ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна»
| Институт прикладной химии и экологии |
| Кафедра: | инженерной химии и промышленной экологии |
| Направление подготовки: | 20.03.01 – Техносферная безопасность |
| Профиль подготовки: | Инженерная защита окружающей среды |
| ОТЧЕТ |
| о прохождении ……………………………………………… практики |
| (наименование вида практики) |
| тип практики: стационарная |
| Руководитель от профильной организации / структурного подразделения СПбГУПТД*: | ||||||||
| (наименование организации) | (должность, Ф.И.О., печать организации) | (подпись, печать) | ||||||
| Руководитель от СПбГУПТД: | ||||||||
| (должность, ученая степень / звание, Ф.И.О.) | (подпись) | |||||||
| Обучающийся: | ||||||||
| (Ф.И.О.) | (подпись) | |||||||
| Курс | Учебная группа: | |||||||
Санкт-Петербург
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................ 3
1.Общая характеристика производства............................................................... 4
2.Характеристика производимой продукции СБОП.......................................... 6
3.Технологическая схема производства и описание технологического процесса................................................................................................................. 7
4.Технология биологической очистки промстоков ……………………… 10
5.Технологии очистки MBBR............................................................................. 13
6.Индивидуальное задание ……………………………................................... 14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................... 21
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.......................................... 22
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ДОКУМЕНТОВ……………………………22
ВВЕДЕНИЕ
Целлюлозно-бумажная промышленность занимает одно из первых мест по объемам водопотребления и водоотведения в Российской Федерации. При производстве целлюлозы и бумаги образуется большой объем сточных вод, поэтому является и крупнейшим источником загрязнения окружающей среды, а именно водных объектов.
Биологическая очистка является наиболее эффективным и широко применяемым методом очистки сточных вод.
Теоретические представления о внутренних механизмах по управлению процессами биологической очистки учитывают прошлый 50-летний опыт работы очистных систем комбината и исходят из современных понятий функционирования экосистем. Ранее управление системой биологической очистки промстоков сводилось к регулировке системы сообщающихся сосудов через разные входные потоки, усреднитель, аэротенки и отстойники.
Сегодняшние представления о биосистеме очистки базируются на следующих 3-х моментах:
- целостность – внутреннее единство природных и антропогенных факторов.
-устойчивость – способность к самосохранению и саморегулированию лишь в пределах определенных критических величин.
-емкость и допустимые пределы возмущений – тип, интенсивность, длительность и число нарушений во входных параметрах (ненормированных
Цель производственной практики: ознакомление с работой станции биологической очистки промышленных стоков, с нормативной документацией и литературой по данной теме, приобретение навыков работы в коллективе, анализом образования отходов
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВА
Станция биологической очистки промстоков (СБОП) относится к филиалу АО «Группа» «Илим» в г. Коряжма, находится по адресу: ул.им.Дыбцына,д.42.
Год ввода в эксплуатацию очистных сооружений - 1965 г. Проектная мощность очистных сооружений по очистке промышленных сточных вод - 31000 м3/ч или 744000 м3/сут.
Основным документом, регламентирующим работу СБОП является - «Постоянный технологический регламент станции биологической очистки промстоков », утвержденный в 2019 году. Состоит из 14 разделов.
Регламент включает технологическую схему производства и описание технологического процесса, материальный баланс-схему по выводу взвешенных веществ в СБОП, нормы расхода сырья, материалов, энергоресурсов, контроль производства и управление технологическим процессом, спецификацию контрольно-измерительных приборов, раскрывает возможные неполадки в технологическом процессе и способы их ликвидации, охрану окружающей среды, безопасную эксплуатацию производства, спецификацию основного технологического оборудования.
В структуру СБОП входят следующие производственные участки: воздуходувная станция №1,воздуходувная станция №2;насосные станции: главная, иловая, осветленных вод, при илоуплотнителях №1,2,3,при аэротенках №1,2,опытная,фекальных вод, опытная №4,при илоосадконакопителях, пеногашения, коросодержащих вод при коросодержащих отстойниках, склад ГСМ (маслохозяйство в гл. корпусе), материальный склад, столярная мастерская,механические мастерские,лаборатория,склад аммиачной воды, склад аммофоса и участок обезвоживания.
