Как влияет температура сточных вод на кислородный режим аэротенков и ход биологического процесса? Как связаны между собой иловый, кислородный и температурный режимы?

Существуют сложные зависимости между температурой жидкости, с одной стороны, кислородным режимом и процессами биологического окисления загрязнений в аэротенках с активным илом - с другой стороны.

С повышением температуры растворимость кислорода снижается, уменьшается производительность воздуходувок, но в то же время увеличивается коэффициент массопередачи кислорода, соответственно повышается эффективность использования кислорода. Улучшаются условия нитрификации. Развитие нитрификации зависит также от величины нагрузки по БПК на активный ил. При меньших нагрузках величина нитрификации возрастает, а потребление кислорода увеличивается, что потребует увеличение подачи воздуха.

При поддержании дозы активного ила на постоянном уровне увеличение температуры жидкости в аэротенке приведет к уменьшению концентрации растворенного кислорода. Если эта концентрация окажется ниже критической величины (1 -2 мг/л), потребуется увеличение расхода воздуха, подаваемого в аэротенки. Если же по технологическим соображениям не требуется обеспечения процессов нитрификации, то необходимую концентрацию растворенного кислорода можно сохранить путем понижения дозы активного ила в аэротенке, без увеличения подачи воздуха.

В зимнее время, когда температура иловой смеси в аэротенках снижается, условия массообмена ухудшаются, зато растворимость кислорода увеличивается. Для сохранения окислительного процесса на прежнем уровне окажется возможным увеличить дозу активного ила в аэротенках.

Выбирая оптимальные соотношения между параметрами илового и кислородного режимов и температурой иловой смеси, можно обеспечить необходимую степень окисления органических загрязнений в любое время года для заданной производительности аэротенков.

Если в качестве неизменной величины выбрать глубину окислительного процесса по БПК (при постоянной степени нитрификации), то при изменении температуры в прямой зависимости окажется возможным менять производительность аэротенка: чем выше температура сточных вод, тем выше возможная производительность аэротенка.

В действующем СНиПе этот фактор учитывается с помощью отношения _.Для определения продолжительности аэрации в зависимости от температуры сточных вод, расчетная величина периода аэрации должна быть умножена на это отношение.

Именно поэтому самым благоприятным временем для ремонта аэротенков, независимо от используемой системы аэрации в них, является лето, когда можно остановить часть аэротенков, не ухудшая качество очистки сточных вод.

Однако при этом необходимо соблюдать необходимый кислородный режим.

Учитывая все здесь сказанное, приходим к выводу, что изменение температуры в аэротенках позволяет решить ряд практических задач.

Например, при повышении температуры сточных вод появляется возможность:

а) обеспечить углубление процессов биологического окисления (повысив эффективность снижения БПК и улучшив ход нитрификации), для этого понадобится улучшить снабжение аэротенков воздухом;

б) повысить производительность аэротенков (или концентрацию загрязнений по БПК в очищаемой воде), сохранив прежней глубину окислительных процессов. Такая задача может возникнуть, например, в курортных городах во время летнего сезона. При этом следует увеличить подачу воздуха;

в) сохранить без изменения количество воздуха, подаваемого в аэротенки (оставляя на прежнем уровне глубину окисления загрязнений и производительность аэротенков);

г) уменьшить объем аэротенков, остановив, например, часть их на ремонт.

С этой целью необходимо уменьшить рабочую дозу ила в аэротенках.

В зимнее время, как уже было показано ранее, можно сохранить глубину окислительного процесса и производительность аэротенков, увеличив дозу ила в аэротенке, не изменяя количество воздуха, подаваемого в аэротенки.

Не следует забывать о существовании ограничений на диапазон температуры сточных вод, поступающих на сооружения биологической очистки: сточные воды должны иметь температуру не ниже +6 °С и не выше +30 °С.

Какова величина удельного расхода кислорода воздуха для различных технологических режимов биологической очистки?

Необходимая величина удельного расхода кислорода тем больше, чем глубже процесс биологического окисления органических веществ. При неполной очистке воды эта величина равна 0,9 мг кислорода на мг снятой БПК_ПОЛН, при полной биологической очистке - 1,1 мг/мг.

Количество потребленного кислорода в системах полного окисления (продленной аэрации) в 2 - 2,5 раза выше, чем в системах обычной биологической очистки. При полном окислении кислород расходуется вначале на окисление органического вещества до углекислого газа, воды и аммонийного азота, а затем на нитрификацию аммонийного азота

При определении суммарного удельного расхода воздуха для режимов полного окисления величину удельного расхода кислорода рекомендуется принимать ориентировочно равной 2,2 мг/мг.

При необходимости точнее определить необходимый расход воздуха при заданной величине азота аммонийных солей в биологически очищенной воде пользуются расчетной зависимостью (4), приведенной в четвертом разделе пособия.