что необходимо предпринять для снижения пенообразования ила в аэротенках
Способ очистки аэротенка от пенообразования
Изобретение относится к области химии, а именно к способам очистки бытовых и промышленных сточных вод. Способ очистки аэротенка от пенообразования заключается в удалении пенообразования оксиэтанолом в количестве 0,003% от производительности установки, который подают самотеком в трубопровод сточной воды через каждые 4 часа работы установки. Технический результат: повышение производительности и степени очистки сточных вод и устранение пенообразования. 1 табл.
Изобретение относится к области химии, а именно к способам очистки бытовых и промышленных сточных вод.
Биологические методы очистки сточных вод благодаря их экологичности и экономичности активно развиваются и внедряются в народное хозяйство.
Однако в процессе их практической деятельности имеются ряд слабых мест и недостатков, например обильное пенообразование в аэротенках и в других аппаратах, что приводит к низкой степени очистки сточных вод, особенно в период весенних и осенних паводков, а также в период “залповых” выбросов сточных вод, при нарушениях технологического режима на промпредприятиях. Очистные сооружения в этот период “захлебываются” пеной и сточной водой со всеми негативными последствиями в этом случае для здоровья населения.
Однако указанные методы, в виду их несовершенства в работе, ненадежны, часто выходят из строя, требуют больших энергетических и материальных затрат на поддержание их в исправном состоянии.
Однако при использовании этого метода причины пенообразования не устраняются. Размытая пена сверху аэротенка мелкими пузырьками снова попадает в систему очистки.
Поставлена задача повышения производительности и степени очистки сточных вод, и устранения пенообразования.
Сущность изобретения заключается в использовании 0,003% оксиэтанола от производительности установки, поступающего самотеком в трубопровод сточной воды через каждые 4 часа ее работы.
Способ осуществляется следующим образом
Оксиэтанол в жидком состоянии с концентрацией в 98 мас.% доставляется на установку в специальных баллонах.
Из них отливают в мерную емкость полученное расчетным путем количество оксиэтанола, исходя из 0,003% от производительности установки.
Расход оксиэтанола рассчитывается по формуле
Приготовленное количество оксиэтанола через каждые 4 часа работы установки подается в трубопровод на входе в очистную установку сточной воды.
Увлекаемый основным потоком сточной воды, поступающий в аэротенк оксиэтанол, всплывает на поверхность воды, как более легкий (d=0,804), разрушая активные центры пенообразования, в результате пена не образуется.
В таблице представлены результаты испытания в промышленных условиях реагента оксиэтанола для борьбы с пенообразованием, для улучшения степени очистки сточных вод.
Пример выполнения расчета необходимой дозы оксиэтанола, сливаемой в трубопровод на входе в очистную установку.
или в литрах qоэ=0,125·1000=125 л/час
Применение оксиэтанола в биологической очистке очистных сооружений позволяет увеличить производительность отдельных очистных установок на 20%, улучшить тепло- и массообмен всего процесса очистки и степень очистки сточной воды.
Способ очистки аэротенка от пенообразования, состоящий в удалении пенообразования, отличающийся подачей самотеком в трубопровод сточной воды оксиэтанола в количестве 0,003% от производительности установки, через каждые 4 ч ее работы.
Причины нитчатого вспухания активного ила
Поэтому численное преобладание тех или иных организмов является показателем благополучия (в случае доминирования флокулообразующих бактерий), или же нарушения экологического равновесия в биоценозе активного ила (при повышении численности нитчатых микроорганизмов и бактерий). В этом существует тесная связь с устойчивостью организмов к неблагоприятным изменениям внешней среды и их адаптивными свойствами к стрессовому воздействию. Так как при гибели флокулообразующих бактерий освобождается пищевая ниша, то ее занимают устойчивые к резким перепадам концентраций, кислотности и температуры нитчатые организмы.
