Эксплуатация сооружений биологической очистки сточных вод

6. Эксплуатация сооружений биологической очистки сточных вод

6.1. Сооружения биологической очистки в естественных условиях

При эксплуатации полей орошения и фильтрации персонал обязан:

а) обеспечить заданный режим распределения сточных вод по орошаемым участкам или картам;

б) поддерживать надлежащее состояние поверхности участков и карт, не допуская их заиления, для чего по мере необходимости, но не реже 2 раз за сезон производить их рыхление;

в) не допускать сброса сточных вод в осушительную сеть и водоемы;

г) соблюдать санитарно-гигиенические требования;

Рекомендуемые материалы

д) проводить осмотры не реже 1 раза в неделю, а также после сильных дождей, обеспечивать своевременную очистку от наносов и мусора и необходимый ремонт разделительных валиков, оросительной системы и сооружений на ней, подземного дренажа и осушительных канав;

е) скашивать сорную растительность на валиках и откосах осушительных канав от 2 до 3 раз в сезон;

ж) своевременно проводить текущие ремонты всех элементов полей орошения и фильтрации.

Технология эксплуатации полей орошения разрабатывается с учетом агротехнических целей и заключается:

1) в подборе ассортимента сельскохозяйственных культур и их размещении на полях, обеспечивающем круглогодичную и круглосуточную подачу сточных вод;

2) разработке ежегодного и ежесуточного графиков подачи воды в зависимости от почвенных условий, принятого севооборота и потребности культур во влаге;

       3) систематическом учете количества сточной воды, поданной на полив, и контроле за качеством очистки воды;

4) надзоре за сохранностью сооружений; текущем и капитальном ремонтах всех инженерных сооружений, имеющихся на полях фильтрации;

5) обеспечении агротехнической обработки почвы, необходимой для выращивания сельскохозяйственных культур, и лучшего орошения почв.

Сточные воды распределяют по картам полей фильтрации в соответствии с их пропускной способностью по специально составляемому графику. Составляют посезонный график полива участков, которым устанавливают периодичность орошения (2-10 суток в зависимости от пропускной способности участков).

Для обеспечения воздухом аэробных микроорганизмов, содержащихся в верхнем слое почвы полей фильтрации, сохранения пористости почвы и, следовательно, предупреждения ее заиления поля фильтрации регулярно, не менее 2 раз в течение лета, вспахивают. Вспашка карт полей фильтрации необходима также и как мера борьбы с растительностью.

Для равномерного распределения сточных вод по поверхности карт полей фильтрации между ними на расстоянии 3 м делают борозды, а после многолетней эксплуатации дополнительно вспахивают почву на глубину не менее 30 см.

Перед наступлением зимы на полях фильтрации должны быть выполнены такие подготовительные работы:

1) штыковка (взрыхление поверхностного слоя) земляных колец аварийных выпусков;

2) осмотр и прочистка труб аварийных выпусков под дорогами;

3) очистка распределительных канав от осадка и мусора;

4) скашивание трав с бровок разводных канав;

5) нарезка глубоких борозд для улучшения подледного распределения воды;

6) очистка осушительных канав от травы, веток и т.п.

Качество очистки сточных вод на полях фильтрации проверяют 1-3 раза в месяц.

При эксплуатации биологических прудов персонал обязан:

а) постоянно контролировать режим наполнения прудов, не допуская их переполнения и просачивания воды через ограждающие валики;

б) вести систематический надзор за состоянием ограждающих валиков и обеспечивать своевременное их исправление и ремонт;

в) систематически вести наблюдения за процессом очистки сточных вод, контролировать содержание растворенного кислорода в воде и состав очищенных сточных вод, выпускаемых в водный объект.

При пуске в эксплуатацию пруды заполняют сточной водой и выдерживают до полного исчезновения аммония солевого, после чего постепенно выводят на проектный режим, обеспечивая при этом заданное количество очищенной воды.

