Методы очистки сточных вод

Текущий контроль-2. Эссе. Методы очистки сточных  вод.

Введение.

В предлагаемом эссе рассмотрен методы очистки сточных вод. Биологические методы очистки и обеззараживания сточных вод (главным образом бактериями -- аэробные или анаэробные, а в зави-симости от температуры процесса -- мезофильными или термо-фильными) обеспечивают перевод вредных веществ в нераствори-мую или газообразную форму. Условия эффективного применения биологических способов основаны на биохимической деструкции и минерализации органических веществ микроорганизмами. Вели-ка роль кислотности среды в протекании биохимического процес-са, которая должна быть в пределах рН 6,5--8,5.

Усложнение  задач в области охраны окружающей среды и обеспечения необходимого уровня экологической безопасности производства и потребления обусловливает  модернизацию нормативной базы. К числу новых относятся стандарты на системы управления качеством окружающей природной среды на предприятиях. Они образуют шестую группу из рассматриваемых экологических нормативов.

Очистные  установки биологической  очистки, их эффективность  и концентрация очищенных  вод по основным показателям.

Аэробные  процессы протекают при подаче в  обрабатываемый сток достаточного количества кислорода, необходимого для обес-печения жизнедеятельности микроорганизмов. В целом в состав био-ценоза активного ила входят разнообразные группы микроорга-низмов (мезофильных, термофильных, аэробных и анаэробных).

При достаточности  кислорода и температуре окружающей среды (ОС )(20--30)°С в биоценозе преобладают  мезофильные аэробы (мезофильное окисле-ние), а при (30-40)°С -- термофильные (термофильное окисле-ние). В зависимости от условий процесса одна из групп микроорга-низмов может преобладать, осуществляя основную обработку. Ос-тальные группы микроорганизмов в этом случае являются сопутствующими, они снабжают основную группу микроорганиз-мов питательными веществами.

При аэробном процессе почти не выделяется неприятного  запаха, способ микробиального размно-жения более прост и приспособлен к изменяющемуся составу поступлений. При этом процессе происходит саморазогре-вание массы (до 70°С), т.е. ее дезинфекция.

Если в  обрабатываемой массе растворенного  кислорода недо-статочно, то происходит анаэробное брожение, которое может быть метановым или водородным. При температуре массы (30--35)°С в биоценозе преобладают мезофильные анаэробы, а при (50--55)°С -- термофильные. Процесс сопровождается выделением биогаза, со-стоящего в основном из метана, водорода и двуокиси углерода.

Кроме органических веществ для обеспечения жизнедеятель-ности микроорганизмов в сточных водах должны быть и биоген-ные элементы (азот, фосфор, калий), которых иногда в стоках бывает недостаточно.

Например, недостаток азота тормозит про-цесс биохимического окисления органических веществ (причина появления трудно оседающего ила), фосфора -- кроме указанного приводит к массовому развитию нитчатых бактерий («вспухание» и плохое оседание ила, вынос его из очистного сооружения вмес-те с осветленной водой).

Площадь участков определяется производительностью  рыбоперерабатывающего комплекса.

Степень загрязнения  поверхностных или грунтовых  вод определя-ется: способностью почвы адсорбировать; видом, интенсивностью и количеством осадков; сроками внесения; количествами и соста-вом СВ; величиной поверхностного стока и эрозией, что зави-сит от наклона участка поля.

Необходимо  знать, что одна биологическая очистка  стоков не даст достаточного эффекта. Так, после двух ступеней очистки  содержание (мг/л) составляет: азота -- 100, фосфора -- 40, калия -- 80, БПК5 -- 185, а кислотность  рН 8,5.

Содержание  микроорганизмов в почве, орошаемой  сточными водами из расчета 300 м3/га

Это можно  объяснить тем, что на биологических  очистных сооружениях биогенные  элементы (азот, фосфор, калий) удаляются  не более, чем на 20%. Целесообразно дополнительно использовать химические средства для обеззаражи-вания -- формалина, аммиака, ксилола; осаждения -- феррохлорида, извести. Применение химических методов очистки и обеззаражи-вания позволяет выделить из стоков до 90% биогенных элементов.