В частности, рабочие зоны аэротенков-вытеснителей и технологический процесс аэротенков-смесителей соответствуют проведению последовательных фаз очистки стоков, соответствующих адсорбированию загрязнений, их ферментации и периоду эндогенного дыхания, или нитрификации, характерный для жизнедеятельности гетерофтрофных флокулообразующих бактерий. Поэтому именно они и составляют в нормальных условиях работы аэротенков основную долю организмов биоценоза активного ила.
Это приводит к вспуханию активного ила, как к реакции биоценоза на изменение условий среды, при которой происходит вывод на первый план бактерий, характеризующихся медленным потреблением пищи, а значит и более устойчивых к повышению нагрузки. К доминированию организмов, имеющих низкий метаболизм и менее восприимчивых к действию токсинов в сравнении с гетеротрофами, характеризующимися его высоким уровнем. К таким видам принадлежат хламидобактерии, а так же наиболее устойчивые к токсическому воздействию серобактерии и цианобактерии.
Тем не менее, несмотря на общую схожесть, каждый род нитчатых бактерий имеет свои особенности и характеризуется наибольшей устойчивостью к определенному фактору нарушения искусственной экосистемы. Поэтому, по доминированию определенного вида можно более точно определить причину вспухания активного ила и разработать комплекс мер по его подавлению и устранению.
Приложение 2. Индикаторная оценка процесса биологической очистки и рекомендации по устранению выявленных нарушений.
Основная (домини-рующая) причина, вызывающая нару- шение
Биоидикаторы (изменение численности показательных видов)
Мероприятия по ликвидации воздействия и его последствий
Токсичные сточные воды
Возрастание численности:
-диспергированных бактерий, не связанных с хлопьями ила;
-мелких раковинных планктонных амёб;
-нитчатых серобактерий или синезелёных микроводорослей
-инцистированных форм простейших.
Устранить поступление токсикан-та. Улучшить первичное отстаивание сточных вод. Усилить аэрацию. Заразить аэротенки здоровым, отобранным из других сооружений илом (1дм 3 ила на 1м 3 аэротенка).
Высокие нагрузки на ил по легкоокисляе-мым органическим загрязняющим в-вам
Возрастание численности:
-всех видов бентосных раковинных амёб.
Увеличить концентрацию активного ила в аэротенках. Увеличить объём регенераторов до 50%. Улучшить аэрацию.
Снижение аэробности
Возрастание численности:
-мелких бесцветных жгутиковых;
-крупных свободноплавающих инфузорий бактериофагов;
Повысить интенсивность аэрации. Ликвидировать зоны застоя ила. Повысить эффективность первичного отстаивания сточных вод.
Плохая циркуляция ила из II отстойников, гниение осадка в I отстойниках, загнивание ила в аэротенках за счёт плохого перемешивания и образования зон застоя
Доминирование численности:
-крупных свободноплавающих бактериофагов над численностью прикреплённых инфузорий. Возрастание численности:
-возможно нитчатых тионовых бактерий.
Повысить интенсивность аэрации. Ликвидировать зоны застоя ила. Повысить эффективность первичного отстаивания сточных вод. Улучшить циркуляцию ила.
Окончание
Отсутствие или снижение эффективности процесса нитрификации
Уменьшение численности или исчезновение:
-представителей III трофического уровня (хищных грибов, коловраток, тихоходок, сосущих инфузорий).
Недостаточная аэрация активного ила
1. Нарушение работы систем аэрации по причине забивания элементов, через которые производится подача воздуха, таких как форсунки, диффузоры, деспергаторы и им подобные.
2. Образование залежей активного ила, образующихся в результате недостаточного перемешивания в различных зонах аэротенка, ведущее к гибели бактерий и загниванию активного ила.
3. Влияние веществ токсического действия на бактерии и микроорганизмы активного ила, так под их воздействием останавливается действие дыхательных ферментных и пигментных систем.
4. Повышение объема кислорода, поглощаемого организмами активного ила, вызываемое нарушениями режима выгрузки осадка из вторичного отстойника.
