Проект сооружений биологической очистки хромсодержащих сточных вод производительностью 930 м3/сут

 

1 – центральная труба; 2 – водослив; 3 – отстойная часть; 4 – отражательный щит;

5 – илопровод.

Рисунок 1.3 – Вертикальный отстойник

 

К достоинствам вертикальных отстойников можно отнести простоту удаления осадка и небольшую площадь.

 

3.  Сооружения биологической очистки сточных вод

 

Анаэробные  биореакторы с иммобилизованной микрофлорой применяют для локальной предварительной очистки сильно загрязненных (ХПК > 1500–2000 мг/л) сточных вод до уровня загрязненности, допустимого для сброса стоков в городскую канализацию.  Можно выделить следующие типы биореакторов

- с нисходящим потоком  жидкости

- с псевдоожижженым  слоем

- с гранулированной  биомассой

- комбинированные

В биореактрах с нисходящим потоком жидкости процесс очистки  осуществляется малосмывающейся биопленкой что способствует меньшей воспреимчивости  к заболачиванию возможности  очистки более концентрированных  сточных вод, а также такие биореактры переносят перегрузки в 5-10 раз больше чем обычная нагрузка в течении суток. Недостатком этих биореактров является длительность периода запуска, т.к.работает практически биопленка.

Преимуществами биореакторов с псевдоожижженым слоем является то, что они обладают высокой окислительной мощностью высокой концентрацией активного ила малым временем пребывания стока, а также неподверженность к заиливанию и компактность. Недостатками биореакторов с псевдоожижженым являются большие капитальные затраты, высокая энергоемкость, чувствительность к отклонению условий процесса от оптимальных, (т.к. время пребывания небольшое) а также сложность расчетов и оптимизации.

Конструкция реакторов  с гранулированной биомассой  основана на способности анаэробных микроорганизмов образовывать крупно оседающие гранулы. Достоинствами таких биореакторов является высокая концентрация биомассы, простата и дешевизна сооружений, а также способность работы в термофильном и психрофильном режимах. Недостаток реакторов с гранулированной биомассой – длительность и сложность запуска (6 – 9 месяцев уходят на формирование гранул), сложность обработки стоков с большим количеством взвешенных веществ.

В комбинированных реакторах  загрузка выполняет роль газоилоотделительного  устройства. Носитель занимает 25 – 30% объема аппарата. Нижняя часть реактора работает по принципу аппарата с гранулированной биомассой. Верхняя – по принципу биофильтра. В нашей схеме очистки после первичного отстойника выбираем комбинированный реактор, т.к. в них экономится 60 – 75% загрузочного материала, эффективно удерживается ил. Комбинированный реактор более устойчив к перегрузкам, перерывам подачи воды, чем биореактор  с гранулированной биомассой, а также

обладает более коротким периодом запуска (биопленка на носителе образуется быстрее).  

В курсовом проекте используется комбинированный анаэробный биореактор.

Достоинства анаэробной очистки:

• низкие энерго затраты;
• низкий прирост активного ила;
• активный ил стабилен, может сохранять активность при температуре до 15ºС в течении длительного времени;
• анаэробный процесс позволяет частично возместить затраты на процесс за счет образования биогаза;
• позволяет обрабатывать высоко концентрированные стоки.

Газгольдеры служат для поддержания постоянного давления в газовой сети

 

 

Рисунок 1.4 - Газгольдер

 

Вес колокола уравновешивает противодавление газа, поэтому при изменении объема газа под колоколом давление в  газгольдере остается постоянным.

Объем мокрых газгольдеров 100-6000 м³  . Объем рассчитывается на двух- четырехчасовой выход газа.

Устанавливают газгольдер на тупиковом ответвлении  сети. Расстояние от газгольдера до других помещений не менее 40 м., до внутри площадных дорог – 20 м. Расстояние между газгольдерами не менее половины суммы диаметров самих газгольдеров.

Аэробная очистка происходит в аэротенках при действии активного ила. Аэротенки представляют собой большие резервуары, где находится активный ил в постоянном перемешивании со сточными водами под действием воздуха, подаваемого ко дну аэротенка.

При биологической очистке сточных вод протекают два процесса – сорбция загрязнений активным илом и их внутриклеточное окисление микроорганизмами. Скорость сорбции значительно превышает скорость биоокисления, поэтому после окончания процесса сорбции и достижения требуемого эффекта очистки по БПК отделившийся в отстойнике ил направляют в регенератор (секцию аэротенка) с целью биоокисления остаточных загрязнений сточных вод. Аэротенки имеют ряд модификаций, их применяют в широком диапазоне производительностей и концентраций загрязнений сточных вод.

