Схема очистных сооружений сточных вод: Технологии очистки

Содержание

Технологии очистки



г. Калининград канализован по комбинированной схеме: часть территории имеет общесплавную канализацию, в которую поступают хозяйственно-бытовые, промышленные, а также поверхностные стоки; остальная территория – это в основном районы новостроек – канализованы по раздельной схеме (дождевые и талые воды собираются отдельно от остальных стоков).

До 2016 г. наибольшее количество сточных вод проходило очистку на Городских очистных сооружениях (ОС-1) расположенных в Центральном районе г. Калининграда. Очистная станция была введена в эксплуатацию в 1924 году с проектной производительностью 68 тыс.куб.м в сутки. Достигнутая нагрузка до 2016 г. составляла до 125 тыс.куб.м в сутки. Сточные воды от жилых кварталов, промышленных предприятий и частично, ливневые воды собирались в главный коллектор и отводились на очистные сооружения механической очистки. В состав сооружений механической очистки входили: песколовка, большие и малые решетки, горизонтальные отстойники. На площадке очистных сооружений были расположены три иловых площадки. После механической очистки сточные воды сбрасывались в обводной канал 0,22 км и в отводящий канал протяженностью 21,19 км с выпуском в Приморскую бухту Калининградского залива.

В настоящее время сточные воды города Калининграда проходят очистку на новых городских очистных сооружениях,  расположенных по ул. Балтийское шоссе, 127. Проектная мощность новых очистных сооружений составляет  150 тыс. м3 в сутки.

Для достижения требований по сбросу очищенных сточных вод в Калининградский залив предусмотрена следующая технологическая схема (рис.1):

  • механическая очистка сточных вод на решетках, песколовках, первичных отстойниках;

  • биологическая очистка сточных вод в аэротенках с процессами нитриденитрификации и дефосфатирования и во вторичных отстойниках;

  • доочистка на песчаных фильтрах;

  • обеззараживание методом ультрафиолетового обеззараживания.

 


Рис. 1. Схематическое изображение Калининградских очистных сооружений

 

Сточные воды от главной насосной станции по четырем напорным трубопроводам, диаметром 1000 мм, подаются в приемную камеру канализационных очистных сооружений и далее поступают в каналы с решетками для очистки от грубых крупноразмерных примесей.

После решеток сточные воды по каналам поступают в песколовки, предназначенные для задержания нерастворенных минеральных примесей, содержащихся в сточных водах. Для улавливания песка приняты аэрируемые песколовки, в которых осуществляется отделение связанного песка, его осаждение и отмывка от органических примесей.

Далее сточные воды поступают на первичные отстойники для осаждения нерастворенных взвешенных грубодисперсных веществ.

После первичных отстойников сточные воды поступают на биологическую очистку в распределительный канал аэротенков и распределяются по секциям аэротенка, где последовательно проходят анаэробную, аноксидную и аэробную зоны.

Биологическая очистка осуществляется в четырех параллельных линиях. Для того, чтобы сделать процесс гибким и обеспечить максимально эффективную очистку сточных вод, каждая линия разделена на пять разных зон (рис2). Аэротенки, с процессами нитриденитрификации и дефосфатирования, предназначены для удаления биогенных элементов из сточных вод. Аэротенки разработаны на основе технологии анаэробно-аноксидно-оксидной биологической очистки.

 

 

Рис. 2. Конфигурация биологического процесса на Калининградских очистных сооружениях Сплошные линии иллюстрируют основную схему процесса при эксплуатации очистных. Пунктирные линии иллюстрируют работу, когда аэробную зону необходимо расширить

 

Для глубокого удаления фосфора из сточной воды применяется коагулянт — раствор сернокислого железа. Существуют два возможных места добавления. Первое — предосаждение в распределительной чаше первичных отстойников, второе- после блока биологической очистки в распределительной камере перед вторичными отстойниками

 

После аэротенков сточные воды направляются во вторичные отстойники и далее поступают в резервуар очищенных сточных вод фильтровальной станции. Из резервуара сточные воды подаются на песчаные фильтры доочистки.

Фильтровальная станция оборудована 24 фильтрами. Основная задача фильтров заключается в поддержании низкой концентрации взвешенных веществ на выходе. Поступающие стоки распределяются на каждый фильтр через клапаны и переливные воронки (водосливы), затем фильтруются при проходе через песок. Промывка фильтров запускается по сопротивлению фильтра или через определенный промежуток времени. Грязная промывочная вода направляется обратно в приемную камеру очистных сооружений.

После доочистки сточные воды обеззараживаются на установке ультрафиолетового облучения. Этот способ обеспечивает надежную степень бактериологической безопасности очищенных сточных вод, и одновременно не оказывает негативного влияния на экосистемы Калининградского залива.

Образованный осадок сточных вод уплотняется в гравиметрических илоуплотнителях, обезвоживается центрифугами фирмы Alfa Laval и подается на компостирование.

Для постоянного лабораторного контроля за качеством сточной воды (поступающей, очищенной, а так же по стадиям очистки) установлены автоматические пробоотборники Buhler 3010 Корпорации HACH-Lange.

Приёмником очищенных сточных вод является Калининградский залив – водоем высшей категории рыбохозяйственного значения.

На сегодняшний день весь комплекс мероприятий по очистке сточных вод позволяет очищать сточные воды как до требований Хельсинской комиссии (Хелком), так и достичь соответствующей степени очистки по проектным показателям с учетом требований действующего природоохранного законодательства РФ. Таким образом, реализованный проект позволил достичь высокой степени очистки сточных вод, тем самым значительно сократилась антропогенная нагрузка на Калининградский залив и Балтийское море.

Очистка городских сточных вод. Этап механической очистки.

Скачать статью

Факт 1 Полноценная технологическая схема очистки ГСВ состоит из 4 основных процессов

Полноценная технологическая схема очистки ГСВ должна включать в себя 4 основных процесса: механическую очистку, биологическую очистку, обеззараживание очищенной воды и обработку осадка. В ряде случаев могут применяться так называемые «урезанные схемы», в которых отсутствует какой-то процесс – это оправдано в исключительных условиях. Например, технология без биологической очистки – с использованием физико-химической обработки и фильтрационной очистки. Этот процесс вынужденно применяется на некоторых удаленных объектах с временным (сезонным) пребыванием, где сооружения биологической очистки не могут быть использованы, так как они требуют длительного запуска (наращивание биомассы в течение 2–3 месяцев).

И, наоборот, технологическая схема может быть сложнее, если очистные сооружения используются для очистки значительных объемов сточных вод.

Рис. 1 Этапы очистки в полноценной технологической схеме ГСВ

 

Факт 2 Механическая очистка воды – начальный этап очистки ГСВ

Механическая очистка воды – выделение из сточных вод находящихся в них нерастворенных грубодисперсных примесей, которые имеют минеральную и органическую породу. В основном, механическую очистку используют как предварительный этап биологической очистки или в качестве доочистки стоков.

Для механической очистки воды характерны следующие процессы:

  • Процеживание
  • Отстаивание
  • Фильтрование

Рассмотрим их подробно.

Факт 3 Первый этап механической очистки сточных вод  –  процеживание

Процеживание – выделение плавающих грубых примесей и частично взвешенных веществ на решетках и ситах для обеспечения корректной работы сооружений и оборудования. В таблице 1 представлен перечень наиболее распространенного оборудования для процеживания.

 

Таблица 1

 

Оборудование

Краткое описание

Технологические характеристики

Реечные (стержневые) решетки

Сточная вода проходит через совокупность стержней, которые установлены под наклоном к потоку и имеют фиксированные расстояния между каждым стержнем, и работающим скребком, который прочищает и поднимает наверх задержанные отбросы

Ширина прозоров от 60–80 мм (при использовании для предварительного грубого процеживания) до 5–6 мм.

Благодаря фиксированным прозорам происходит одномерное процеживание, при котором длинные узкие включения могут проходить через решетки

Ступенчатые

Очищаемая вода проходит через совокупность ступенчатых полотен, которые установлены под наклоном к потоку и имеют фиксированные расстояния между собой. Наборы полотен — через одно — подвижные и неподвижные. Возвратно-поступательные движения полотен — со ступени на ступень — обеспечивают подъем отбросов.

Обеспечивает размер прозора до 3 мм. Эффективно работает с намывным слоем отбросов, обеспечивающим более

эффективное задержание

Ленточные (реечные и перфорированные)

Сточная вода протекает через совокупность пластиковых секций небольшой длины (либо фрагментов сит), оснащенных крючками и шарнирно связанных

между собой в бесконечную ленту

Перфорированные устройства обеспечивают глубокое процеживание с двумерным эффектом (задерживаются все

включения, которые больше размера отверстий). Реечные устройства по эффективности занимают промежуточное положение между ситами и стержневыми решетками

Барабанные (шнековые)

Сточная вода протекает изнутри наружу через барабанное вращающееся сито. Уловленные отбросы по центральному каналу отводятся шнеком

Наиболее эффективные устройства. Требуют предварительного удаления

крупных включений. По производительности применимы до больших ОС включительно.


Об эффективности используемого оборудования судят по массе удержанных отбросов. Согласно действующим нормам* допускается не предусматривать решетки в случае подачи сточных вод на станцию очистки насосами при установке перед насосами решеток с прозорами не более 16 мм или решеток-дробилок, при этом длина напорного трубопровода не должна превышать 500 м и на насосных станциях предусматривается вывоз задержанных на решетке отбросов.
Не рекомендуется дробить отходы на входе на очистные сооружения ГСВ, т.к. это приводит к увеличению сброса частиц мусора с очищенной воды.


Рис. 2 Решетки для очистки сточных вод

Факт 4 На этапе отстаивания из сточных вод удаляются и осаждаются (осветляются) взвешенные вещества.

Отстаивание – выделение из сточных вод взвешенных веществ (далее ВВ) под действием силы тяжести на песколовках, отстойниках, нефтеловушках, масло- и смолоуловителях, а также на гидроциклонах и центрифугах – под действием центробежных сил.

Песколовки применяются для выделения нерастворенных минеральных примесей и предусматриваются в очистных сооружениях при производительности больше 100 м³/сут. Количество песколовок или отделений должно быть не менее 2-х, причем все – рабочие. При объеме улавливаемого осадка до 0,1 м³/сут. допускается удалять осадок вручную, при большем объеме выгрузка осадка механизируется.
Об эффективности задержания песка судят по содержанию песка в осадке первичных отстойников. Содержание песка, не создающее трудностей для эксплуатации, не более 6 % от сухого вещества осадка (не более 3 % при использовании высокоскоростных центрифуг для обезвоживания осадка).

Рис. 3. Аэрируемая прямоугольная песколовка

Отстаивание в отстойниках является самым простым, доступным  и наименее трудоемким методом выделения из очищаемых стоков грубодиспергированных примесей, плотность которых не равна плотности воды. Такие примеси оседают на дно или всплывают на поверхность. Отстойники классифицируются по характеру работы, технологической роли, направлению движения потока воды, способу обеспечения флокуляции взвешенных веществ и способу выгрузки осадка. 

Таблица 2. Классификация отстойников

Тип классификации

Деление

По характеру работы

Периодического и непрерывного действия

По технологической роли

Первичные отстойники (для осветления сточной воды)

Вторичные отстойники (для отстаивания воды, прошедшей биологическую обработку)

Третичные отстойники (для доочистки)

Илоуплотнители и осадкоуплотнители

По направлению движения потока воды

Вертикальные, горизонтальные, радиальные и наклонные тонкослойные

По способу обеспечения флокуляции взвешенных веществ

Активная флокуляция и пассивная флокуляция

По способу выгрузки осадка

Сооружения со скребковыми механизмами, илососами и гидросмывом


В стадии механической очистки воды используются первичные отстойники вертикальной, горизонтальной радиальной и наклонной тонкослойной конструкции. В технологической схеме первичные отстойники располагаются непосредственно после песколовок и предназначены для выделения взвешенных веществ из сточной воды. Основной характеристикой работы первичных отстойников является эффективность осветления (отстаивания). В большинстве случаев эффект осветления составляет 40-60%, что приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40%. Для станции полной биологической очистки концентрация ВВ в воде после первичных отстойников не должна превышать 150 мг/л во избежание повышенного прироста активного ила или биопленки.
Использование отстойников позволяет уменьшить нагрузку на стадию биологической очистки, что, в свою очередь, позволяет уменьшить объем образующихся осадков и сократить до 30-50% затраты электроэнергии на процесс очистки в целом.
Первичное осветление является основой технологии физико-химической очистки, которая используется в тех случаях, когда биологическая очистка по объективным причинам не применима. Применение коагулянтов позволяет достичь глубокого удаления взвешенных веществ и очистки по БПК₅ до 80 %.

Рис 4. Радиальный отстойник с мостовым скребковым механизмом


Нефтеловушки, смоло – и маслоуловители
применяются для очистки производственных сточных вод, которые содержат всплывающие грубодиспергированные примеси (нефть, легкие смолы, масла) при концентрации выше 100 мг/л. 

Гидроциклоны и центрифуги используют принцип осаждения в поле центробежных ускорений, которое позволяет значительно сократить объем и увеличить гидравлическую нагрузку по сравнению с отстойными сооружениями.

Факт 5 Фильтрование, как механический метод, применяется для доочистки сточных вод ГСВ после стадии биологической очистки

Фильтрование – задержание очень мелкой суспензии во взвешенном состоянии на сетчатых (барабанных) и зернистых фильтрах. Фильтровальная станция доочистки сточных вод обычно включает в себя приемный резервуар, насосную станцию для подачи воды, фильтровальные установки, резервуар для сбора промывных вод, насосную станцию для их перекачки в начало очистной станции канализации, а также другое оборудование. Рис. 5

Рис. 5 Станция доочистки сточных вод с фильтрованием

1-приемный резервуар, 2,8,10 –насосные станции, 3-барабанные сетки, 4-фильтровальные сооружения, 5-контактный резервуар для хлорирования, 6-аэратор-быстроток, 7-резервуар для сбора промывной воды, 9-резервуар для промывки фильтров


Регенерацию зернистых фильтрующих материалов производят промывкой водой и воздухом, синтетические материалы обычно отжимают для регенерации. Для промывки фильтров используют водопроводную воду или воду после барабанных сеток и фильтров

Факт 6 Как самостоятельный метод механическую очистку применяют редко для очистки ГСВ

Такая возможность существует, если при использовании только механической очистки по условиям сброса в водоем обеспечивается необходимое качество воды (для производственных сточных вод – повторный возврат в технологический процесс).
В большинстве случаев, механическую очистку используют в качестве начального этапа, перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков.
О биологической очистке ГСВ будет рассказано в следующих выпусках рассылки.

Сокращения, используемые в статье:

ГСВ – городские сточные воды
ОС – очистные сооружения
ВВ – взвешенные вещества
БПК — биологическое потребление кислорода

* Свод правил СП 32.133330-2012 «Канализация. Наружные сети и сооружения».

 

При написании статьи использовались материалы пособий: «Механическая очистка сточных вод», «Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов»

Применяемый тип оборудования

Виды очистных сооружений | Очистные сооружения от компании «Стройинжиниринг СМ»

Выбор технологической схемы очистки воды зависит от ряда факторов: для чего предназначается жидкость, чем она загрязнена и какие требования предъявляются к конечному продукту. Очистные сооружения подразделяются на два основных типа:

  • Водопроводные. Данные объекты подготавливают воду к использованию в питьевых или технических целях.
  • Канализационные. Подготавливают воду к сбросу в водоем или рециркуляции на производстве.

К очистным сооружениям первого типа предъявляются повышенные требования. Получаемая жидкость должна быть полностью безопасной для человека. В зависимости от качества источника воды для очистки используются фильтрационные методы очистки, а также обеззараживание и снижение жесткости. Поступающая в квартиры и дома вода тщательно проверяется на наличие органических примесей, тяжелых металлов и токсинов.

Очистные сооружения подразделяются на ливневые, бытовые и промышленные. Сооружения для очистки сточных вод строятся по различным технологическим схемам, предполагающим следующие операции:

  • механическую очистку, во время которой удаляются крупные и мелкие взвешенные примеси;
  • химическую очистку. Происходит удаление растворимых и нерастворимых загрязнений методом, например, нейтрализации или экстракции;
  • физическую очистку, которая исключает из воды мелкодисперсные растворенные неорганические и плохо окисляемые вещества. На этом этапе используются выпаривание, центрифугование, сорбция и другие приемы;
  • биологическую очистку. Процедура осуществляется путем удаления органики с помощью аэрофильных микроорганизмов.

Очистные сооружения ливневых стоков чаще всего состоят из аккумулирующих резервуаров и ряда агрегатов, отделяющих от нечистот преимущественно нефтехимические (масляные) и механические загрязнения. Канализационные воды всех типов подлежат обеззараживанию путем облучения ультрафиолетом, озонирования или традиционного хлорирования.

Станция биологической очистки применяется для подготовки к сбросу преимущественно хозяйственно-бытовых сточных вод, которые поступают в канализацию от санитарных приборов. Отходы в виде прессованного ила утилизируются или используются в качестве грунта или удобрения.

Очистные сооружения также подразделяются по объему, непрерывности или периодичности использования, по гидродинамическому принципу, по организации движения воды в системе и другим показателям.

Читайте также:

Станция биологической очистки сточных вод от ООО «Стройинжиниринг СМ».

Очистные сооружения для дождевых стоков — оборудование проточного типа

Регулирующий колодец
Bypass FRW

Пескоилоотделитель
EuroHEK

Нефтемаслоотделитель
EuroPEK Roo

Напорный угольный фильтр
доочистки EuroPEK CFR

Колодец для отбора
проб с запорным вентилем EuroNOK

 

ГК «Аква-ТЭК» предлагает оборудование очистки дождевых сточных вод проточного типа производства компании «Wavin-Labko» для селитебных территорий и промышленных предприятий первой группы.

Специалисты ГК «Аква-ТЭК» помогут Вам в подборе ливневых очистных сооружений. Для этого мы предлагаем Вам заполнить опросный лист и направить его нам на E-mail.

Принципиальная схема очистных сооружений дождевых стоков с байпасом

Данная система предназначена для очистки поверхностного стока с территории промплощадок, гаражей, паркингов, АЗС, аэропортов и т.д.

Принципиальная схема очистных сооружений дождевых стоков без байпаса

На объектах, где по нормам требуется очистка 100% годового стока применяется традиционная схема (без использования регулирующего колодца). Такая система может быть использована как при проточной схеме очистки, так и при накопительной. При накопительной схеме очистки вода сначала поступает в аккумулирующий резервуар, затем в течение длительного времени подается насосом на очистные сооружения.

Технология очистки ливневых сточных вод проточного типа с байпасом:

Сточная ливневая вода самотеком поступает в регулирующий колодец Bypass FRW, который обеспечивает подачу расчетного значения расхода сточной воды на очистные сооружения и отвод излишней воды по обводному трубопроводу.

Отделение взвешенных веществ в пескоилоотделителе EuroHEK основано на седиментационном принципе — постепенном осаждении на дно емкости камней, песка и более мелкой фракции взвешенных веществ при достаточном времени отстоя воды.

Очистка воды в нефтемаслоотделителе EuroPEK Roo основана на коалесцентном принципе. Поступающая вода проходит через коалесцентный модуль — блок офрированных пластин из специальной олеофильной пластмассы, которая имеет свойство притягивать частицы масла и отталкивать воду. Частицы нефтепродуктов соприкасаются с олеофильной пластиной и слипаются. При увеличении размера капель их скорость подъема растет, и нефтепродукты проходят вверх через отверстия коализатора.

Далее вода поступает в блок доочистки EuroPEK CFR, а затем в колодец EuroNOK или в EuroNOK FRW, который снабжен специальным запорным вентилем, позволяющим перекрыть систему для профилактических работ, а также правильно произвести анализ очищенной воды.

Преимущества оборудования Wavin-Labko:
  • модульный принцип оборудования;
  • подземный способ монтажа оборудования, позволяющий экономить полезную площадь объекта;
  • отсутствие движущихся деталей в системе, необходимости в подводе электроэнергии к системе очистки;
  • материал корпусов отделителей — армированное стекловолокно и полиэтилен;
  • отделители снабжены системой сигнализации.

Водоотведение

В 2014 г. на очистных сооружениях канализации начаты работы по внедрению технологии удаления биогенных элементов (азота и фосфора), направленной на улучшение качества очистки сточных вод и повышение экологической безопасности водоема. Совместно со специалистами Мосводоканала были проведены исследования на опытно-промышленной установке по результатам которых была разработана общая схема для ЛБУ КОСК, которая позволяет реализовать на секциях аэротенка любую из трех схем. Схему нитри-денитрификации с удалением фосфора, схему Кейптаунского университета, схему Йоханнесбургского университета, которые различаются последовательностью расположением анаэробной, аноксидной и аэробной зон и распределением рециркуляции потоков. С июля 2015 был произведен запуск экспериментальной линии производительностью 15 тыс. куб. метров, на которой последовательно были опробованы все три схемы доочистки. На левобережном участке очистных сооружений канализации лучше всего себя зарекомендовала технология Кейптаунского университета, особенностью которой является наличие рецикла иловодяной смеси из аноксидной зоны в анаэробную. На правобережном участке очистных сооружений канализации самой эффективной оказалась технология нитри-денитрификации. За счет реализации мероприятий по доочистке сточных вод в 2016г. сброс загрязняющих веществ по биогенным элементам снизился на 52% по сравнению с 2013г. Различия в составе поступающих стоков обусловливают разные подходы к решению вопросов по доочистке сточных вод. В связи с тем, что на 2 очередь Правобережного участка поступают кроме хозяйственно-бытовых также производственные сточные воды, которые обеднены органическими соединениями, необходимыми для протекания процесса денитрификации было принято решение провести серию исследований на пилотной установке с применением метода ацидофикации сырого осадка. Для ацидофикации применялся осадок 1-ой очереди ПБУ, полученный при отстаивании хозяйственно-бытовых сточных вод. В настоящее время экспериментальные работы закончены с хорошими результатами. На основании данных исследований разработана технология глубокого удаления биогенных элементов с учетом всех особенностей 2-ой очереди, реализация которой предусмотрена инвестиционной программой предприятия в 2018-2019г.г. Реализация проекта по внедрению технологии глубокого удаления биогенных элементов на КОСК позволит сократить сброс в водные объекты 387,3 т/год загрязняющих веществ.


Производительность комплекса очистных сооружений канализации: 265 тыс.м3/сут. 

Состав: правобережный и левобережный участки с механической, биологической и ультрафиолетовой очисткой, сооружения по обработке осадка. 

Результат: обеспечение экологической безопасности сбрасываемых в водоем сточных вод, прием и очистка ливневых сточных вод с селитебной территории, сохранение водных объектов и экосистем 

Технологическая схема комплекса очистных сооружений канализации


Правобережный участок

Сточные воды на I очередь поступают по двум коллекторам и далее поступают в приемную камеру к зданию решеток. 


В здании решеток установлены механические грабельные решетки ГР125, производства ОАО «Водмашоборудование». Очистка решеток от задерживаемых ими отбросов производится каждые 15-30 минут механизированными движущимися скребками, приводимыми в движение от электродвигателя в автоматическом или ручном режиме. 

Пройдя механические решетки, стоки собираются в общий канал, а затем распределяются на две горизонтальные песколовки, предназначенные для удаления из сточных вод минеральной части взвеси. Воздух в песколовки нагнетается воздуходувками, расположенными на БВС-1, БВС-2. 

После песколовок сточная вода собирается в общем канале и поступает на две распределительные чаши первичных отстойников. Из первой распределительной чаши вода распределяется на отстойники №№ 1. 2, 3, 4, а из второй — на отстойники №№ 5, 6.

Процесс очистки воды в первичных отстойниках сводится к тому, что основная масса грубодисперсных оседающих веществ выделяется из сточной воды при отстаивании за счет разности их плотностей. На процесс оседания оказывает влияние рН среды, колебания температуры воды, неравномерность притока, наличие струйных явлений и завихрений при движении воды в отстойниках, количество находящегося сырого осадка. 

Сбор осветленной воды производится в лоток через водослив, в качестве которого используется стенка сборного периферийного лотка, расположенного с внутренней стороны стенки отстойника. Плавающие вещества с поверхности воды удаляются через жироловку в жиросборник и далее утилизируются. Осадок, выпавший после сбора илоскребом ИПР-18 в приямок отстойника, самотеком поступает через систему колодцев в илоуплотнители. Регулировка выгрузки осадка из отстойника в колодец осуществляется задвижками в камерах выгрузки осадка. 


После первичных отстойников сточная вода поступает на сооружения биологической очистки, которые представляют собой 3 секции четырехкоридорных аэротенков-вытеснителей с регенераторами. Предусмотренная проектом аэрационная система аэротенка — фильтросные пластины в настоящее время заменена на более эффективную — полимерные трубчатые аэраторы НПФ «Экотон» и «ЭТЕК». 

Выпуск иловой смеси производится через водослив, а далее через дюкер, по которому ило-водяная смесь попадает в распределительный канал вторичных отстойников. 

Для обеспечения кислородного режима биологической очистки сточных вод предназначены турбовоздуходувки типа ТВ-80-1.6 и ТВ-175-1.6 и «Kaeser», установленные в здании воздуходувно — насосной станции №1. Подача воздуха по коридорам аэротенков осуществляется по системе воздуховодов через трубчатые аэраторы. 

Устройство для удаления избыточной иловой смеси из аэротенка выполнено в виде эрлифта, камеры измерения и отбора постоянного расхода иловой смеси. Регулировка расхода иловой смеси осуществляется перемещаемым по вертикали измерительным треугольным водосливом. 

Избыточный активный ил из каждой секции аэротенка через систему бачков «возраста ила», предназначенных для регулирования количества и возраста активного ила, откачивается в сборный трубопровод и далее в аэрируемый илонакопитель №5, откуда насосами, расположенными в здании блока насосно-воздуходувной станции II очереди подается в отводной канал усреднителя II очереди. 

Иловодяная смесь из отводящего канала аэротенка к двум распределительным чашам вторичных отстойников. Вторичные отстойники предназначены для отстаивания и выведения активного ила, поступающего вместе с очищенной водой из аэротенков. 

Ил из отстойника удаляется с помощью илососов. 

Очищенная вода из вторичных отстойников поступает в станцию УФ-обеззараживания на установки марки УДВ-432-2Г-600Т – 5 шт. и предназначенных для обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением. 


Очищенная и обеззараженная вода сбрасывается в р. Шексну через выпуск №1. 

Технологическая схема очистки сточных вод II очереди 

Сточные воды на II очередь подаются по двум коллекторам к распределительной камере решеток. 

Отбросы, задерживаемые на решетках, собираются в бункер. 

После решеток вода поступает в сборную камеру и по каналу поступает в две песколовки с круговым движением воды. После песколовок сточные воды поступают в распределительный канал усреднителя. Усреднитель по проекту предназначен для выравнивания объемов и концентраций производственных сточных вод. В настоящее время он работает в качестве приемной камеры пункта плавления снега №1. Технологический процесс утилизации снежной массы заключается в приеме, плавлении, совместно с поступающими сточными водами в очистке, обеззараживании и транспортировке до Шекснинского руслового участка Рыбинского водохранилища. 

Для обеспечения утилизации снега, убираемого с улиц и автодорог Череповца, на КОСК выполнена модернизация усреднителя, дополнительно смонтированы трубопроводы подачи воды на топку снега, система опорожнения коридоров. 

За зимний сезон 2012-2013гг. на ППС №1 было принято 834877 м³ снега. 


Снег выгружается в коридоры усреднителя, туда же поступает сточная вода. Снег плавится, и талая вода вместе с остальными стоками проходит полную биологическую очистку. Работа снегоплавильных пунктов позволяет в значительной степени решить одну из острейших экологических и хозяйственных проблем, стоящих перед городским хозяйством. 

После усреднителя сточная вода поступает в распределительную камеру первичных отстойников и распределяется на 4 отстойника диаметром 24 м. Осадок, образовавшийся в первичных отстойниках, направляется на осадкоуплотнители. Осветленные сточные воды после первичных отстойников поступают в распределительный канал аэротенка-смесителя. Аэротенк-смеситель трехкоридорный, состоит из трех секций. Распределительные лотки установлены на стенке между первым и вторым коридорами каждой секции аэротенков. Воздух распределяется равномерно по длине аэротенка через полимерные трубчатые аэраторы.Вывод избыточного ила регулируется уровнем водослива в бачках «возраста ила», установленных в конце второго коридора каждой секции. Избыточный ил подается в аэрируемый илонакопитель №4, где регенерируется и перекачивается в конец усреднителя или в водосборный лоток первичного отстойника №2 II очереди. Из аэротенка-смесителя вода вместе с активным илом поступает в распределительную чашу вторичных отстойников и распределяется на 3 отстойника диаметром 19,5 м. 

Во вторичных отстойниках происходит отделение ила от воды. Ил через илососы поступает в иловые камеры, установленные у каждого отстойника и далее по коллектору в иловый резервуар. С него ил насосами марок ФГ 450/22 и «Sewabloc» возвращается в верхний канал аэротенка и далее в регенератор. 


Во вторичном отстойнике №4 размещена станция УФ-обеззараживания, куда подаются очищенные во вторичных отстойниках № 1-3 сточные воды. В состав станции УФ-обеззараживания входят установки УДВ-432-2Г-600Т в составе 5 штук. 

Очищенная и обеззараженная вода по коллектору диаметром 1000 мм сбрасывается в р. Шексну. 

Технологическая схема обработки осадка

В результате механической и биологической очистки сточных вод на очистных сооружениях образуются следующие виды осадков: осадок, выпадающий в первичных отстойниках, и активный ил, образующийся в сооружениях биологической очистки, которые направляются в осадкоуплотнители. Влажность осадка после уплотнения составляет 94-96 %. Уплотненный осадок подается в накопительную емкость, а из нее по трубопроводу – на фильтр-пресс. В этот же трубопровод дозируется раствор флокулянта. Сфлокулированный осадок подается на фильтр-пресс марки «ПЛ-16». После мехобезвоживания осадок с влажностью 76-78 % по транспортеру загружается в накопительный бункер с последующим вывозом автотранспортом на полигон ТБО. 

Технологическая схема левобережного участка комплекса очистных сооружений канализации 

Сточные воды на левобережные очистные сооружения канализации подаются по трем коллекторам в приемную камеру. В результате проведенной в 2011 году реконструкции выполнена модернизация сооружений и смонтирован пункт плавления снега №2. Технологический процесс утилизации снежной массы заключается в приеме, плавлении, совместно с поступающими сточными водами в очистке, обеззараживании и транспортировке до Шекснинского руслового участка Рыбинского водохранилища. 

За период 2012 – 2013 гг. на ППС№2 было принято 157300 м³ снега. 


Из приемной камеры по железобетонным лоткам стоки поступают в отделение решеток, где проходят через гидравлические решетки РДГ, предназначенные для задержания и удаления крупных загрязнений. Пройдя решетки, сточная вода по железобетонному каналу разделяется на две очереди (схема очистки аналогична). Сначала сточные воды подаются в песколовки с круговым движением воды, предназначенные для удаления из сточной воды минеральной части взвеси. Песколовка представляет собой железобетонное сооружение диаметром 6,0 м с коническим днищем. Далее стоки по отводящему лотку поступают в распределительную чашу и равномерно распределяются на четыре первичных отстойника. 

Выпавший осадок из отстойников удаляется плунжерными (НП-28) или центробежными (СД-160/10) насосами в цех механического обезвоживания осадка. Осветленные стоки поступают на сооружения биологической очистки — аэротенки вытеснители. Для обеспечения непрерывного контакта смеси активного ила и очищаемой сточной жидкости и нормальной жизнедеятельности микроорганизмов-минерализаторов с возуходувной станции через систему воздуховодов и аэрационных труб непрерывно подается сжатый воздух. Смесь воды, очищенной в аэротенке, вместе с активным илом поступает на распределительную чашу и распределяется на четыре вторичных отстойника. Вода отводится от отстойников через периферийный лоток и по трубам самотеком поступает в помещение станции УФ -обеззараживания. Очищенная и обеззараженная вода по отводящему коллектору отводится в р. Шексну. Возвратный активный ил через иловые камеры самотеком поступает в сборный колодец, в котором установлен погружной насос, возвращающий ил в аэротенк. 


Для регулирования возраста и количества активного ила в третьих коридорах обеих секций аэротенков установлены бачки «возраста ила», посредством которых избыточный активный ил выводится в первичные отстойники, откуда совместно с сырым осадком первичных отстойников направляется на обезвоживание. 

Технология обработки осадка.

На сооружениях предусмотрено обезвоживание смеси сырого осадка первичных отстойников с избыточным активным илом на фильтр — прессе. Сырой осадок влажностью 96-97 % совместно с избыточным активным илом подается в накопительную емкость, расположенную в цехе мехобезвоживания. Затем осадок направляется на обезвоживание. Перед подачей на ленту фильтр-пресса в трубопровод осадка вводится раствор флокулянта, предназначенный для разделения твердой и жидкой фаз обрабатываемого осадка. Обезвоженный осадок влажностью 76-78% подается на ленточный транспортер и грузится в приемный бункер. Далее осадок транспортируется на полигон ТБО г. Череповца согласно договору. 

Модернизация оборудования для очистки сточных вод на ПБУ КОСК 

В октябре 2013 года в рамках программы капитальных вложений по реконструкции и модернизации КОСК на 2 очереди ПБУ выполнена замена решеток дуговых гидравлических РДГ на решетки канализационные механизированные с электроприводом РКЭн 0915 производства НПФ «Экотон». 


Решетки смонтированы в начале процесса очистки сточных вод для механизированного задержания из них грубых примесей. На решетках РКЭн 0915 прозоры составляют от 5 мм (на демонтированных РДГ – 8мм). Внедрение данного мероприятия позволило повысить эффективность задержания примесей, обеспечив тем самым более эффективную работу последующих сооружений механической очистки сточных вод — песколовок и первичных отстойников, а так же биологической очистки в целом. 

В августе 2013 года на БВС №2 на правобережном участке смонтирована воздуходувка ROBUSCHI Robox EL 145/5P производства Италии. По сравнению с традиционными турбовоздуходувками отечественного производства данное оборудование расходует меньше электроэнергии для обеспечения такой же подачи воздуха. 

С весны 1913 года на ПБУ КОСК приступили к модернизации действующего УФ-оборудования, включающей замену шкафов управления, установку новых комплектов ламп типа ДБ 300Н взамен ламп типа ДБ 75-2, замену блоков промывки. Модернизация действующего УФ оборудования позволит проводить автоматическое регулирование мощности УФ ламп, снизить потребление электроэнергии, сократить эксплуатационные затраты, в т.ч. затраты на утилизацию отработанных ламп при обеспечении качества обеззараживания питьевой воды до нормативов. 

Все проводимые на КОСК мероприятия направлены на повышение качества очистки сточных вод, надежности водоотведения и энергетической эффективности оборудования. 

Отдел сточной воды ЦИВ 

Отдел сточной воды, входящий в Центр исследования воды МУП «Водоканал», имеет в своем составе технологическую и промышленную группу. 

Химические анализы, выполняемые в них, порой не отличаются, но задачи, которые ставятся в разных группах совершенно разные. 

Согласно договорам на водоснабжение и водоотведение, заключенным с каждым абонентом, промгруппа ОСВ МУП «Водоканал» производит отборы и проводит анализ сточных вод, сбрасываемых в систему городской канализации. 

Количество абонентов с каждым годом непрерывно растет. Помимо средних и крупных промышленных предприятий, в их состав входят торговые центры, кафе, профилактории и санатории, предприятия культуры и многие другие. 

Лабораторный контроль проводят сотрудники отдела, инженер–инспектор и лаборанты химанализа. Требуется особая квалификация и профессиональная подготовка, чтобы выполняемые анализы были сделаны качественно, быстро, грамотно, так как концентрации загрязнений здесь самые разные от самых маленьких до очень больших. Работающие здесь лаборанты – люди с большим стажем работы в «Водоканале», любящие свою не простую, кропотливую работу, работающие с душой и самоотдачей. 

Благодаря постоянному контролю качества сточных вод, своевременно выявляются абоненты-нарушители, которые несут ответственность в установленном порядке. Промышленная группа, созданная еще в восьмидесятые годы, за период работы позволила поставить промконтроль на высокий уровень и повысила ответственность абонентов за качественный состав сбрасываемых вод, что в свою очередь благоприятно сказывается на окружающей среде города.

Очистные сооружения сточных вод

Состав очистных сооружений и варианты возможных технологических схем очистки сточных вод определяются как уровнем санитарно-химических показателей качества этих вод и нормативными требованиями, предъявляемыми к воде водоемов, являющихся приемниками очищенных сточных вод, так и возможностью их использования для промышленных или сельскохозяйственных нужд.

Перекачка сточных вод обеспечивается с помощью канализационных насосных станций. В зависимости от назначения насосные станции подразделяются на станции подкачки — при подъеме сточных вод из нижележащего трубопровода в вышележащий коллектор; районные станции — по перекачке сточных вод какого-либо района населенного пункта; главные насосные станции — для подачи вод на очистные сооружения. Место расположения насосных станций определяется при разработке схемы канализации и станций по очистке сточных вод. В конструктивном отношении наибольшее распространение получилинасосные станции шахтного типа с наземным павильоном (рис 1.4). Подземная часть их выполняется из бетона или железобетона методом опускного колодца, надземная часть представляет собой сооружение с каркасом из сборного железобетона и ограждающими конструкциями из кирпича или панелей.


Рис. 1.4. Насосная станция шахтного типа

1 — подводящие каналы; 2 — транспортер; 3 — решетки; 4 — щитовые затворы; 5 — кран-балка; 6 —  мостовой кран; 7 — электродвигатель; 8 — насосы; 9 — бак отработанного масла; 10 — напорные трубопроводы; 11 — выпуск; 12 — дренажный насос; 13 — трубы для взмучивания осадка

Очистку городских сточных вод осуществляют на станциях механической или биологической (биохимической) очистки. При механической очистке из сточных вод удаляются загрязнения, находящиеся в ней в нерастворенном и частично в коллоидном состоянии. Первоначально вода проходит через решетку, где задерживаются крупные включения, отправляемые затем в дробилку. Далее стоки направляются через песколовку, предназначенную для выведения тяжелых примесей (в основном минерального происхождения), в отстойники, в которых происходит выделение из вод органических веществ. После этого вода попадает в контактный резервуар для хлорирования и выпускается в водоем. Обработка осадка осуществляется в метантенках, на иловых площадках происходит обезвоживание перегнившего осадка.

