Модернизация системы водоотведения и очистка бытовых сточных вод в сельском поселении «Гжельское» на примере работы МУП Раменского район

Аэротенки используются в чрезвычайно  широком диапазоне расходов сточных  вод от нескольких сот до миллионов  кубических метров в сутки.

В аэротенках-смесителях воду и ил вводят равномерно вдоль длинных  стен коридора аэротенка. Полное смешение в них сточной воды с иловой смесью обеспечивает выравнивание концентраций ила и скоростей процесса биохимического окисления. Нагрузка загрязнений на ил и скорость окисления загрязнений  практически неизменны по длине  сооружения. Они наиболее пригодны для очистки концентрированных (БПКп до 1000 мг/л) производственных сточных  вод при значительных колебаниях их расхода и концентрации загрязнений. В аэротенках-вытеснителях воду и  ил подают в начало сооружения, а  смесь отводят в конце его. Аэротенк имеет 3-4 коридора. Теоретически режим потока поршневой без продольного  перемешивания. На практике существует значительное продольное перемешивание. Нагрузка загрязне¬ний на ил и скорость окисления изменяются от наибольших значений в начале сооружения до наименьших в его конце. Такие сооружения применяются в том случае, если обеспечивается достаточно легкая адаптация  активного ила. В аэротенках с  рассре доточенной подачей воды по его длине единичные нагрузки на ил уменьшаются и становятся более  равномерными. Такие сооружения используются для очистки смесей промышленных и городских сточных вод.

Работа аэротенка неразрывно связана  с нормальной работой вторичного отстойника, из которого возвратный активный ил непрерывно перекачивается в аэротенк. Вместо вторичного отстойника для отделения  ила от воды может быть использован  флотатор.

Основные технологические схемы  очистки в аэротенках приведены на рисунке 2.3

 

Рисунок 2.3 — Основные технологические схемы очистки сточных вод в аэротенках 
а — одноступенчатый аэротенк без регенерации; б — одноступенчатый аэротенк с регенерацией; в — двухступенчатый аэротенк без регенерации; г — двухступенчатый аэротенк с регенерацией; 1 — подача сточной воды; 2 — азротенк; 3 — выпуск иловой смеси; 4 -вторичный отстойник; 5 — выпуск очищенной воды; 6 — выпуск отслоенного активного ила; 7 — иловая насосная станция; 8 — подача возвратного активного ила; 9 — выпуск избыточного активного ила; 10 — регенератор; 11 — выпуск сточных вод после первой ступени очистки; 12 — аэротенк второй ступени; 13 — регенератор второй ступени.

В одноступенчатой схеме без  регенератора нельзя интенсифицировать  процесс очистки стоков. При наличии  регенератора в нем заканчиваются  процессы окисления и ил приобретает  первоначальные свойства. Двухступенчатая  схема применяется при высокой  исходной концентрации органических загрязнений  в воде, а также при наличии  в воде веществ, скорость окисления  которых резко различается. На первой ступени очистки БПК сточных  вод снижается на 50-70 %.                                                            Для обеспечения нормального хода процесса биологического окисления в аэротенк необходимо непрерывно подавать воздух. При аэрации должна быть обеспечена большая поверхность контакта между воздухом, сточной водой и илом, что является необходимым условием эффективной очистки. Система аэрации представляет собой комплекс сооружений и специального оборудования, обеспечивающего снабжение жидкости кислородом, поддержание ила во взвешенной состоянии и постоянное перемешивание сточной воды с илом. Для большинства типов аэротенков система аэрации обеспечивает одновременное выполнение этих функций. По способу диспергирования воздуха в воде на практике применяются три системы аэрации: пневматическая, механическая и комбинированная.                                При механической аэрации перемешивание осуществляется механическими устройствами (мешалками, турбинками, щитками и т.п.), которые обеспечивают дробление струй воздуха, вовлеченного непосредственно из атмосферы вращающимися частями аэратора (ротором).Пневматическую аэрацию, при которой воздух нагнетается в аэротенк под давлением, подразделяют на три типа в зависимости от размера пузырьков воздуха: на мелкопузырчатую (1 — 4 мм), среднепузырчатую (5-10 мм), крупнопузырчатую (более 10 мм), В качестве распределительного устройства для воздуха в мелкопузырчатой системе аэрации применяются диффузоры, изготовленные из керамики. Пластмассы, ткани в виде фильтросных пластин, трубок, куполов. Для получения среднепуэырчатой аэрации применяют перфорированные трубы, щелевые и другие устройства. Крупнопузырчатая аэрация создается открытыми трубами, соплами и т.п. Современный аэротэнк — это гибкое в технологическом отношении сооружение, представляющее собой железобетонный резервуар коридорного типа, оборудованный аэрационной системой. Рабочую глубину аэротенков принимает от 3 до 6 м, отношение ширины коридора к рабочей глубине от 1:1 до 2:1. Для аэротенков и регенераторов количество секций должно быть не менее двух; при производительности до 50 тыс.м3/сут назначается 4-6 секций, при большей производительности 8-10 секций, все они рабочие. Каждая секция состоит из 2-4 коридоров.

