РАЗДЕЛ 2
ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРЁХИЛОВОЙ СИСТЕМЫ АНАЭРОБНО-АЭРОБНОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ
ОЧИСТКИ МАЛЫХ ОБЪЕМОВ СТОЧНЫХ ВОД
2.1 Роль септиков в выравнивании состава и расхода сточных вод
В соответствие с требованиями СНиП 2.04.03-85 [93] септики на
производительность до 5 м3/сут должны иметь объём на трёхсуточное время
пребывания, а при расходе более 5 м3/сут на 2,5-суточное пребывание расчётного
расхода сточных вод.
За время пребывания стоков в септике происходят процессы отстаивания,
анаэробного разложения органических и минеральных примесей, перемешивание
газами брожения, а также тепловыми и плотностными токами различных порций
сточных вод, накопление на поверхности жидкости в септике жировой плёнки,
исключающей поступление кислорода воздуха в объём находящейся в септике сточной
жидкости [120].
Обычные бытовые сточные воды от коттеджей снижают величину
окислительно-восстановительного потенциала до – 200…– 300 мВ, при которой
происходит восстановление сульфатов до сульфитов, сульфидов и тиосульфатов.
Жизнедеятельность анаэробных микроорганизмов обеспечивает деструкцию сложных
органических веществ, например, СПАВ, жиров, белков, углеводов до более простых
соединений, легко усваиваемых аэробными микроорганизмами. Метановые бактерии
трансформируют органические вещества в метан и углекислоту, поэтому буферность
анаэробно обработанного стока существенно выше, чем исходной сточной жидкости.
Залповые сбросы прокисших продуктов, щелочей очень мало влияют на pH выходящей
из септика сточной жидкости [113].
Поскольку септики производительностью до 10 м3/сут должны быть двухкамерными, а
выше 10 м3/сут – трёхкамерными, при объеме первой камеры в двухкамерных 0,75, а
в трёхкамерных 0,5 расчётного объёма, то объём последней камеры при норме
водоотведения выше 150 л/(челЧсут) допускается принимать сокращенным на 15 – 20
% от общего расчётного объёма септика [93]. Именно такого объёма вполне
достаточно для выравнивания расхода, забираемого на последующую аэробную
биологическую очистку потока сточных вод. Этой же доли объёма септика
достаточно для накопления осадков сточных вод в течение до полугода без ущерба
для ведения анаэробных процессов. Тем более, что осадки сточных вод несут на
себе биоценоз прикреплённых анаэробных микроорганизмов, а это повышает
устойчивость системы к залповым сбросам загрязнений со сточными водами [93, 96,
120].
Лабораторные исследования необходимы для оценки границ устойчивости анаэробной
системы септиков к приёму кислот, щелочей, специфических органических веществ
бытовой химии, пищевых отходов.
2.2 Нитри-денитрифицирующий активный ил и конструктивное оформление аэротенка и
вторичного отстойника для установки малой производительности
Глубоко восстановленная среда анаэробно обработанных сточных вод и имеющиеся в
них восстановленные соединения, например серы, способствуют протеканию
процессов денитрификации в месте схода двух потоков: потока исходной сточной
жидкости из септика и потока возвратного активного ила из вторичного отстойника
[38, 55, 120]. Для рационального использования свойств стоков имеет смысл
обособление объёма аэробного биореактора, где сходятся вышеназванные потоки.
Объём этого отсека зависит от соотношения расходов двух потоков и требуемого
для полной денитрификации нитратов времени.
В свою очередь, соотношение расходов потоков зависит от количества азота
аммонийного в исходной сточной жидкости. Можно принять соотношение расходов
потоков qi – стока из септика и qваи – расхода возвратного активного ила
равным:
(2.1)
где – концентрация азота аммонийного в стоке, выходящем из септика, мг/дм3;
– допустимая концентрация азота аммонийного в смеси двух потоков, мг/дм3, при
окислении которой образуется с учетом расходования части азота аммонийного на
прирост биомассы микроорганизмов не более 40 мг []/дм3 (или 9,1 мг []/дм3 –
предельно допустимая концентрация в воде водоемов рыбохозяйственного назначения
[34]). С запасом принимаем = 15 мг []/дм3.
Конечно имеется в виду, что очищенная сточная жидкость, идущая с возвратным
активным илом, содержит не более 0,39 г/м3 [34].
Учитывая содержание азота аммонийного в стоках, прошедших обработку в септиках,
в пределах 20…50 мг/дм3, величина соотношения qваи/qi может меняться от 1 до 3
[127]. Величина этого соотношения сказывается при одной величине qi на
конструктивном решении вторичного отстойника для разделения потока иловой смеси
из аэротенка, а также на конструкции биореактора-денитрификатора.
Циркулирующий в аэробной биологической системе активный ил состоит
преимущественно из автотрофных бактериальных микроорганизмов, обеспечивающих
нитрификацию азота аммонийного. Прикреплённый на ершовой насадке биоценоз
денитрификаторов – это набор гетеротрофных бактерий, обеспечивающих окисление
органических веществ. По данным Д. Н. Куликова [50] нитрифицирующий биоценоз
активного ила проявляет нитрифицирующую способность, зависящую по величине
удельной скорости окисления от нагрузки на биоценоз ила по органическим
веществам.
При изменении удельной нагрузки на активный ил от 100 до 200 г БПКПОЛН/кг
беззольного вещества ила в сутки удельная скорость окисления азота аммонийного
снижается с 4 мг /г беззольного вещества ила в час до 1,5 мг /(гЧч) для
остаточной концентрации азота аммонийного в очищенной сточной жидкости менее 1
мг/дм3 [50].
Исследованиями Л. Н. Приходько [81] показано, что прикрепленный на ершовой
насадке денитрифицирующий биоценоз имеет удельную скорость денитрификации до 80
мг /г беззольного вещества ила в час при содержании азота нитратов в сточ
- Київ+380960830922