Охарактеризовать режим частичной (неполной) биологической очистки. Каковы особенности этого режима.

При нагрузках свыше 1000-1200 мг БПК_ПОЛН на 1 г ила в сутки иловый индекс снижается ниже 100 мл/г и может даже составлять 60-80 мл/г и меньше, что делает возможным осветление сточных вод во вторичных отстойниках.

При таких нагрузках обеспечиваются высокие, объемные производительности аэротенков - до 4 кг БПК на м³ в сутки и выше при небольшой длительности аэрации, в пределах 0,5-1,5 г/л.

Известен метод модифицированной аэрации (США), обеспечивающий частичную очистку в аэротенках без регенераторов при дозе ила 200-500 мг/л.

Однако обычно аэротенки на неполную очистку используются с регенерацией, что повышает устойчивость и надежность их работы.

Метод частичной очистки отличается наибольшим приростом активного ила, сравнительно с остальными режимами. Активный ил в этом случае содержит незначительное число видов простейших.

Этот метод очистки может быть применен без предварительного осветления сточных вод.

Затраты электроэнергии низкие - порядка 0,45квт-час - на 1кг снятой БПК­₂₀.

Применение частичной биологической очистки сточных вод позволяет в аэротенках небольшого объема при незначительном расходе электроэнергии получить сравнительно высокий эффект очистки по снижению БПК и взвешенных веществ на 50-75 %.

Каковы особенности режима низких нагрузок (полного окисления).

При низких нагрузках по БПК на ил (не более 100 мг БПК₅ /г×сут) и длительной продолжительности аэрации (12-24 суток и выше) происходит не только полная биологическая очистка сточных вод, но и глубокое окисление активного ила. В результате значительного сокращения прироста активного ила (до 0,5 г/г снятого БПК_ПОЛН и ниже). В некоторых случаях установки работают без удаления избыточного ила.

Если же избыточный ил удаляется из аэрационной системы, он не требует дальнейшей стабилизационной обработки, поскольку при низких нагрузках он подвергается глубокому окислению и минерализации биомассы.

В режиме полного окисления обеспечивается практически полная нитрификация аммонийного азота - содержание азота в сточной воде снижается на 85-90 % и более.

Обеспечение низких нагрузок на ил требует использовать аэротенки с увеличенным объемом, а также повышенной концентрацией ила в них - 3-6 г/л.

Проектные нормативы принимают рабочую дозу ила в таких системах в пределах 3-4 г/л, а удаление ила из аэротенка предусматривают при достижении дозы 5-6 г/л. Если ил удаляется из отстойника - его влажность составляет 98%, а из аэротенка - 99,4%.

Глубокое окисление иловой смеси в аэротенках требует повышенных расходов воздуха - 90-150 м³ на 1 кг снижения БПК₅. Удельный расход кислорода при низких нагрузках достигает  2-2,4 г на г снятой БПК_ПОЛН (по данным С.В. Яковлева, Т.А. Карюхиной, Э.П. Доскиной). Помимо потребности кислорода на окисление органических загрязнений, учитывается его необходимость на осуществление нитрификации и эндогенное окисление клеточного вещества при глубоком окислении активного ила.

Использование процессов полного окисления не требует применения предварительного отстаивания сточных вод в первичных отстойниках.

В качестве аэрационных установок продленной аэрации, как правило, используются аэротенки, работающие в режиме полного окисления. Поэтому концентрация растворенного кислорода в них может быть снижена до 0,8-1,2 мг/л.

Время отстаивания согласно СНиП при максимальном притоке должно составлять не менее 1,5 ч.

Зарубежные специалисты рекомендуют обеспечивать время отстаивания иловой смеси по среднесуточному притоку в пределах 4-6 часов.

Учитывая высокие дозы ила в установках, степень циркуляции должна быть повышена до 100-300%.

В целом низконагружаемые аэрационные установки обеспечивают полную биологическую очистку сточных вод, однако эффективность ее несколько ниже, нежели в аэротенках, работающими со средними нагрузками. Так, степень очистки по БПК при полном окислении колеблющаяся, но чаще высокая, а содержание взвешенных веществ в очищенной воде может достигать 20-25 мг/л и более. Такое явление объясняется, во-первых, измельчением (дефлокуляцией) хлопка ила при длительной аэрации, содержанием в очищенной воде инертного, биологически неокисляемого остатка (продуктов глубокой минерализации), во-вторых, процессами денитрификации, происходящими в анаэробных условиях во вторичных отстойниках, когда образующиеся пузырьки свободного азота флотируют хлопья активного ила на поверхность, что приводит к их выносу с очищенной водой.

Не следует допускать слишком низких нагрузок на ил - ниже 30 мг БРК₅/г ила в сутки. Есть предположение, что при столь низких нагрузках происходит саморазрушение активного ила с потерей его окислительной способности. Снижение нагрузки может сопровождаться также чрезмерным снижением величины илового индекса - ниже 30-40 мл/г. Обычно в низконагружаемых установках иловый индекс составляет 50-80 мл/г.

Режим полного окисления характеризуется небольшим видовым составом простейших и многоклеточных организмов, количество которых незначительно. Для этого режима такое явление считается нормальным.