркуляционных потоков сточных вод и иловой смеси;

обеспечение быстрой и интенсивной денитрификации, для чего требуется анаэроб­ная зона, а при интенсивной нитрификации — дополнительная аноксидная зона на пути возвратного ила в анаэробную зону для минимизации попадания нитратов в анаэробную зону;

проведение мероприятий по удержанию медленно прирастающей биомассы анаэ­робного ила (эффективная рециркуляция, или замедление потока сточных вод, или использование носителей биомассы в анаэробной части сооружений);

слежение за обеспечением рН в диапазоне 5, 5-8, 0 (оптимум 7, 0±0, 2).

Большое значение для эффективной дефосфотации имеет анаэробная стадия. Чем лучше будут выдержаны условия анаэробной стадии, тем более интенсивно бактери­ями будут потребляться и депонироваться в клетках фосфаты в последующей аэроб­ной стадии. Все неудачи, возникшие на действующих сооружениях при реализации технологии дефосфотации в биологическом процессе очистки, объясняются тем, что в большинстве случаев при этом ограничивались устройством аноксидной зоны и не обеспечивали полноценную анаэробную зону подачей в нее восстановителей (освет­ленные сточные воды или продукты ацидофикации сырого осадка).

Время пребывания сточных вод в анаэробном реакторе должно быть не менее часа при 10 °С (в зимнее время), при повышении температуры процесс активизируется, но расчет объема анаэробного реактора должен быть выполнен по наихудшим условиям, т.е. на зимний период.

Стабильность анаэробного процесса обеспечивается при поддержании высокого возраста анаэробного ила не менее 8-9 суток. В то же время необходимо ограничить возраст нитрифицирующего ила, поскольку установлено (Henze et al., 1996), что чем больше аэробный возраст ила, тем хуже обеспечивается удаление соединений фосфо­ра. Возраст аэробного ила желательно поддерживать около 12, но не более 14 суток, а при значениях возраста аэробного ила выше 14 суток (если конструкция сооружений или другие обстоятельства не позволяют его уменьшить) должна быть значительно увеличена аноксидная зона денитрификации.

Необходимые объемы различных зон рассчитываются с использованием кинети­ческих уравнений процесса нитрификации-денитрификации и биологической дефос­фотации (Wastewater engineering, 1991). Ориентировочно можно принять период пре­бывания сточных вод: в аэробной — 60-70 %, в аноксидной — 15-25 %, в анаэробной

236

Контролируемые гидрохимические показатели качества сточных вод

Глава 2

 

стадии — 10-15 % общего времени, затрачиваемого на полный цикл очистки с глубо­ким удалением соединений азота и фосфора.

Например, если расчетное общее время биологической очистки составляет 12 ч, то период аэрации принимается 8, пребывание сточных вод в аноксидной 2, 5 и в анаэ­робной зоне 1, 5 часа. Но подобные рекомендации можно рассматривать только как ориентировочные, поскольку каждая биологическая система очистки имеет свои осо­бенности, а очищаемые сточные воды — специфический состав и своеобразные усло­вия биохимического окисления содержащихся в них загрязняющих веществ. Каждой реконструкции должны предшествовать точные расчеты, но как бы точно они не были произведены, желательно, чтобы необходимые объемы сооружений, выделяемые под различные зоны, были уточнены экспериментально или в процессе пробной эксплу­атации.

Интенсивность аэрации на аэробной стадии для обеспечения удовлетворительной нитрификации и депонирования в клетках ила фосфатов должна составлять 3, 5-5, 6 м³/(м²-ч). Применяемые диффузоры воздуха должны обеспечивать эффектив­ность использования кислорода 15-18 %.

Активный ил, прошедший процесс биологического удаления соединений азота и фосфора, содержит большие концентрации фосфора, из чего следует три важных мо­мента:

1. Избыточный активный ил является прекрасным сельскохозяйственным удобре­
нием. При условии соответствия требованиям по допустимому содержанию в нем ме­
таллов, токсикантов и яиц гельминтов, — его следует использовать как удобрение в
лесополосах или цветоводстве.

2. Необходимо исключить стадии минерализации и стабилизации избыточного ак­
тивного ила, если таковые имелись на сооружениях биологической очистки до внедре­
ния технологии дефосфотации. В противном случае на этих стадиях активный ил бу­
дет отдавать накопленный в клетках фосфор в воду.

3. На стадии обезвоживания избыточного активного ила требуется так отработать
технологию, чтобы свести к минимуму переход накопленных в иле соединений фос­
фора в надиловую воду, которая обычно возвращается в систему очистки сточных вод.
Или обеспечить реагентное осаждение фосфатов из надиловой воды (после обезво­
живания или центрифугирования осадка) в отдельных сооружениях перед подачей ее
в поток сточных вод, направляемых на очистку.

2.4.1.3.1. Основные технологические схемы обеспечения процессов нитрификации-де-нитрификации и дефосфотации. Биологический метод глубокого удаления биогенных веществ (N, Р) из сточных вод при сочетании аэробной, аноксидной и анаэробной ста­дий очистки позволяет на реальных сооружениях биологической очистки добиться содержания общего фосфора в очищенных водах 1, 0-1, 5 мг/дм³, а содержания обще­го азота 8-10 мг/дм³ (включая белковый, аммонийный, нитритный и нитратный). Более глубокого удаления фосфора до 0, 5 мг/дм³ (табл. 2.48) удается достичь только при дополнительном использовании реагентов (Walsh et al., 1983; Wastewater engineering, 1991).

В отечественной литературе имеются данные о возможности достижения безреа-гентного удаления общего фосфора до его содержания в очищенных водах ниже 1, 0-

и

в

I]

U

2.4.1. Соединения азота и фосфора

237

0, 5 мг/дм³ (Вайсфельд и др., 1996; Отведение и очистка сточных вод С.-Петербурга, 1999). Однако возможность этого вызывает большие сомнения, особенно в плане до­стижения стабильных значений непосредственно на действующих сооружениях био­логической очистки.

Таблица 2.48

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться: