Сооружения для биологической отчистки сточных вод

Скорость потребления кислорода в начальный период аэрации резко падает, что свидетельствует об истощении внешнего субстрата — легкоокисляемого органического вещества, который определяет способность осадка к загниванию. В результате увеличения биофлокулирующей способности активного ила, его частицы укрупняются при одновременном снижении концентрации мелкодисперсных компонентов.

Основные параметры  аэробной стабилизации осадка — продолжительность аэрации и расход воздуха , определяются конечной целью процесса. Одновременное поступление сточных вод и возвратного ила обеспечивает их хорошее смешение, а это в свою очередь приводит к эффективному изъятию загрязнений.        Осветленные сточные воды собираются в отводной лоток вторичного отстойника, устроенного на поверхности жидкости, и отводится на сооружения доочистки и обеззараживания.     Установка работает следующим образом: сточная вода после решеток-дробилок и песколовки без отстаивания поступает в аэрационную часть сооружения. Аэрация смесь активного ила и сточных вод осуществляется механическим аэратором, установленным исключительно в центре аэрационной части. Обработанная жидкость в смеси с активным илом через затопленный водослив поступает в дегазационную камеру и в отстойник. Возврат активного ила в аэрационную зону осуществляется из бункерной части отстойника через циркуляционный трубопровод за счет гидростатического напора механического аэратора.

4.Сооружения для биологической очистки сточных вод в искусственно созданных условиях.

Биологическим путем  могут обрабатываться многие сложные и разнообразные органические вещества. Переработке подвергаются также некоторые неокисленные неорганические соединения — сероводород, аммиак, нитриты и т. д. Однако, в сточных водах присутствуют и такие вещества, которые биологическим путем не окисляются или окисляются настолько медленно, что завершение процесса оказывается недостижимым. К группе биологически неокисляемых веществ относятся многие углеводороды, некоторые сложные эфиры, ряд «жестких» синтетических поверхностно-активных веществ, красители и другие. Микроорганизмы культивируют как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Реакции осуществляют гетеротрофы. Когда вода очищена, экзогенный (внешний) источник органического углерода исчерпан, наступают благоприятные условия для развития автотрофных культур. При наличии в воде достаточной концентрации растворенного кислорода, в среде развиваются автотрофы — нитрификаторы, которые проводят биологическое окисление аммонийного азота сначала до нитритного, а затем до нитратного.

Метод биологической  очистки сточных вод основан на способности микроорганизмов использовать разнообразные вещества, которые содержатся в сточных водах в качестве источника питания в процессе жизнедеятельности. Таким образом, искусственно культивируемые микроорганизмы освобождают воду от загрязнений, а метаболизм этих загрязнении в клетках микроорганизмов обеспечивает их энергетические потребности, прирост биомассы и восстановление распавшихся веществ клетки.

Для нормального процесса синтеза клеточного вещества, следовательно, и для эффективного процесса очистки воды, в среде должна быть достаточная концентрация всех основных элементов питания — органического углерода, азота, фосфора.

Кроме основных элементов  состава клетки (С, N, О, Н) для ее построения необходимы и другие элементы в очень незначительной массе. К ним относятся калий, кальций, магний, сера, железо, марганец . Содержание этих элементов в природных водах обычно бывает достаточным, чтобы полностью удовлетворить требования бактериального метаболизма. Азота и фосфора часто не хватает, их приходится добавлять искусственно, обычно в виде одно- и двух- замещенных фосфатов калия и хлорида аммония. Это в большей степени относится к производственным сточным водам и в меньшей - к городским, потому что в физиологических выделениях людей содержится много белкового азота и мочевина полностью гидролизуется до аммиака и оксида углерода. Считается, что в процессе очистки сточных вод бактериями, преимущественно используется аммонийный азот, но если его недостаточно, то его с успехом может заменить белковый азот.

