Очистка сточных вод от азота и фосфора - Монография

В настоящей монографии в расширенном и дополненном варианте помещены результаты изучения работы очистных сооружений с предварительной ферментацией загрязнений в сточных водах и использованием средств биологического и химико-биологического удаления азота и фосфора. В области очистки сточных вод, являющейся одной из главных частей системы защиты окружающей среды от загрязнения, наметились новые тенденции, которые образуют понятие "техника и технологии ХХІ века". Основным видом загрязнений, подлежащих удалению, становятся биогенные элементы - азот и фосфор, а изъятие и окисление массы органических веществ переходит в разряд сопутствующих процессов.Наличие в городах старой исторической части застройки с единой системой водоотведения, нежелательность сброса неочищенных дождевых и талых вод (особенно в черте селитебной территории), многочисленные переключения и кольцевания на сетях приводят к смешению классических решений, в результате которого само понятие "система" перестает быть таковым.Расход хозяйственно - бытовых сточных вод, согласно нормативным документам, следует определять по норме водоотведения [37] и количеству населения. На наш взгляд, необходимо сразу же включать в расход инфильтрационные воды в количестве 5-15 л/с с 1 га в районах с развитыми сетями водоснабжения и водоотведения. Расход водопроводной воды на бытовые нужды в Санкт - Петербурге колеблется вблизи значения 200 л/чел •сут, с некоторым превышением в микрорайонах с минимальным количеством водосчетчиков. 1.1 показаны примерные графики колебания расхода водопроводной воды по часам суток в течение недели [17]. Высокие значения обусловлены значительным притоком грунтовых вод, попадающих в канализационные сети, воды из рек, прудов, озер, морской воды из залива.1.2 дана ориентировочная характеристика среднегодового состава в сухой период года, условно по трем категориям, в зависимости от степени разбавления. Для грунтовых вод, проникающих в сети, характерно высокое содержание железа (иногда до 30 мг/л), алюминия, цинка, меди, марганца, фтора. Содержание этих элементов в бытовых стоках от жилых кварталов мало отличается от их количества в общегородских сетях. Более точно состав сточных вод определяется по удельному количеству загрязнений на одного эквивалентного жителя. Концентрация Ci,мг/л веществ загрязнений, рассчитывается по формуле: (1.1) где Gi - удельное количество загрязнений, г/чел •сут; qотв - фактическая норма водоотведения, л/чел •сут.Cen и Сех - концентрация взвешенных веществ во входящей воде и выходящей из отстойника, мг/л; Э - эффект осветления, доли единицы; S - зольность осадка, доли единицы; Hset - глубина проточной части в отстойнике, м 7. tset-продолжительность отстаивания, соответствующая выбранному эффекту осветления и определенная в лабораторном сосуде в слое h1 = 500 мм, с;На очистных станциях города и пригородов действуют тонкопрозорчатые решетки (прозоры 2-6 мм), обеспечивающие предварительное изъятие отбросов. На тонкопрозорчатых решетках, при длительном перерыве между их очисткой, происходит намыв отбросов в виде экрана, на котором задерживаются волокнистые частицы, и образуется так называемый "войлок".Существующие способы оценки количества и качества песка в сточных водах необходимо совершенствовать с целью определения содержания агрегатно связанного песка малой крупности. В данной работе были использованы результаты функционирования аэрируемых и неаэрируемых песколовок на городских КОС Санкт-Петербурга и Москвы. По содержанию песка в осадке определялась необходимая продолжительность осаждения песка, снижающая абразивный износ шнека центрифуг. По опыту работы при содержании песка в осадке на уровне 3 % и выше наплавка шнеков производилась 2 раза в год, в то время как на Северной СА, в составе которой действуют аэрируемые песколовки длиной 55 м, наплавка шнека требовалась 1 раз в году.Расчет отстойников по кинетике осаждения взвеси в покое не оправдал себя на практике. Не подтвердился тезис о преимуществах отстойников с малой глубиной проточной части, наоборот, глубокие отстойники надежно обеспечивали более высокой эффект осветления. Были приняты модели реакторов от двух до десяти ячеек в цепочке, определены кривые отклика на импульсное введение трассера, и по постоянной скорости осаждения частиц взвеси определено количество осевшей части взвешенных веществ. Жукова с выделением трех основных участков: начального участка расширения струи, основного с плоским движением, заключительного со сжатием струи, выделим для расчета второй и третий участки, а первый ввиду сложности определения скорости движения воды в нем, оставим до особого рассмотрения. Медведева [12], условия выхода воды в водосборные лотки определяют глубина слоя воды, угол сужения струй, постепенно возрастающая скорость подхода воды к водосборным лоткам.В специальной литературе приводятся многочисленные примеры улучшения процессов удаления азота и фосфора при использовании предварительного сбраживания органических загрязнений в

