Классификация аэротенков по гидравлической схеме работы и нагрузке

Аэротенки-вытеснители без регенераторов рекомендуется применять для очистки городских и близких к ним по составу производственных сточных вод с БПКпо;т не более 150 мг/л, при БПКполн до 300 мг/л – аэротенки-вытеснители с регенераторами.

Аэротенки-смесители целесообразно применять для очистки производственных сточных вод при относительно небольших колебаниях их состава и присутствии в воде преимущественно органических веществ. При значительных колебаниях состава и расхода производственных стоков необходимо использовать аэротенки-смесители с регенераторами. Технологические схемы промышленной очистки сточных вод в аэротенках и их конструкции весьма разнообразны, что обусловлено специфичностью их состава и необходимостью подбора в каждом отдельном случае наиболее благоприятного варианта биохимического окисления.

Различные схемы и конструкции аэротенков классифицируют по двум направлениям:

по способу подачи на аэротенки сточной воды и активного ила и отвода иловой смеси;

по способу аэрации (обеспечения процесса и очистки кислородом).

Классификация по первому направлению позволяет разделить применяемые очистные сооружения на три основные группы:

аэротенки, где поступающая сточная вода и активный ил практически не смешиваются с водой, уже находящейся в них (вытеснители);

аэротенки, где происходит быстрое и полное перемешивание поступающих воды и ила со всем объемом жидкости (смесители);

аэротенки с различными вариантами рассредоточения подачи воды и активного ила (неполного смешения).

В каждой из этих групп возможны схемы с регенерацией или без регенерации активного ила. Кроме того, из аэротенков указанных групп можно комбинировать различные варианты двухступенчатой биологической очистки. Достаточно широкое распространение получили аэротенки, в основном смесители, совмещенные с отстойниками. Существуют также конструкции с фильтрами – фильтротенки и с заполнителями различного вида - биотенки.

Классификация аэротенков по системам аэрации позволяет выделить две основные группы: с пневматической аэрацией и с механической аэрацией.

Наряду с этими двумя группами встречаются и другие системы аэрации и обеспечения процесса подачи кислорода: пневмомеханическая аэрация, подача технического кислорода - окситенки, система с биодисками и пр.

Таким образом, конструкцию аэротенков для очистки сточной воды определяют следующие факторы: способ подачи воды и активного ила; система аэрации; наличие или отсутствие регенераторов; совмещение аэротенков с другими очистными сооружениями.

Аэротенки вытеснители для промышленной очистки сточных вод применяют сравнительно редко из-за присущих им недостатков. Они плохо воспринимают залповые сбросы сточной воды, особенно если в них содержатся тяжелые металлы. В таком случае возможно отравление активного ила, вследствие чего работа установки прекращается. Выделение части объема аэротенка под регенерацию активного ила уменьшает возможность его отравления, но не исключает полностью. Кроме того, неравномерное потребление кислорода по длине установки приводит или к созданию анаэробной зоны в начале аэротенка, или к перерасходу воздуха, если его подавать из расчета скорости потребления в начале аэротенка. Этот недостаток может быть устранен при дифференцированной подаче воздуха по длине аэротенка, но такое решение считается технически сложным. По этой причине аэротенки вытеснители применяют в тех случаях, если БПК сточных вод промышленных предприятий не превышает 500 мг/л.

Аэротенки с рассредоточенным впуском воды не имеют таких недостатков. В них меньше вероятность возникновения местных повышений концентрации токсичных веществ (тяжелых металлов, органических веществ и пр.) и более равномерна скорость потребления кислорода, особенно тогда, когда предусматривается дифференцированное распределение сточной воды по длине аэротенка, соответствующее изменениям в скорости потребления кислорода.

Однако наиболее равномерно потребляется кислород в аэротенках смесителях, а токсичные вещества (тяжелые металлы, органические загрязнения и пр.) очень быстро распределяются во всем объеме сточных вод. По этим признакам аэротенки смесители наиболее удобны для очистки концентрированных промышленных сточных вод. Их недостатком является возможность выноса части неокисленных органических веществ. Чтобы избежать этого, иногда применяют двухступенчатую биологическую очистку, где первой ступенью служат аэротенки смесители, а второй – вытеснители. Двухступенчатую очистку сточных вод часто применяют на нефтеперерабатывающих заводах.

Системы пневматической аэрации с подачей воздуха через фильтросные пластины или дырчатые трубы получили широкое распространение во всех группах аэротенков коридорного типа. Коридорные аэротенки можно оборудовать и механическими, и пневмомеханическими аэраторами, но такой тип аэраторов чаще применяют для аэротенков, не разделенных на коридоры, круглых или прямоугольных в плане, аэротенков отстойников и других, которые устраивают на станциях очистки сточных вод небольшой производительности (до 10000 м3/сутки).

Как видно из Таблицы 1, окислительная способность аэротенков колеблется в пределах 400-1500 г/сутки на 1 м3 полезного объема очистных сооружений. Окислительная способность, как уже отмечалось, зависит от вида и концентрации загрязнений в сточных водах, от степени очистки, а также от количества подаваемого воздуха, способа его подачи и концентрации активного ила. Обычно концентрация ила составляет 2-3 г/л и может быть уменьшена только при очистке слабоконцентрированных сточных вод.

При концентрации активного ила выше 4 г/л возникают трудности его отделения во вторичных отстойниках, в связи, с чем их приходится заменять другими видами очистных сооружений, в частности осветлителями с взвешенным осадком. Однако высокую концентрацию активного ила можно поддерживать только в случае применения электрофлотации активного ила. Обезвоживание активного ила осуществляю на фильтр прессах.

Особенность расчета аэротенков для очистки промышленных стоков заключается в том, что необходимо располагать данными о скорости окисления сточных вод, которые должны быть получены экспериментальным путем и приняты па основании данных по биологической очистке аналогичных стоков.

При очистке смеси сточных вод, каждая из которых имеет свою скорость окисления органических загрязнений, продолжительность аэрации определяют как сумму продолжительностей аэрации отдельных видов сточных вод, причем расчетную БПК каждого вида стоков находят с учетом разбавления другими сточными водами.