Аэротенки-смесители характеризуются равномерной подачей по длине сооружения исходной воды и активного ила и равномерным отводом иловой смеси. Полное смешение в них сточных вод с иловой смесью обеспечивает выравнивание концентраций ила и скоростей процесса биохимического окисления, поэтому аэротенки-смесители более приспособлены для очистки концентрированных производственных сточных вод (БПК_полн до 1000 мг/л) при резких колебаниях их расхода, состава и количества загрязнений. Технологическими особенностями аэротенка-смесителя являются рассредоточенная подача очищаемой воды и активного ила и рассредоточенный отвод иловой смеси по всей длине сооружения, что обеспечивает моментальное перемешивание сточных вод и активного ила, поддерживает постоянными состав иловой смеси и скорость процесса окисления во всем объеме аеротенка.

Аэротенки-вытеснители (рисунок 1.5), в отличие от аэротенков других типов (аэротенков-смесителей и аэротенков промежуточного типа), представляют собой сооружения, в которых очищаемая сточная вода постепенно перемещается от места впуска к месту ее выпуска. При этом практически не происходит активного перемешивания поступающей сточной воды с ранее поступившей. Процессы, протекающие в этих сооружениях, характеризуются переменной скоростью реакции, поскольку концентрация органических загрязнений уменьшается по ходу движения воды. Аэротенки-вытеснители весьма чувствительны к изменению концентрации органических веществ в поступающей воде, особенно к залповым поступлениям со сточными водами токсических веществ, поэтому такие сооружения рекомендуется применять для очистки городских и близких по составу к бытовым промышленных сточных вод.

К аэротенкам промежуточного типа относятся, например, коридорные аэротенки с рассредоточенной по длине подачей сточных вод и с впуском активного ила в начало коридора.

Аэротенки подразделяются также по виду применяемой аэрации  на: аэротенки с механической или (наиболее распространенной) пневматической аэрацией.

Окисление органических загрязняющих веществ в аэротенках происходит за счет жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, образующих хлопьевидные скопления — активный ил. Часть органических веществ, непрерывно поступающих со сточными водами, окисляется, а другая обеспечивает прирост бактериальной массы активного ила.

Также необходимо устанавливать регенераторы активного ила - резервуары, куда не подают загрязненную сточную воду, а продувают активный ил воздухом, позволяя ему доокислить сорбированные на нем загрязнения, и вернуть свою окислительную мощность. Время регенерации ила определяется расчетным   путем, но зачастую оно бывает больше времени, которое активный ил проводит в аэротенках. Восстановленный активный ил вновь подается в аэротенк для очистки сточной воды.

 

1 – канал циркуляционного активного ила; 2 – циркуляционный активный ил; 3 – сток от первичных отстойников; 4 – аэротенк; 5 – регенератор; 6 – соединительный канал; 7 – иловая смесь во вторичные отстойники; 8 – очищенная вода; 9 – сырая вода; 10 – канал биологически очищенных сточных вод; 11 – нижний канал сырой воды; 12 – верхний канал сырой воды.

Рисунок 1.5 - Аэротенк-вытеснитель

 

Активный  ил – сложная, постоянно развивающееся  система микроорганизмов, которые  приспосабливаются к сточным  водам и параметрам окружающей среды. В процессе своей жизнедеятельности биомасса активного ила увеличивается – микроорганизмы размножаются. Поэтому образуется избыточный активный ил, который не возвращается в аэротенк, а удаляется из оборота.

Процесс сепарации (разделения) активного ила –  уже не является биологической очисткой, но ему необходимо уделять большое внимание. Он может осуществляться различными способами, но наиболее распространенный – вторичные отстойники. Эффективное разделение ила и очищенной воды, а также обеспечение аэротенков повышенной дозой ила — настолько важные функции вторичных отстойников, что этот процесс, как правило, наиболее критический на действующих сооружениях биологической очистки. Вторичные отстойники устанавливают также и после биофильтров для задержания нерастворенных (взвешенных) веществ (представляющих собой частицы отмершей биологической пленки) и после аэротенков для отделения активного ила от очищенных сточных вод. В качестве вторичных применяют горизонтальные, вертикальные и радиальные отстойники.

Работу вторичных отстойников оценивают по выносу взвешенных веществ, концентрации возвратного ила и влажности осадка. Эти показатели характеризуют их основные функции: отделение очищенной воды от активного ила; уплотнение ила.

Управление  работой вторичных отстойников является очень важной задачей эксплуатирующей службы, поскольку эффективность вторичного отстаивания непосредственно влияет на ход биохимического окисления в аэротенках и, в значительной мере, определяет содержание взвешенных веществ в очищенных водах, т.е. потери биомассы активного ила, и, соответственно, его прирост.

