Ma’ruza yuqori konsentratsiyali oqova suvlarini iologic tozalash Ma’ruza jadvali

I ступень очистки II ступень очистки Аэротенки с регене­раторами Аэротенки после анаэ­робного сбраживания А ч О) Параметры Метантен­ки I и II Р. I ступень с регенераторами S о О) (— Ступени Аэротенк Н ев О. О) X О) (- <и р. Аэротенк Регене­ратор 11 ступень А М S О) S О. <п «я Скорость окисления, мг БПКполн на 1 г ила в час....... 5—6,5 40—45 10—12 8 8—12 Доза ила, г/л. . 20 3 7 3 7 2,5 1,5—2 Зольность ила, доли единицы 0,3 0,1 0,1 0,25 0,25 0,3 0,15 Прирост ила, г/л сня­той БПКполн.... 0,05—0,1 0,35— —0,45 — 0,5 — 0,2 0,05—0,1 Влажность ила, %: После метантенка II ступени.... после илоуплотни­теля................ 93 97,5 — 97 — 97 97,5 Потребность в био­генных элементах, мг на 100 мг БПКполн: Азота N............................. Фосфора Р. . . . 2,5 0,5 5 1 — — — — — Оптимальйая рН. . 6,8—7,5 6,5—8,5 — 7—8,5 — — —

Этот способ сбраживания сточных вод в двух физиологических сту­пенях отличается постоянством и в том случае, если концентрация сточ­ных вод колеблется.
Эффективность этого метода очистки по всем показателям достигает 80%, концентрация органических загрязнений снижается в 10—20 раз. Высокая концентрация органических веществ обусловливает образова­ние большого количества газа, который используется для подогревания метантенков до оптимальной для жизнедеятельности мезофильных бак­терий температуры 35—37° С. На установках средней производительно­сти полученного таким образом тепла хватает на подогрев метантенков; добавлять тепло приходится только в исключительных случаях (в нача­ле работы установки).
Анаэробная обработка примени­ма при очистке сточных вод пред­приятий пищевой промышленности (пивоваренных, дрожжевых, сахар­ных, винокуренных, консервных за­водов и мясокомбинатов), предприя­тий фармацевтической промышлен­ности, в частности фабрик, изготов­ляющих пенициллин и оптимицин, а также фабрик первичной обра­ботки шерсти, заводов синтетиче­ских жирных кислот, производства капролактама; этим способом мож­но очищать сильноконцентрирован­ные сточные воды, содержащие син­тетические поверхностно-активные вещества.
Сбраживанию, как правило, целесообразно подвергать только наи­более концентрированную часть сточных вод (от отдельных производ­ственных процессов), а не общий сток предприятия.
Большая доля снижения концентрации органического вещества за сравнительно короткое время объясняется как деятельностью микроорга­низмов, так и адсорбцией, аналогичной биофлокуляции. Очистка не за­канчивается в метантенке и продолжается после него в отстойнике.
Технологическая схема очистки высококонцентрированных производ­ственных сточных вод в анаэробных условиях (рис. 8.8) предусматрива­ет следующие процессы перед поступлением высококонцентрированных сточных вод в метантенки:
1. Механическую обработку (необходимо извлечение наиболее круп­ных загрязнений на решетках и в песколовках).
2. Выравнивание состава сточных вод в отстойниках или специаль­ных усреднителях; сюда же в пусковой период подается необходимое количество реагента с тем, чтобы величина рН смеси не выходила за пре­делы 7,5—8; в дальнейшем при нормальном ходе брожения нет необходи­мости применять реагенты для нейтрализации.
3. Подогревание подаваемой в метантенки смеси до температуры 35° С.
4. Сбраживание в метантенках I и II ступени с рециркуляцией осадка.
При этом должны быть обеспечены:
Равномерная в течение суток подача сточных вод в обе ступени метантенков;
Поддержание уровня сточных вод в метантенках ниже низа горлови­ны на 0,5 м;
Возврат активного анаэробного ила из второй ступени метантенков в первую в количестве 30% подаваемых сточных вод;
Подача сточных вод и возвратного ила в первую ступень метантенка— в верхнюю часть метантенка, во вторую ступень— в нижнюю часть;
Отвод сточных вод из первой ступени метантенков снизу, из второй ступени — сверху;
Интенсивность перемешивания в первой ступени метантенков — 6 м3/(м2-ч) (при рециркуляции образующегося газа);
После метантенков второй ступени дегазация сброженных сточных вод в аппаратах с насадкой из колец Рашига или барботажного типа под вакуумом 5—6 кПа, оборудованных серией тарелок для разбрызгивания, или в смесителе с механической мешалкой, рассчитанном на 10-минутное пребывание сточных вод;
Отстаивание сточных вод после дегазации в течение 2 ч. Для передачи сточной воды из одного сооружения в другое следует устраивать железобетонные лотки, доступные для прочистки.
После очистки высококонцентрированных сточных вод в двухступен­чатых метантенках можно получить БПКполн сброженной сточной воды: 1000 мг/л — при БПКполн исходной воды 10 000 мг/л и 2000 мг/л при БПКполн исходной воды более 10 000 мг/л. Выход газа при сбраживании на 1 кг снижения БПКполн составляет 0,5—0,6 м3.
Доочистка сточных вод может быть осуществлена путем аэробного окисления в одну ступень на аэротенках-смесителях с регенераторами. Объем регенераторов принимается равным 30% объема аэротенка. Продолжительность отстаивания во вторичных отстойниках—1,5 часа.
Если доочистка сточных вод после анаэробного сбраживания проектируется в две ступени на аэротенках, то принимаются аэротенки-смесители с регенераторами для I ступени доочистки. Объем регенератора равняется 30% объема аэротенков I ступени. Отстаивание после I ступе­ни должно осуществляться в течение полутора часов.