Биологические методы очистки основаны на использовании микроорганизмов, способных в ходе своей жизнедеятельности минерализовывать органические вещества, находящиеся в сточных водах в виде тонких суспензий или коллоидов. Такая очистка может проходить как в естественных условиях (поля орошения фильтрации, биологические пруды и окислительные каналы), так и в искусственных (био- и аэрофильтры, аэротенки, компактные установки с механическим аэрированием).

Очистные сооружения с использованием биофильтров применяются для очистки небольших (до 50 тыс, м/сут.) расходов сточных вод. При больших расходах наиболее широко используется схема сооружений с биологической очисткой в аэротенках . Начальная группа сооружений обеспечивает механическую очистку с преаэраторами. Далее вода поступает в аэротенк, куда подается активный ил (колонии аэробных микроорганизмов, способных окислять органическое вещество). С помощью воздуходувок содержимое аэротенков постоянно перемешивается и масса активного ила увеличивается. Из аэротенков стоки направляются во вторичный отстойник, где активный ил выделяется из смеси, после чего основная его масса вновь возвращается в аэротенк, а оставшаяся часть подается на илоуплотнитель. Уплотненный ил поступает последовательно в метантенк, на вакуум-фильтр для обезвоживания и на термическую сушку. Очищенная сточная жидкость обеззараживается в контактном резервуаре и сбрасывается в водоем.

В зависимости от степени концентрации сточных вод и используемой технологии очистки может быть выбрана и другая схема станций очистки: например, без первичных отстойников или с использованием вместо отстойников биокоагуляторов, осветлителей, а также двухступенчатых аэротенков или биофильтров и др.

Сооружения решеток представляют собой одноэтажные промышленные здания со специальным оборудованием, обеспечивающим задерживание крупных загрязнений и их переработку. Решетки состоят из стержней, установленных с зазором 15 — 20 см наклонно (60. . .80° к горизонту) или вертикально. Решетки подразделяются на неподвижные, подвижные и совмещенные с дробилками (коминуторы). В первых двух вариантах очистку решеток от задержанных загрязнений выполняют граблями и осадок отправляют на молотковую дробилку. В зданиях решеток устанавливают приточно-вытяжную вентиляцию с 12-кратным обменом воздуха.

Сооружения песколовок представляют собой заглубленные железобетонные резервуары, в которых сточная вода протекает со скоростью более 0,15. . .0,3 м/с, обеспечивающей осаждение песчаных зерен крупностью более 0,25 мм (до 65% всего количества песка в стоках). По характеру движения воды различают песколовки горизонтальные, вертикальные и с вращательным движением (последние разделяют на тангенциальные и аэрируемые). Наибольшее распространение получили горизонтальные песколовки. Такие сооружения разделяются на отделения, состоящие из рабочей части, где движется поток, и осадочной — для сбора выпавшего песка. С помощью скребкового механизма песок попадает в приямок, откуда удаляется гидроэлеватором на песковые площадки.

Основы процессов очистки сточных вод населенных пунктов

Основы процессов очистки сточных вод населенных пунктов

     Благодаря наличию в реках и других водоемах микроорганизмов, которые используют загрязнения в качестве
питания, происходит естественный процесс самоочищения воды.
     Сведения, касающиеся естественных процессов самоочищения водоемов — это предпосылки для проведения аналогичных процессов на канализационных очистных сооружениях. Однако процессы, которые длятся в природных водоемах дни и недели, здесь необходимо провести за несколько часов. Это касается, прежде всего, биологических сооружений. Необходимые для биологической очистки сточных вод бактерии, как правило, уже присутствуют в
сточных водах. К тому же на очистных сооружениях они дополнительно выращиваются искусственно. Для этого создаются специальные благоприятные условия для роста и развития микроорганизмов, как то достаточное количество кислорода, своевременная подача питания (загрязнений). Для того, чтобы такие сооружения могли нормально работать и эксплуатировать их было экономически выгодно, сточные воды должны быть предварительно обработаны. Предварительная очистка включает в себя удаление грубых примесей на сорозадерживающих решетках, удаление песка в песколовках и первичное отстаивание.
     Возникающие в биологических сооружениях хлопья бактерий удерживаются при вторичном отстаивании.
Осажденные вещества после первичного и вторичного от стаивания образуют осадок, который направляется на сооружения сбраживания, где он уменьшается в объеме на 1/3, а затем на обезвоживание.
     На канализационных очистных станциях хоз-бытового стока применяют различные методы очистки сточных вод. На первой стадии производится механическая очистка сточных вод. Здесь удаляются грубые примеси, песок, взвешенные вещества, включая плавающие загрязнения. Это обеспечивают сороудерживающие решетки,
песколовки и отстойники. Сооружения механической очистки способны удалить 20 — 30% всех загрязнений сточных вод Поэтому необходима следующая стадия очистки — биологическая. Здесь удаляются растворенные органические загрязнения и остаточные взвешенные вещества. Биологические сооружения обеспечивают очистку от органических загрязнений на 90-98%.
     Азот и фосфор, снабжающие водоемы большим количеством пита тельных веществ, также должны удаляться из сточных вод, особенно при сбросе в водоем большого количества жидкости. Азот удаляется, как правило, биологическими методами, в то время как фосфор возможно максимально удалить только химическим осаждением.
 
     Механические процессы в очистке сточных вод
     Все твердые вещества, содержащиеся в сточных водах, способны оседать согласно закону силы тяжести. Более тяжелые вещества имеют более высокую плотность (удельную массу), и соответственно оседают быстрее, чем вещества с меньшей плотностью.
     В песколовках устанавливается такая скорость течения потока жидкости, при которой сравнительно тяжелые зерна песка оседают, в то время как более легкие загрязнения находятся во взвешенном состоянии. В отстойниках скорость потока значительно замедляется таким образом, чтобы практически все взвешенные вещества могли осесть. Предпосылкой успешной очистки в таких сооружениях является также равномерное ламинарное движение потока.      Препятствия на входе в сооружение или неравномерный приток делают поток неравномерным и могут помешать процессу осаждения.
     Ухудшить процесс отстаивания, например, могут также низкая температура воды или ее большое солесодержание.
Биологические процессы в очистке сточных вод Большая часть органических загрязнений бытовых сточных
вод, около 2/3, состоит из растворенных или тонкодисперсных при месей, которые не выделяются в отстойнике. Эти вещества можно в значительной мере удалить из сточных вод с помощью биологических
методов очистки.
     При биохимической очистке сточных вод органические вещества поглощаются микроорганизмами, в частности, различными видами слизистых бактерий (одноклеточные). Быстро размножаясь, они образуют «биологическую пленку» в биофильтре или хлопок «активного ила» в аэротенке.
     Содержащиеся в сточных водах частицы загрязнений извлекают ся биологической пленкой или активным илом и поглощаются микроорганизмами. При этом органические вещества окисляются с получением углекислого газа и водорастворимых минеральных солей и используются микроорганизмами для построения клетки и выработки энергии, необходимой для жизнедеятельности. Помимо питательных веществ для нормального существования микроорганизмам необходим кислород. Для удовлетворительной работы биологических очистных сооружений необходима подача достаточного количества кислорода одновременно с подачей сточных вод. Выносимая из биофильтра биопленка (активный ил из аэротенка) осаждается во вторичном отстойнике. Сущность биологического метода очистки состоит в том, чтобы преобразовать растворенные органические загрязнения до веществ, не загрязняющих окружающую среду, за счет деятельности мик роорганизмов. Очистка сточных вод на биофильтрах и в аэротенках относится к биологическим методам.

Дополнительная очистка сточных вод (доочистка).
     Понятие дополнительной очистки сточных вод до конца не определено и изменяется с развитием новых технологий и канализационной техники. Биологическая дефосфотация и окисление азотистых соединений ранее относились к методам доочистки сточных вод. Необходимость применения этих методов на большинстве канализационных очистных сооружений привела к тому, что данные методы введены в стандартную схему очистки сточных вод.
     Метод коагулирующей фильтрации для осаждения фосфора, применение микросит, фильтрацию очищенных сточных вод через активированный уголь, обработку воды различными типами излучений (УФ-, УЗ-излучения) можно отнести к методам доочистки.
     Вышеупомянутые методы и соответствующие им сооружения могут устраиваться на очистных сооружениях и использоваться только в исключительных случаях, для очистки высококонцентрированных
сточных вод или для части расхода. На сегодняшний день данные методы применяются достаточно редко.
Следует помнить, что любые, даже самые современные канализационные очистные сооружения будут хорошо очищать сточные воды только в том случае, когда они хорошо эксплуатируются. В свою очередь эксплуатация зависит от работы технического персонала очистных сооружений.

Промышленно выпускаемые очистные сооружения.
     Некоторые сооружения очистных станций можно комбинировать друг с другом. Так возможна комбинация первичных отстойников, биологических сооружений и вторичных отстойников в единый блок. Такие блоки выполняются обычно фирмами-производителями в стандартной комплектации, но различного объема для очистных
станций разной производительности. Для того чтобы уменьшить количество  ручного труда, все больше используют автоматически управляемые устройства для работы на очистных сооружениях. В большей степени это касается малых очистных сооружений. Такая механизация очистных сооружений часто приветствуется операторами
очистных сооружений, так как в данном случае ручной труд минимизируется и необходим только тщательный уход и технический контроль сооружений.
     К таким сооружениям и относятся наши станции очистки
сточных вод (СОСВ) – типов Биофлуид Е и АЧБ.

Биофлуид Е
     Для небольших расходов, где приток сточных вод имеет большой коэффициент неравномерности поступления, мы предлагаем комбинацию: первичный отстойник — погружной биофильтр — вторичный отстойник. Данное решение реализовано в СОСВ Биофлуид Е.
     В погружном биофильтре биологическая пленка располагается на пластмассовых дисках с развитой поверхностью, которые надеты на ось на расстоянии от 1 до 2 см друг от друга. Вместо дисков могут использоваться пластмассовые элементы различных форм.
     Процесс очистки происходит следующим образом: ось с дисками находится в постоянном медленном вращении, таким образом, что часть диска периодически смачивается сточной водой, то есть микроорганизмы биопленки, образовавшейся на дисках, периодически получают питание из сточной жидкости, а периодически — кислород.
     Потребление электроэнергии таким биофильтром невелико. Стоимость его строительства сравнима со стоимостью строительства биофильтров других конструкций.
     Применение погружных биофильтров возможно при осуществлении процессов нитрификации и денитрификации. При этом нитрификация проводится в аэробном режиме (Биофлуид Е-N). Денитрификация осуществляется, к примеру, в тех случаях, когда погружной биофильтр полностью покрыт водой и расположен перед обычным биофильтром (Биофлуид Е-DN).

АЧБ
     Для больших объектов (и больших расходов) более рациональным является схема: первичный отстойник — аэротенк — вторичный отстойник. Данное решение реализовано в СОСВ АЧБ.
     Очистка сточных вод в аэротенках происходит за счет смешивания сточных вод с возвратным активным илом из вторичного отстойника и зоны аэрации. Бактерии, находящиеся в хлопьях ила, поглощают растворенные вещества органические загрязнения и оседают во вторичном отстойнике. После осаждения во вторичном отстойнике активный ил опять направляется в аэротенк для осуществления процесса очистки. Так как бактерии размножаются очень быстро, то при большой нагрузке на сооружение концентрация активного ила становится очень большой, поэтому избыточный активный ил необходимо периодически удалять. Он отводится к первичному отстойнику, где смешивается с сырым осадком и далее осадочная смесь направляется на сооружения обезвоживания и утилизации осадка (например, установки OZK). В противоположность биофильтрации аэрация, рециркуляция и смешивание сточных вод с активным илом в аэротенке происходят искусственным путем. К аэротенку подводятся сточные воды, возвратный активный ил и воздух. Методы подвода могут быть весьма разнообразны. Воздух подводится ко всему резервуару; если возможно управление подачей кислорода, то необходимо подавать в начале сооружения большее количество кислорода и меньшее — в конце сооружения. Системы аэрации в СОСВ АЧБ пневматические. Сжатый воздух подается в
сооружение под давлением через пористые аэраторы.


Смотрите также

ИЛИАС 3

Станция очистки сточных вод (СОСВ)

Очистка сточных вод или очистка сточных вод – это процесс, который удаляет большинство загрязняющих веществ из сточных вод или сточных вод и производит как жидкие стоки, пригодные для сброса в естественную окружающую среду, так и шлам. Чтобы быть эффективными, сточные воды должны подаваться на очистные сооружения по соответствующим трубам и инфраструктуре, а сам процесс должен регулироваться и контролироваться. Существует множество различных форм лечебных процессов.Площадка, на которой проводятся процессы, называется очистными сооружениями (СОСВ). Блок-схема (см. рис. 1) обычных очистных сооружений в целом одинакова во всех странах и состоит из следующих физико-химических элементов:

  • Механическая очистка;

  • наток (влиятельный)

  • Удаление крупных объектов

  • Удаление песка

    0
  • Предварительные осадки

  • Химическая обработка (этот шаг обычно сочетается с урегулированием и другими процессами удаление твердых частиц, например фильтрация.

Помимо физико-химической классификации, техническая классификация основана на шагах, которые выполняются друг за другом:

  • Первичная очистка (см. рисунок 1): для уменьшения масел, жиров, жиров, песка, песка , и крупные (осаждаемые) твердые вещества. Этот шаг выполняется полностью с помощью машин.

  • Вторичная очистка (см. рис. 1) предназначена для существенного разложения растворенного содержимого сточных вод в системе биологической деградации, такой как системы активного ила.Эти системы используют способность микроорганизмов разлагать растворенные компоненты в воде. Последним этапом стадии вторичной очистки является отделение использованных биологических сред от очищенных сточных вод с очень низким содержанием органических веществ и взвешенных веществ.

  • Третичная или продвинутая обработка (не на рис. 1) пока не применяется широко. Он обеспечивает заключительный этап повышения качества сточных вод до требуемого стандарта перед их сбросом в принимающую окружающую среду.На любой очистной установке может использоваться более одного процесса третичной очистки. В большинстве случаев это дальнейшее удаление азота или фосфата и/или дезинфекция. Дополнительные этапы, такие как отстой или построенные водно-болотные угодья, также считаются третичным этапом, если они используются после вторичной обработки.

Рисунок 1: Станция очистки сточных вод (Куинзский университет, 2004 г.)

Справочник по воде – Очистка сточных вод

Многие отрасли промышленности используют большие объемы воды в своих производственных операциях.Поскольку некоторая часть этой воды загрязняется, она требует очистки перед сбросом (Рисунок 37-1).

Улучшения в определении воздействия сбросов промышленных отходов привели к принятию строгих природоохранных законов, которые определяют степень очистки, необходимую для защиты качества воды. Разрешения на сброс, выдаваемые в рамках Национальной системы ликвидации выбросов загрязняющих веществ (NPDES), регулируют количество загрязняющих веществ, которые промышленность может возвращать в источник воды. Разрешенные количества предназначены для обеспечения того, чтобы у других пользователей воды был источник, отвечающий их потребностям, будь то потребности в муниципальном водоснабжении, промышленных или сельскохозяйственных целях, рыболовстве и отдыхе.Учитывается возможность удаления загрязнителя, а также естественная ассимиляционная способность принимающего потока. Эта ассимиляционная способность зависит от типа и количества загрязнителя.

Установки очистки сточных вод предназначены для преобразования жидких отходов в приемлемые конечные стоки и удаления твердых частиц, удаленных или образовавшихся в процессе. В большинстве случаев очистка требуется как для взвешенных, так и для растворенных загрязнений. Для удаления некоторых загрязняющих веществ, таких как фосфор или тяжелые металлы, требуются специальные процессы.

Сточные воды можно перерабатывать для повторного использования в производственных процессах, чтобы снизить требования к утилизации (Рисунок 37-2). Эта практика также снижает потребление воды.

ЗАГРЯЗНИТЕЛИ

Органические соединения

Количество органического материала, которое можно безопасно сбросить, определяется влиянием материала на уровень растворенного кислорода в воде. Организмы в воде используют органические вещества в качестве источника пищи. В биохимической реакции расходуется растворенный кислород, так как образуются конечные продукты воды и углекислого газа.Атмосферный кислород может пополнить запас растворенного кислорода, но только с небольшой скоростью. Когда органическая нагрузка приводит к тому, что потребление кислорода превышает это пополнение, уровень растворенного кислорода падает, что приводит к гибели рыб и других водных организмов. В экстремальных условиях, когда концентрация растворенного кислорода достигает нуля, вода может стать черной и издавать неприятные запахи, такие как запах «тухлых яиц» сероводорода. Органические соединения обычно измеряют как химическую потребность в кислороде (ХПК) или биохимическую потребность в кислороде (БПК).

Питательные вещества

Азот и фосфор необходимы для роста растений и других организмов. Однако соединения азота могут оказывать такое же воздействие на источник воды, как и углеродсодержащие органические соединения. Некоторые организмы используют азот в качестве источника пищи и потребляют кислород.

Фосфор вызывает беспокойство из-за цветения водорослей, которое происходит в поверхностных водах из-за его присутствия. Днем водоросли вырабатывают кислород посредством фотосинтеза, а ночью потребляют кислород.

Твердые вещества

Твердые вещества, сбрасываемые с потоком сточных вод, могут немедленно осесть в месте сброса или могут оставаться в воде во взвешенном состоянии. Осевшие твердые частицы покрывают донные организмы, вызывая нарушение популяции и создавая резервуар материалов, потребляющих кислород. Взвешенные вещества увеличивают мутность воды, тем самым снижая светопропускание. Лишенные источника света фотосинтезирующие организмы погибают. Некоторые твердые вещества могут покрывать жабры рыб и вызывать удушье.

Кислоты и щелочи

Естественная буферная система источника истощается сбросом кислот и щелочей. На водную жизнь влияют резкие колебания pH, а также снижение уровня бикарбонатной щелочности.

Металлы

Некоторые металлы токсичны и влияют на промышленных, сельскохозяйственных и муниципальных пользователей источника воды. Металлы могут вызвать проблемы с качеством продукции для промышленных пользователей. Большое количество сбрасываемых солей требует дорогостоящего удаления на последующих предприятиях, использующих принимающий поток для подпиточной воды котла.

УДАЛЕНИЕ НЕРАСТВОРИМЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Для удаления нерастворимых в воде загрязнителей сточных вод, таких как взвешенные твердые частицы, масло и жир, могут использоваться различные физические методы. Обычно водорастворимые загрязняющие вещества химически преобразуются в нерастворимую форму, чтобы их можно было удалить физическими методами. По сути, биологическая очистка отходов представляет собой преобразование растворимых загрязняющих веществ в нерастворимые формы.

Гравитационное разделение

В большинстве систем обработки отходов используется стадия гравитационного разделения для удаления взвешенных частиц или масла.

