Оборудование для биотехнологического производства

11. Аэробная очистка сточных вод в природных условиях. Методы. Сооружения.

Биологический пруд - водоем для биологической очистки сточных вод в естественных условиях. Биологические пруды надлежит применять для очистки и глубокой очистки городских, производственных и поверхностных сточных вод, содержащих органические вещества.

Биологические пруды допускается проектировать как с ест

ественной, так и с искусственной аэрацией (пневматической или механической). Биологические пруды следует устраивать на нефильтрующих или слабофильтрующих грунтах. При неблагоприятных в фильтрационном отношении грунтах следует осуществлять противофильтрационные мероприятия. Биологические пруды следует располагать с подветренной по отношению к жилой застройке стороны господствующего направления ветра в теплое время года. Направление движения воды в пруде должно быть перпендикулярным этому направлению ветра.

Биологические пруды следует проектировать не менее чем из двух параллельных секций с 3-5 последовательными ступенями в каждой, с возможностью отключения любой секции пруда для чистки или профилактического ремонта без нарушения работы остальных.

При обеззараживании сточных вод после биологических прудов следует выделять отсек для контакта сточной воды с хлором.

Первая серия прудов предназначена для осаждения сточных вод. На этой стадии в ходе анаэробных процессов разложения образуется биогаз (смесь метана, диоксида углерода, аммиака и других газов). Биогаз является вполне пригодным топливом для двигателей и газовых плит. Биогаз, уходящий в атмосферу, загрязняет воздух и способствует «парниковому эффекту» (нагревание! атмосферы земли, способное изменить климат планеты). Исходя из этих соображений, биогаз, образующийся при первичном разложении сточных вод, следует собирать и использовать.

Вторая серия прудов имеет смешанный характер: у дна продолжаются анаэробные процессы, .а верхние слои воды, взаимодействующие с воздухом, подвергаются аэрации.

Последняя серия прудов — аэрационные — превышает по площади две предыдущие. Вода имеет зеленоватый цвет, поскольку в ней множество одноклеточных водорослей.

Пруды обычно располагают по рельефу таким образом, чтобы вода перетекала из одной серии прудов в другую самотеком. Пруды устраивают глубиной около 1 м: при большей глубине снижается биологическая эффективность активного ила в прудах-отстойниках, а в аэробных прудах снижается аэрационный эффект от контакта с воздухом.

Схема

Рис. 1. Схема биологической обработки стоков: 1 — механический фильтр; 2 — солнечный коллектор для подогрева воды; 3 — биореактор; 4 — компрессор для сжатия биогаза; 5 — каналы выращивания водорослей; 6 — фильтр для сбора водорослей; 7…9 — аэробные пруды; 10 — ручей проложенный через осоковый луг

Технические характеристики

При очистке в биологических прудах сточные воды не должны иметь БПКполн свыше 200 мг/л-для прудов с естественной аэрацией и свыше 500 мг/л-для прудов с искусственной аэрацией.

При БПКполн свыше 500 мг/л следует предусматривать предварительную очистку сточных вод.

В пруды для глубокой очистки допускается направлять сточную воду после биологической или физико-химической очистки с БПКполн не более 25 мг/л-для прудов с естественной аэрацией и не более 50 мг/л-для прудов с искусственной аэрацией.

Перед прудами для очистки надлежит предусматривать решетки с прозорами не более 16 мм и отстаивание сточных вод в течение не менее 30 мин.

После прудов с искусственной аэрацией необходимо предусматривать отстаивание очищенной воды в течение 2-2,5 ч.

Отношение длины к ширине пруда с естественной аэрацией должно быть не менее 20. При меньших отношениях надлежит предусматривать конструкции впускных и выпускных устройств, обеспечивающие движение воды по всему живому сечению пруда.

В прудах с искусственной аэрацией отношение сторон секций может быть любым, при этом аэрирующие устройства должны обеспечивать движение воды в любой точке пруда со скоростью не менее 0,05 м/с. Форма прудов в плане зависит от типа аэраторов: для пневматических или механических прудов могут быть прямоугольными, для самодвижущихся механических-круглыми.

Отметка лотка перепускной трубы из одной ступени в другую должна быть выше дна на 0,3-0,5 м.

Выпуск очищенной воды следует осуществлять через сборное устройство, расположенное ниже уровня воды на 0,15-0,2 глубины пруда.

Хлорировать воду следует, как правило, после прудов. В отдельных случаях (при длине прокладки трубопровода хлорной воды свыше 500 м или необходимости строительства отдельной хлораторной и т. п.) допускается хлорирование перед прудами.

Концентрация остаточного хлора в воде после контакта не должна превышать 0,25-0,5 г/м3.

Количество осадка, выпадающего в контактных резервуарах, следует принимать, л на 1 м3 сточной воды, при влажности 98 %: после биологической очистки в аэротенках и на биофильтрах-0,5.

Расчет

Рабочий объем пруда надлежит определять по времени пребывания в нем среднесуточного расхода сточных вод.

Время пребывания воды в пруде с естественной аэрацией tlag , сут, следует определять по формуле

(69)

где N - число последовательных ступеней пруда;

Klag -коэффициент объемного использования каждой ступени пруда;

Klag -то же, последней ступени;

Klog и Klog принимаются для искусственных прудов с отношением длины секций к ширине 20:1 и более-0,8-0,9, при отношении 1:1-3:1 или для прудов, построенных на основе естественных местных водоемов (озер, запруд и т. п.),-0,35, для промежуточных случаев определяются интерполяцией;

Len -БПКполн воды, поступающей в данную ступень пруда;

Len -то же, для последней ступени;

Lex - БПКполн воды, выходящей из данной ступени пруда;

Lex -то же, для последней ступени;

Lfin -остаточная БПКполн, обусловленная внутриводоемными процессами и принимаемая летом 2-3 мг/л (для цветущих прудов-до 5 мг/л), зимой-1-2 мг/л;

k -константа скорости потребления кислорода, сут; для производственных сточных вод устанавливается экспериментальным путем; для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод при отсутствии экспериментальных данных k для всех промежуточных секций очистного пруда может быть принята равной 0,1 сут-1, для последней ступени k = 0,07 сут-1 (при температуре воды 20 °С).

Для прудов глубокой очистки k следует принимать, сут-1: для 1-й ступени-0,07; для 2-й ступени-0,06; для остальных ступеней пруда-0,05-0,04; для одноступенчатого пруда k = 0,06 сут-1.

Для температур воды, отличающихся от 20 °С, значение k должно быть скорректировано по формулам:

для температуры воды от 5 до 30 °С

(70)

для температуры воды от 0 до 5 °С

(71)

 Скачать реферат