Процесс очистки сточных вод состоит из четырех технологических стадий: механическая очистка, усреднение, биологическая очистка, утилизация осадка и избыточного активного ила.
Проектная мощность механической очистки по снятию взвешенных веществ 30 - 60 %, эффективность очистки по БПК5 в процессе биологической очистки сточных вод – не менее 92 %, по обезвоживанию осадков – не более 200 т/сут по а.с.в.
Генеральный проектировщик, по технологической и по строительной части - Гипробум, г. Ленинград.Технологический процесс разработан ВНПО Бумпром и Гипробумом, г. Ленинград.
В производстве целлюлозы на предприятии используются сульфатный и нейтрально-сульфитный способы варки древесины.
Процесс производства сульфатной целлюлозы заключается в обработке древесины сульфатными реагентами при повышенных давлении и температуре. Сваренная целлюлоза вместе со щелоком удаляется из котла в сцежи, где щелок отделяется от целлюлозы, которая затем в нескольких ступенях промывается водой и отбеливается.
Загрязнённость сточных вод обусловлена главным образом попаданием в них отработанных варочных растворов, промывных вод и стоков отбельного цеха.
ХПК отработанного сульфатного щелока составляет обычно 120-18 г/л, БПК достигает 40 г/л. Вещества, присутствующие в основном в отработанном щелоке и определяющие свойства сточных вод, поступающих на СБОП, можно условно подразделить на три группы:
1. высокомолекулярные химически стойкие вещества (лигносульфоновый комплекс, продукты карамелизации и гумификации сахаров),
2. вещества, обуславливающие БПК (гексозы, пентозы, органические кислоты, белки),
3. неорганические соединения (сульфаты, тиосульфаты, сероводород)
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДИМОЙ ПРОДУКЦИИ СБОП
Техническое наименование - сточные воды комбината. Указания на ГОСТ или ТУ - отсутствуют.
Показатели, характеризующие качество продукции при сбросе через Выпуск №4 (сточные воды после биологической очистки) в соответствии с разрешением Управления Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзора) по Архангельской области № 10-11/02-05 от 29.12.2013 на сброс загрязняющих веществ в окружающую среду представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Допустимая концентрация загрязняющих веществ
| Наименование загрязняющего вещества | Допустимая концентрация, мг/дм3 |
| 2018 г. | |
| ПДС | |
| БПКполное | до 8,21 |
| Вынос взвешенных веществ | до 16,11 |
| Метанол | до 0,677 |
| Формальдегид | до 0,205 |
| Фенолы | до 0,008 |
| Нефть и нефтепродукты | 0,051 |
| СПАВ | 0,096 |
| Фосфаты (Р) | 0,431 |
| Аммоний-ион | до 0,861 |
| Нитрит-анион | 0,862 |
| Нитрат-анион | 40,0 |
| ХПК-стандарт | до 40 |
3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Сточные воды поступают на биологическую станцию 4-мя потоками:
щёлокосодержащие сточные воды I-II очередей, щёлокосодержащие сточные воды III очереди, коросодержащие сточные воды и хозфекальные сточные воды.
1.Щёлокосодержащие сточные воды I-II очередей
Щелоковолокносодержащие сточные воды картонно-бумажного производства, лесохимического цехов, ТЭС-2, ТЭС-3, ФОС после фильтров по общему коллектору (2x3) поступают на главную насосную станцию (позиция 1).
Перекачка промстоков осуществляется 4-мя насосами 32Д-19 производительностью по 4500-5500 м3/ч каждый. Стоки насосами подаются в гидроколонку (позиция 4), которая предназначена для дальнейшего распределения сточной воды по трубопроводам, выравнивания гидравлических нагрузок, а так-же в качестве обратного клапана после насосов. Насосом №4 сточные воды I-II очереди в количестве 4500-5500 м3/ч могут перекачиваться в коллектор III очереди (позиция 3).