Скорость осаждения частиц определяется с точки зрения «свободного» и «затрудненного» осаждения. На движение свободно осаждающейся частицы не влияют движения других частиц, стенок сосуда или турбулентных течений. Частица имеет заторможенную скорость осаждения, если есть какие-либо помехи от этих эффектов.

Свободное осаждение отдельной частицы в поднимающейся жидкости может быть описано как разрешение нескольких сил гравитации, силы сопротивления частицы и выталкивающей силы, как описано в законе Архимеда.Скорость частицы увеличивается, пока не достигнет конечной скорости, определяемой этими силами. Тогда конечная скорость равна:

      

где:

v        =         скорость, фут/сек

g       =         гравитационная постоянная, фут/сек 2

mP     =         масса частицы, фунт

rP      =         плотность частицы, фунт/фут 3

r f        =         плотность жидкости, фунт/фут 3

Aa      =         площадь поперечного сечения частицы, подвергающейся воздействию направления движения, футы 2

Cd      =         коэффициент сопротивления, функция геометрии частиц

Гравитационное осаждение используется, прежде всего, для удаления неорганических взвешенных твердых частиц, таких как щебень и песок.Поэтому в приближении коэффициента сопротивления предполагается, что частицы имеют сферическую форму. Кроме того, если предположить, что число Рейнольдса меньше 2,0, скорость осаждения дискретной частицы может быть описана уравнением осаждения Стокса:

где:

DP    =        диаметр частиц, фут

µ      =        вязкость жидкости, фунт/фут-сек

Конечная скорость частицы в «свободной» зоне осаждения зависит от ее диаметра, разности плотностей частицы и жидкости и вязкости жидкости.

Оборудование, используемое для гравитационного разделения при обработке отходов, обычно представляет собой либо прямоугольный резервуар с подвижными нижними скребками для удаления твердых частиц, либо круглый резервуар с вращающимся нижним скребком. Прямоугольные резервуары обычно имеют такие размеры, чтобы уменьшить горизонтальную скорость жидкости примерно до 1 фута/мин. Их длина в три-пять раз больше ширины, а глубина 3-8 футов.

Круглые отстойники (см. рис. 37-3) обычно имеют размер в соответствии с площадью поверхности, поскольку скорость должна быть снижена ниже расчетной конечной скорости частиц.Стандартная конструкция обеспечивает скорость подъема 600-800 галлонов в сутки/фут 2 .

Когда сточные воды содержат значительное количество углеводородов, удаление этих загрязнителей становится проблемой. Нефть обычно имеет меньшую плотность, чем вода; поэтому, если он не эмульгирован, его можно флотировать на отдельной стадии удаления или в сосуде двойного назначения, который обеспечивает осаждение твердых частиц. Например, в нефтеперерабатывающей промышленности в качестве стандартного оборудования используется прямоугольный отстойник с поверхностным скиммером для нефти и нижней граблиной для твердых частиц.Эта конструкция, разработанная Американским институтом нефти, обозначается как сепаратор API. Основные принципы отделения нефти от воды по перепаду силы тяжести также выражены законом Стокса.

Воздушная флотация

Если разность плотностей недостаточна для отделения нефти и смоченных нефтью твердых частиц, для улучшения удаления нефти можно использовать воздушную флотацию. В этом методе пузырьки воздуха прикрепляются к загрязняющим частицам, и, таким образом, разница в кажущейся плотности между частицами увеличивается.

Флотация растворенным воздухом (DAF) — это метод подачи воздуха в боковой поток или рециркуляционный поток при повышенном давлении для создания перенасыщенного потока. Когда этот поток вводится в поток отходов, давление снижается до атмосферного, и воздух высвобождается в виде мелких пузырьков. Эти пузырьки прикрепляются к загрязняющим веществам в отходах, уменьшая их эффективную плотность и способствуя их разделению.

Наиболее важными рабочими параметрами для удаления загрязняющих веществ флотацией растворенным воздухом являются:

  • давление воздуха
  • расход рециркуляции или добавочного потока
  • Общее содержание взвешенных твердых частиц (TSS) во входящих потоках, включая масла и смазки
  • размер пузырька
  • дисперсия

Давление воздуха, рециркуляция и TSS входящего потока обычно соотносятся с отношением воздуха к твердым частицам (A/S), выражаемым как:

А/С   = KSa( fP -1) R
ССК

где:

K     =        константа, приблизительно равная 1.3

Sa    =        растворимость воздуха при стандартных условиях, мл/л

f        =        растворенный воздух/Sa, обычно 0,5–0,8

P      =        рабочее давление, атм

R      =        скорость переработки, гал/мин

SS    =        входящие взвешенные вещества, мг/л

Q      =        расход сточных вод, гал/мин

Отношение A/S наиболее важно при определении TSS сточных вод.Поток рециркуляции и давление можно варьировать, чтобы поддерживать оптимальное соотношение A/S. Типичные значения составляют 0,02-0,06.

В системе DAF перенасыщенным потоком может быть весь входящий поток, отводной поток, пресная вода или рециркулирующий поток. Потоки рециркуляции являются наиболее распространенными, поскольку повышение давления потока с высоким содержанием твердых частиц через насос стабилизирует и диспергирует нефть и смоченные нефтью твердые частицы.

Как и в случае гравитационного осаждения, установки воздушной флотации рассчитаны на скорость загрузки поверхности, которая зависит от потока отходов и скорости подъема загрязняющих веществ, флотируемых пузырьками воздуха.Время удерживания зависит от глубины резервуара.

Блоки

DAF могут иметь прямоугольную форму, но обычно имеют круглую форму, напоминающую первичный осветлитель или сгуститель. Часто они представляют собой одноступенчатые агрегаты.

Индуцированная воздушная флотация (IAF) — это еще один метод уменьшения плотности частиц путем прикрепления к частицам пузырьков воздуха; однако способ образования пузырьков воздуха отличается. Для создания пузырьков воздуха и их контакта с отходами используется механическое воздействие.В наиболее распространенных методах используются высокоскоростные мешалки или рециркуляция скользящего потока через сопла Вентури для вовлечения воздуха в сточные воды.

В отличие от агрегатов DAF, агрегаты IAF обычно имеют прямоугольную форму и включают четыре или более последовательных ступени воздушной флотации. Время удерживания на одну ступень значительно меньше, чем в круглых баках DAF.

Как и при гравитационном осаждении, при разделении важную роль играет диаметр частицы. Полиэлектролиты можно использовать для увеличения эффективного диаметра частиц.Полимеры также используются для дестабилизации водно-масляных эмульсий, что позволяет отделить свободную нефть от воды. Полимеры делают это путем нейтрализации заряда, что дестабилизирует поверхность масляных глобул и позволяет им контактировать с другими масляными глобулами и пузырьками воздуха. Деэмульгаторы, поверхностно-активные вещества или поверхностно-активные вещества также используются при воздушной флотации для дестабилизации эмульсий и повышения эффективности пузырьков воздуха.

Фильтрация

Фильтрация используется при очистке отходов везде, где необходимо удалить взвешенные твердые частицы.На практике фильтрация чаще всего используется для очистки сточных вод после очистки. При первичной обработке отходов фильтры часто используются для удаления масла и взвешенных твердых частиц перед биологической очисткой. Чаще всего фильтры используются после биологической очистки перед окончательным сбросом или повторным использованием.

Фильтры, применяемые для очистки отходов, могут быть одно-, двух- или многоступенчатыми и могут быть напорного или гравитационного типа.

УДАЛЕНИЕ РАСТВОРИМЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ

Регулировка pH – Химическое осаждение

Часто промышленные сточные воды содержат высокие концентрации металлов, многие из которых растворимы при низком рН.

При изменении pH эти металлы осаждаются в виде оксидов или гидроксидов металлов. Необходимо тщательно контролировать рН, чтобы свести к минимуму растворимость загрязнителя. Как показано на рис. 37.4, некоторые соединения, такие как цинк, являются амфотерными и повторно растворяются при высоком рН. Химические вещества, используемые для регулирования pH, включают известь, гидроксид натрия и кальцинированную соду.

Химическое осаждение растворимых ионов часто происходит в результате регулирования pH. Загрязнения удаляются либо путем химической реакции, приводящей к осаждению, либо путем адсорбции ионов на уже образовавшемся осадке.

Биологические окислительно-биохимические реакции

Одним из наиболее распространенных способов преобразования растворимого органического вещества в нерастворимое является биологическое окисление. Растворимые органические вещества, метаболизируемые бактериями, превращаются в углекислый газ и бактериальные хлопья, которые могут быть выделены из раствора.

Различные микроорганизмы питаются растворенными и взвешенными органическими соединениями. Это естественное биоразложение может происходить в ручьях и озерах. Если ассимиляционная способность ручья превышена, пониженное содержание кислорода может вызвать удушье рыб и других высших форм жизни.Эта естественная способность микроорганизмов расщеплять сложные органические вещества может быть использована для удаления материалов в пределах завода по переработке отходов, что делает сточные воды безопасными для сброса.

Биоразлагаемые загрязняющие вещества в воде обычно измеряются с точки зрения биохимического потребления кислорода (БПК). БПК на самом деле является мерой кислорода, потребляемого микроорганизмами, когда они ассимилируют органику.

Бактерии метаболизируют кислород вместе с некоторыми питательными веществами и микроэлементами с образованием клеточного вещества, энергии, углекислого газа, воды и других бактерий.Этот процесс можно представить в виде химической реакции:

Пищевые продукты (органические соединения)

+ Микроорганизмы

+ Кислород

+ Питательные вещества

»   

Клеточное вещество

+ Микроорганизмы

+ Углекислый газ

+ Вода

+ Энергия

Чистота воды зависит от сведения к минимуму количества «пищи» (органических соединений), которая остается после обработки.Таким образом, установки для биологической очистки отходов эксплуатируются для обеспечения среды, которая максимизирует здоровье и метаболизм микроорганизмов. Неотъемлемой частью биологического процесса является превращение растворимого органического материала в нерастворимый для последующего удаления (рис. 37-5). Обзор факторов, участвующих в биологическом окислении, приведен в таблице 37-1.

Биологическое окисление Open Lagoon

В тех случаях, когда органические нагрузки невелики и имеется достаточная площадь суши, для биологической очистки можно использовать открытые лагуны.Лагуны обеспечивают идеальную среду обитания для микроорганизмов. Естественная инфильтрация кислорода достаточна для биологического окисления, если органическая нагрузка не слишком высока. Однако механическая аэрация (рис. 37-6) часто используется для повышения способности выдерживать более высокую нагрузку.

Лагуны — это не что иное, как бассейны длительного хранения. Обычно небольшие по глубине, они зависят от площади поверхности, ветра и действия волн для переноса кислорода из атмосферы. В зависимости от нагрузки БПК входящего потока и переноса кислорода лагуны могут быть аэробными или анаэробными.Лагуны используются в основном для отходов с низким БПК или в качестве установок для полировки после других биологических операций.

Аэрируемые лагуны.  По мере увеличения нагрузки по БПК естественный перенос кислорода на поверхности становится недостаточным для поддержания аэробных бактерий. Затем становится необходимым искусственно контролировать окружающую среду, подавая дополнительный кислород. Кислород в виде воздуха подается либо механическими мешалками, либо воздуходувками и подпочвенными аэраторами. Поскольку энергия должна расходоваться, необходимо учитывать эффективность переноса кислорода.Таким образом, хотя неаэрируемые лагуны обычно имеют глубину 3–5 футов, что обеспечивает большую площадь поверхности для естественного переноса, аэрируемые лагуны обычно имеют глубину 10–15 футов, чтобы обеспечить более длинный и трудный путь для выхода кислорода неиспользованным. Аэрируемые лагуны также работают с более высоким содержанием растворенного кислорода.

Факультативные лагуны.  Лагуны без механической аэрации обычно заселены факультативными организмами. Эти организмы способны выживать как с кислородом, так и без него.Лагуна, спроектированная специально как факультативная, немного глубже, чем неаэрируемая лагуна. Поступающие взвешенные вещества и твердые вещества, образующиеся в результате метаболизма аэробных бактерий, оседают на дно лагуны, где подвергаются дальнейшему разложению в анаэробной среде.

Окисление активного ила

В соответствии с представленной ранее реакцией для контроля окисления загрязняющих веществ при высоких нагрузках по БПК требуется популяция бактерий, равная уровню пищи.Эта потребность является основой процесса активного ила.

В процессе активного ила реагенты, продукты питания и микроорганизмы смешиваются в контролируемой среде для оптимизации удаления БПК. Процесс включает возврат концентрированных микроорганизмов в поступающие отходы.

Когда бактерии отделяются от сточных вод, выходящих из аэрационного бассейна, и снова попадают в приток, они продолжают процветать. Рециркулирующие бактерии продолжают окислять загрязнители сточных вод и, если они присутствуют в достаточном количестве, производят сточные воды с относительно низким БПК.

Поскольку процесс активного ила включает возврат концентрированных микроорганизмов, он должен включать процесс концентрации и удаления микроорганизмов. Этот процесс включает стадию аэрации и стадию отстаивания (рис. 37-7). Поскольку взвешенные твердые частицы считаются загрязнителями сточных вод, стадия осаждения выполняет две функции: концентрация бактерий и удаление твердых частиц.

Рабочими параметрами, влияющими на производительность любого процесса с активным илом, являются БПК, микроорганизмы, растворенный кислород, время удерживания, концентрация питательных веществ и внешние воздействия температуры и pH.Чтобы понять различные конструкции активного ила, необходимо изучить взаимосвязь между доступной пищей и популяцией бактерий.

Если посевную культуру бактерий ввести в фиксированное количество пищи, создаются условия, показанные на рис. 37-8. Первоначально присутствует избыток пищи; поэтому бактерии размножаются геометрически. Это называется «фазой роста журнала». По мере увеличения населения и уменьшения продовольствия население достигает плато.От точки перегиба кривой до плато население увеличивается, но с уменьшающейся скоростью. Это называется «фазой снижения роста». После преодоления плато бактерии активно конкурируют за оставшуюся пищу. Бактерии начинают метаболизировать хранящиеся материалы, и популяция уменьшается. Этот участок кривой называется «эндогенным дыханием». В конце концов, популяция бактерий и БПК сведены к минимуму.

Поскольку активный ил представляет собой непрерывный устойчивый процесс, каждая установка работает в определенной точке на этой кривой, что определяется предоставленным временем окисления.Точка операции определяет оставшуюся популяцию бактерий и БПК сточных вод.

Оптимизация завода по производству активного ила требует интеграции механических, эксплуатационных и химических подходов для наиболее практичной общей программы. Механические проблемы могут включать чрезмерную гидравлическую нагрузку, недостаточную аэрацию и короткое замыкание. Эксплуатационные проблемы могут включать разливы и ударные нагрузки, скачки pH, неспособность поддерживать правильную концентрацию смешанной жидкости и чрезмерное удержание ила в осветлителе.

Ниже описаны различные программы химической обработки. В таблице 37-2 представлено сравнение различных схем лечения.

Седиментация. Поскольку активный ил зависит от рециркуляции микроорганизмов, ключевым этапом является осаждение. Оседаемость биомассы является решающим фактором. Размножаясь и образуя колонии, бактерии выделяют природные биополимеры. Эти полимеры и слой слизи, который инкапсулирует бактерии, влияют на характеристики флокуляции и оседания колоний бактерий.Эмпирическим путем было установлено, что естественная заселяемость колоний бактерий также зависит от их положения на временной диаграмме, представленной на Рисунке 37-8. Новообразованные колонии в логарифмической фазе роста относительно не поддаются заселению. В конце фазы снижения роста и в первой части эндогенной фазы естественная флокуляция находится на оптимальном уровне. По мере продолжения эндогенной фазы колонии распадаются, а частицы хлопьев рассеиваются, снижая оседаемость биомассы.

Хотя микробы в конечном итоге способны разрушать большинство сложных органических соединений и могут переносить очень плохие условия окружающей среды, они очень нетерпимы к внезапным изменениям pH, растворенного кислорода и органических соединений, которые обычно нарушают работу системы активного ила.Эти нарушения обычно приводят к плохому удалению БПК и избыточному переносу взвешенных твердых частиц (неосажденных микроорганизмов) в конечный сток.

Аэрация.  Аэрация является критическим этапом процесса обработки активного ила. Используется несколько методов аэрации:

Высокоскоростная аэрация.  В фазе роста бревна работает высокая скорость аэрации. Избыток пищи обеспечивается за счет рециркуляции популяции биомассы. Таким образом, сточные воды этой конструкции содержат заметные уровни БПК (т.д., процесс окисления не доведен до конца). Кроме того, характеристики оседания полученной биомассы являются плохими. Высокие скорости возврата ила необходимы, чтобы компенсировать плохое осаждение и поддерживать относительно высокую плотность биомассы. Плохое отстаивание увеличивает содержание взвешенных частиц в сточных водах. Относительно плохие сточные воды ограничивают эту конструкцию объектами, которые нуждаются только в предварительной очистке перед сбросом в муниципальную систему. Преимуществом высокоскоростной аэрации являются низкие капиталовложения (т.е., меньшие резервуары и бассейны из-за короткого времени окисления).

Обычная аэрация.  Наиболее распространенная конструкция активного ила, используемая муниципалитетами и промышленностью, работает на эндогенной фазе, чтобы производить сточные воды с приемлемыми уровнями БПК и TSS. Обычная аэрация представляет собой «средний путь», поскольку ее капитальные и эксплуатационные затраты выше, чем у высокоскоростного процесса, но ниже, чем у расширенных аэрационных установок. Как показано на Рисунке 37-8, обычная установка работает в области кривой БПК, где дополнительное время окисления приводит к небольшому снижению БПК.Естественная флокуляция оптимальна, поэтому необходимое время осаждения для удаления взвешенных веществ из сточных вод сведено к минимуму.

Расширенная аэрация.  Установки расширенной аэрации работают в эндогенной фазе, но используют более длительные периоды окисления для снижения уровня БПК сточных вод. Это требует более высоких капитальных и эксплуатационных затрат (т. е. бассейнов большего размера и большего количества воздуха). В сочетании с более низким БПК, расширенная аэрация приводит к образованию сточных вод с относительно высоким содержанием взвешенных твердых частиц, когда превышены оптимальные диапазоны естественного осаждения.

Конструкции с расширенной аэрацией могут быть необходимы для удовлетворения требований по БПК сточных вод, когда входящие потоки относительно концентрированы по БПК или отходы трудно поддаются биологическому разложению. Поскольку расширенная аэрация работает на убывающей стороне кривой численности биомассы, чистое производство избыточных твердых веществ сводится к минимуму, как показано в Таблице 37-3. Таким образом, экономия затрат на обработку и утилизацию осадка может компенсировать более высокие капитальные и эксплуатационные затраты, необходимые для расширенной аэрации.

Ступенчатая/коническая аэрация.  В бассейне с поршневым потоком в верхнюю часть бассейна поступают отходы в наиболее концентрированной форме. Следовательно, в этот момент метаболизм и потребность в кислороде максимальны. По мере того, как отходы проходят через бассейн, скорость поглощения кислорода (частота дыхания) снижается, что отражает продвинутую стадию окисления.