 
2.2.5 нитри-денитрификаторы:

На стадии биологической очистки  применяются аэротенки нитри-денитрификаторы, что обеспечивает параллельное удаление органических веществ и соединений азота. 
Нитри-денитрификация необходима для обеспечения нормативов на сброс по соединениям азота, в частности, его окисленным формам (нитритам и нитратам).  
Принцип работы такой схемы основан на рециркуляции части иловой смеси между аэробной и аноксичными зонами. При этом окисление органического субстрата, окисление и восстановление соединений азота происходит не последовательно (как в традиционных схемах), а циклически, небольшими порциями. В результате процессы нитри-денитрификации протекают практически одновременно, что позволяет удалять соединения азота без использования дополнительного источника органического субстрата.  
Эта схема реализуется в аэротенках с организацией аноксичных и аэробных зон и с рециркуляцией иловой смеси между ними. Рециркуляция иловой смеси осуществляется из аэробной зоны в зону денитрификации эрлифтами.  
В аноксичной зоне аэротенка нитри-денитрификатора предусмотрено механическое (погружными мешалками) перемешивание иловой смеси.

 
 
На рис 2.4 представлена принципиальная схема аэротенка нитри-денитрификатора, когда возврат иловой смеси из аэробной зоны в аноксичную осуществляется под гидростатическим давлением по самотечному каналу, подача иловой смеси из конца аноксичной зоны в начало аэробной производится эрлифтами или погружными насосами.  
Исходная сточная вода и возвратный ил из вторичных отстойников подаются в зону дефосфатации (бескислородную), где происходит гидролиз высокомолекулярных органических загрязнений и аммонификация азотсодержащих органических соединений в отсутствии какого-либо кислорода.

Принципиальная  схема аэротенка нитри-денитрификатора  с зоной дефосфатации 
I – зона дефосфатации; II – зона денитрификации; III – зона нитрификации, IV- зона отстаивания 
1- сточная вода;

2- возвратный ил;

3-воздух;

4- эрлифт;

5- загрузка;

6- иловая смесь;

7- канал циркуляционной иловой  смеси, 

8- очищенная вода.

 
2.2.6 резервуар чистой воды:

Резервуары в системах водоснабжения используются как  регулирующие емкости. Одновременно в  них могут храниться противопожарные  и аварийные запасы воды. Если рельеф местности позволяет располагать  резервуары на достаточно высоких отметках, они могут служить напорными  емкостями; если воду из резервуаров  необходимо перекачивать к потребителю, то они называются безнапорными. Объем  резервуаров зависит как от их назначения, так и от производительности системы водоснабжения. Объем резервуаров, устанавливаемых вместо башен, определяется по тем же принципам, что и регулирующие объемы водонапорных башен.

Регулирующий объем резервуаров  чистой воды, находящихся на территории очистных сооружений, определяют по совмещенным  графикам работы насосов насосных станций I и II подъемов. Этот объем необходим  для согласования работы в равномерном  режиме насосной станции I подъема и  очистных сооружений с работой в  неравномерном режиме насосной станции II подъема. В резервуаре чистой воды хранится также запас воды, необходимый для технологических нужд очистной станции, и запас воды для пожаротушения.

