|
|
|
Методы глубокой очистки сточных вод от биогенных элементов. Рассмотрим более подробно методы, удаления биогенных элементов в очищенной сточной воде. Биологические процессы глубокой очистки сточных вод от соединений азота можно осуществить двумя способами: с использованием биомассы (активного ила), находящейся во взвешенном состоянии; с использованием прикреплённой активной биомассы. Для денитрифицирующих бактерий характерной особенностью является возможность использовать источники энергии или в присутствии кислорода или без него с восстановлением нитратов и образованием азота (М2). Биологический метод удаления аммонийного азота из сточных вод является наиболее приемлемым в современных условиях. В обоих способах могут быть использованы комбинированные и раздельные системы очистки. В комбинированных системах в одном сооружении предусматривается проведение нитрификации и денитрификации, а в раздельных только нитрификации или денитрификации. В раздельных системах с использованием взвешенной культуры процессы очистки сточных вод от органических веществ, нитрификация и денитрификация осуществляются специфическими илами; после каждой ступени имеется свой вторичный отстойник. Последовательность отдельных стадий процесса очистки может быть самая разнообразная. Наиболее часто встречающиеся показаны на 14.10. 1-е денитрификатором в начале процесса II с денитрификатором в конце процесса.; А аэротенк; Н -зона нитрификации; Д зона денитрификации; О -отстойник; В возвратный активный ил 14.1 Схема удаление азота с различным расположением денитрификационных зон: В комбинированных системах с использованием взвешенной культуры процессы очистки сточных вод от органических соединений, нитрификация и денитрификация осуществляются в одном сооружении смешанной популяцией микроорганизмов. Активный ил отделяется от очищенной жидкости в отдельно стоящем или совмещенном с биохимическим реактором илоотделителе. В некоторых случаях, особенно при очистке концентрированных азотсодержащих сточных вод, комбинированную систему разделяют на две ступени очистки. Процесс очистки по данным схемам характеризуется высокими скоростями, легкостью управления и устойчивостью на каждой стадии. Недостатком раздельных систем является наличие дополнительных вторичных отстойников, требующих насосных станций для перекачивания циркулирующего ила из-за перепадов высот. Отдельные стадии процессов могут осуществляться в реакторах-смесителях, вытеснителях или в реакторах промежуточного типа, с отдельно стоящими регенераторами или без них, с подачей отдельных потоков азотосодержащих вод в регенераторы или без подачи. Узел илоотделения может быть выполнен в виде обычного вторичного отстойника или тонкослойного двухступенчатого отстойника с взвешенным слоем осадка, флотационного илоотделителя или микрофильтра. Для очистки слабоконцентрированных сточных вод получили распространение следующие три схемы ( 14.11). 1 двухиловая система; II одноиловая система; III одноиловая система с рециркуляцией: А аэротенк; Н -зона нитрификации; Д зона денитрификации; О отстойник; В возвратный активный ил 14.1 Схема удаление азота из слабоконцентрированных сточных вод: Вторая схема отличается от первой отсутствием вторичного отстойника. В третьей схеме денитрификация протекает в начале процесса очистки. Для снижения остаточного содержания нитратного азота предусматривается значительная (до 300-500%) рециркуляция иловой смеси из конца реактора в начало денитрификатора. Следует отметить, что для проведения процесса денитрификации сточных вод на определенном этапе очистки необходимо дополнительное введение углеродного субстрата. В качестве данного субстрата может применяться метанол, сточная жидкость, диоксид углерода и другие вещества. По первой схеме сточная жидкость после первичных отстойников направляется в аэротенки с продленной аэрацией, где происходит глубокая нитрификация, затем иловая смесь разделяется во вторичном отстойнике. Осевший ил направляется в начало аэротенка, а осветленная жидкость, содержащая нитраты, в денитрификатор, в котором без доступа кислорода при медленном перемешивании иловой смеси азот нитратов восстанавливается до газообразного азота. После денитрификации иловая смесь аэрируется. Аэрация обеспечивает отдувку азота из иловой смеси, насыщение воды кислородом и предотвращение дальнейшего образования азота, стабилизацию ила, удаление избыточного углерода. Длительность последующей аэрации составляет 0,5-2 ч. Затем иловая смесь поступает в третичный