Система утилизации сточных вод должна соответствовать  следующим условиям:

¦ строительство  и ввод в строй сооружений по хранению и утилизации сточных вод должны предшествовать вводу в эксплуатацию комплексов;

¦ подготовленные жидкие стоки необходимо вносить  в почву до на-ступления морозов большими дозами с периодичностью в 2--3 года;

¦ заделывать СВ в почву на площадях, с которых возможен поверхностный сток в открытые водоемы;

¦ не допускать  сброса сточных вод рыбоперерабатывающих комплек-сов в водоемы независимо от степени их очистки.

Почвенные методы биологической очистки и  утилизации жидко-го стоков основаны на обработке не полностью очищенного и обез-зараженного жидкого стока почвенными микроорганизмами с удалением жидкой фазы от биогенных и органических веществ (необходимы выдержка по времени, ограничение количества сто-ков или огромные занимаемые площади) за счет процессов само-очищения.

После внесения сточных вод в почве интенсивно проходят про-цессы самоочищения: уже через месяц коли-титр и титр энтеро-кокков во всех горизонтах повысились на один-два порядка.

При изучении степени очистки от бактериального загрязнения стоков свиноводческого  комплекса на участках чистых перед  поливом полей (общее число бактерий менее 1 млн/г; коли-титр 1,0; титр энтерококков не превышал 10,0; сальмонелл не обнаружено) вы-явлена зависимость от количества азота, внесенного со сточными водами (табл. 1); общее число бактерий во всех горизонтах по-чвы первого участка значительно меньше, чем на остальных. При этом супесчаные почвы обладают большей адсорбцией в отноше-нии микроорганизмов, чем суглинистые.

Наибольшей  эффективностью с точки зрения предотвращения потерь летучих фракций азота  и загрязнения растений патогенны-ми микроорганизмами и яйцами гельминтов оказался способ вне-сения жидких стоков по бороздам с запашкой по сравнению с поверхностным поливом: количество микроорганизмов ниже на один-два порядка, коли-титр повышается незначительно, почва от кишечной палочки освобождается через три месяца (при повер-хностном поливе -- через шесть месяцев).

Аэробные  и анаэробные методы обеззараживания  масс отходов рыбоперерабатывающего комплекса применяют при возможности длительного хране-ния в лагунах (открытые пруды-отстойники), отстойниках-нако-пителях, биологических прудах, башнях, аэротенках и метантенках.

В лагунах  происходит биологическое аэробное или анаэробное разложение сточных  вод. При аэробном разло-жении сточных вод аэрируется с помощью турбин-аэраторов более трех месяцев при обеспечении концентрации кислорода 1--2 г/л, а осевший осадок вычищают раз в 2-3 года.

Система проста, деше-ва, но при этом необходимо обеспечить температуру выше 18°С (работоспособна только в летнее время), а потери аммиачного азота в лагуне достигают 90%. При механической аэрации на 1 кг сточных вод требуется 0,74 м3 (мясного -- 0,44 м3) аэробной лагуны, а в лагунах с естественной аэрацией соответственно 4,15 (3,56) м3. В аэробных лагунах происходит частичное разложе-ние органических веществ, уничтожение большинства патогенных микроорганизмов и неприятного запаха, обеспечивается сохранение минеральных веществ в легкоусвояемых формах для растений, уменьшение загрязненности.

В случае дефицита имеющихся площадей целесообразно  исполь-зовать систему очистки стоков в виде бассейна-перегнивателя глу-биной до 1,5 м, в котором происходит механическая и биологи-ческая очистка стоков. Бассейн состоит из двух изолированных от-делений с размерами в соотношении 1:3. Малое отделение является первичным отстойником, а в большом -- осветленные сточные воды подвергаются естественному самоочищению. Осадок из ма-лого отделения удаляется через два года.

В анаэробных лагунах при выдерживании определенного  режи-ма (рН 6,7-7,5; температура 30--38°С) потери питательных веществ меньше, они опасны с санитарной точки зрения (различные виды сальмонелл выживают в них до трех лет). На 1 кг СВ необходимо обеспечить 0,6 м3 объема анаэробных лагун. Очистка анаэробных лагун про-исходит через 5-8 лет.