Рис. 8.8 Схема станции анаэробного сбраживания с доочисткой в аэротенках
1 — усреднитель; 2 — теплообменник; 3 — ме­тантенк; 4 —- газоотделитель; 5 — отстойник; 6 — аэротенк; 7 — вторичный отстойник с хло­рированием; 8 — отвод газа

На II ступени доочистки рекомендуется устанавливать аэротенки-вытеснители. Продолжительность отстаивания после II ступени должна равняться 2 часам.

После анаэробного сбраживания в двухступенчатых метантенках сточные воды при разбавлении в два раза могут быть доочищены в аэротенках или направлены в городскую канализацию для совместной биологической очистки с бытовыми водами на районных очистных сооружениях.
Эффективность процесса анаэробного сбраживания весьма высока и зависит в первую очередь от характера органических загрязнений сточ­ных вод. Так, например, при очистке сточных вод мясокомбинатов на­чальная БПКполн сточной воды снижается на 95%, а при сбраживании сточных вод от производства картона, содержащих 4—8 г/л органичес­кого углерода, эффект очистки не превышает 70%. Нагрузки по БПКполн колеблются от 0,5 до 3,5 кг/(м³-сутки).
Анаэробная очистка концентрированных производственных сточных вод целесообразна во многих случаях. Очистная установка компактна, занимает мало места.
Целесообразность приме­нения анаэробных процессов очистки к концентрированным стокам промышленных предприятий обусловлена способностью сообществ анаэробных микроорганизмов продуцировать энергетическое сырье (биогаз) и снижать концентрацию субстратов до уровня, приемлемого для последующего применения аэробной очистки. К другим достоинствам анаэробной обработки можно отнести образование осадков, представляющих собой ценное орга­ническое удобрение, или потенциальное сырье для получения протеина и биологически активных веществ.
Превращение органических веществ при анаэробной очистке при­ведено на схеме 1.



Условное деление времени протекания периодического процесса анаэробного разложения на две фазы основано на проявлении активности различных физиологических групп микроорганизмов. Фаза I (ее иногда называют "кислой") характеризуется значениями рН < 7, редокс-потенциал Еh до 100... 150 мВ. Фаза II называется щелочной, поскольку рН жидкости повышается до 7,5—8,5 и Еh снижается до 100...150 мВ. График изменения рН, Еh и газовыделения в периодическом процессе изображены на рис. 8.9.
Разложение белков, жиров и углеводов (рис. 8) происходит не полностью, а до определенного предела, обусловленного составом сложного субстрата (использован субстрат с ХПК 15 г О2/л). Приведенные на графике данные получены в результате анализа проб культуральной жидкости из анаэробного реактора в процессе периодической ферментации.
Глубина сбраживания Е = (S₀ - S_К/S₀). где S₀ и S_К соответственно исходная концентрация и концентрация после полного прекращения процесса различна для разных компонентов субстрата. Например, для белка она составляет от 54 до 60 %, для жиров - от -15 до 40 %. Результаты сбраживания субстрата иного происхождения показывают, что максимально возможная глубина сбраживания белков и жиров отличается от указанной. Очевидно, максимальная глубина сбраживания не является постоянной величиной для каждого из указанных классов соединений, а изменяется в зависимости от их соотношения в сбраживаемом сырье и наличия других компонентов, участвующих в биохимических окислительно-восстановительных процессах. В каждом конкретном случае максимальная глубина конверсии компонента субстрата зависит от соотношения в нем доноров и акцепторов электронов.

Рис. 8.9. Изменение параметров периодического анаэробного процесса: 1 -Eh; 2 - рH; 3 — газовыделение Fr	Рис. 8.10. Разложение белков (1), жиров (2), углеводов (3) и изменение содержания органического углерода (4) при периодическом сбраживании