отстойник. Осевший ил возвращается в начало денитрификатора, а осветленная жидкость сбрасывается в водоем. Введение в биологических прудах искусственной аэрации позволяет не только существенным образом повысить производительность этих сооружений, но и обеспечить в течение всего года стабильность качества очищенных вод и практически исключить влияние климатических условий на процессы очистки. Одним из возможных методов очистки сточных вод от азота является очистка в биологических прудах с массовым развитием водорослей. В результате жизнедеятельности зеленых водорослей в прудах осуществляется непосредственное потребление соединений азота из сточных вод, а также значительное снижение концентраций других остаточных загрязнений. В этом случае технологическая схема доочистки сточных вод предусматривает трехсекционный аэрируемый биопруд, где в первых двух секциях происходит доочистка сточных вод за счет развивающихся водорослей, а в третьей возможно наращивание зоопланктонных организмов, утилизирующих водоросли. Физико-химические методы удаления азота. Хлорирование активным хлором. При добавлении хлора к воде образуются хлорноватистая и соляная кислоты. Аммиак реагирует с хлорноватистой кислотой, образуя хлорамины. Прибавление активного хлора превращает хлорамины в закись азота нерастворимый газ. Для очистки сточных вод от азотистых соединений с применением прикрепленной культуры ила используют фильтры с движением воды относительно неподвижного материала загрузки, а также с движением загрузки относительно воды. Движение воды может быть сверху вниз и снизу вверх. Метод обратного осмоса. Применение полупроницаемых мембран, в частности целлюлозоацетатных, позволяет достигать эффекта очистки от азотсодержащих соединений до 98,5%. Но процесс, основанный на свободном пропуске молекул растворителя при фильтровании сквозь мембрану и задержке молекул или ионов растворенных веществ, требует тщательной предварительной очистки и умягчения воды. Одним из методов физико-химического удаления азота из сточных вод является хлорирование. Весовые отношения хлора к азоту аммиака, требуемые для хлорирования сточных вод до точки перегиба, колеблются от 8:1 до 10:1; меньшее значение применимо для сточных вод, прошедших обширную предварительную обработку. Хлорирование до точки перегиба при рН в диапазоне 6,5-7,5 может дать 95%-ное удаление аммиака, а при первоначальных концентрациях азота аммиака 8-15 мг/л содержание остаточных треххлористых азотистых соединений никогда не превышает 0,5 мг/л. Недостаток чрезмерного хлорирования состоит в том, что почти весь вводимый хлор восстанавливается в ионы хлорида, что приводит к повышению концентрации растворенных солей в очищенной сточной воде. Метод отдувки аммиака. Способ удаления аммиака основан на отдувке из раствора воздухом при рН =1 Сточная вода после обработки известью (для осаждения фосфора) насосами перекачивается в верхнюю часть охладительной башни и распределяется по загрузке колонны ( 14.12). Нагнетаемый воздух пропускают через загрузку для извлечения аммиака из капель воды. Простота этого процесса делает его наиболее дешевым методом денитрификации в тех случаях, когда предварительно удаляется фосфор путём обработки сточной воды известью. Таким образом, с помощью воздушной отдувки можно добиться 95%-ного удаления аммиачного азота, расходуя 3000 л воздуха на 1 л сточной воды. Метод окисления озоном. Применение озонирования целесообразно лишь в случаях перехода аммонийного азота в нитратную форму. Аммиак полностью окисляется в нитрат, в результате устраняется расход кислорода на окисление азота в отходах. В сточных водах протекает реакция первого порядка относительно концентрации аммиака и скорость протекания реакции повышается с увеличением величины рН выше диапазона 7-9 и с ростом парциального давления озона. Причем эффективного удаления аммиака можно достичь только при поддержании щелочной среды. 14.1 Технологическая схема удаления аммиака методом отдувки: Практика работы с охладительными башнями вскрыла следующие проблемы: на загрузке башен образуются отложения карбоната кальция, которые необходимо часто удалять промывкой кислотами или с помощью механической очистки; зимой в башне образуется лед; аммиак характеризуется повышенной растворимостью при низких температурах, что снижает эффективность его удаления и может привести к необходимости подогрева башен в зимнее время; нитратный азот, образующийся в процессе биологической очистки, не поддается воздушной отдувке. 