Характеристика  эффективности очистки каскада  прудов. Время начала эксплуатации новой лагуны март-апрель. Лагуну следует заполнять водой наполовину и первые два месяца загру-жать на четверть проектной мощности, а в последующие шесть месяцев -- до номинальной. Необходимо ежегодно измерять тол-щину осадка: быстрое его наслоение свидетельствует о неправиль-ной эксплуатации системы.

Широкое применение нашли биологические пруды следую-щих типов: для полной очистки жидких стоков стоков; для доочистки стоков, предварительно прошедших биологическую об-работку; рыбоводные. Пруд рыбоводного типа, эксплуатирующийся в опытном хозяйстве ВИЖ Московской области.

Жидкие отходы из рыбоперерабатывающего комплекса по самотечному коллектору по-ступает в приемный резервуар, а из него перекачивается в разде-лительную установку . Твердую фракцию складируют на пло-щадке для биотермического обеззараживания и используют в качестве органического удобрения.

Жидкую фракцию направляют в отстойник для отстаивания и осветления. Осадок из отстой-ника обезвоживают с помощью центрифуги и также складируют на площадке для биотермического обеззараживания . Осветлен-ные стоки из отстойника и фугат с центрифуг направляют в ка-рантинные емкости для выдержки в течение недели.

После этого  стоки поступают в цепь биологической  очистки, состоящую из каскада прудов разного назначения.

В пруде-накопителе осветленные стоки выдерживаются независимо от времени года; здесь осуществляется анаэробное сбра-живание органических веществ стоков микроорганизмами. Из пру-да-накопителя частично минерализованные стоки поступают в во-дорослевый пруд , который обеспечивает утилизацию фитоплан-ктоном биогенных элементов органического вещества. За счет фотосинтетической реаэрекции происходит обогащение стоков кислородом, что приводит к распаду органического вещества, ос-вобождению биогенных элементов и накоплению планктонных во-дорослей.

В рачковом пруду из-за наличия богатого питатель-ного субстрата происходит массовое развитие ветвистоусых и вес-лоногих рачков, червей и личинок насекомых. Далее из рачкового пруда стоки, содержащие зообиомассу и биомассу фитопланкто-на, поступают в рыбоводный пруд , обеспечивающий благо-приятные условия для развития сеголеток карпа. Очищенные в рыболовно-биологических прудах стоки поступают в пруд очищен-ной воды, вода из которых используется для орошения полей. Но и такая система не обеспечивает полного освобождения от па-тогенных микроорганизмов.Чтобы снизить зловоние в зоне рыбоперерабатывающего комплекса и создать более благоприятные условия для обслуживающего в Голландии была разработана система комби-нации анаэробных и окислительных каналов.

При этом окисли-тельные ямы размещали под производственными помещениями помещениями (а иногда для предохранения их от воздействия низких температур и в самом помещении). Эти ямы перед началом эксплуатации за-полняются водой до определенной глубины и постоянно аэриру-ют с помощью вентиляционной установки. Это заставляет содер-жимое ямы быть в постоянном движении, что приводит к образо-ванию пены. Чтобы не допустить протекания анаэробного процесса с образованием гнилостных газов и сероводорода аэрацию необ-ходимо поддерживать в течение всего времени обработки. Конструктивное выполнение окислительных каналов и ям разнообразно.

Окислительные каналы конструкции ВНИИМЖ наиболее ком-пактны и состоят из двух ступеней циркуляции. Это два замкнутых канала, расположенные один внутри другого и имеют глубину до 1,5 м. Поперечное сечение канала -- трапеция с верхним основа-нием 5,5 м и нижним -- 3 м. В центральной продольной части каж-дого канала установлено по два роторных аэратора: вращающийся ротор первого аэратора захватывает лопастями воздух и подает его в жидкость, а второй, прогоняя по каналу жидкость, перемеши-вает ее с этим воздухом.

Сточные воды одновременно подается во внутренний канал, перемешивается с воздухом и  находящимся в канале активным илом. В результате за время движения по каналу СВ обрабатывается илом и после этого удаляется из верхних слоев самотеком или насосом.

                                                                                                                                                                                      Павлова Анна     ЭЗДт 31.1/Б-11