Содержание

Введение

1. Расход и состав сточных вод

1.1 Формирование стока на селитебных территориях

1.2 Расходы сточных вод

1.3 Состав сточных вод

2. Механическая очистка сточных вод

2.1 Решетки

2.2 Песколовки

2.3 Первичные отстойники

3. Подготовка сточных вод для интенсификации протекания процессов денитрификации и дефосфатирования

3.1 Процессы ферментации (сбраживания) органических загрязнений

3.2 Практические результаты

4. Биологическое удаление азота и фосфора

4.1 Анализ процессов биологической очистки (анаэробных, аноксидных, оксидных)

4.2 Баланс загрязнений в процессе биологической очистки по азоту

4.3 Рекомендуемые схемы биологической очистки

4.4 Согласование параметров

4.5 Расчет частей биоблока

4.5.1 Дефосфатирование

4.5.2 Денитрификация

4.5.3 Нитрификация

5. Реагентная обработка сточных вод

6. Аэрация иловой смеси в аэротенках-нитрификаторах

7. Вторичные отстойники

8. Рекомендуемые схемы биологической и химико-биологической очистки сточных вод

Список литературы

В настоящей монографии в расширенном и дополненном варианте помещены результаты изучения работы очистных сооружений с предварительной ферментацией загрязнений в сточных водах и использованием средств биологического и химико-биологического удаления азота и фосфора. Книга будет полезным пособием для специалистов и студентов, занимающихся водоснабжением и водоотведением.

В области очистки сточных вод, являющейся одной из главных частей системы защиты окружающей среды от загрязнения, наметились новые тенденции, которые образуют понятие "техника и технологии ХХІ века".

Отличительные черты нового подхода заключаются в переносе приоритетов в системе очистки жидких отходов. Основным видом загрязнений, подлежащих удалению, становятся биогенные элементы - азот и фосфор, а изъятие и окисление массы органических веществ переходит в разряд сопутствующих процессов.

Удаление массы азота и фосфора из сточных вод создает благоприятные условия для предотвращения эвтрофикации водных объектов, ставшей проблемой мирового масштаба. Бурное развитие технологий и технических средств ликвидации биогенного загрязнения базируется на использовании новых видов высокотехнологических аппаратов и оборудования, систем автоматического контроля и управления. Разработки в этом направлении весьма актуальны, обмен научным и практическим опытом крайне необходим.

Настоящее издание является продолжением более ранних публикаций на эту тему - книги "Удаление азота и фосфора на очистных сооружениях городской канализации" (2004 г.) и "Технология удаления азота и фосфора в процессах очистки сточных вод" (2008 г.). В них обобщены данные по глубокому удалению азота и фосфора на очистных станциях города Санкт-Петербурга и пригородов.

Качество сбросных очищенных сточных вод, согласно рекомендациям Хельсинской комиссии по защите вод Балтийского моря от загрязнения, должно постепенно улучшаться, в связи с чем в городе и пригородах построены и действуют очистные станции нового поколения, на которых отрабатываются новые технологии и технические средства в рамках сотрудничества ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга" с Германией, Францией, Данией, Финляндией, Швецией и другими странами Европы и мира.