Коническая аэрация и ступенчатая аэрация уменьшают этот неотъемлемый недостаток. Коническая аэрация обеспечивает больше кислорода в верхней части бассейна и медленно снижает подачу кислорода, чтобы соответствовать потребности, поскольку отходы проходят через бассейн.Это приводит к лучшему контролю процесса окисления и снижению затрат на воздух.

Ступенчатая аэрация модифицирует введение поступающих отходов. Бассейн разделен на несколько стадий, и сырой приток подается на каждую стадию пропорционально. Все возвратные микроорганизмы (ил) вносятся в устье бассейна. Такая конструкция сокращает время аэрации до 3-5 часов при сохранении эффективности удаления БПК. Более короткое время аэрации снижает капитальные затраты, поскольку можно использовать меньший резервуар.Эксплуатационные расходы аналогичны расходам на обычном заводе.

Контактная стабилизация.  Благодаря высокоэффективным сорбционным возможностям активированной биомассы время, необходимое биомассе для «захвата» коллоидного и растворимого БПК, составляет приблизительно от 30 минут до 1 часа. Окисление свежих продуктов требует нормального времени аэрации 4-8 часов. В конструкции контактной стабилизации относительно быстрое время сорбции снижает требования к объему аэротенка. Входящие отходы смешиваются с возвратной биомассой в первичном аэротенке (или контактном баке) в течение 30-90 мин.Весь поток идет на отстаивание, где биомасса и захваченная ею органика отделяются и возвращаются в реаэрационный резервуар. В реаэрационном резервуаре отходы подвергаются метаболизму при высокой численности биомассы. Система предназначена для уменьшения объема резервуара за счет удерживания большей части потока в течение короткого периода времени.

Этот процесс, как правило, не так эффективен для удаления БПК, как традиционный заводской процесс, из-за ограничений смешивания в контактном бассейне. Эксплуатационные расходы эквивалентны.Из-за нестабилизированного состояния биомассы при осаждении флокуляция уступает. Взвешенные твердые частицы в сточных водах представляют проблему.

Поскольку в этой конструкции только часть активной биомассы одновременно подвергается воздействию неочищенных сточных вод, она менее чувствительна к колебаниям подачи и токсикантам. По этой причине он может быть полезен для обработки промышленных отходов.

Процессы получения чистого кислорода.  Подача и перенос кислорода часто становятся ограничивающими факторами при обработке промышленных отходов.Как следует из названия, процессы с использованием активного ила с использованием чистого кислорода обеспечивают подачу кислорода (90-99% O2) в биомассу вместо воздуха. Повышенное парциальное давление увеличивает скорость переноса и дает несколько преимуществ. Сопоставимая или более высокая эффективность удаления БПК сохраняется при более высоких нагрузках БПК на входе и более коротком времени удерживания. Обычно время аэрации составляет 2-3 часа. Дополнительным преимуществом является получение более низкого чистого твердого вещества на фунт удаленного БПК. Таким образом, затраты на утилизацию шлама снижаются.

Блоки обычно закрыты.Обычно для аэрации предусмотрены три или четыре последовательных ступени бетонной коробки. На первую стадию поступают неочищенные сточные воды, возвратная биомасса и чистый кислород. Сточные воды переходят от ступени к ступени в нижнем стоке.

Атмосфера проходит через открытую поверхность каждой ступени к последней ступени, из которой она выпускается для контроля содержания кислорода. Чистота кислорода и потребность в кислороде постепенно снижаются. Каждая ступень содержит механическую мешалку для смешивания и переноса кислорода. По замыслу каждый этап полностью смешанный.После аэрации отходы поступают на обычную стадию отстаивания. Удаление БПК и взвешенных веществ обычно несколько лучше, чем в обычной системе аэрации.

Программы химической обработки.  Следующие добавки представляют собой различные химические программы, которые можно использовать для решения проблем и повышения эффективности системы.

Основные питательные вещества. Питательные вещества, особенно азот и фосфор, могут быть добавлены для обеспечения полного переваривания органических загрязнителей.

Полимеры. Подача полимера улучшает осаждение взвешенных веществ. Катионные полимеры могут увеличить скорость осаждения бактериальных хлопьев и улучшить улавливание диспергированных хлопьев и клеточных фрагментов. Эта более быстрая концентрация твердых частиц сводит к минимуму объем рециркуляционного потока, так что содержание кислорода в шламе не истощается. Кроме того, отработанный осадок обычно более концентрированный и требует меньшей обработки для окончательного обезвоживания. Полимеры также могут использоваться на временной основе для улучшения удаления нежелательных организмов, таких как нитевидные бактерии или дрожжевые инвазии, которые вызывают увеличение объема ила или перенос плавающих комков ила.

Окислители.  Перекись, хлор или другие агенты могут использоваться для селективного окисления вызывающих беспокойство нитчатых бактерий. Противопенные агенты. Для контроля чрезмерного пенообразования можно использовать пеногасители.

Коагулянты.   В дополнение к пеногасителям коагулянты могут подаваться непрерывно для повышения эффективности или для решения особенно сложных условий. Их также можно использовать с перерывами для компенсации гидравлических пиковых нагрузок или нештатных ситуаций.

Биологическое окисление с фиксированной средой

В отличие от активного ила, в котором биомасса находится в жидком состоянии, окисление в неподвижных средах пропускает поступающие сточные воды через основание, загруженное неподвижной биомассой. Параметры для здоровых микроорганизмов остаются прежними, за исключением того, как пища и микроорганизмы вступают в контакт.

Конструкции с фиксированной средой позволяют слою биологической слизи расти на основании, постоянно подвергающемся воздействию неочищенных сточных вод.По мере увеличения толщины слоя шлама перенос кислорода в самые внутренние слои затруднен. Следовательно, в смешанных средах развиваются аэробные, факультативные и анаэробные бактерии в зависимости от толщины слоя слизи. В конце концов, либо из-за размера и сдвига сточных вод, либо из-за гибели микроорганизмов часть слоя слизи отслаивается. В непрерывном процессе этот постоянно осыпающийся материал переносится на стадию осаждения, где он удаляется. Нет условий для повторного использования микроорганизмов, потому что возвратный ил закупорит структуру неподвижной среды.Фактически, засорение среды и отсутствие переноса кислорода являются основными трудностями, возникающими при использовании конструкций с фиксированной средой. Проблемы с засорением можно решить за счет увеличения сдвига сточных вод. Обычно это достигается за счет рециркуляции части сточных вод.

Капельные фильтры. Капельные фильтры на самом деле не фильтры, а подобная фильтру форма окисления фиксированной среды. Сточные воды распыляются на слой камней диаметром 3-5 дюймов. Глубина кровати варьируется от 5 до 7 футов.Поскольку контакт с воздухом является единственным средством переноса кислорода, микроорганизмы становятся более дефицитными по кислороду по мере увеличения глубины.

Капельные фильтры можно классифицировать по гидравлической нагрузке как низкоскоростные, высокоскоростные или форвакуумные. Из-за присущих им трудностей переноса кислорода даже низкоскоростные фильтры не могут обеспечить удаление БПК, возможное в обычных системах с активным илом. За промышленными капельными фильтрами обычно следует блок активного ила. Их можно использовать в качестве этапа предварительной обработки перед сбросом в городскую канализационную систему.

Биологические башни.  Другая форма фильтра с фиксированным наполнителем использует синтетические материалы в виде сетки в качестве основы для биологического роста. Высокая пористость, доступная при использовании искусственно созданных сред, облегчает проблемы переноса кислорода в капельных фильтрах и позволяет увеличить глубину слоя. Глубина слоя до 20 футов с адекватным содержанием кислорода обеспечивает более длительный контакт и, следовательно, лучшее удаление БПК.

Биодиски.  Биодиски представляют собой недавно разработанную форму окисления на фиксированных средах.Среда крепится к вращающемуся валу, который попеременно подвергает среду воздействию пищи (сточные воды) и кислорода (атмосфера). Конструктивные параметры включают скорость вращения, глубину бассейна сточных вод, пористость синтетической среды и количество последовательных и параллельных ступеней. Эти устройства позволяют обойти ограничения по кислороду капельного фильтра и, следовательно, обеспечивают удаление БПК, сравнимое с обычными системами с активным илом. Образующиеся твердые вещества легко оседают на стадии осаждения, обеспечивая приемлемые уровни содержания взвешенных веществ в сточных водах.Требуется небольшое оперативное внимание.

ОБРАЩЕНИЕ С ТВЕРДЫМИ ОТХОДАМИ

Очистка сточных вод — это процесс концентрирования, при котором содержащиеся в воде загрязнители удаляются из более крупного потока сточных вод и концентрируются в меньшем боковом потоке. Побочный поток слишком велик, чтобы его можно было утилизировать напрямую, поэтому требуются дополнительные процессы концентрирования. Эти процессы называются операциями по обращению с твердыми отходами.

Стабилизация/Расщепление

Стабилизация осадка — это метод обработки, применяемый к биологическому осадку для уменьшения его вызывающих запах или токсичных свойств.Это лечение часто снижает количество твердых веществ в качестве побочного эффекта. К этой категории относятся анаэробное и аэробное сбраживание, обработка известью, окисление хлором, термообработка и компостирование.

Анаэробное пищеварение.  Анаэробное сбраживание происходит в закрытом резервуаре, как показано на Рисунке 37-9. Биохимические реакции протекают в следующие фазы:

Органика + Кислотообразующие организмы » 

Летучие кислоты

Летучие кислоты + Образователи метана »   Метан +

Углекислый газ

Содержание твердого ила уменьшается за счет преобразования биомассы в метан и двуокись углерода.Метан может быть восстановлен по его теплотворной способности.

Аэробное пищеварение.  Аэробное сбраживание – это отдельная аэрация осадка в открытом резервуаре. В этих условиях происходит окисление биоразлагаемого вещества, в том числе клеточной массы. Как и при анаэробном сбраживании, происходит уменьшение твердых частиц ила, и ил хорошо стабилизируется в отношении образования запаха. Капитальные затраты ниже, чем у анаэробного сбраживания, но эксплуатационные расходы выше, и нет образования побочного метана.

Обработка известью.  Стабилизация обработкой известью не приводит к уменьшению содержания органических веществ. Добавление достаточного количества извести для поддержания pH ила выше 11,0 в течение 1-14 дней считается достаточным для уничтожения большинства бактерий.

Компостирование.  Естественный процесс пищеварения, компостирование обычно включает материал осадка, который позже будет применяться на сельскохозяйственных угодьях. Шлам смешивают с насыпным материалом, таким как другие твердые отходы или древесная щепа, и складывают в валки.Аэрацию обеспечивают периодическим переворачиванием иловой массы или механическими аэраторами. Энергия, вырабатываемая реакцией разложения, может довести температуру отходов до 140-160°F, уничтожая патогенные бактерии. По окончании периода компостирования насыпной материал отделяют, а стабилизированный ил вносят в землю или отправляют на свалку.

Кондиционирование осадка

Как правило, шлам из конечной установки отделения жидкой и твердой фаз может содержать от 1 до 5% всех взвешенных твердых частиц.На рис. 37-10 показано соотношение между объемом перерабатываемого шлама и содержанием в нем твердых частиц. Из-за экономии средств, связанной с обработкой меньших объемов осадка, существует экономический стимул для удаления дополнительного количества воды. Оборудование для обезвоживания предназначено для удаления воды за гораздо более короткий промежуток времени, чем в природе под действием силы тяжести. Обычно градиент энергии используется для обеспечения быстрого дренажа. Это требует частого кондиционирования осадка перед стадией обезвоживания.

Кондиционирование необходимо из-за природы частиц шлама. Как неорганический, так и органический ил состоит из коллоидных (менее 1 мкм), промежуточных и крупных частиц (более 200 мкм). Крупные частицы или хлопья обычно поддаются сжатию. Под действием градиента энергии эти большие хлопья сжимаются и предотвращают утечку воды. Мелкие частицы также участвуют в этом механизме, закупоривая поры глинистой корки, как показано на рис. 37-11. Падение давления через шламовую корку из-за уменьшения пористости и размера пор превышает доступную энергию, и обезвоживание прекращается.

Цель кондиционирования ила состоит в том, чтобы обеспечить жесткую структуру ила с пористостью и размером пор, достаточными для дренажа. Биологические шламы кондиционируют FeCl 3 , известью и синтетическими катионными полимерами по отдельности или в комбинации. Тепловое кондиционирование и окисление при низком давлении также используются для биологических шламов. Неорганические шламы кондиционируют FeCl 3 , известью и либо катионными, либо анионными полимерами.

Обезвоживание

Ленточный фильтр-пресс.  Ленточные фильтр-прессы используются в Европе с 1960-х годов и в США с начала 1970-х годов. Первоначально они были предназначены для обезвоживания бумажной массы, а затем были модифицированы для обезвоживания осадка сточных вод.

Ленточные фильтр-прессы

разработаны на основе очень простой концепции. Шлам зажат между двумя натянутыми пористыми лентами и проходит над и под роликами различного диаметра. При постоянном натяжении ремня ролики уменьшающегося диаметра оказывают все большее давление на шлам, выдавливая воду.Хотя доступно множество различных конструкций ленточных фильтр-прессов, все они включают блок кондиционирования полимера, зону гравитационного дренажа, зону сжатия (низкого давления) и зону сдвига (высокого давления). На рис. 37-12 эти зоны показаны на упрощенной схеме ленточного фильтр-пресса.

Блок кондиционирования полимера.  Кондиционирование полимера может происходить в небольшом резервуаре, во вращающемся барабане, прикрепленном к верхней части пресса, или в линии шлама. Обычно производитель пресса поставляет блок кондиционирования полимера с ленточным фильтр-прессом.

Зона гравитационного дренажа. Зона гравитационного дренажа представляет собой плоскую или слегка наклонную ленту, которая уникальна для каждой модели пресса. На этом участке шлам обезвоживается самотеком свободной воды. Зона самотечного дренажа должна увеличить концентрацию твердых частиц ила на 5-10%. Если шлам плохо дренируется в этой зоне, шлам может выдавливаться из-под лент или сетка ленты может забиться. Эффективность зоны гравитационного дренирования зависит от типа, качества и кондиционирования ила, а также от сетки экрана и конструкции зоны дренажа.

Зона сжатия (низкого давления).  Участок сжатия или низкого давления — это точка, в которой шлам «зажат» между верхней и нижней лентами. В этой зоне образуется прочная шламовая корка, готовящаяся к силам сдвига, возникающим в зоне высокого давления.

Зона сдвига (высокого давления).  В зоне сдвига или высокого давления силы воздействуют на шлам за счет движения верхней и нижней лент относительно друг друга, когда они проходят над и под рядом роликов с уменьшающимися диаметрами.Некоторые производители имеют независимую зону высокого давления, в которой используются ремни или гидравлические цилиндры для увеличения давления на шлам, в результате чего получается более сухой осадок. Сухой осадок особенно важен для заводов, которые используют сжигание в качестве конечной утилизации.

Ленты для обезвоживания

обычно сотканы из полиэфирных моноволокон. Доступны различные комбинации плетения, воздухопроницаемости и способности удерживать частицы. Эти параметры сильно влияют на производительность пресса.

Обычно катионные полимеры используются для кондиционирования осадка.Двухполимерная система часто используется на ленточном фильтр-прессе для улучшения отделения осадка с верхней обезвоживающей ленты. Полимер необходимо тщательно выбирать, чтобы обеспечить оптимальные характеристики.

Запахи контролируются надлежащей вентиляцией, обеспечением того, чтобы осадок не стал септическим, и использованием добавленных химических веществ, таких как перманганат калия или сульфат железа, для нейтрализации вызывающих запах химических веществ.

Винтовой пресс.  Недавней разработкой оборудования для обезвоживания осадка, используемого в основном в целлюлозно-бумажной промышленности, является винтовой пресс.Винтовые прессы наиболее эффективны для первичных шламов, производя 50-55% твердых частиц кека, но также подходят для первичных и вторичных смешанных шламов.

Шлам кондиционируется и сгущается перед обезвоживанием. Кондиционированный ил поступает в машину с одного конца, как показано на рис. 37-13. Медленно вращающийся шнек, аналогичный центрифуге со сплошным барабаном, транспортирует и сжимает твердые частицы.

Винт имеет одинаковый внешний диаметр и шаг по всей длине пресса.В некоторых моделях диаметр вала шнека увеличивается по направлению к разгрузочному концу шнека для улучшения обезвоживания. Степень сжатия (отношение свободного пространства на входе к пространству на выпускном конце шнека) выбирается в зависимости от характера обезвоживаемого материала и требований к обезвоживанию. Обезвоженный осадок выгружается по мере того, как он прижимается к пружинному или гидравлически нагруженному конусу, установленному на конце винтового пресса.

Барабан винтового пресса состоит из мелкого сетчатого фильтра, более толстой перфорированной удерживающей пластины и ребра жесткости.

Фильтрат собирается в сборный лоток, расположенный под винтовым прессом, и кек транспортируется на следующую стадию.

Вакуумные фильтры.  В качестве фильтрующего материала для вакуумной фильтрации используются различные пористые материалы, в том числе ткань, стальная сетка и туго закрученные винтовые пружины. В условиях вакуума пористая среда удерживает твердые частицы, но пропускает воду. Относительная важность сухости кека, качества фильтрата и выхода фильтрационной лепешки может варьироваться от одной системы к другой.

Уменьшение скорости барабана дает больше времени для высыхания осадка, чтобы увеличить сухость кека. Однако это также снижает выход фильтрационной корки, определяемый как фунты сухих веществ в час на квадратный фут площади фильтра. Полимеры могут помочь получить более сухой осадок без проблемы снижения выхода осадка на фильтре. Синтетические полимеры улучшают сухость кека за счет агломерации частиц шлама, которые могут препятствовать удалению воды. Эта агломерация также увеличивает улавливание твердых частиц в блоке, что приводит к более высокому качеству фильтрата.

Центрифуги.  Центробежная сила, в 3500-6000 раз превышающая силу тяжести, используется для увеличения скорости осаждения частиц твердого ила.

Наиболее распространенной центрифугой для обезвоживания при очистке отходов является центрифуга непрерывного действия с барабаном (Рисунок 37-14). Двумя основными элементами центрифуги непрерывного действия со сплошным барабаном являются вращающийся барабан и внутренний винтовой конвейер. Чаша действует как отстойник; твердые тела оседают из-за центробежной силы от его вращательного движения.Винтовой конвейер собирает твердые частицы и транспортирует их к разгрузочному порту.

Часто работа центробежного обезвоживающего оборудования представляет собой компромисс между качеством фугата, сухостью кека и пропускной способностью шлама. Например, увеличение пропускной способности твердых частиц снижает производительность осветления, что приводит к снижению улавливания твердых частиц. В то же время кек получается более сухим за счет удаления мелких частиц, уносимых фугатом. Добавление полимеров с их способностью агломерировать мелкие частицы может привести к увеличению производительности без потери качества фугата.

Полимеры обычно подаются внутрь чаши, потому что силы сдвига могут разрушить хлопья, если они образуются до входа. Кроме того, крупные частицы быстро оседают на первой ступени чаши. Таким образом, экономичное извлечение твердых частиц может быть достигнуто за счет внутренней подачи полимеров после осаждения крупных частиц.

