Сооружения биологической очистки сточных вод

Особенности биологической очистки сточных вод предприятий пищевой промышленности в естественных и искусственно созданных условиях относятся в основном к сезонности поступления стоков, что связано с переработкой сельскохозяйственных культур, неравномерностью их поступления, несоответствием по рН, взвешенным веществам, ВПК. Для обеспечения расчетной степени очистки необходимо уменьшать количество сточных вод или их ВПК. В противном случае очистные сооружения нормально работать не могут.

Биофильтры при этом заиливаются, а в аэротенках происходит смена бактериальной флоры ила, в одном случае нитчатые бактерии, в другом — развитие грибов. Такой ил плохо отделяется от жидкости, выносится из вторичных отстойников, чем ухудшает качество сточных вод, прошедших очистку. Очистные сооружения дают необходимый эффект очистки только при определенном пределе концентрации органических веществ в поступающей сточной жидкости. Для отдельных типов сооружений по СНиП II-Г. 6—62 этот предел различен: по взвешенным веществам для биофильтров — 150 мг/л, по БПКго для биофильтров — 400, для аэротенков — до 1000 мг/л.

При очистке концентрированных сточных вод, превышающих указанные показатели, на сооружениях биологической (биохимической) очистки приходится снижать их концентрацию, для чего требуется большой расход разбавляющей воды и большие объемы не только окислителей, но и вторичных отстойников, что связано со значительными затратами на строительство и эксплуатацию.

Оптимальными условиями работы биологических фильтров является удаление взвешенных веществ до поступления сточных вод на биофильтр при содержании их не более 150 мг/л, естественная вентиляция фильтра, необходимое количество азота и фосфора в сточных водах, или добавляемого в виде солей, активная реакция среды рН 7,0—8,0, температура сточных вод 10—25° С, БПКго - До 500 мг/л.

Наличие биогенных элементов, обеспечивающих развитие микрофлоры, является важным фактором, способствующим эффективной работе сооружений. Если же биогенных элементов содержится меньше нормы, их приходится добавлять в виде солей аммония и фосфора (табл. 57).

Таблица 57. Требуемое минимальное содержание биогенных элементов (СНиП II-Г. 6—62)

Потребное количество биогенных элементов (стимуляторов) рассчитывается так:

где Рдоб — необходимое количество биогенных добавок, кг/сутки;

n — недостающее количество азота или фосфора к норме в зависимости от БПК5 очищаемых сточных вод;

Мр — молекулярный вес аммонийных или фосфорных добавок;

М — молекулярный вес азота или фосфора (Р205);

Q — расход сточных вод, м3/сутки.

Снижение концентрации загрязнений путем разбавления рециркуляцией увеличивает гидравлическую нагрузку на сооружения. Положительным в этом случае является надежный вынос отмершей пленки из тела фильтра.

Коэффициент рециркуляции можно определить по формуле

где La —БПК20 поступающих на очистку сточных вод, г/м3;

LCM — БПК20 смеси сточных вод, поступающих на биофильтр, г/м3;

где Lt — заданная БПК20 очищенной жидкости, г/м3;

К — коэффициент, определяемый но табл. 58.

Таблица 58. Значение величины К для определения LCM при расчете высоконагружаемых биофильтров

Значение величины К принимается в зависимости от среднезимнеи температуры сточных вод, а при отсутствии этих данных — по среднегодовой температуре воздуха.

БПК5 очищенных сточных вод нельзя рассматривать как произвольную величину, так как она зависит от высоты загрузки фильтра и от концентрации загрязнений сточных вод, направляемых на фильтр. При высоте фильтра Я —4 м, 3, 2, 1 м соответственно Lt=0,1LCM; 0,2LCM; 0,3LCM; 0,5LCM.

При варианте, когда рециркуляция отсутствует, БПК5 очищенных сточных вод является функцией не смеси сточных вод, поступающих на биофильтры, а БПК5 сточных вод, поступающих на очистку,

При известных рециркуляционных отношениях рециркуляция повышает эффективность работы биофильтров (табл. 59).

Таблица 59. Зависимость фактора рециркуляции от числа рециркуляции

На предприятиях пищевой промышленности широко применяются двухступенчатые биофильтры. Основным преимуществом проведения двухступенчатой очистки является предварительное создание адаптированных зооглейных скоплений в пленках биофильтров, обладающих высокой биохимической активностью, степень очистки доходит до 95—98%. Положительные результаты дает только тщательная эксплуатация. Неправильно эксплуатируемый двухступенчатый биофильтр Ковельского крахмального завода полностью заилен и не работает.

Эксплуатация биофильтров в зимнее время затруднительна, особенно это относится к сооружениям без шатра.

Минимально допустимую температуру сточных вод, поступающих на биофильтры, можно рекомендовать не ниже +7°С. Эффект очистки резко снижается из-за переохлаждения сточных вод, что вызывается не только низкой температурой воздуха, но и рециркуляцией. В некоторых случаях рециркуляция оказывает отрицательное действие.

В летнее время, когда температура сточных вод становится равной температуре воздуха, естественная вентиляция тела фильтра становится затруднительной. Поэтому при высоких рециркуляционных отношениях необходимо предусматривать искусственную вентиляцию.

Станции аэрации, на которых основным сооружением является аэротенк, имеют ряд достоинств: небольшая площадь, возможность расположения очистных станций вблизи населенных пунктов, так как они не нарушают их санитарного состояния, возможность в определенных пределах управлять процессом биохимического окисления сточных вод. Существенным недостатком является большая сметная стоимость строительства и сложность эксплуатации, а также необходимость ежегодного комплекса пуско-наладочных работ.

К особенностям эксплуатации вторичных отстойников относятся своевременное удаление осадка и выдерживание времени контакта воды с хлором.

Сезонность и неравномерность поступления сточных вод на сооружения биологической очистки затрудняют, а порой полностью исключают возможность эффективной их эксплуатации. Перерывы в работе предприятий и ремонтный период дополняется временем, связанным со сроками созревания сельскохозяйственных культур. Продолжительность такого периода 1—3 месяца. В это время сточные воды или совсем не подаются на очистные сооружения, или их количество настолько мало, что они не могут обеспечить жизнедеятельность микроорганизмов биопленки.

Так, например, на Могилев-Подольском консервном заводе количество сточных вод в ремонтный период — май 1968 г. — составляло 5—10 м3/сутки, по взвешенным 30—50 мг/л, БПК5 — 37—71 мг/л, а в июле 1968 г. — расход 1200 м3/сутки, взвешенные вещества — 794 мг/л, БПК — 531,7 мг/л. В результате такого положения пуск в эксплуатацию очистных сооружений сопровождался полной наладкой с выводом их на расчетный режим работы. Как известно, пусковой период для сооружений полной биологической очистки (биофильтры, аэротенки) в среднем продолжается не менее 1—2 месяцев, и в это время предприятие сбрасывает неочищенные стоки.

Рекомендуемые сооружения для комплекса биологической (биохимической) очистки сточных вод в зависимости от проектируемой производительности приведен в табл. 60.

Таблица 60. Показатели для выбора сооружений