1 сточная вода; 2 известь; 3 тенк для смешения и флокуляции; 4 первичный отстойник; 5 осадок из первичных отстойников; 6 рекарбонизаторы; 7 осадок; 8 башни для воздушной отдувки; 9 аммиак; 10 усреднитель; 11 фильтры; 12 промывная вода; 13 окислительный тенк; 14 газообразный азот; 15 хлор; 16 угольные адсорберы; 17 регенерация угля; 18 очищенная сточная вода Ионы аммония и нитратов присутствуют в сточных водах в низких концентрациях и их трудно экстрагировать посредством ионного обмена. Для того, чтобы процесс денитрификации, проводимый путем ионного обмена, был экономичным, необходимы материалы, обладающие высокой избирательной способностью по отношению к неорганическому азоту. Чрезвычайно высокой избирательной способностью по отношению к иону аммония обладает клиноптилолит естественный неорганический цеолито-вый материал. Предварительная обработка, предшествующая катионному обмену, включает осветление методом химической коагуляции и фильтрование, доведение значения рН до 6,5, чтобы превратить аммиак в ион аммония, так как свободный аммиак не адсорбируется и не вступает в ионообменные реакции с клиноптилолитом. Одним из основных условий применения ионообменной очистки сточных вод на неподвижном слое сорбента содержание взвешенных веществ 10 мг/л и сульфид-ионов 8-10 мг/л. Отработанный обменный материал регенерируется с помощью известкового раствора, который затем подвергается отдувке воздухом с выделением аммиака в атмосферу. Исследования показали, что цеолиты целесообразно использовать для доочистки сточных вод при концентрации аммиака в них не выше 100-150 мг/л. Ионный метод. В отличие от процесса отгонки аммиака, эффективность процесса ионообмена не зависит от температуры сточных вод, поступающих на очистку. К тому же эффективность удаления аммиака при ионообмене значительно выше, и этот процесс заслуживает внимания в тех случаях, когда требуется обеспечить очень низкую концентрацию азота в воде после очистки. В большинстве случаев параллельно с очисткой сточных вод от соединений аммонийного азота происходит снижение концентрации соединений фосфора. Электрохимический метод. Метод основан на электролизе морской воды, в результате которого выделяющаяся гидроокись магния вступает в реакцию с содержащимися в сточных водах ионами фосфора и аммиаком с образованием нерастворимой комплексной соли. Одновременно из-за выделения на аноде С12 происходит обеззараживание сточных вод и частичное окисление органических загрязнений. В качестве электродов для данного метода используются пластинчатый графит (анод) и нержавеющая сталь (катод). Установлено, что наиболее эффективная и стабильная очистка с удалением 80-85% аммонийного азота и до 90% ортофосфатов достигается при добавлении в обрабатываемую сточную воду 20% морской воды. Физико-химические методы Методы удаления фосфора. Фосфаты удаляются химическими, физико-химическими и биологическим (за счёт модификации биологического процесса включения фосфора в клеточное вещество), методами либо биохимическим путём. В магнитном поле. При этом способе фосфаты связывают реагентом в нерастворимые соединения, после чего вводят магнитный материал и воздействуют магнитным полем, в результате чего выделяется фосфатсодержащий осадок. Адсорбционный метод. Фосфор поглощается поверхностью сорбента. Сорбент может быть приготовлен из гранулированной окиси алюминия, активированной окисью алюминия и сульфата алюминия, гидратированным диоксидом титана, активированными оксидами 3-ей и 4-ой групп металлов периодической системы элементов, нанесёнными на волокнистый материал. Обнаружена высокая адсорбционная способность доломита по отношению к примесям соединений фосфора. Метод кристаллизации. Этот метод основан на выращивании кристаллов фосфатов в сточных водах на центрах кристаллизации с последующим их удалением из системы. Кристаллизация осуществляется на фильтрах или во взвешенном слое. В качестве затравочного материала предлагается использовать минералы, содержащие фосфат кальция, костяной уголь, шлак доменных печей и др. Электро-коагуляционно-флотационной метод. При осуществлении этого метода используются алюминиевые и железные электроды.  Монтажные работы. Морозостойкость гравия. Надежность строительных конструкций. Блок-формы. Наполнители. Натяжные пленочные потолки. Научные принципы и общий метод проектирования состава иск оптимальной структуры. Назначение и виды гидроизоляций. Назначение и виды теплоизоляции.Домой - Монтаж Вывоз мусора: www.lugr.ru, кузовные запчасти для иномарок |