Пластинчатый и рамный пресс.  Плитно-рамный фильтр-пресс представляет собой периодическую операцию, состоящую из вертикальных пластин, закрепленных на раме. С обеих сторон каждой пластины крепится фильтровальная ткань.Шлам, закачиваемый в устройство, подвергается манометрическому давлению до 25 фунтов на квадратный дюйм, когда пластины прижимаются друг к другу. Когда осадок заполняет камеру между отдельными пластинами, поток фильтрата прекращается, и цикл обезвоживания завершается. Этот цикл обычно длится от до 2 часов.

Из-за высокого давления может произойти засорение фильтровальной ткани мелкими частицами шлама. Предварительное покрытие фильтра (например, диатомовая земля) может использоваться для предотвращения засорения фильтра. Надлежащее химическое кондиционирование шлама снижает или устраняет необходимость в грунтовочных материалах.При давлении 5-10 фунтов на кв. дюйм полимеры могут образовывать жесткие хлопья и устранять мелкие частицы. При более высоких давлениях эффективность синтетических полимеров снижается; поэтому вместо полимеров часто используются неорганические химические вещества, такие как хлорид железа и известь.

Столы для сушки осадка.  Площадки для сушки шлама состоят из слоя песка поверх гравийной подушки. Подземные дренажи, расположенные по всей системе, собирают фильтрат, который обычно возвращается на станцию ​​очистки сточных вод.

Вода из шламовой корки отводится самотеком через песчано-гравийную подушку.Этот процесс завершается в течение первых 2 дней. Вся дополнительная сушка происходит путем выпаривания, что занимает от 2 до 6 недель. По этой причине климатические условия, такие как частота и интенсивность осадков, скорость ветра, температура и относительная влажность, играют важную роль в работе илоосушителей. Часто эти кровати закрыты, чтобы облегчить обезвоживание. Химическое кондиционирование также сокращает время, необходимое для достижения желаемого твердого состояния кека.

Утилизация шлама

Утилизация шлама, образующегося на очистных сооружениях, зависит, среди прочего, от правительственных постановлений (таких как Закон о сохранении и восстановлении ресурсов), географического положения и характеристик ила.К методам окончательного удаления относятся рекультивация, сжигание, внесение в почву и захоронение.

Рекультивация.   Из-за затрат, связанных с утилизацией осадка сточных вод, каждый поток отходов должен оцениваться с точки зрения его потенциала утилизации. Необходимо оценить энергетическую ценность, содержание минералов, состав сырья и рынки побочных продуктов для каждого шлама. Примеры включают сжигание варочного газа для работы компрессоров, повторное прокаливание известкового шлама для извлечения CaO, возврат шлама сгустителя сталелитейного производства на аглофабрику и продажу солей металлов в качестве побочного продукта для использования в очистке сточных вод.

Сжигание. Биологический ил можно утилизировать путем сжигания; углерод, азот и сера удаляются как газообразные побочные продукты, а неорганическая часть удаляется как зола. Старые свалки заполняются, и становится все труднее найти новые. Таким образом, сокращение отходов путем сжигания становится предпочтительной практикой утилизации.

Доступны несколько методов сжигания, в том числе котлы на открытом топливе, окисление влажным воздухом и печь, многоподовая печь и процессы сжигания в кипящем слое.

Сжигание осадка представляет собой двухэтапный процесс, включающий сушку и сжигание. Для сжигания шлама отходов обычно требуется вспомогательное топливо для поддержания температуры и испарения воды, содержащейся в шламе. Крайне важно поддерживать низкую и относительно постоянную влажность ила.

Заявка на землю. Шлам, полученный в результате биологического окисления промышленных отходов, можно использовать для внесения в землю в качестве удобрения или кондиционера почвы. Детальный анализ осадка важен для оценки содержания токсичных соединений и тяжелых металлов, качества фильтрата и концентрации азота.

Почвенные, геологические и климатические характеристики являются важными факторами при определении пригодности земледелия, наряду с типом сельскохозяйственных культур, которые будут выращиваться на почве, обработанной илом. Нормы внесения ила варьируются в зависимости от всех этих факторов.

Свалка.  Свалка является наиболее распространенным методом утилизации осадка промышленных очистных сооружений.

Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать загрязнения грунтовых вод. Движение и последующее пополнение подземных вод — медленный процесс, поэтому загрязнение, которое было бы очень небольшим для ручья или реки, может привести к необратимому долговременному загрязнению подземных вод.Во многих штатах требуются непроницаемые вкладыши, определяемые как имеющие проницаемость 10-7 см/сек, на полигонах захоронения отходов. Это требование ограничивает вкладыши несколькими природными глинами и коммерческими пластиковыми вкладышами. В дополнение к непроницаемым покрытиям для новых и рекультивированных свалок обычно требуются системы сбора и обработки фильтрата.

Могут быть предприняты шаги для уменьшения загрязнения фильтратом и фильтратом. Уменьшение влажности ила удаляет воду, которая в конечном итоге будет доступна в виде фильтрата.Надлежащее рассмотрение гидравлики полигона может улавливать больше осадков в виде стока и устранять застой и его вклад в фильтрат.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРАВИЛА

В последние годы было принято множество государственных постановлений по защите окружающей среды. Закон о чистой воде и Закон о сохранении и восстановлении ресурсов являются одними из наиболее важных.

Закон о чистой воде

Закон о чистой воде (CWA) 1972 г. установил правила сброса сточных вод, обеспечил финансирование государственных очистных сооружений (муниципальные очистные сооружения) и уполномочил Национальные системы ликвидации сбросов загрязнителей (NPDES) регулировать и устанавливать разрешения на сброс сточных вод для промышленных предприятий. и коммунальные предприятия.

Закон о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA)

Закон о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA) 1976 г. содержит положения по обращению с опасными твердыми отходами, очистке мест хранения опасных отходов, минимизации отходов, подземному хранению и мониторингу грунтовых вод.

Узнайте больше о различных продуктах и ​​услугах SUEZ по очистке сточных вод.

Рисунок 37-1. Сточные воды требуют надлежащей очистки перед сбросом с предприятия.

Икс

Рисунок 37-2. Потребление воды можно сократить за счет рециркуляции и повторного использования сточных вод.

Икс

Рисунок 37-3. Круглые отстойники используются для механического удаления осевших твердых частиц из отходов. (Перепечатано с разрешения Power.)

Икс

Рисунок 37-4. Правильная регулировка pH имеет решающее значение для оптимального осаждения металлов.

Икс

Рисунок 37-5. Биологическое окисление превращает растворимые отходы в чистую воду и нерастворимую биомассу.

Икс

Рис. 37-6. Механическая аэрация обеспечивает поступление кислорода для повышенного бактериального метаболизма растворенных органических загрязнителей в установке по производству активного ила.

Икс

Рис. 37-7. Процесс активного ила возвращает активную биомассу для улучшения удаления отходов.

Икс

Рисунок 37-8. Модель популяции бактерий как функция времени и количества пищи.

Икс

Рис. 37-9. Борьба с запахом и уменьшение содержания твердых частиц осуществляются в варочном котле.

Икс

Рис. 37-10. Объем твердых отходов резко уменьшается при удалении воды.

Икс

Рис. 37-11. Некондиционированный ил может быть трудно обезвожен.

Икс

Рис. 37-12. Гравитационный дренаж является важным этапом обезвоживания ленточного пресса.

Икс

Рис. 37-13. Винтовые прессы проникают в целлюлозно-бумажную промышленность.

Икс

Рис. 37-14. Правильная регулировка сухости осадка и качества фугата является ключом к эффективной работе барабанной центрифуги непрерывного действия.

Икс

Таблица 37-1. Факторы, влияющие на биологическое окисление.

Икс
Продукты питания, БПК Для поддержания контроля с эффективным удалением БПК необходимо давать надлежащее количество пищи.
Растворенный кислород Недостаточный уровень кислорода препятствует удалению БПК
pH/токсиканты Со временем бактерии приспосабливаются к изменениям условий. Быстрые изменения pH или типа органических отходов тормозят процесс.
Время Степень деградации меняется со временем.
Питательные вещества Бактерии требуют следовых количеств азота и фосфора для поддержания клеток.
Температура Низкие температуры замедляют скорость реакции; более высокие температуры убивают многие штаммы бактерий.

Таблица 37-2 Типичная эффективность удаления для процессов очистки нефтеперерабатывающих заводов.

Икс

 

Эффективность удаления, %

Процесс Технологический поток БПК Код наложенного платежа ТОС нержавеющая сталь Масло Фенол Аммиак Сульфид
Сепаратор API необработанные отходы 5-40 5-30 нет данных 10-50 60-99 0-50 нет данных нет данных
Первичный отстойник Сток API 30-60 20-50 нет данных 50-80 60-95 0-50 нет данных нет данных
Флотация растворенным воздухом сепаратор стоков 20-70 10-60 нет данных 80-85 70-85 10-75 нет данных нет данных
Фильтр Сток API 40-70 20-55 нет данных 75-95 65-90 5-20 нет данных нет данных
Пруд вторичного окисления Сток API 40-95 30-65 60 20-70 50-90 60-99 0-15 70-100
Аэрируемая лагуна первичные стоки 75-95 60-85 нет данных 40-65 70-90 90-99 10-45 95-100
Активный ил первичные стоки 80-99 50-95 40-90 60-85 80-99 95-99 33-99 97-100
Капельный фильтр Сток API 60-85 30-70 нет данных 60-85 50-80 70-98 15-90 70-100
Градирня первичные стоки 50-95 40-90 10-70 50-85 60-75 75-99+ 60-95 нет данных
Активированный уголь первичные стоки 70-95 70-90 50-80 60-90 75-95 90-100 7-33 нет данных
Гранулированный наполнитель третичного фильтра вторичные стоки нет данных нет данных 50-65 75-95 65-95 5-20 нет данных нет данных
Активированный уголь вторичный +
фильтр сточных вод
91-98 86-94 50-80 60-90 70-95 90-99 33-87 нет данных

Таблица 37-3 Активный ил

Икс
  Время удержания аэрации, ч MLSS, частей на миллион Аэрация Д.О., м.д. Рециркуляция шлама, % Нагрузка по БПК, фунт/млн футов 3 F/M фунт БПК/фунт MLVSS Производство шлама, фунт/фунт БПК Удаление БПК %
Высокая скорость ½-3 300-1000 0,5-2,0 5-15 2,5 1,5-5,0 0,65-0,85 75-85
Обычный активный ил 6-8 (рассеянный) 1000-3000 0.5-2.0 20-30 20-40 0,2-0,5 0,35-0,55 85-90
  9-12 (механический) 500-1500 0,5-2,0 10-20 20-40 0,2-0,5 0,35-0,55 80-95
Расширенная аэрация 18-36 3000-6000 0,5-2,0 75-100 10-25 0.03-0,15 0,15-0,20 90-95
Ступенчатая аэрация 3-5 2 000–3 500 0,5-2,0 25-75 40-60 0,2-0,5 0,35-0,55 85-90
Контактная стабилизация 3-6 1000-3000 (аэрация) 0,5-2,0 25-100 60-75 0.2-0,6 0,35-0,55 85-90
    4 000–10 000 (контактный бассейн) 0,5-2,0 25-100 60-75 0,2-0,6 0,35-0,55 85-90
Чистый кислород 1-3 3 000–8 000 2-6 25-50 100-250 0,25-1,0 0.35-0,55 95-98
Полная смесь 3-5 3000-6000 0,5-2,0 25-100 50-120 0,2-0,6 0,35-0,55 85-95

Биологическая очистка сточных вод и проектирование биореакторов: обзор | Исследования в области устойчивого развития окружающей среды

  • Рао К.Р., Субрахманьям Н. Варианты процесса активного ила – обзор.Ind Chem Engr. 2004; 46:48–55.

    Google ученый

  • Metcalf & Eddy Inc. Очистка сточных вод: очистка, удаление и повторное использование. 2-е изд. Нью-Дели: Тата МакГроу-Хилл; 1979.

    Google ученый

  • Нараянан CM. Биотехнология и биотехнология. Нью-Дели: издательство Galgotia Publishers; 2011.

    Google ученый

  • Нараянан CM.Тематические исследования по биологической очистке сточных вод и разработке программного обеспечения. В: Индийский конгресс химической инженерии (CHEMCON-2003). Бхубанешвар; 2003.

  • Zabot GL, Mecca J, Mesomo M, Silva MF, Pra VD, Oliveira D, et al. Гибридное моделирование биопродукции ксантановой камеди в биореакторе периодического действия. Биопроцесс Биосист Инж. 2011;34:975–86.

    Артикул Google ученый

  • Викас Н., Винод Дж.К., Кумар С. Культивирование рекомбинантного E.coli с использованием стратегии ПОЛ. В: Индийский конгресс химической инженерии (CHEMCON-2005). Нью-Дели; 2005.

  • Смит Р. Отчет Агентства по охране окружающей среды США: 170–40–05–70. Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США; 1970.

    Google ученый

  • Нараянан CM. Энергосбережение с использованием мембранной технологии. Химический дайджест. 1993; 6: 133–6.

    Google ученый

  • Тхакура Р., Чакраборти С., Пал П.Комплексная очистка промышленных сточных вод в новой мембранной интегрированной системе замкнутого цикла для восстановления и повторного использования. Политика чистой технологической среды. 2015;17:2299–310.

    Артикул Google ученый

  • Нараянан CM. Производство богатого фосфатами биоудобрения с использованием биогумуса и осадка анаэробного метантенка – тематическое исследование. Adv Chem Eng Sci. 2012;2:187–91.

    Артикул Google ученый

  • Сехар ДМР, Эйри, Северная Каролина.руководство ПРОМ. Удайпур: Издательство Химаншу; 2005.

    Google ученый

  • Бейли Дж. Э., Оллис Д. Ф. Основы биохимической инженерии. 2-е изд. Сингапур: Макгроу Хилл; 1986.

    Google ученый

  • Момох ОЛИ, Нваогази ЛИ. Влияние макулатуры на производство биогаза в результате совместного переваривания коровьего навоза и водного гиацинта в реакторах периодического действия. J Appl Sci Environment Manage. 2008; 12:95–98.

    Google ученый

  • Samson R, LeDuy A. Повышение эффективности анаэробного сбраживания биомассы водорослей Spirulina maxima путем добавления отходов, богатых углеродом. Биотехнологическая лат. 1983; 5: 677–82.

    Артикул Google ученый

  • Yen HW, Brune DE. Анаэробное совместное сбраживание шлама водорослей и макулатуры с образованием метана. Биоресурсная технология. 2007; 98:130–4.

    Артикул Google ученый

  • Costa JC, Goncalves PR, Nobrel A, Alves MM. Потенциал биометанирования макроводорослей Ulva spp. и Gracilaria spp. и при совместном сбраживании с отходами активного ила. Биоресурсная технология. 2012;114:320–6.

    Артикул Google ученый

  • Юань С., Ван М., Парк С., Саху А.К., Эргас С.Дж. Рост микроводорослей с использованием высококонцентрированных сточных вод с последующим анаэробным сбраживанием.Водная среда Res. 2012; 84: 396–404.

    Артикул Google ученый

  • Крусток И., Неренхейм Э., Одлэр М. Выращивание микроводорослей для потенциального снижения содержания тяжелых металлов на очистных сооружениях. В: Международная конференция по прикладной энергетике. Сучжоу; 2012.

  • Olsson J, Feng XM, Ascue J, Gentili FG, Shabiimam MA, Nehrenheim E, et al. Совместное сбраживание культивируемых микроводорослей и осадков сточных вод при очистке городских сточных вод.Биоресурсная технология. 2014;171:203–10.

    Артикул Google ученый

  • Аджидж А., Таникал СП, Нараянан К.М., Кумар Р.С. Обзор биоаугментации метана путем анаэробного совместного сбраживания бытового ила вместе с микроводорослями и макулатурой. Renew Sust Energ Rev. 2015; 50:270–6.

    Артикул Google ученый

  • Аджидж А., Таникал Дж.В., Нараянан К.М., Язид Х.Исследования влияния характеристик субстратов на производство биогаза. Int J Curr Res. 2016;8:39795–9.

    Google ученый

  • Аджидж А, Таникал СП, Нараянан КМ. Исследования по производству биогаза путем совместного сбраживания осадка сточных вод, макулатуры и отходов выращенных водорослей. J Mod Chem Chem Technol. 2016;7:74–81.

    Google ученый

  • Граф С.П., Эндрюс Дж.Ф.Математическое моделирование и управление анаэробным сбраживанием. Chem Eng Prog S Ser. 1974; 70: 101–7.

    Google ученый

  • Рай ГД. Нетрадиционные источники энергии. Нью-Дели: издательство Khanna Publishers; 1996.

    Google ученый

  • Рахман М.Х., Аль-Муйед А. Управление твердыми и опасными отходами. Дакка: Центр водоснабжения и управления отходами; 2010.

    Google ученый

  • Нараянан CM, Бхаттачарья BC.Компьютерный анализ и оптимизация процесса обогащения биогаза. J Энергия тепломассообмена. 1990; 12:17–24.

    Google ученый

  • Рао М.Г., Ситтиг М. Очерки химической технологии Драйдена. 3-е изд. Нью-Дели: East-West Press; 1997.

    Google ученый

  • Раджвайдья А.С. Десульфурация газообразного топлива перед сжиганием. В: Всеиндийский семинар по последним тенденциям в области автомобильного топлива.Нагпур; 2002.

  • Готтифреди Дж. К., Гонзо Э. Э. Приближенное выражение для оценки коэффициента эффективности и простой численный метод расчета профиля концентрации в пористом катализаторе. Chem Eng J. 2005; 109:83–7.

    Артикул Google ученый

  • Экенфельдер ВВ. Инженерия качества воды для практикующих инженеров. Нью-Йорк: Барнс и Ноубл; 1970.

    Google ученый

  • Нараянан CM.Реакторы с промывочным слоем для биологической очистки сточных вод – многопараметрическое моделирование и разработка программного обеспечения. В: Международная конференция по достижениям в области очистки промышленных сточных вод. Нью-Дели: издательство Allied Publishers; 2005.

  • Карберри Дж.Дж. Инженерия химических и каталитических реакций. Нью-Йорк: Макгроу Хилл; 1976.

    Google ученый

  • Saez AE, Carbonell RG. Гидродинамические параметры газожидкостного спутного течения в уплотненных слоях.АИШ Дж. 1985; 31: 52–62.

    Артикул Google ученый

  • Specchia V, Baldi G. Падение давления и задержка жидкости для двухфазного параллельного потока в уплотненных слоях. хим. инж. 1977; 32: 515–23.

    Артикул Google ученый

  • Илиута I, ФК Тирион. Режимы течения, задержки жидкости и двухфазный перепад давления для двухфазного прямоточного нисходящего и восходящего потоков через уплотненные слои: системы воздух/ньютоновская и неньютоновская жидкость.хим. инж. 1997; 52:4045–53.

    Артикул Google ученый

  • Каватра П., Паньярам С., Уилхайт Б.А. Гидродинамика в опытном прямоточном реакторе со струйным слоем при низких скоростях газа. АИШ Дж. 2018;64:2560–9.

