Очищення міських стічних вод
Нагадаємо, що повноцінна технологічна схема очищення ГСВ повинна включати в себе 4 основні процеси: механічне очищення, біологічне очищення, знезараження очищеної води та обробку осаду. У ряді випадків можуть застосовуватися так звані «урізані схеми», в яких відсутній процес – це виправдано у виняткових умовах.
Факт 1 Біологічне очищення води – етап очищення ГСВ, наступний після механічного очищення
Біологічне очищення води – ключова та обов'язкова стадія очищення ГСВ. На об'єктах, де не використовуються методи доочищення, ця стадія визначає технологічні показники забруднюючих речовин для всього процесу очищення стічних вод стосовно скидання очищеної води у водні об'єкти. Завдання біологічного очищення СВ полягає в тому, щоб аналогічно протікають у водоймах природним процесам самоочищення за допомогою мікроорганізмів біологічно перетворити багатокомпонентні суміші з органічних компонентів, що розщеплюються, якісний і кількісний склад яких піддається сильним коливанням, в прості продукти, зокрема в вуглекислий газ а також додаткову біомасу. Всі органічні речовини, що зустрічаються в природі, можуть бути розщеплені за допомогою мікроорганізмів. Мета біологічного очищення СВ полягає перш за все в розщепленні органічних вуглецевих сполук, а також в елімінуванні азотистих сполук і фосфатів. Розрізняють аеробне розщеплення – біологічне окиснення субстратів та анаеробне розщеплення – біологічну редукцію компонентів.
Біореактори з біоплівкою
Очищення стічної води відбувається ввнаслідок споживання біоплівкою органічних забруднень (у процесі аеробного окислення та окислення амонійного азоту).
Для окиснення застосовується атмосферне повітря.
Стічна вода стікає зверху
вниз через шар завантаження. У крапельні біофільтри з щебеневим завантаженням повітря проникає мимовільно,
аерофільтри подається знизу
вентиляторами. Біофільтри з
пластиковим завантаженням, як правило, не вимагають подачі повітря
Сам по собі метод має гарні технологічні можливості (повне біологічне очищення та глибоке окислення амонійного азоту). Однак в Україні використовують лише архаїчний варіант даного методу — з використанням як завантаження щебеню, на спорудах не пізніше 60-х років побудови.
Стічна вода має попередньо пройти відстоювання.
Технології, що застосовуються в даний час, не дозволяють проводити процес денітрифікації і, відповідно, видаляти азот
Стічна вода надходить у біореактор, заповнений завантаженням (стаціонарною, або рухомою). Повітря подається знизу через пневматичну аераційну систему. Конструкція дозволяє застосовувати аноксидні (безкисневі) зони для денітрифікації з перемішуванням мішалками. Очищена вода прямує на відстоювання.
Ефективний, надійний процес для повної біологічної очистки та нітрифікації при використанні адекватного завантаження. При застосуванні завантаження недостатньо
придатною для цих умов, можливе накопичення надлишкової кількості біоплівки та її відмирання із вторинним забрудненням води.
У ряді варіантів виконання може бути використаний для ефективного видалення азоту, так як в зонах, що не аеруються, біофільтра може бути здійснений процес денітрифікації
Стічна вода протікає черезлоток круглого перерізу, в якому обертаються напівзатоплені диски, закріплені на валу або насипне завантаження, розташована в сітчастому барабані. На цих поверхнях розвивається біоплівка. Аерація відбувається за рахунок періодичного проходження біоплівки через повітряне середовище
Ефективність та сфера застосування в даний час аналогічні незатопленим біофільтрам
Стічна вода обробляється в
контакті з активним мулом, після
Чого пройшла через необхідні зони аеротенку (з різними технологічними умовами) мулова суміш надходить на илорозділ. Основна кількість відокремленого мулу рециркулює в аеротенк. У необхідні зони аеротенку за допомогою аераційних систем подається повітря. Неаеровані зони перемішуються.
Ефективний, надійний процес при підтримці навантаження у допустимому діапазоні та подачі достатньої кількості
повітря. Технологічні характеристики розрізняються в широкому діапазоні на відміну від типу та різновиду процесу, що реалізується в аеротенці
Біологічна очистка будь-якого типу має суттєву ефективність щодо важких металів, а також специфічних органічних забруднень. Активний мул біологічних ОС включає три складові - біологічну, органічну (поза біомасою) і неорганічну, кожна з яких здатна пов'язувати іони важких металів з водних середовищ. Мікроорганізми поглинають метали в основному поверхнею клітин за рахунок фізичної та хімічної взаємодії з поверхнею полісахаридного біополімерного гелю, що оточує клітини бактерій активного мулу. Таким чином, затримання важких металів активним мулом відбувається переважно в результаті процесу сорбції. В умовах великого невичерпаного резерву біологічно-хімічної сорбційної системи активного мулузалишкову несорбовану концентрацію речовин визначають її фізико-хімічні параметри.