Достаточность элементов  питания для бактерий в сточных  водах определяется соотношением БПК полн : N : Р (азот аммонийных солей и фосфор в виде растворенных фосфатов). В каждом конкретном случае это соотношение индивидуально, так как определяется составом продуцируемых клеток, который, в свою очередь, зависит от состава очищаемой воды. В отечественной практике, согласно рекомендациям СНиП, при обработке городских сточных вод используется соотношение БПКполн : N: Р= 100:5: 1.

Белковый азот в результате аммонификации разлогается до аммонийного, который и используется при очистке сточных вод в качестве источника азота. Под БПК здесь понимается наличие в воде источника углеродного питания клеток. Наиболее интенсивно азот используется в период логарифмической фазы роста клеток, а в период окисления клеток азот высвобождается вновь - в виде аммиака. Выделившийся аммонийный азот может окисляться до нитритов и нитратов либо повторно использоваться для нового цикла синтеза. Таким образом, для цикла превращений азота справедливы реакции

Денитрификация –  сложный процесс, многостадийный и может протекать по разным схемам, в зависимости от условий среды. Конечными продуктами распада могут быть либо молекулярный азот, либо аммиак, либо оксиды азота, но применительно к сточным водам денитрификация проходит до молекулярного азота.

Биологическую очистку  называют полной, если БПКполн очищенной воды составляет меньше 20 мг/л, и неполной при БПКполн больше 20 мг/л. Такое определение является условным, т.к. и при полной биологической очистке происходит лишь частичное освобождение воды от суммы находящихся в ней примесей.

В настоящее время выделено и изучено сотни ферментов. Каждый из которых ускоряет, как правило, один единственный тип химической реакции, независимо от того, какие конкретно вещества взаимодействуют. Особое отличительное свойство фермента – это строгая специфичность действия. Ферменты обладают исключительно высокой каталитической активностью, проявляемой в мягких условиях при нормальной температуре и давлении. Процесс ферментативного катализа благодаря уникальной структуре каждого фермента предстает как серия элементарных превращений вещества, строгим образом организованных в пространстве и времени. Механизм биокатализа отличают коперативность и жесткая запрограммированость этапов действия.

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В данном реферате были рассмотрены сооружения и аппараты биологической очистки бытовых и промышленных, близкие по составу сточных вод малых объектов. Из этого можно сделать вывод, что на выбор метода очистки бытовых сточных вод малых объектов оказывают влияние следующие показатели:

-усреднение концентрации загрязняющих веществ и органических (по БПК) веществ, содержание фосфатов и азота аммонийных солей в поступающем на очистку стоке;

-характер системы канализования (локальная или групповая);

-средний суточный расход сточных вод;

-степень неравномерности поступления стоков от малых объектов;

-режим работы очистной станции (круглогодичный или сезонный);

-усреднение концентрации загрязняющих веществ и органических (по БПК) веществ, содержание фосфатов и азота аммонийных солей в поступающем на очистку стоке.

При выборе типа очистных сооружений рекомендуется, в первую очередь, оценить возможность применения сооружений естественной биологической  очистки как наиболее дешевых. Кроме того, очистные сооружения должны обеспечивать полное обезвреживание и обеззараживание жидкой и твердой фракций стоков для дальнейшего их использования на приусадебных участках или сельхозугодьях.

 

 

Список литературы

1. Булатов М.А. Комплексная переработка многокомпонентных жидких систем. Теория и техника управления образованием осадков. М.: Мир, 2004. - 304 с., ил.

2. Булатов М.А., Бондарева  Т.И., Кутепов А.М. Химические производства  с замкнутым водооборотным циклом. Учебное пособие. М.: МИХМ - 1991. - 80 с.

3. Деменкова Т.П., Иванин  В.П., Исаков В.Г., Эль А.М. Курьяновская  станция аэрации. М.: ЗАО НВП  ИНСОФТ, 1998.

4. Кожинов В.Ф. Очистка  питьевой и технической воды. Примеры и расчеты. М.: Издательство  литературы по строительству, 1971.

5. Н.Н. Павлова, В.Г.  Иванов. Расчет сооружений для  очистки сточных вод. Методические  указания для курсового и дипломного  проектирования. Ленинград, 1978.