    Артикул Google ученый

  • Чен С., Сунь Д.З., Чанг Дж.С. Одновременное удаление ХПК и аммония из свалочного фильтрата с использованием анаэробно-аэробной биопленочной реакторной системы с подвижным слоем.Управление отходами. 2008; 28: 339–46.

    Артикул Google ученый

  • Анандкумар Дж., Яду А., Сахария Б.П. Исследования биологической деградации 4-бромфенола с использованием анаэробных, бескислородных и аэробных биореакторов. J Mod Chem Chem Technol. 2016;7:37–41.

    Google ученый

  • Сахария Б.П., Анандкумар Дж., Чакраборти С. Очистка сточных вод коксовых печей в анаэробно-бескислородно-аэробной биореакторной системе с подвижным слоем.Средство для опреснения воды. 2016;57:14396–402.

    Артикул Google ученый

  • Ши В.К., Кинан Д.Д. Биопленочный реактор с псевдоожиженным слоем для очистки сточных вод. Биопродукты. Достижения в области биохимической инженерии / биотехнологии, том. 33. Берлин: Спрингер; 1986. с. 131–69.

    Google ученый

  • Нараянан К.М., Бисвас С. Компьютерное проектирование и анализ трехфазных биопленочных реакторов с псевдоожиженным слоем для очистки сточных вод.Азиатский J Biochem Pharm Res. 2015;5:224–49.

    Google ученый

  • Fortin Y. Реакторы трехфазного флюидизации: гидродинамические характеристики и меланж твердых частиц [Ph.D. Тезис]. Нэнси: Национальный политехнический институт Лотарингии; 1984. [на французском]

    Google ученый

  • Дакшинамурти П., Субраманьям В., Рао Дж.Н. Пористость пласта при газожидкостном псевдоожижении.Ind Eng Chem Proc Dd. 1972; 11: 318–9.

    Артикул Google ученый

  • Ким С.Д., Бейкер CGI, Бергуну М.А. Характеристики фазовой задержки трехфазных псевдоожиженных слоев. Может J of Chem Eng. 1975; 53: 134–139.

    Артикул Google ученый

  • Jena HM, Sahoo BK, Roy GK, Meikap BC. Статистический анализ характеристик фазовой задержки псевдоожиженного слоя газ-жидкость-твердое тело.Может ли J Chem Eng. 2009; 87: 1–10.

    Артикул Google ученый

  • Маула Д., Ахмади А. Теоретическое и экспериментальное исследование биодеградации воды, загрязненной углеводородами, в трехфазном биореакторе с псевдоожиженным слоем с подложкой из биопленки из ПВХ. Biochem Eng J. 2007; 36: 147–56.

    Артикул Google ученый

  • Гонсалес Г., Эррера М.Г., Гарсия М.Т., Пенья М.М. Биодеградация фенола в непрерывном процессе: сравнительное исследование биореакторов с мешалкой и псевдоожиженным слоем.Биоресурсная технология. 2001; 76: 245–51.

    Артикул Google ученый

  • Gonzalez G, Herrera G, Garcia MT, Pena M. Биодеградация фенольных промышленных сточных вод в биореакторе с псевдоожиженным слоем с иммобилизованными клетками Pseudomonas putida . Биоресурсная технология. 2001; 80: 137–42.

    Артикул Google ученый

  • Деквер В.Д., Беккер Ф.У., Ледакович С., Вагнер-Доблер И.Микробное удаление ионной ртути в трехфазном реакторе с псевдоожиженным слоем. Технологии экологических наук. 2004; 38: 1858–65.

    Артикул Google ученый

  • Нараянан CM. Тематические исследования по синтезу биопластика PLLA из пищевых и сельскохозяйственных отходов. Int J Chem Eng Proc. 2015; 1:1–13.

    Google ученый

  • Нараянан С.М., Дас С., Пандей А. Утилизация пищевых отходов: экологически чистые технологии для производства ценных продуктов из пищевых и сельскохозяйственных отходов.В: Grumezescu AM, Holban AM, редакторы. Биоконверсия пищевых продуктов. Справочник по пищевой биоинженерии — Том 2. Лондон: Academic Press; 2017. с. 1–54.

    Google ученый

  • Вэнь С.И., Ю.Х. Обобщенный метод прогнозирования минимальной скорости псевдоожижения. АИШ Дж. 1966; 12: 610–2.

    Артикул Google ученый

  • Ричардсон Дж.Ф., Заки В.Н. Седиментация и псевдоожижение.Часть I. Trans Inst Chem Eng. 1954; 32: 35–53.

    Google ученый

  • Гарсайд Дж., Аль-Дибуни М.Р. Соотношения скорости и объема для псевдоожижения и осаждения в твердожидкостных системах. Ind Eng Chem Proc Dd. 1977; 16: 206–14.

    Артикул Google ученый

  • Нараянан С.М., Басак А., Саха А., Джа С. Исследования рабочих характеристик биопленочного реактора с расходящимся и сходящимся псевдоожиженным слоем с особым упором на синтез молочной кислоты из мелассы и сырной сыворотки.Int Rev Chem Eng. 2014; 6: 142–52.

    Google ученый

  • Нараянан CM. Анализ процессов, моделирование и разработка программного обеспечения — несколько приложений. В: Международная конференция по последним достижениям в области химического машиностроения. Кочи; 2011.

  • Нараянан CM. Моделирование и симуляция биореакторов с псевдоожиженным слоем с использованием жидкой фазы кислорода. Int J Trans Phenom. 2009; 11: 127–32.

    Google ученый

  • Нараянан К.М., Бисвас С.Исследования по очистке сточных вод в трехфазных биореакторах с полукипящим слоем – компьютерный анализ и разработка программного обеспечения. J Mod Chem Chem Technol. 2016;7:1–21.

    Google ученый

  • Йена ХМ. Гидродинамика газожидкостно-твердых кипящих и полукипящих слоев [к.т.н. диссертация]. Национальный технологический институт: Руркела; 2009.

    Google ученый

  • Черн С.Х., Фан Л.С., Мурояма К.Гидродинамика прямоточного газожидкостно-твердого полуожижения с жидкостью как непрерывной фазой. АИШ Дж. 1984; 30: 288–94.

    Артикул Google ученый

  • Saberian-Broudjenni M, Wild G, Charpentier JC, Fortin Y, Euzen JP, Patoux R. Вклад в гидродинамическое исследование газожидкостно-твердых реакторов с псевдоожиженным слоем. Int Chem Eng. 1987; 27: 423–40.

    Google ученый

  • Нараянан CM.Исследования по компьютерному проектированию и анализу трехфазных биореакторов с полукипящим слоем. Модель процесса Chem Prod. 2015;10:55–70.

    Артикул Google ученый

  • Нараянан К.М., Дас С. Исследования синтеза молочной кислоты из мелассы и сырной сыворотки в биопленочных реакторах с полукипящим слоем. Int J Environ Waste Manag. 2017;19:1–20.

    Артикул Google ученый

  • Нараянан CM.Анализ производительности биопленочных реакторов с полукипящим слоем с использованием жидкофазного кислорода (LPO). В: 14-я Международная конференция по флюидизации — от основ к продуктам. Нордвейкерхаут; 2013.

  • Сокол В. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов в трехфазном биореакторе с псевдоожиженным слоем с использованием биомассы низкой плотности. Biochem Eng J. 2003; 15: 1–10.

    Артикул Google ученый

  • Сокол В., Корпал В.Фенольная очистка сточных вод в трехфазном биореакторе с псевдоожиженным слоем, содержащим частицы низкой плотности. J Chem Technol Biot. 2005; 80: 884–91.

    Артикул Google ученый

  • Сокол В., Корпал В. Аэробная очистка сточных вод в биопленочном реакторе с обратным псевдоожиженным слоем. Chem Eng J. 2006; 118:199–205.

    Артикул Google ученый

  • Сокол В., Волдейес Б.Оценка биологического реактора с обратным псевдоожиженным слоем для очистки высококонцентрированных промышленных сточных вод. Adv Chem Eng Sci. 2011; 1: 239–44.

    Артикул Google ученый

  • Раджасимман М., Картикеян С. Аэробное сбраживание крахмальных сточных вод в биореакторе с псевдоожиженным слоем с использованием биомассы низкой плотности. Джей Хазард Матер. 2007; 143:82–6.

    Артикул Google ученый

  • Раджасимман М., Картикеян С.Оптимизационные исследования в биореакторе с обратным псевдоожиженным слоем для очистки сточных вод от крахмала. Int J Environ Res. 2009; 3: 569–74.

    Google ученый

  • Харибабу К., Сивасубраманян В. Биоразложение органических веществ в сточных водах в биореакторе с псевдоожиженным слоем с использованием бионосителя низкой плотности. Средство для опреснения воды. 2016;57:4322–7.

    Google ученый

  • Кеведо Х.А., Патель Г., Пфеффер Р.Удаление нефти из воды обратным псевдоожижением аэрогелей. Ind Eng Chem Res. 2009;48:191–201.

    Артикул Google ученый

  • Нараянан К.М., Дас С. Компьютерное проектирование и анализ производительности биопленочных реакторов с обратным псевдоожиженным слоем с особым упором на синтез биопластика. Adv Chem Eng Sci. 2016;6:130–9.

    Артикул Google ученый

  • Улаганатан Н., Кришнайя К.Гидродинамические характеристики двухфазного обратного псевдоожиженного слоя. Биопроцесс инж. 1996; 15: 159–64.

    Артикул Google ученый

  • Чо Ю.Дж., Пак Х.И., Ким С.В., Кан И., Ким С.Д. Теплообмен и гидродинамика в двух- и трехфазных обратных псевдоожиженных слоях. Ind Eng Chem Res. 2002;41:2058–63.

    Артикул Google ученый

  • Лакшми ACV, Баламуруган М., Сивакумар М., Самуэль Т.Н., Велан М.Минимальная скорость псевдоожижения и коэффициент трения в жидкостно-твердом реакторе с обратным псевдоожиженным слоем. Биопроцесс инж. 2000;22:461–6.

    Артикул Google ученый

  • Банерджи Дж., Басу Дж.К., Гангули УП. Некоторые исследования по гидродинамике скоростей обратного псевдоожижения. Ind Chem Engr. 1999; 41:35–38.

    Google ученый

  • Фан Л.С., Мурояма К., Черн Ш.Х. Гидродинамические характеристики обратного псевдоожижения в системах жидкость-твердое и газ-жидкость-твердое.Chem Eng J Bioch Eng. 1982; 24: 143–50.

    Google ученый

  • Николов И., Караманев Д., Желязков Т. Расширенное исследование гидродинамики холодной модели биореактора с обратным псевдоожиженным слоем. Биотехнология Биотехнологическое оборудование. 1994; 8: 75–79.

    Артикул Google ученый

  • Bendict RJF, Kumaresan C, Velan M. Исследования расширения слоя и падения давления в жидкостно-твердом реакторе с обратным псевдоожиженным слоем.Биопроцесс инж. 1998; 19: 137–42.

    Артикул Google ученый

  • Henze M, Harremoës P. Анаэробная очистка сточных вод в реакторах с неподвижной пленкой – обзор литературы. Технологии водных наук. 1983; 15:1–101.

    Артикул Google ученый

  • Самсон Р., ван ден Берг Л., Кеннеди К.Дж. Характеристики смешения и запуск анаэробных реакторов с фиксированной пленкой с нисходящим потоком (DSFF).Биотехнология Биоинж. 1985; 27:10–9.

    Артикул Google ученый

  • Йованович М., Мерфи К.Л., Холл Э.Р. Параллельная оценка высокоскоростных процессов анаэробной очистки: влияние времени удерживания и концентрации. В: Конференция EWPCA по анаэробной очистке: технология для взрослых. Амстердам; 1986.

  • Холл Э.Р., Йованович М., Пежич М. Пилотные исследования образования метана в анаэробных реакторах с неподвижной пленкой и шламовой подушкой.В: Четвертый семинар по исследованиям и разработкам в области биоэнергетики. Виннипег; 1982.

  • Кеннеди К.Дж., Дросте Р.Л. Анаэробная очистка сточных вод в стационарных пленочных реакторах с нисходящим потоком. Технологии водных наук. 1991; 24: 157–77.

    Артикул Google ученый

  • Нараянан CM. Анализ производительности анаэробных стационарных биореакторов с фиксированной пленкой с нисходящим потоком (DSFF) и разработка программного обеспечения. Int J Chem React Eng. 2009;7:А61.

    Google ученый

  • Пандей А., Нараянан К.М.Исследования по синтезу молочной кислоты из сельскохозяйственных и пищевых отходов в стационарных пленочных биореакторах с нисходящим потоком. Int J Trans Phenom. 2017;14:241–54.

    Google ученый

  • Lettinga G, Roersma R, Grin P. Анаэробная очистка неочищенных бытовых сточных вод при температуре окружающей среды с использованием реактора UASB с гранулированным слоем. Биотехнология Биоинж. 1983; 25: 1701–23.

    Артикул Google ученый

  • Сегеццо Л., Зееман Г., ван Лиер Д.Б., Хамелерс Х.В.М., Леттинга Г.Обзор: анаэробная очистка сточных вод в реакторах UASB и EGSB. Биоресурсная технология. 1998; 65: 175–90.

    Артикул Google ученый

  • Спонза ДТ. Анаэробное образование гранул и удаление тетрахлорэтилена (ТХЭ) в реакторе с анаэробным слоем ила (UASB) с восходящим потоком. Ферментная микробная технология. 2001; 29: 417–27.

    Артикул Google ученый

  • Виреш Г.С., Кумар П., Мехротра И.Обработка фенола и крезолов в процессе восходящего анаэробного слоя ила (UASB): обзор. Вода Res. 2005; 39: 154–70.

    Артикул Google ученый

  • Рияс П.С., Садина Б.Б., Харидас А. Проектирование и анализ UASB для станции очистки сточных вод Sabarimala Sannidhanam 5 MLD. В: Международная конференция по достижениям в области химической инженерии и технологии. Нью-Дели: Reed Elsevier India (P) limited; 2014.

  • Лю Ю, Сюй Х.Л., Ян С.Ф., Тай Дж.Х.Механизмы и модели анаэробной грануляции в реакторе с анаэробным слоем ила с восходящим потоком. Вода Res. 2003; 37: 661–73.

    Артикул Google ученый

  • Калюжный С.В., Федоровых В.В., Ленс П. Модель дисперсного идеального вытеснения для анаэробных реакторов с восходящим потоком с илом с акцентом на динамику гранулированного ила. J Ind Microbiol Biot. 2006; 33: 221–37.

    Артикул Google ученый

  • Нараянан К.М., Нараян В.Многопараметрические модели для анализа производительности реакторов UASB. J Chem Technol Biot. 2008;83:1170–6.

    Артикул Google ученый

  • Нараянан К.М., Самуи Э., Чаттерджи А., Дас С. Параметрическое исследование рабочих характеристик анаэробных биореакторов с ила с восходящим потоком. Res J Chem Sci. 2012;2:12–20.

    Google ученый

  • Нараянан С.М., Нараян В. Программный пакет для моделирования процессов и автоматизированного проектирования биореакторов с расширенным слоем гранулированного ила (EGSB).Ind Chem Engr. 2008; 50:122–8.

    Google ученый

  • Сточные воды | Пасо Роблес, Калифорния

    Станция очистки сточных вод

    Городская станция очистки сточных вод представляет собой физический, биологический и химический процесс, который в настоящее время очищает и сбрасывает 2,3 миллиона галлонов сточных вод в реку Салинас каждый день. Завод работает в соответствии с номером разрешения NPDES CA0047953 (PDF). Действия города по сбору, очистке и утилизации городских сточных вод подробно описаны в последнем годовом отчете города (PDF).

    Модернизация процесса очистки

    В 2016 году городские власти завершили масштабную модернизацию своей станции очистки сточных вод до процесса биологического удаления питательных веществ. Этот новый процесс очистки эффективно удаляет все вредные загрязнители из сточных вод и отличается высокой энергоэффективностью. Проект обновления включал:

    • Новые головные работы

    • 0
    • Реабилитация первичных рассеяний

    • Новая насосная станция

    • Замена струйных фильтров с процессом удаления биологического питания

    • Новые вторичные оснарии

    • Процесс дезинфекции хлорированием

    • Система, которая вырабатывает электроэнергию и тепло из биогаза, образующегося при сбраживании осадка.

    • Новое производственное здание с лабораторией

    Новые третичные очистные сооружения

    У города есть генеральный план по производству оборотной воды третичного качества и распределению ее на восток Пасо-Роблес, где ее можно безопасно использовать для орошения города парки, поля для гольфа и виноградники. Это уменьшит потребность в откачке грунтовых вод из бассейна подземных вод Пасо-Роблес и еще больше улучшит устойчивость водоснабжения города. В 2019 году город завершил строительство и начал эксплуатацию первой очереди этой системы оборотного водоснабжения — фильтрации и обеззараживания ультрафиолетом на заводе.Эти новые доочистные сооружения производят оборотную воду очень высокого качества (см. фото образца). Проект также включал бассейны выравнивания стока, пруд для хранения оборотной воды и насосную станцию, систему сбора питательных веществ и новый ремонтный цех.

    В настоящее время городские власти проектируют крупную распределительную систему для доставки оборотной воды в восточную часть Пасо-Роблес. Проект распределительной системы будет готов к строительству в 2020 году.

    Коммунальные услуги и сборы за водоснабжение и канализацию

    Для получения информации о плате за подключение посетите страницу «Сборы за разработку» Отдела строительства.Чтобы узнать о ежемесячных платежах, посетите страницу «Утилиты административных служб и выставление счетов».

    Схема диспетчерского управления на основе нечеткой логики для улучшения качества сточных вод очистных сооружений | Водные науки и технологии

    Основной целью этой схемы контроля является поддержание содержания аммиака в сточных водах (S NH,e ) в пределах 4 гН/м 3 . Эволюция S NH,3 , S NO,3 и K L a 3 для трех схем управления представлена ​​на рисунке 4.Результаты сравнения берутся за 2,5 дня. В этот период (между 7,5-м и 9,5-м днем) приток на очистные сооружения высок. Приток с высоким притоком богат аммиаком и концентрацией нитратов.

    Увеличенный объем аммиака на входе необходимо окислить, чтобы контролировать избыток аммиака на выходе. В схеме контроля аммиака FLC повысил заданный уровень растворенного кислорода в аэробных резервуарах. Взяв произведение S NH,3 и его наклон в качестве входных данных, Fuzzy1 быстро увеличил уставку в резервуарах 3 и 4.Также Fuzzy2 почувствовал увеличение уровня аммиака в баке 4 и увеличил уставку растворенного кислорода в баке 5.

    ПИ-регуляторы в аэробных резервуарах следовали заданным значениям параметров Fuzzy1 и Fuzzy2. K L a 3 , K L a 4 и K L a 5 увеличились, и в результате уровни растворенного кислорода в аэробных резервуарах также увеличились. Это явление показано на рисунках 4–6.Схема управления по умолчанию поддерживала K La3 и K La4 при постоянном значении 240 d -1 , которого недостаточно для окисления поступающего аммиака.