В настоящее время наибольшее распространение получили железо-бетонные  резервуары различных форм, конструкций и методов изготовления. На рис. Рис 2.5 приведена схема оборудования трубопроводами резервуара чистой воды фильтровальной   станции.   Регулирующий объем находится между уровнями хх и пп, а запасной — от уровня пп до дна резервуара. От очистных сооружений вода поступает по трубопроводу в верхнюю часть резервуара. Всасывающие трубопроводы хозяйственно-питьевых насосов бхоз расположены в открытом колодце которого находится на уровне пп, и не могут забирать воду, предназначенную для целей пожаротушения. Пожарные насосы имеют самостоятельные всасывающие трубопроводы бпож,  оканчивающиеся на отметке  дна резервуара, Резервуар оборудуется также переливной трубой з, присоединенной к водостоку, а также спускной (грязевой) трубой, идущей от низа приямка к переливной трубе.

 

Рис 2.5 Схема оборудования трубопроводами резервуара чистой воды

На рис 2.6 показан резервуар цилиндрической формы с плоским перекрытием объемом до 2000 м3. При больших объемах применяют резервуары прямоугольной формы с плоскими балочными или безбалочными перекрытиями. В настоящее время при строительстве резервуаров широко используется предварительно напряженный железобетон,  что обеспечивает их повышенную прочность  и  герметичность.

 

Рис 2.6 Конструкция резервуара цилиндрической формы

 
2.2.7 фильтры:

Биологический фильтр – сооружение для очистки сточных вод, заполненное загрузочным материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается биологическая пленка. Разница температур между сточными водами и воздухом гарантирует непрерывную вентиляцию атмосферного воздуха через загрузку фильтра, обеспечивая постоянно достаточную для жизнедеятельности микроорганизмов концентрацию кислорода.  Важнейшая составная часть биофильтра – загрузочный материал. По типу загрузочного материала все биофильтры делят на две категории: с объемной загрузкой и с плоскостной. В биологических фильтрах с объемной загрузкой используют щебень прочных горных пород, гальку, шлак, керамзит, а в фильтрах с плоскостной загрузкой – пластмассы, способные выдерживать  температуру 6 – 30 ⁰С без потери прочности.  

Пропускная способность  биофильтра (по сточной воде) определяется, прежде всего, следующим: площадью поверхности, занятой биопленкой, и возможностью свободного доступа кислорода к биопленке. Чем больше площадь поверхности биопленки и чем легче к ней доступ кислорода, тем выше пропускная способность биофильтра. Согласно общепринятой классификации различают биофильтры с объемной загрузкой – капельные, высоконагру-жаемые и башенные и с плоскостной загрузкой – с жесткой засыпной, жесткой блочной и мягкой загрузкой. Согласно литературным данным интенсивность деструкции трудноокисляемых органических веществ сточных вод в биофильтрах не только не ниже, но в отдельных случаях даже выше, чем в аэротенках. Биофильтры применяются для очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Например, на капельных биофильтрах с высотой слоя загрузки 1,5 м и естественной аэрацией очищались сточные воды канифольно-эк-стракционного завода, термической переработки сланцев, производств диметилтерефталата, окиси этилена, хлоропренового каучука.

 
2.2.8 иловые площадки:

Иловые площадки служат для  обезвоживания осадка, полученного в метантенках, двухъярусных отстойниках или в других сооружениях.Из метантенков осадок выходит влажностью около 96 %, из двухъярусных отстойников — 90%. Чтобы использовать осадок в дальнейшем, его необходимо подсушить. Сушка на иловых площадках является самым распространенным способом, при котором осадок подсушивается до 75 %-ной влажности при одновременном уменьшении его объема в 3—8 раз.

Иловые площадки (рис. 60) представляют собой спланированные участки земли (карты), окруженные со всех сторон земляными валиками.

 

Рис. 2.7 Иловые площадки: 1 — кювет оградительной  канавы;  2 — дорога;   3 — сливной   лоток;   4 — держатели  лотков; 5 — илоразводящиЙ   лоток;   6 — дренажный   колодец;   7 — сборная   дренажная   труба;   8 — дренажный   слой;   5 —дренажные   трубы;   10 — съезд  на   карту;   11 —дренажные канавы; 12 — шиберы; 13 — деревянный щит; К1… К5 — колодцы.