В процессе эксплуатации биологических прудов необходимо тщательно следить за количеством кислорода, растворенного в воде прудов, и не допускать его снижения ниже 4 мг/л. Среднее время пребывания воды в биологических прудах очистки сточных вод 7 - 10 суток.

При эксплуатации аэрируемых прудов и окислительных каналов персонал обязан:

а) не допускать перерывов в работе аэраторов;

б) вести надзор за механизмами и оборудованием, принимая меры к устранению всех замеченных неисправностей, и не допускать обмерзания механических аэраторов.

Остановка аэраторов для осмотра и ремонта допускается не более чем на 2-3 ч.

6.2. Сооружения биологической очистки в искусственных условиях

Основными условиями нормальной работы биофильтров и аэрофильтров являются: соответствие нагрузок по органическим загрязнениям проницаемости (вентиляции) воздухом массы за­грузочного материала, равномерность распределения очищаемой сточной воды по поверхности и в массе загрузочного материала.

Загрузочный материал должен быть:

1) прочным (механическая прочность кусков загрузочного материала не менее 1 кгс/см²);

 2) морозоустойчивым (выдерживать не менее 10 циклов испытаний);

 3) щелочеустойчивым, т.е. выдерживать не менее чем 5-кратную пропитку насыщенным раствором сернокислого натрия;

 4) кислотоустойчивым, т.е. выдерживать кипячение в течение 1 ч в 5%-ном растворе соляной кислоты, количество которой по массе должно быть в 3 раза больше количества испытуемого материала.

Материал считается пригодным, если после всех указанных испытаний он не получил заметных повреждений и масса его не уменьшилась более чем на 10% первоначальной.

В реактивных оросителях плечо оросителя должно быть расположено выше поверхности загрузочного материала на 0,2 м, а напор воды для работы оросителя должен составлять не менее 0,5 м.

При спринклерной системе распределения воды по поверхности фильтра сточная вода из дозирующего бака периодически поступает в распределительную сеть спринклеров и разбрызгивается последними на поверхность загрузочного материала фильтра. Дозирующий бак оборудован специальным сифоном, который автоматически обеспечивает заданную периодичность излива воды. Объем дозирующего бака рассчитывают на максимальный приток сточных вод в течение 5-6 мин, а для небольших установок - до 15 мин.

Рис. 11. Спринклерные оросители высоконагружаемых биофильтров

Во время пускового периода биофильтров образование биологической пленки достигают постепенным увеличением нагрузки по загрязнениям, поступающим со сточной водой. Сначала сточную воду подают небольшими порциями, при этом суточный объем поданной на фильтр воды не должен превышать 10-20% объема фильтрующего материала. Расход сточной воды должен составлять 30-40% проектного расхода. Цикл орошения не должен составлять менее 50 мин, а интервалы между орошением не более 1 ч. Процесс ежедневно контролируют, производя анализы проб воды на содержание аммонийного азота и нитратов. Когда содержание нитратов в воде составит 50% азота аммонийных солей, нагрузку на биофильтр увеличивают и доводят постепенно до расчетной величины.

В теплое время года пусковой период длится 1-1,5 месяца в зависимости от местных условий. В био- и аэрофильтрах избыточный ил состоит из биопленки, смываемой с загрузочного материала сооружений. Этот ил представляет собой смесь, состоящую из аэробных бактерий, отмерших тел микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности, мелких частиц загрузочного материала и выноса мельчайших взвешенных частиц, не задержанных первичными отстойниками.

При эксплуатации биофильтров персонал обязан:

а) обеспечивать равномерное распределение сточной воды по площади фильтра;

б) контролировать подачу воздуха при искусственной вентиляции и следить за правильной работой вентиляторов;

в) регулярно осматривать и очищать водо- и воздухораспределительные устройства;

г) обеспечивать своевременную промывку поддонного пространства и каналов;

д) принимать меры к устранению образования на поверхности биофильтров заболоченных мест;

е) поддерживать нормальную циркуляцию сточных вод (для высоконагружаемых биофильтров);

ж) контролировать состояние загрузочного материала.

