Схемы сооружений глубокой очистки.
Разработана станция глубокой очистки биологически очищенных сточных вод пропускной способностью 100 тыс. м3/сут с доведением концентрации поступающих сточных вод по БПКполн от 15 до 6 мг/л, взвешенных веществ от 15 до 3 мг/л и ПАВ от 2,5 до 0,5 мг/л.
Сооружения глубокой очистки включают резервуары и фильтры (рис. 6.8). Сточная вода после полной биологической очистки поступает в приемный резервуар, откуда погружными осевыми насосами подается в приемную камеру, а затем на каркасно-засыпные фильтры.
Рис. 6.8. Технологическая схема сооружений доочистки биологически очищенных сточных вод пропускной способностью 100 тыс. м3/сут:
I — приемный резервуар; II — приемная камера воды, направляемой на фильтрование;
III — фильтр КЗФ; IV — приёмная камера воды, направляемой на промывку; V — резервуар фильтрованной воды; VI — резервуар грязной промывной воды; VII, VIII, IX,
Х — насосы для подачи соответственно промывной воды, воды на фильтрование, фильтрованной воды на промывку, для перекачки воды после промывки; 1 — подача воды на доочистку; 2 — отвод воды в контактный резервуар после доочистки; 3 — подача воды на фильтрование; 4 — подача воды на промывку фильтров; 5 — подвод фильтрованной воды в резервуар;
6 — отвод воды после промывки; 7 — подача воздуха; 8 — опорожнение.
Для глубокой очистки сточных вод от ПАВ, которые практически не задерживаются на фильтрах, применяют метод пенного фракционирования, являющийся наиболее перспективным. Этот метод эффективен для малоконцентрированных растворов и, сравнительно прост; процесс автоматизирован.
При барботаже воздухом сточной воды ПАВ адсорбируется на поверхности разделе фаз воздух — вода, понижая поверхностное натяжение. Увлекаемые, поднимающимися воздушными пузырьками эти вещества способствуют образованию на поверхности воды слоя пены.
Для пенного фракционирования применяют мелкопузырчатые аэраторы — керамические фильтросные пластины. Резервуар для пенного фракционирования показан на рис. 6.9.
Рис. 6.9. Резервуар для пенного фракционирования:
1 — трубопровод фильтрованной воды; 2 — воздуховод; 3 — механическое устройство для сгона пены; 4 — трубопровод доочищенной сточной воды.
Интенсивность барботажа 35…40 м3/(м3/ч), продолжительность барботажа 15…20мин, рабочая глубина резервуара 3 м. Резервуар проектируется в виде однокоридорного аэротенка шириной 9 м и состоит из трех секций. Габариты резервуара 21×27× 3,6 м.
Число резервуаров определяется по расчетному расходу сточной воды. В конце резервуара имеется канал шириной 1 м для сбора пены, в который она сгоняется скребковым механизмом. Объем пенного продукта составляет 3…8 % объема очищенной сточной воды. Пена в канале гасится технической водой, после чего обрабатывается одним из следующих способов. При наличии в составе станции аэрации сооружений механического обезвоживания и термосушки осадка обработку пенного концентрата целесообразно осуществлять путем подачи его в тракт обработки осадка перед механическим обезвоживанием. Эффективность обезвоживания осадка при этом несколько повышается. Другим способом обработки пенного концентрата является возвращение его в аэротенки для биохимического окисления.
По уравнению баланса концентрация ПАВ в доочищенной сточной воде Ск, мг/л, в условиях рециркуляции пенного концентрата составит:
где Сж — концентрация ПАВ в отстоенной воде, равная 10 мг/л; Б, Д — удаление ПАВ соответственно на сооружениях биологической очистки и в процессе пенного фракционирования, равное в обоих случаях 80 %.
Из полученного результата следует, что в тех случаях, когда концентрация ПАВ в доочищенной сточной, воде должна быть не выше 0,5 мг/л, метод рециркуляции пенного концентрата в аэротенке приемлем только при содержании ПАВ в отстоенной воде не более 10 мг/л.
Для глубокой очистки биологически очищенных сточных вод после вторичных отстойников предложены два варианта: 1) в биологических прудах; 2) на микрофильтрах с последующей глубокой очисткой в двухступенчатых биологических прудах (рис.6.10).
При глубокой очистке биологически очищенных сточных вод на микрофильтрах оптимальные параметры процесса следующие: концентрация взвешенных веществ в исходной воде – 20…60 мг/л; скорость фильтрования – 24 м/ч; потери напора при микрофильтровании — 6…12 см; частота вращения барабана микрофильтра – 3…5 мин-1; расход воды на промывку примерно 3…4 % общего расхода воды, обрабатываемой на микрофильтре.
Рис. 6.10. Схемы очистных станций с вариантными решениями
сооружений доочистки:
а, б — вариант соответственно I и II; 1 — аэротенки; 2 — вторичные радиальные отстойники; 3 — биологические пруды: 4 — микрофильтры; 5 — насосная станция; 6 —подача промывной воды.
Глубокая очистка биологически очищенных сточных вод на микрофильтрах обеспечивает снижение содержания взвешенных веществ на 50…70 % и БПК на 30…40 % общего их содержания в поступающей воде. При этом количество растворенного кислорода практически не уменьшается, что является преимуществом микрофильтров по сравнению с песчаными фильтрами. С применением микрофильтров в системе глубокой очистки появляется возможность уменьшить число вторичных отстойников, сократив продолжительность пребывания сточной воды в них до 30 мин либо заменив I ступень биологических прудов микрофильтрами, уменьшить площадь прудов, капитальные расходы и эксплуатационные затраты. Применение микрофильтров при глубокой очистке сточных вод после вторичных отстойников позволяет уменьшить площадь биологических прудов.
Методы фильтрования, микрофильтрации, флотации и глубокой очистки в биологических прудах по задержанию в них взвешенных веществ и БПКполн обеспечивают разное качество очищенных вод по этим показателям при одинаковых значениях их в исходной воде, что свидетельствует о разных диапазонах применимости каждого метода. При концентрации взвешенных веществ в исходной воде менее 20 мг/л эффективность работы фильтров значительно превышает эффективность других методов; при концентрации взвешенных веществ более 20 мг/л эффективность флотаторов и микрофильтров увеличивается.
Независимо от величины БПКполн в исходной сточной воде фильтры обеспечивают наибольшее снижение этого показателя. Это является существенным преимуществом метода фильтрования по сравнению с другими методами глубокой очистки, так как основная задача — уменьшение остаточного БПКполн в биологически очищенных сточных водах без значительного удорожания всего комплекса сооружений.
Повторное использование доочищенных сточных вод в промышленности осуществляется в районах с высокоразвитой промышленностью и ограниченными водными ресурсами. Очищенные сточные воды используются для охлаждения закрытых теплообменных аппаратов и питания котлов, для тушения кокса, смыва и гидротранспорта окалины в различных отраслях промышленности.
Максимальное использование доочищенных городских сточных вод для производственного водоснабжения позволяет в значительной степени сократить потребление воды из природных источников и уменьшить сброс очищенных городских сточных вод в водоемы, что значительно снижает капитальные расходы и эксплуатационные затраты на водохозяйственные нужды городов, а также улучшит санитарное состояние водоемов. Доочищенные сточные воды целесообразно также использовать для поливки
улиц и зеленых насаждений.
В перспективе процент использования доочищенных сточных вод в промышленности и городском хозяйстве должен резко возрасти. Это направление — одно из наиболее рациональных при использовании и охране водных ресурсов.