Факт 2 Для забезпечення біологічної очистки необхідною кількістю кисню подається стиснене повітря
Для протікання біохімічних процесів в аеротенках і затоплених біофільтрах, а також деяких процесів доочищення концентрація розчиненого кисню не повинна бути меншою за встановлені величини. Для забезпечення біореакторів біологічного очищення (аеротенків, затоплених біофільтрів) киснем для проведення процесів окислення забруднень застосовні різні методи: пневматична, механічна, струминна аерація та ін. Для подачі повітря на дно споруд необхідно стиснути великі об'єми повітря до надлишкового тиску 0,5-0,8 атм. необхідних обсягів повітря з метою економії енергії, що витрачається.
Факт 3 Після закінчення біохімічних процесів очищення необхідно відокремити очищену воду від активного мулу
Після закінчення очищення в біофільтрі очищена вода містить частинки винесеної відмерлої біоплівки, яку необхідно відокремити та направити на обробку. Для цих обох цілей застосовують гравітаційний илорозділ. Перелік найпоширенішого устаткування илорозділення наведено у таблиці 2.
Стічна вода в умовах повільного руху потоку від входу до виходу освітлюється (відбувається мимовільне осадження зважених
речовин). Освітлена вода переливається через водозлив. Осад, що утворюєтьсяущільнюється на дні та в приямках і потім відводиться на
БПК5 може досягати 50%
Стічна вода виходить із центральної розпредкамери, рухається у бік дна, потім змінює свій напрямок, піднімається вгору, до водозливу. Осад сповзає по конічних стінках
Мінімальна ефективність обумовлена недосконалою гідравлікою.
не потрібне обладнання.
Можливе залягання осаду на конічних стінках днища.
Висока вартість будівництва внаслідок великої глибини.
Застосовується лише на ОС з ПП від невеликих і нижче
Прямокутна (витягнута) споруда, через яку вода рухається від стінки до стінки. Осад транспортується до приямки (приямок), що розташовані біля входу, за допомогою одного з механічних скребкових пристроїв.
більш досконалою гідравлікою.
Обов'язково застосування обладнання для згрібання осаду до
приямки. Більш складне і менше
надійне обладнання, ніж для
Застосовні в широкому діапазоні
від невеликих до надвеликих ОС
Квадратна споруда, через яку вода рухається від стіни до стінки (як у горизонтальних відстійниках). Осад осідає на конічне дно і мимоволі сповзає в приямки (як у вертикальних відстійниках)
Відносно низька ефективність. Простота експлуатації: не потрібне обладнання. Можливе залягання осаду на конічних стінках днища.
Висока вартість будівництва
внаслідок великої глибини та матеріаломісткості. Більш широка сфера застосування порівняно з вертикальними — від малих до середніх ОС
Кругла споруда, в якій вода виходить із центральної розпредкамери, рухається до кола. Осад згрібається до центрального приямку або до кількох приямок на коаксіальній
кола, за допомогою скребків, як правило закріплених на надводній фермі, що обертається.
Ферма спирається на ковзанки, що рухаються по опорній поверхні
Дуже висока ефективність.
Просте та досить надійне
Застосовні від середніх до надвеликих ОС
Примітка: Ілорозподіл у окремо розташованих вторинних відстійниках не є обов'язковим. Цей же процес здійснюють в зонах відстоювання, вбудованих в єдиний аеротенк-відстійник, що дозволяє відмовитися від використання систем збору мулу, що осів, і, у ряді випадків, його рециркуляції. Цей принцип використано у різних конструкціях компактних установок. У сучасних технічних рішеннях илорозділ інтенсифікується за рахунок використання виваженого шару осідаючого мулу.
Мал. 3 Відстійник
Скорочення, що використовуються у статті: ГСВ – міські стічні води ОС – очисні споруди
При написанні статті використовувалися матеріали посібників: «Очищення стічних вод з використанням централізованих систем водовідведення поселень, міських округів», «Очищення стічних вод», СПБ: Новий журнал