Температура подаваемой на биофильтры сточной воды должна быть не менее 8°С, поэтому зимой в помещение биофильторов необходимо регулярно подавать теплый воздух.

Промывку или замену верхнего слоя загрузки биофильтров осуществляют не реже 1 раза в 1,5-2 года, полную замену всей загрузки - один раз в 6-8 лет.

Для предотвращения размножения в загрузке мошек психоды выполняют одно из следующих мероприятий:

а) затопление фильтра (если это позволяет его конструкция) каждые 10-15 дней;

б) хлорирование поступающих сточных вод из расчета содержания остаточного хлора 3-5 мг/л;

в) разбрызгивание раствора креозота по поверхности фильтра.

При эксплуатации аэротенков в режиме полной биологической очистки персонал обязан:

а) обеспечивать подачу в аэротенки заданных количеств сточных вод и воздуха;

б) поддерживать заданную концентрацию растворенного кислорода, расчетную дозу активного ила и степень его рециркуляции, а также установленную проектом интенсивность аэрации;

в) не допускать перерывов в подаче воздуха;

г) контролировать состояние ила по его биоценозу и иловому индексу и своевременно принимать меры против вспухания активного ила;

д) поддерживать в чистоте прилегающую территорию.

е) вести надзор за бесперебойной работой механизмов, оборудования и измерительных устройств, принимая меры к устранению всех замеченных неисправностей.

Перед пуском в эксплуатацию до заполнения водой аэротенки тщательно осматривают и освобождают от посторонних предметов. Производят ревизию запорно-распределительной арматуры (щитовых затворов, задвижек трубопроводов опорожнения, на воздуходувках, на водовыбросных стояках и т.д.). В аэротенках с пневматической аэрацией аэраторы должны располагаться строго горизонтально (допускаемое отклонение не более ±3 мм).

Проверяют равномерность выхода воздуха через аэраторы, для чего поочередно заполняют испытуемые аэротенки (или каналы, где установлены аэраторы) водой (желательно чистой) и включают воздух, постепенно увеличивая его подачу. Уровень воды в аэротенке должен находиться на 0,2-0,3 м выше поверхности аэраторов.

Только после окончания наладочных работ на аэротенках и вторичных отстойниках, когда уже включены системы циркуляции ила (насосы, эрлифты, трубопроводы) и воздуходувного хозяйства, можно приступать к работам по выращиванию аэробной микрофлоры - активного ила.

Активный ил аэротенков представляет собой суспензию, содержащую хлопья, образованные бактериями и простейшими совместно с мелкими частицами загрязнений сточных вод. Ил отличается от сырых осадков более высоким содержанием воды и отсутствием крупных частиц взвеси. Влажность активного ила до уплотнения 99,2-99,8%; после уплотнения 97-98%. По составу активный ил относится к мелкодисперсным суспензиям, состоящим на 98% по массе из частиц размером менее 1 мм. Суспензия активного ила имеет светло-серый или бурый цвет. Активный ил легко взмучивается и быстро оседает при отстаивании. Свежий активный ил почти не имеет запаха, но при отсутствии кислорода быстро загнивает и приобретает резкий, неприятный запах из-за наличия сероводорода.

Обычно активный ил выращивают в самом аэротенке в теплый период года. При этом сначала в течение 2-3 суток через аэротенк пропускают осветленную в первичном отстойнике сточную воду с расходом 40-50% расчетного значения, подвергая ее аэрации и добавляя в нее задержанные во вторичных отстойниках мелкие хлопья коагулируемой суспензии. Затем подачу воды в аэротенк прекращают, а его содержимое продолжают подвергать непрерыв­ной аэрации, в результате которой происходит развитие микроорганизмов, образующих активный ил.

Для питания микроорганизмов каждый день в течение 2-3 ч в аэротенк добавляют осветленную сточную воду. Количество добавляемой воды можно подсчитать исходя из массы (дозы) ила всооружении и концентрации органических веществ в поступающей сточной воде. Нагрузка на 1 г беззольного вещества ила по БПК₅ должна составлять 250-350 мг.