5. Увеличение биомассы активного ила в результате его избыточной рециркуляции, что также вызывает рост поглощения кислорода из водной среды.
При аэрировании водной среды пузырьками мелкого размера увеличивается качество очистки, так как это ведет к развитию популяции микроаэрофильных организмов, повышающих способность активного ила к осаждению и влагоотдаче, а также интенсивность метаболизма бактерий и микроорганизмов, что повышает их устойчивость к воздействию токсинов и сокращает прирост биомассы. Но так как мелкопузырчатая фаза не может обеспечивать необходимой интенсивности перемешивания активного ила, необходимой для предотвращения залежей и микрозалежей биомассы, то для решения этом проблемы используется система аэрации, обеспечивающая барботирование водной среды. Кроме этого, для того, чтобы ликвидировать возможное возникновение «мертвых зон», в которых перемешивание либо отсутствует, либо осуществляется в недостаточном объеме, при проектировании необходимо учитывать расположение аэрационных систем, а так же форму аэраторов.
Системы аэрации, расположенные на стенах аэротенка приводят к созданию турбулентных циркулирующих потоков, увеличивающих скорость подъема воздушных пузырьков, и сокращают тем самым время взаимодействия активного ила и сточной воды в сравнении с установками, установленными на дне аэротенка.
Но наиболее эффективной системой аэрации является комбинированная, в которой аэраторы монтируются на дне и в пристенной части, обеспечивая эффективное перемешивание и насыщение кислородом всего объема аэротенка. Следует также отметить, что во всех типах биореакторах аэробной биологической интенсивность аэрации должна быть такой, чтобы с ее помощью можно было обеспечить степень перемешивания, исключающую образование зон залежей активного ила и уровень насыщения кислородом, необходимый для процессов окисления и жизнедеятельности бактерий. В том числе, если перемешивание биомассы активного ила обеспечивается дополнительно механическими мешалками, как в реакторах периодического действия.
Этот показатель рассчитывается на основании данных по глубине аэротенка, периоде аэрации и удельного расхода воздуха, требуемого для биологического окисления одного кубического метра сточной воды, определяемого по показателю БПК, наличия процессов нитрификации и объема, необходимого для насыщения кислородом воздуха очищенной воды. Насыщение кислородом для эффективной работы микроорганизмов активного ила должно составлять не менее 0,2 мг/л, оптимально около 0,5 мг/л, то есть достаточно умеренным, хотя эти значения увеличиваются при росте концентрации легкоокисляемых веществ органического происхождения в сточной воде. Поэтому при расчетах систем насыщения кислородом следует обращать внимание такие условия, как обязательный текущий контроль его уровня в водной среде аэротенка.
Нарушения в работе активного ила и определение их причин
1. При плохом перемешивании, недостатке кислорода, а так же внезапных переменах в свойствах среды, связанных с изменениями кислотности, температуры и воздействием токсинов происходит разрушение и измельчение хлопьев активного ила. При этом повышается количество не осаждаемой мелкодисперсной фазы, которая выносится вместе с очищенной водой, что значительно ухудшает качество очистки, а так же не позволяет обеспечить необходимую массу и возраст активного ила.
3. При денитрификации хлопьев, происходящей за счет образования газообразного азота, наблюдается всплывание активного ила в виде крупных хлопьев с краями черного цвета.
5. При активизации популяций нитчатых и гибели флоккулообразующих бактерий, наблюдается резкое увеличение объема, при сохранении или уменьшении массы активного ила, определяемое как нитчатое вспухание. При этом нитчатые бактерии занимают освободившуюся пищевую нишу, образуя разветвленные структуры, внедряющиеся в хлопья активного ила и способствующие их разбуханию, с одновременным снижением адсорбционных свойств и способности к осаждению.
6. В результате развития популяции пенообразующих бактерий, актиномицетов, или повышенных концентраций поверхностно-активных веществ в сточной воде, подаваемой на биологическую очистку, происходит вспенивание биомассы активного ила и ее подъем на поверхность.