В курсовом проекте принимается  вертикальный вторичный отстойник.

Для очистки сточных  вод применяют высокопроизводительные фильтрационные сооружения: скорые и сетчатые фильтры. Для скорых фильтров используют открытые (самотечные) или закрытые (напорные) аппараты с нисходящим или восходящим потоком. В качестве фильтрующей среды используют природные и искусственные или синтетические материалы. Однако в настоящее время для очистки сточных вод предпочтение отдают фильтрам с нисходящим потоком, в которых дренажная система защищена от воздействия загрязнений, и поэтому работает более надежно.

Установки по обеззараживанию  сточных вод. Наиболее широко применяют хлорную известь, хлор и его производные. Количество активного хлора, вводимого на единицу объема сточной воды, называется дозой хлора. Доза хлора подбирается таким образом, чтобы содержание бактерий группы кишечной палочки в воде, сбрасываемой в водоем, не превышало 1000 кл./л. Доза остаточного хлора при этом должна составлять не менее 1,5 мг/л при продолжительности контакта 30 мин, и не менее 1 мг/л при продолжительности контакта 60 мин [4].

Установка для  хлорирования жидким хлором включает хлораторную, смеситель, контактные резервуары. Жидкий хлор находится в контейнерах под давлением, после испарения он проходит фильтр и в газообразном состоянии поступает в дозатор..

После смешивания сточной воды с хлорсодержащими  агентами она поступает в контактные резервуары. Они предназначены для обеспечения расчетной продолжительности контакта очищенных сточных вод с хлором или гипохлоритом натрия. Конструктивно они не отличаются от первичных отстойников. Осадок, выпадающий в контактных резервуарах, имеет влажность 96%, его можно обезвоживать без предварительной стабилизации.

Обеззараживание сточных вод хлорированием имеет  два существенных недостатка:

– такая обработка  не обеспечивает необходимой эпидемической  безопасности в отношении вирусов;

– образуются хлорамины  и хлорорганические соединения (диоксины), обладающие высокой токсичностью, мутагенностью, канцерогенностью. Они способны аккумулироваться в донных отложениях, тканях гидробионтов и в конечном счете попадать в организм человека.

Избыточный активный ил из отстойников поступает на уплотнение в илоуплотнитель, где происходит снижение влажности ила. Активный ил после уплотнения легче обезвоживается.

Обезвоживание избыточного  активного ила может производиться  на иловых площадках (площадки естественного  обезвоживания и сушки, площадки интенсивного обезвоживания и сушки) и механически (с помощью вакуум-фильтров, фильтр-прессов или центрифуг).

 

 

 

1 – фильтровальная  лента; 2 – камера регенер-и  фильтр-й ленты; 3 – бункер; 4 – ножи для съема осадка; 5 – подающий коллектор; 6 – верхняя опорная плита; 7 – направляющие; 8 – коллектор для подачи воды на диафрагму; 9 – средние фильтровальные плиты; 10 – нижняя нажимная плита.

Рисунок 1.6 – Фильтр-пресс

 

 

 

2 Описание технологической схемы

 

Сточная вода с показателем БПК=4000 мг/л и количеством взвешенных веществ 700 мг/л  первоначально поступает в приемную камеру  (1), которая предназначена для приема сточных вод, поступающих на очистные сооружения, гашения скорости потока жидкости и сопряжения трубопровода с открытым лотком. Затем сточная вода поступает в песколовку (2) для выделения из сточной воды тяжелых минеральных примесей. Песок из песколовки направляется в бункер для песка, где сушится, а затем вывозится. Затем сточные воды направляются в усреднитель (3), где происходит усреднение стока по расходу. В камере хлопьеобразования (4) идет приготовление раствора коагулянта, который служит таже и для нейтрализации pH воды. Сточные воды направляются в первичные вертикальные отстойники (5), где происходит удаление грубодисперсных веществ. После первичного отстойника необходимо поставить резервуар (6), которая препятствует взмучиванию осадка в первичных отстойниках. Из отстойника вода поступает на двухступенчатую анаэробно-аэробную очистку. Вода поступает в анаэробный биореактор (10), в котором происходит снижение БПК на 85%. Затем вода поступает на вторую ступень очистки, где происходит полная очистка сточных вод до БПК 15 мг/л и содержания  взвешенных веществ 35 мг/л, т. е. аэротенк-вытеснитель (16) и вторичный отстойник (17). Для доочистки воды от взвешеных веществ предусмотрен скорый фильтр (18). После него вода смешивается с хлорной водой в лотке “Паршаля” (19) и направлятся в контактный резервуар (20), для обеззараживания.