За процессом выращивания ила ведут контроль, в ходе которого следят за исчезновением в иле аммонийного азота и за появлением нитратов и растворимого кислорода. Каждую смену, или 2 раза в сутки, в стеклянную мерную посуду берут воду из аэротенка, дают ей отстояться 30 мин, а затем определяют объем осев­шего на дно ила. Когда объем ила достигнет 25-30% объема набранной смеси и ил будет представлять однородную суспензию быстроосаждающихся хлопьев, можно начинать эксплуатацию аэротенка, постепенно доводя нагрузки до расчетных.

Сначала включают один аэротенк и один вторичный отстойник, в которые подают только часть расчетного расхода (10-20%) сточной воды (осветленной в первичных отстойниках и с концентрацией по БПК₅не более 150 мг/л). Выпадающий во вторичном отстойнике ил непрерывно перекачивают в аэротенк, а по мере накопления ила и получения незагнивающей очищенной воды (о чем судят по появлению в ней нитритов и нитратов) ее количество доводят до расчетной величины. После образования избыточного количества ила его направляют последовательно на следующие вводимые в эксплуатацию аэротенки, где повторяется процесс наращивания ила до требуемого объема. При благоприятных условиях пусковой период заканчивается в течение 1 месяца. Для ускорения процесса можно воспользоваться активным илом из аэротенков любой действующей станции, а также прудовым или речным илом, не загрязненным нефтепродуктами. Перед загрузкой в аэротенк прудового или речного ила из последнего удаляют тяжелые минеральные примеси (гальку, песок), для чего ил взбалтывают в воде и после 5-10-минутного отстаивания сливают в аэротенк, где он аэрируется без очищаемой сточной воды в течение 12 ч. После такой подготовки ила в аэротенк подают сточную воду для очистки (сначала в небольшом количестве, а затем по мере накопления активного ила нагрузку доводят до расчетной).

Для очистки большинства городских сточных вод концентрация активного ила в аэротенке должна составлять 1,5-2,5 г/л, однако, если вторичные отстойники удовлетворительно работают при больших дозах, концентрация ила может быть увеличена при условии сохранения нормальных нагрузок на него.

Неравномерное распределение воздуха в аэротенке может быть результатом неправильной установки аэраторов (на разных уровнях), когда основная масса воздуха выходит из наиболее высоко расположенных аэраторов. Устранить этот недостаток можно увеличением сопротивления высоко расположенных аэраторов.

Часто нарушается плотность заделки и в местах присоединений воздушных стояков к фильтросным каналам. При большой длине стояков даже незначительные их смещения наверху нарушают герметичность соединений в месте заделки в фильтросный канал. Чтобы этого не произошло, рекомендуется около заделки трубы в бетонную тумбу фильтросного канала устанавливать на стояках линзовые компенсаторы.

Нарушение заделки стыков фильтросных пластин и вырывы их могут произойти из-за внезапной подачи воздуха (рис. 12). Находящаяся в подфильтросном пространстве вода приходит в движение, образуя гидравлический удар, который может нарушить плотность заделки крепления и даже целостность керамических фильтросных пластин.

Рис. 12. Аэротенк с дисковыми аэраторами (распределительный воздухопровод аэраторов разрушен)

Поэтому воздух в аэротенки следует подавать постепенно. При этом сначала открывают вентили и задвижки на водовыбросных стояках, затем приоткрывают (на 2-3 оборота) задвижку на воздушном стояке, чтобы давлением воздуха вытеснить воду в водовыбросные стояки. Пока не прекратится выброс воды, нельзя увеличивать подачу воздуха.

Перед установкой заменяемые фильтросные пластины нужно подбирать по проницаемости и сопротивлению. Пластины с одинаковыми характеристиками устанавливают в один воздушный стояк.

Отверстия перфорированных труб, применяемых в качестве аэраторов, закупориваются биологическими обрастаниями, поэтому их также нужно периодически очишать. При установке таких труб на место проверяют горизонтальность их размещения.