    Высокие уровни S O,3 , S O , 4 и S O,5 окисляли входной аммиак в баках 3, 4 и 5. Это наблюдалось в снижении S NH ,3 , S NH,4 и S NH,5 в аэробных резервуарах.Окисление аммиака может быть эффективным, когда время гидравлического удерживания больше. Таким образом, в течение этого периода Q a поддерживается на низком уровне, как показано на рисунке 7. Для схемы управления по умолчанию значение Q a высокое в период высокого притока. Таким образом, время удерживания короче, что привело к меньшему окислению аммиака, а вытекающий аммиак превысил лимит.

    На рисунке 7 представлена ​​эволюция S NH,e , N до для трех схем управления.Эффективность схемы контроля аммиака можно увидеть на этом рисунке, который удерживает аммиак в сточных водах в пределах нормы. На схеме 1 вытекающий аммиак преодолел порог. Кроме того, общий азот в сточных водах превысил максимально допустимый предел (18 гН/м 3 ) на Схеме 1 и на Схеме 2. Это привело к применению схемы контроля аммиака и общего азота (Схема 3).

    В таблице 2 представлен количественный анализ трех схем управления.На Схеме 2 нарушения стока аммиака нет. Тогда как на Схеме 1 нарушение имело место за период, т.е. 16,50% от всего расчетного периода. Расход АЭ по Схеме 1 и Схеме 2 составляет 3 697,6 кВтч/сутки и 3 464,5 кВтч/сутки. В Схеме 2 экономится 233,1 кВтч/день АЭ в день, что привело к улучшению на 6,3% по сравнению со Схемой 1. В Схеме 2 наблюдается увеличение использования PE (298 кВтч/день). за счет перекачивания большего количества Q и в бескислородные резервуары для улучшения качества сточных вод.Несмотря на то, что PE увеличился на схеме 2, качество сточных вод значительно улучшилось. EQI составляет 5770,8 кг загрязняющих веществ в сутки, что улучшилось на 5,6% по сравнению со схемой 1.

    Станция очистки сточных вод | Город Грешам

    • Городские очистные сооружения ежедневно очищают 13 миллионов галлонов воды и обслуживают 114 000 клиентов в городах Грешем, Фэрвью и Вуд-Виллидж.

      • Энергетический чистый ноль
      • Как работает завод
      • Образовательные туры

      В 2015 году очистные сооружения достигли нулевого энергопотребления.В настоящее время завод производит больше энергии, чем потребляет, экономя городу примерно 500 000 долларов в год на затратах на электроэнергию.

      Жиры, масла и смазки доставляются на завод автотранспортом из местных предприятий общественного питания. Город собирает чаевые за прием и переработку этих отходов.

      Биогаз подается в два мощных когенных двигателя, которые преобразуют биогаз в тепло и электричество.

      1. Первичная обработка
        Сточные воды поступают на очистные сооружения, проходят через решетку, которая удаляет крупные предметы, способные повредить оборудование.Остальные твердые частицы представляют собой мельчайшие частицы, которые падают на дно отстойника. Частицы образуют массу твердых веществ, называемых твердыми биологическими веществами или шламом. Этот шлам удаляется и преобразуется в биогаз, который помогает вырабатывать энергию для питания очистных сооружений.
      2. Аэрация
        Аэрация — это процесс с активным илом, основанный на закачивании воздуха в резервуар, что способствует росту микробов в сточных водах. Кислород помогает бактериям расщеплять органические вещества и удалять загрязняющие вещества.
      3. Среднее осветление
        Сточные воды из аэротенка замедляются, а оставшийся ил отделяется и удаляется из сточных вод.
      4. Дезинфекция
        Затем сточные воды дезинфицируют гипохлоритом натрия для удаления любых болезнетворных организмов и обеспечения того, чтобы вода, выходящая из установки, соответствовала стандартам качества воды, установленным Агентством по охране окружающей среды (EPA).
      5. Сточные воды завода
        После очистки вода сбрасывается в реку Колумбия.

      Запланировать посещение станции очистки сточных вод 

      20015 NE Sandy Blvd.
      503-618-3450

      • Пройдите 45-минутную экскурсию по каждому этапу процесса лечения.
      • Узнайте, как солнечная батарея и производство биогаза позволяют заводу работать с нулевым потреблением энергии.
      Экскурсия по региональным очистным сооружениям ливневых стоков в Колумбии Слау 
      • Совершите 45-минутную самостоятельную экскурсию по этому отреставрированному участку земли.
      • Школьные группы могут взять рюкзак с учебными материалами, полными заданий, таких как охота за мусором.

      Дополнительная информация и образовательные ресурсы

       

    Головные сооружения: удаление неорганических веществ и предотвращение износа

    «Головные сооружения» очистных сооружений — это начальная стадия сложного процесса.Этот процесс снижает уровень загрязняющих веществ в поступающих бытовых и промышленных сточных водах до уровня, который позволяет сбрасывать очищенные сточные воды или стоки в ручей, реку или озеро. Эти очищенные сточные воды также можно распылять на выделенные участки земли, где они используются для орошения сельскохозяйственных культур и даже полей для гольфа. Полный процесс включает предварительную обработку, первичную обработку, вторичную обработку и часто третичную обработку.

    Процессы очистки сточных вод становятся все более и более сложными, а производительность головных сооружений важнее, чем когда-либо.Их функция заключается в удалении неорганических веществ, таких как палки, камни, песок и песок, из потока сточных вод для защиты и снижения износа последующего технологического оборудования. Оборудование головных сооружений может включать насосы, механические грохоты, грохоты, системы удаления песка и системы промывки песка.

    Реклама

    Насосы

    При проектировании головных сооружений инженер сталкивается с различными насосами, которые можно использовать для перекачки сточных вод из притока мокрого колодца в здание головных сооружений.Насосы классифицируются как центробежные, эрлифтные, объемные и винтовые. При выборе типа насоса инженер должен сопоставить производительность насоса с кривой напора для конструкции системы.

    Центробежные насосы подразделяются на радиальные, смешанные и осевые в зависимости от направления потока относительно оси вращения. Ось вращения вала насоса определяет, является ли насос горизонтальным или вертикальным агрегатом. Горизонтальная незасоряющаяся сухая яма, незасоряющаяся вертикальная сухая яма и погружные типы обычно используются для очистки сточных вод.

    Насосы радиального типа не засоряются благодаря типу рабочего колеса, используемого в их конструкции. Эти насосы включают типы, которые будут работать как в погруженных, так и в сухих скважинах. Крыльчатки закруглены и не имеют острых углов и выступов, которые могут захватывать и удерживать тряпки и другие волокнистые материалы.

    Осевые насосы, обычно используемые в погруженных в воду установках, перемещают жидкость за счет толкающего или подъемного действия лопастей рабочего колеса.Этот насос используется в основном для перекачки чистой воды или очищенных сточных вод, и его не следует использовать для перекачивания неочищенных сточных вод или шлама, поскольку крупные твердые частицы и волокнистый материал могут легко вызвать закупорку.

    Вихревой насос, или насос с крутящим моментом, имеет рабочее колесо, полностью утопленное в области улитки. Многолопастное полуоткрытое рабочее колесо утоплено в нагнетательном корпусе и полностью удалено из области улитки. Это позиционирование создает вихревое круговое движение, которое распространяется на всасывающее отверстие.Созданное вихревое действие направляет поток как жидкости, так и захваченных твердых частиц, поступающих в насос, в область улитки, где центробежная сила выталкивает поток наружу. Жидкость и уносимые твердые частицы не попадают на рабочее колесо, а проходят из линии всасывания через улитку в линию нагнетания.

    Рабочее колесо смешанного типа представляет собой промежуточную конструкцию, обладающую характеристиками как радиального, так и осевого рабочего колеса. Эти насосы вполне подходят для перекачивания сточных или ливневых вод, поскольку они спроектированы с широкими и беспрепятственными проходами.

    При сопоставимом размере нагнетания насоса незасоряющийся или радиальный насос будет пропускать более крупные твердые частицы. Тем не менее, насос смешанного потока доступен с большими размерами нагнетания, которые подходят для многих применений сточных и ливневых вод, которые производят очень большие объемы притока.

    Горизонтальные или вертикальные центробежные насосы-измельчители используются для перекачивания неочищенных бытовых или промышленных сточных вод, содержащих крупные твердые частицы. Использование этого типа насосов увеличивается из-за необходимости перекачки сточных вод и сборных резервуаров.Напор нагнетания ограничен, а эффективность откачки низка.

    Объемные насосы прямого вытеснения используются из-за их способности перемещать тяжелый и концентрированный шлам, содержащий увлеченные газы, без потери производительности. Эффективность редко является фактором при выборе насоса.

    Винтовые насосы имеют диаметр от 24 до 120 дюймов. Нормальная номинальная производительность может варьироваться от 100 до 35 000 галлонов в минуту. Это большие несложные насосы, работающие по принципу Архимеда для подъема воды.

    Винтовые насосы

    как открытой, так и закрытой конфигурации используются для обеспечения высокой производительности и отсутствия засорения. Открытый винт имеет ограничение по высоте подъема в размере 0,38 доллара США. Длина насоса ограничена из соображений прогиба и прочности, а угол наклона ограничен 30 или 38 градусами. Прилагаемый винтовой насос может быть установлен под углом 38 или 45 градусов и будет иметь вертикальный подъем до 0,60 доллара США.

    Эффективность винтового насоса увеличивается от минимальной производительности до номинальной производительности, при этом почти максимальная эффективность достигается в пределах от 70 до 80% диапазона перекачки.Эти агрегаты хорошо подходят для работы с переменной производительностью, поскольку скорость нагнетания регулируется уровнем жидкости на входе шнека. Следовательно, привод с регулируемой скоростью не нужен. Мощность зависит почти напрямую от производительности насоса, что приводит к более высокой эффективности в широком диапазоне производительности насоса.

    Реклама

    Системы просеивания

    Повторное использование сточных вод и рециркуляция осадка являются обычным явлением. Экраны больше не используются только для защиты оборудования, расположенного ниже по потоку, они имеют решающее значение для удаления пластиковых женских аппликаторов и презервативов из потока сточных вод и, следовательно, шлама.При тонком просеивании нежелательное удаление органических веществ и фекалий также вызывает беспокойство. Таким образом, промывка и обезвоживание отсева имеет решающее значение для поддержания хорошего процесса просеивания.

    Сита можно разделить на грубые, тонкие и микро. Все чаще на очистных сооружениях используется комбинация решет грубой и тонкой очистки.

    Сита грубой очистки с отверстиями более 6 мм (1/4 дюйма) удаляют из сточных вод крупные твердые частицы, ветошь и мусор. Сита тонкой очистки с отверстиями 1.от 5 мм до 6 мм используются для удаления более мелких материалов и могут значительно увеличить скорость последующих процессов с жидкостью и шламом, особенно в системах без первичной обработки.

    Количество материала отсева, удаляемого из потока отходов, значительно варьируется в зависимости от отверстия, установленного между решетками отсева. Кроме того, характеристики потока муниципалитета и тип системы сбора будут влиять на количество собранных отсевов.

    На количество удаляемого отброса также влияет длина и наклон системы сбора.Использование нескольких насосных станций может уменьшить размер органики, поступающей на головные сооружения. Можно предположить, что объем удаленного отсева может быть больше при использовании короткой пологой системы сбора с небольшой откачкой и низкой турбулентностью. Это различие связано с дезинтеграцией твердых тел, подвергающихся длительным периодам турбулентности. Влияние турбулентности будет более значительным при меньших отверстиях решетки.

    Состав, а также объем влияют на утилизацию отбросов.Грубый отсев состоит из тряпок, палочек, листьев, частиц пищи, костей, пластика и камней. При меньших отверстиях (6 мм и менее) в отсевы могут попасть окурки, фекалии и другие органические вещества.

    Отсевы

    обычно содержат от 10 до 20% сухих веществ и имеют насыпную плотность от 40 до 70 фунтов/куб. футов. Отверстия размером 19 мм или меньше должны адекватно защищать оборудование, расположенное ниже по потоку. Меньшие отверстия между решетчатыми решетками будут производить большие объемы удаления твердых частиц и могут обеспечить более высокую степень защиты оборудования, расположенного ниже по технологической цепочке.(Следует проявлять осторожность при выборе отверстий размером менее 13 мм для растений, обслуживаемых пологими гравитационными системами сбора из-за возможности удаления нежелательных фекалий.)

    Правильный выбор и размер решетчатых решеток обеспечат удовлетворительные механические и технологические характеристики и могут повысить эффективность последующего оборудования и процессов на очистных сооружениях. Ниже приведены критерии, обычно используемые для определения типа экрана, наиболее подходящего для конкретного применения.

    • Размер частиц и объем отсевов, подлежащих удалению;
    •  Вариации потока и характеристики притока;
    •  Минимальный и максимальный уровни воды; и
    • Гидравлика установки и допустимые потери напора.

    Как и для большинства типов механического оборудования, требования к техническому обслуживанию и надежность являются очень важными аспектами проектирования и выбора оборудования. Следует ожидать, что при включении решетчатого грохота он будет работать эффективно и результативно при минимальном внимании оператора.

    Из соображений эксплуатации и технического обслуживания рекомендуется использовать два узких грохота, а не один широкий грохот. При использовании двух или более экранов канал просеивания и оборудование для просеивания должны быть спроектированы таким образом, чтобы один экран мог быть выведен из эксплуатации без неблагоприятного воздействия на работу установки или оставшегося экрана.

    Потери напора грохота и объем удаляемых твердых частиц резко возрастают по мере уменьшения размера отверстия грохота. Следовательно, применение тонкого грохота требует тщательного анализа гидравлики и технологических процессов установки.Этот обзор особенно важен при модернизации установки, когда решетчатый грохот грубой очистки заменяется решеткой тонкой очистки.

    Удаление больших количеств твердых частиц, связанное с мелкими фильтрами, может привести к снижению уровня БПК на 5–25 %, TSS на 15–30 %, жира на 30–50 % и до 90 % всех плавающих частиц. Если это признано инженером, снижение БПК может быть отражено в сокращении последующих процессов.

    Различные типы сит тонкой очистки можно классифицировать и различать по способу их расположения по отношению к потоку, используемой просеивающей среде или используемому механизму очистки.При размещении экрана инженеру необходимо учитывать влияние подпора, вызванного потерей напора через экран. Некоторые установки включают переливной водослив в обходной канал, чтобы предотвратить чрезмерную перегрузку вверх по течению, если экран закроется.

    В конструкции грохота очень важно учитывать гидравлику. Распределение скоростей в подходном канале оказывает существенное влияние на работу экрана. Прямой канал перед экраном обеспечивает хорошее распределение скорости по ширине экрана.

    Инженер должен следить за тем, чтобы скорость приближения сточных вод к грохоту не падала ниже значения самоочистки и не увеличивалась настолько, чтобы сбить отсев. Чрезвычайно низкие скорости в канале могут привести к оседанию твердых частиц в канале перед грохотом. В идеале скорость в подходном канале должна превышать 1,3 фута в секунду при минимальном расходе. Это необходимо для предотвращения оседания песка и других твердых частиц в подходном канале. Твердые частицы, осевшие в канале перед ситом, могут помешать работе сита, а в некоторых случаях и повредить его.Факторы, которые следует учитывать при оценке экранов, показаны в таблице 1.

    Реклама

    Песчаные системы

    Удаление песка является важной частью процесса очистки сточных вод. Удаление песка помогает снизить затраты на техническое обслуживание последующего оборудования. Песок вызывает износ насосов, засоряет трубы и каналы и может занимать ценное место в резервуарах для сбраживания осадка.

    В зависимости от типа используемого процесса удаления песка, удаленный песок может быть дополнительно сконцентрирован в циклоне и промыт для удаления более легкого органического материала, захваченного вместе с песком.Промытый песок легче хранить без проблем с запахом, и его легче утилизировать, чем немытый песок.

    Количество и характеристики песка, а также его потенциальное неблагоприятное воздействие на последующие процессы являются важными факторами при выборе процесса удаления песка. Другие соображения включают требования к потерям напора, требования к пространству, эффективность удаления песка, органическое содержание и экономичность. Доступны различные системы зернистости. Основные категории: вихревые, цепно-ковшовые (аэрируемые и неаэрируемые), цепно-скребковые (аэрируемые и неаэрируемые), аэрируемые шнековые и винтовые.

    В целях проектирования размеры частиц песка традиционно включали частицы размером более 65 меш (0,008 дюйма) с удельным весом 2,65. Удаление не менее 95% этих частиц всегда было целью проектирования удаления песка. теперь они способны удалять до 75% материала размером 100 меш (0,006 дюйма) из-за недавнего признания того, что предприятиям часто необходимо удалять мелкие частицы, чтобы избежать неблагоприятного воздействия на последующие процессы. Подобно конструкциям грохотов, необходимо идентифицировать экстремальные значения потока, чтобы можно было спроектировать песколовку для эффективного удаления песка.

    Количество песка, поступающего в очистные сооружения, обычно наибольшее во время пиковых расходов. Размеры песколовок обеспечивают эффективное удаление песка при пиковых расходах и предотвращение удаления избыточного органического материала при меньших расходах.

     

    Удаление песка

    Удаление песка из песколовки можно осуществить разными способами, в зависимости от типа используемой системы песколовки. Четыре метода автоматического удаления песка:

    • Винтовой или трубчатый конвейер;
    • Элеваторы цепные и ковшовые;
    • Грейферные ковши; и
    • Насосы.

     

    Промывка и обезвоживание песка

    После удаления собранного песка из песколовки песок обычно промывается для облегчения обращения. В большинстве случаев уменьшение объема песка за счет удаления воды, содержащейся в песке, снижает транспортные расходы и упрощает транспортировку и обращение с ним во время утилизации. Промывка песка для удаления гнилостных органических материалов упрощает обращение с песком и его утилизацию. Удаление гнилостного органического материала предотвращает появление запахов и неприятных явлений, вызванных разложением органического материала.

    Гидроциклонный сепаратор центробежно концентрирует песок, что требует постоянной подачи шлама песка при давлении на входе в классификатор песка от 5 до 20 фунтов на квадратный дюйм. Постоянная скорость подачи обычно находится в диапазоне от 200 до 500 галлонов в минуту, в зависимости от размера циклона. Размер циклонного сепаратора зависит от циклической скорости подачи и концентрации твердых частиц песка. Циклоны лучше всего работают при концентрации сырья менее 1% твердых веществ. Центробежное действие, создаваемое в циклонных сепараторах, увеличивает содержание твердых частиц в среднем до 5–15%.Приблизительно от 90 до 95% расхода исходного сырья проходит через вихревой искатель в верхней части циклона. Это уменьшение объема потока экономит транспортировку и хранение, а также уменьшает требуемый размер классификатора песка.

    Классификаторы песка (например, с наклонным шнеком или с возвратно-поступательными граблями) промывают песок, отделяя от него гнилостные органические вещества. Размер классификаторов зависит от скорости осаждения удаляемых частиц, пропускной способности подачи и пескоемкости.Для целевого размера частиц и скорости потока инженер-проектировщик выбирает минимальную площадь бассейна (площадь поверхности) и длину водослива.

    Классификаторы наклонены от 15 до 30 градусов от горизонтали.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.