Какова степень достоверности технологических расчетов показателей биологических процессов в аэротенках? Как использовать результаты этих расчетов на практике?

Биологическая очистка сточных вод с активным илом является результатом проявления огромного числа взаимосвязанных процессов: адсорбции и ферментативной деструкции загрязнений, ассимиляции питательных веществ и синтеза биомассы микроорганизмов, размножение бактерий, простейших и многоклеточных организмов, распада микробиоза клеток в результате эндогенного дыхания и т.д.

Эти процессы осуществляются сложным биоценозом живых организмов, населяющих активный ил.

Математическое описание биологических процессов в аэротенке крайне сложно из-за невозможности точного количественного учета всех взаимодействующих факторов.

До настоящего времени отсутствуют приемлемые в условиях практики методы определения количества живых организмов биомассы активного ила, оценки их активности и окислительной способности. Учет биомассы ила по ее беззольной части не дает объективной оценки свойств ила и носит приближенный характер.

В качестве главного показателя эффективности очистки сточных вод от органических загрязнений в аэротенках используется биохимическая потребность сточных вод в кислороде (БПК). Однако надежного метода для определения этого показателя до настоящего времени не создано. Показатели БПК₅ и БПК₂₀ весьма условны, они характеризуют только часть органических загрязнений.

Определение БПК₅ и БПК₂₀ стандартными методиками отличается сложностью и требует значительного времени, поэтому совсем не пригодно для оперативного контроля. Точность этих определений зависит от ряда условий определения показателя и свойств контролируемой пробы.

Объективную количественную характеристику загрязнений сточной воды можно получить лишь используя показатель БПК_ПОЛН, но на практике такой показатель определить не могут, так как отсутствуют стандартные методики. Способы усовершенствования и ускорения определения БПК₅ путем определения математических зависимости этих показателей от БПК₁, ХПК, содержание органического углерода или                                                     на практике мало эффективны, т.к. точные соотношения между такими параметрами, как правило, сохраняются недолго. Их изменение происходит не только по сезонам года, месяцам, но зачастую по дням и даже по часам суток.

Дело в том, что сегодня бытовых сточных вод в традиционном понимании этого слова практически не существует. В любом городе и в любом населенном месте есть предприятия легкой и пищевой промышленности, автопредприятия, многочисленные источники бытовой химии (прачечные, химчистки), гальванические установки и т.д.

Поэтому входной поток современных очистных сооружений характеризуется большим числом ингредиентов, причем количественные характеристики их постоянно меняются во времени. Получить детальную картину постоянно изменяющегося входного потока теми средствами, которыми располагают специалисты действующих сооружений невозможно.

К настоящему времени предложено несколько десятков математических моделей аэротенков, описывающих процессы удаления органических загрязнений (БПК, ХПК), прироста ила и потребления кислорода. Однако такой модели, которая была бы пригодна безоговорочно для любых реальных условий очистки городских сточных вод в условиях постоянного изменения их расхода и состава, не существует.

Как считают исследователи, проектирование очистных сооружений только на основании рекомендуемых и расчетных зависимостей на практике может привести к неожиданным последствиям, если состав очищаемого стока отличается от стоков, изученных ранее (для составления норм), поэтому более правильным и надежным является проектирование сооружений на основании результатов специальных экспериментов с реальной сточной водой.

Как правило, этого не делают. Но даже если бы такие эксперименты проводились на стадии проектирования, в процессе эксплуатации состав сточных вод и режим их притока могут существенно изменяться, что потребует корректировки параметров технологической системы.

Приведенные здесь сведения показывают, что существующие методы расчета аэротенков позволяют получать приближенные результаты. Согласно “Правил технической эксплуатации систем водоснабжения и водоотведения населенных мест”, М., Стройиздат, 1979, п.11.8.14. количество подаваемой сточной жидкости, интенсивность подачи воздуха, концентрация активного ила и количество растворенного кислорода должны уточняться в процессе эксплуатации совсем другим путем исходя из состава поступающей и отводимой из аэротенков сточной жидкости.

С этой целью на очистных сооружениях должна быть организована и систематически осуществляться работа по диагностике функционирования системы биологической очистки сточных вод. Такая работа позволит определить область допустимых значений технологических характеристик системы и своевременно осуществлять корректировку границ этой области, а также решать необходимые практические задачи (по оптимизации функционирования системы и др.)

В процессе диагностики осуществляется уточнение коэффициентов, входящих в расчетные зависимости, используемые для определения технологических параметров аэротенков.

ГЛАВА 5.

ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ

ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В АЭРОТЕНКАХ.

Назвать наиболее известные технологические режимы биологической очистки сточных вод в аэротенках, дать краткую характеристику режимам.

Технологические режимы биологического окисления аэрацией в аэротенках разделяют по величине нагрузки, выраженной в БПК_ПОЛН на единицу массы активного ила - на режимы высоких, средних и низких нагрузок.

Высоконагруженные аэротенки обеспечивают частичную (неполную) биологическую очистку, процент снижения БПК в них - не более 70-75%. Концентрация загрязнений в очищенной воде по БПК₅ и взвешенным веществам превышает 30-40мг/л.

Диапазон высоких нагрузок находится ориентировочно в пределах от 1200 до 3000 мг/гсут.

Аэротенки, работающие в режиме средних (нормальных) нагрузок, называют обычными или классическими аэротенками. Они осуществляют полную биологическую очистку с доведением величины БПК_ПОЛН до 15 мг/л.

Процент снижения загрязнения в аэротенках на полную очистку составляет 90 -95%.

Средняя нагрузка - это нагрузка в пределах от 150 -200 до 500 - 600 мг. БПК_ПОЛН /г ила в сутки.

Низко - нагружаемые аэротенки обеспечивают полное окисление активного ила. Их также называют аэротенками продленной аэрации или аэрационными установками с минерализацией активного ила.

Аэротенк полного окисления, наряду с минерализацией активного ила, осуществляет биологическую очистку, соответствующую по величине БПК в очищенной воде полной биологической очистке.

Границы диапазона низких нагрузок: минеральные значения - 30 -50 мг/л БПК₅ /г сут; максимальная величина - 100 мг/г сут.