Объем возвратного ила определяют по формуле:

q=

где: C₁ - доза активного ила в аэротенке, г/м³; Q - объем очищаемой воды, м³/ч; C₂ - концентрация возвратного ила по сухому веществу, г/м³.

Количество возвратного ила, как правило, составляет 30-50% объема очищаемой воды. Концентрацию активного ила в аэротенке регулируют, увеличивая или уменьшая количество выводимого из системы активного ила. Избыточное количество ила устанавливают опытным путем в процессе эксплуатации по состоянию ила и скорости протекания процесса.

Для работы аэротенков важно, чтобы в смеси воды и ила содержалось достаточное количество растворенного кислорода. Концентрация растворенного кислорода перед выходом смеси из аэротенка должна составлять не менее 2-4 мг/л.

Биологический контроль за биоценозом активного ила помогает эксплуатационному персоналу управлять технологическим процессом биохимической очистки в аэротенках. Наличие в активном иле отдельных мелких хлопьев свидетельствует об ухудшении работы аэротенка.

При эксплуатации вторичных отстойников персонал обязан:

а) обеспечивать заданный режим отстаивания;

б) обеспечивать заданный режим выпуска активного ила;

в) не допускать образования залежей и уплотнения активного ила в отстойниках;

г) своевременно удалять с поверхности отстойников плавающую пленку или пену.

В процессе эксплуатации вторичных отстойников обслуживающий персонал должен систематически контролировать уровень стояния активного ила в отстойниках и не допускать его превышения над оптимальными значениями, после которых возникает повышенный его вынос.

Вынос активного ила и биопленки (взвешенных веществ) с водой из вторичных отстойников можно рассчитать по формуле:

C_t=L_t+

где: С_t, - вынос взвешенныхвеществ из вторичных отстойников, мг/л;  Т- время отстаивания, ч; L_t,- БПК₅  отстоенной воды.

Илоуплотнители стабильнее работают, если в них направляют избыточный ил не после вторичных отстойников, а после регенераторов. В таком иле содержится большое количество кислорода, и он дольше не подвергается анаэробным процессам.

Для интенсификации работы илоуплотнителя применяют перемешивающее устройство, которое легко смонтировать (из труб) на системе подвесок илоскребов или илососов. При передвижении в толще ила перемешивающего устройства за ними создастся небольшая разреженная зона, в которую устремляется вода, чем достигается лучшее уплотнение и обезвоживание ила. Общий объем уплотненного таким способом ила можно уменьшить примерно на 10%.

6.3.      Сооружения доочистки и обеззараживания сточных вод

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 1 Финансы корпорации.

Для доочистки сточных вод используют следующие фильтровальные сооружения: сетчатые барабанные фильтры, плоские щелевые сита, микрофильтры, скорые фильтры, фильтры с инертной загрузкой. Эксплуатацию фильтровальных сооружений проводят в соответствии с правилами технической эксплуатации систем водоснабжения, канализации и газоснабжения.

Интенсивность и длительность промывки загрузки и сеток фильтровальных сооружений устанавливают на каждой очистной станции опытным путем. Для промывки используют сточную воду, прошедшую фильтровальные сооружения.

Для предотвращения биологического обрастания гранулированной загрузки фильтровальных сооружений ее 2-3 раза в год обрабатывают хлорной водой с концентрацией хлора 200 мг/л при продолжительности контакта 24 ч.

Эксплуатацию сетчатых барабанных фильтров и микрофильтров осуществляют в соответствии с параметрами, принятыми в проекте, и рекомендациями разработчиков.

Сооружения обеззараживания аналогичны сооружениям, используемым на водопроводных станциях.

Для обеспечения контакта с обеззараживающими агентами применяются контактные резервуары, чаще всего с этой целью используются горизонтальные отстойники. Так как в процессе обеззараживания используются пока сильные окислители, то в результате окисления остаточных загрязнений образуются осадки, которые периодически необходимо удалять.