 

2.2.9 илоуплотнитель:

Изобретение относится к  очистке бытовых и промышленных сточных вод, а именно к уплотнению избыточного активного ила в  гравитационных илоуплотнителях. Илоуплотнитель включает цилиндрический корпус 1, по оси  которого установлен вертикальный вращающийся  вал 2. По периметру корпуса 1 с внутренней его стороны размещен сливной  канал 3, снабженный зубчатым водосливом 4 со стороны зеркала воды. С валом 2 соединен один конец фермы 5. Другой конец фермы 5 снабжен колесом 7 для  перемещения по направляющим 8, установленным  на верхней поверхности корпуса 1 илоуплотнителя. На валу 2 вблизи дна  илоуплотнителя установлена мешалка 6. На ферме 5 с возможностью вращения вокруг своей оси закреплена цилиндрическая щетка 9. Щетка 9 размещена так, что  ее щетина располагается по обе стороны  зубчатого водослива 4. Средства для  крепления щетки 9 снабжены поворотным узлом 10, обеспечивающим возможность  ее вертикального перемещения при  движении по водосливу 4. Угол между  осью щетки 9 и касательной к зубчатому  водосливу 4 составляет 60-70°, а ось  вращения щетки 9 электрически соединена  с электродвигателем. На ферме 5 под  углом 20-30° к вертикальной плоскости, проходящей через ось фермы 5, установлен грязесборник 26 в виде пластины, погруженной  в надиловую жидкость на глубину 0,25-0,3 высоты пластины, снабженной гибкой вставкой со стороны водослива 4 и  расположенной за щеткой 9 по направлению  движения фермы 5. Технический результат - повышение качества очистки от загрязнений зубчатого водослива  и поверхности надиловой жидкости, а также снижение трудоемкости, улучшение  удобства и повышение безопасности эксплуатации илоуплотнителя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.  
рис 2.8

2.2.10 контактный резервуар:

Контактные резервуары предназначаются для обеспечения контакта хлора или другого дезинфицирующего реагента со сточной водой.

В качестве контактных резервуаров применяют горизонтальные отстойники без скребков с уклоном днища 0,05 и вертикальные отстойники. Продолжительность контакта хлора со сточной водой принимают 30 мин при максимальном расчетном ее притоке. При этом учитывается, и то время, в течение которого вода контактирует с хлором, находясь в каналах и трубах, отводящих ее в водоем. При дезинфекции сточной воды хлором происходят частичная коагуляция мелких взвешенных частиц и осаждение их в контактных резервуарах.                                                                                     Поэтому величину скорости движения воды в контактных резервуарах принимают с таким расчетом, чтобы обеспечить возможно малый вынос из них взвешенных веществ. Обычно она не превышает скорости движения во вторичных отстойниках. При очистке сточных вод на биофильтрах и аэрофильтрах, вынос нерастворенных примесей из которых весьма велик, контактные резервуары следует устанавливать после вторичных отстойников. Количество осадка, выпадающего в контактных резервуарах, зависит от вида дезинфектанта, его дозы и от степени предварительной очистки сточных вод. При дезинфекции жидким хлором сточных вод объем осадка после механической очистки составляет 0,08 л, после полной биологической очистки в аэротенках—0,03 л, на биофильтрах—0,05 л на одного человека в сутки; при дезинфекции хлорной известью количество осадка получается в 2 раза больше. Влажность осадка в среднем составляет 96%. Удаление осадка из контактных резервуаров производится под гидростатическим давлением. Обезвоживание осадка может производиться без его предварительного сбраживания.

 
2.2.11 устройство обезвоживания осадка:

Устройство обезвоживания  осадка предназначено для обезвоживания  первичного и стабилизированного активного  или смешанного ила. Несложное в  эксплуатации, универсальное, имеет  низкое энергопотребление. Может быть использовано не только в новых очистных сооружениях, но и после модернизации уже существующих систем очистки  хозфекальных и промышленных сточных  вод. Устройство может применяться  и в других областях, где нужно  уменьшать объем получаемого  осадка. Обезвоживание осадка возможно благодаря использованию специальных  фильтров-мешков и добавлению в поступающий  осадок полифлокулянта.

При выполнении технологических  требований и параметров времени  можно получить обезвоживание осадка на 10-20% в течение 24 - часового цикла. В случае хранения в течении 40 - 60 дней осадок будет обезвожен на 20 - 40%.