Сооружения биологической очистки сточных вод (преаэраторы и биокоагуляторы ).

В обычных первичных отстойниках задерживается 30—50% всех содержащихся в сточных водах нерастворенных примесей и лишь при весьма благоприятных условиях 60%.

Для более полного осветления сточных вод, как уже говорилось ранее, принимается ряд побудительных мер. Одной из них является предварительная кратковременная аэрация сточных вод. Аэрация производится или в каналах, подводящих воду к отстойникам, или в специально построенных для этого сооружениях — преаэраторах.

В процессе аэрации происходит флокуляция и коагуляция мельчайших частиц нерастворенных примесей в сточной воде, плотность которых мало отличается от плотности самой воды. В результате эти частицы изменяют свою гидравлическую крупность и быстрее оседают при последующем отстаивании.

Преаэраторы устраиваются перед первичными отстойниками и могут конструктивно с ними объединяться.

Аэрация сточных вод может производиться как без добавления к ним избыточного ила из вторичных отстойников после биофильтров или аэротенков, так и с добавлением такого ила. В последнем случае процесс называется биокоагуляцией.

Простая аэрация (без добавочного ила), по отечественному опыту, малоэффективна; она улучшает работу первичных отстойников на 5— 8% (по задержанию взвешенных веществ и по снижению ВПК). Продолжительность аэрации составляет 10—20 мин, считая по максимальному притоку воды; расход воздуха — около 0, 5 м3 на 1 м3 аэрируемой сточной воды.

Предварительная аэрация способствует (за счет более полного выделения взвешенных частиц) лучшей подготовке сточных вод к последующей их биологической очистке. Более высокий эффект удаления взвешенных веществ и снижения ВПК сточных вод дает предварительная аэрация с добавлением ила из вторичных отстойников. Объясняется это тем, что помимо физико-химических процессов (коагуляции, флоку-ляции и сорбции) при биокоагуляции происходит биохимическое окисление некоторой части легкоокисляющихся растворенных веществ.

Преаэраторы — биокоагуляторы — нашли применение как в СССР (Кожуховская и Люберецкая станции аэрации Москвы), так и за рубежом (например, очистная станция г. Йорка, США). При устройстве преаэраторов рекомендуется предусматривать возможность предварительной регенерации активного ила. Вместимость регенераторов рекомендуется принимать равной 0, 25—0, 3 общего объема преаэраторов.

Значительный интерес представляет так называемая совмещенная аэрация. Биокоагулятор и отстойник здесь совмещены в одном сооружении, разделенном на две основные зоны: аэрации и отстаивания.

Работа таких сооружений исследовалась сотрудниками АКХ И. С. Постниковым и С. И. Цытовичем. Ими же предложена компактная конструкция биокоагулятора на базе вертикального отстойника (4.44). Сточная вода через вертикальную трубу поступает в центральную камеру, где помещены фильтросы, через которые воздух поступает в зону аэрации. В камеру добавляют активный ил из аэротенков. Ил, перемешиваясь со сточной водой, увлекается воздухом в верхнюю часть камеры и через устроенные в ней карманы опускается вниз, поступая в зону отстаивания первичного отстойника. Вода, пройдя взвешенный слой в зоне отстаивания, осветляется и через желоба удаляется из отстойников. Центральная камера биокоагуляторов рассчитывается на 20-минутное пребывание в ней сточной воды.

По данным АКХ, эффект снижения загрязнений по взвешенным веществам при биокоагуляции повышается примерно на 30% по сравнению с простым отстаиванием, а по БПКго— на 35%. Оптимальная доза подаваемого активного ила колеблется от 100 до 400 мг/л. Исследования, проводимые в последнее время кафедрой канализации МИСИ им. В. В. Куйбышева, показали, что необходимый объем активного ила, подаваемого в преаэратор, зависит от назначаемой продолжительности преаэрации и ее интенсивности. Установлена также зависимость эффекта осветления сточных вод после преаэрации от качества добавляемого активного ила. Работы в этом направлении продолжаются.

Эффективность задерживания взвешенных веществ в первичных отстойниках с преаэраторами повышается до 65—70%- БПКго осветленной воды понижается примерно на 15%. Вынос взвешенных веществ из отстойников при применении преаэрации составляет около 100 мг/л. Объем подаваемого активного ила обычно составляет 50% его избыточного количества.

При блокировании преаэраторов с отстойниками (4.45) упрощается компоновка очистных сооружений и создаются наилучшие условия для осветления сточных вод.

Однако, как показали исследования, проведенные сотрудниками треста Мосочиствод на Люберецкой станции аэрации, осуществление преаэрации с добавлением активного ила в отдельно стоящих преаэраторах также может способствовать интенсификации осветления сточных вод при последующем отстаивании.

Предварительная регенерация ила (см. гл. XX) повышает эффективность его использования.

Исследованиями С. В. Яковлева, П. И. Галанина и А. Н. Дубовой установлено, что биокоагулятор может успешно работать не только на активном иле из аэротенков, но и на биопленке после биофильтров.

В таком биокоагуляторе с регенератором задерживается 60—70% взвешенных веществ (в обычных отстойниках 30—50%), а БПКб снижается на 50—55% (в обычных отстойниках на 10—20%).

Одним из путей повышения эффективности выделения из сточных вод нерастворенных примесей может стать применение осветлителей со взвешенным фильтром. В этих сооружениях совмещаются осаждение и фильтрация сточной воды через слой хлопьев осадка

Осветлители могут работать как с предварительной коагуляцией и аэрацией сточных вод, так и без такой подготовки. Применение их в качестве первичных отстойников для бытовых сточных вод не рекомендуется.