Из гидроколонки сточная вода по трем трубопроводам самотеком поступает на распредчаши № 1,2,4, которые распределяют сточные воды по первичным радиальным отстойникам № 7-8, № 5-6, № 3-4 (позиция 5). Также через распредчашу №3 на первичные отстойники № 5-6, № 3-4 может подаваться иловая смесь для вывода избыточного ила или для снижения влияния аварийных загрязненных сбросов сточных вод за счет флоккулирующего действия избыточного активного ила.
В первичных отстойниках, под действием гравитационных сил, происходит осаждение взвешенных минеральных, органических веществ и избыточного ила.
Выпадающий на дно отстойника осадок с помощью скребков, укрепленных на подвижной ферме, сдвигается в приямок отстойника и удаляется по трубопроводу с помощью центробежных насосов, установленных в насосной станции, на распредчаши №7,8 и далее на илоуплотнители № 33, 34, 38-40 (позиция 21,22) или на илоосадконакопитель (VIII-IX карты), (позиция 27).
Осветленная вода с первичных отстойниках через водосливы поступает в круговые сборные лотки и по 3-м самотечным трубопроводам поступает в резервуар, вместимостью 700 м3, расположенный перед насосной станцией осветленных вод, (позиция 11).
Насосная станция осветленных вод оснащена тремя насосами типа ANDRITZ FP-40-700-12. Насосами вода через напорный коллектор по двум трубопроводам Ду-1200 и Ду-1000 мм подается в усреднитель, (позиция 13).
2.Щёлокосодержащие сточные воды III очереди
Щелоковолкносодержащие сточные воды цеха печатных бумаг, целлюлозного цеха беленой сульфатной целлюлозы, БДМ №7 и сточные воды I и II очереди подающиеся насосом №4 с главной насосной (позиция 1) по трубопроводу Д=1200 мм по железобетонному коллектору поступают на насосную №3, (позиция 3).
Далее сточные воды насосами №1,3,6 ANDRITZ FP-40-700-12 (3 шт.) и №2 32Д-19 производительностью 6000 м3/ч каждый по 2-м трубопроводам Ду-1400 перекачиваются в распределительные камеры №1-2. Из камеры № 1 по железобетонным коллекторам размером 2x3 метра подаются на распредчаши № 12,13, (позиция 5), а из камеры № 2 по трубопроводу Ду-1200 мм на распредчашу № 14. С распредчаши № 12 вода распределяется по отстойникам № 29-32. С распредчаши № 13 вода распределяется по отстойникам № 25-28. С распредчаши № 14 вода распределяется по отстойникам № 36,37.
На распредкамеру № 1 по двум трубопроводам Ду-350 и Ду-600 мм перекачивается отстоенная вода с карт илоосадконакопителей (через резервуары насосной при илоосадконакопителях центробежными насосами).
Осадок, под действием гравитационных сил оседает на дно отстойника, с помощью скребков сдвигается в приямки и удаляется по трубопроводу центробежными насосами, установленными в трех насосных станциях, расположенных рядом с отстойниками, на распредчаши № 7,8 и далее на илоуплотнители № 33-34, 38-40 (позиция 23) или на илоосадконакопитель (позиция 27).
Режим откачки устанавливается и рассчитывается по количеству взвешенных веществ, поступающих на отстойники. Осветленная вода через односторонние водосливы на отстойниках № 25-32 и двухсторонние водосливы на № 36-37 отстойниках, собирается в общий железобетонный коллектор и поступает в подводящий канал усреднителя (позиция 13).
3.Коросодержащие сточные воды
Коросодержащие сточные воды с древесно-подготовительных цехов № 1,2 по железобетонному коллектору Ду-1000 мм, с ДПЦ-3 по трубопроводу Ду-1200 мм поступают на насосную перекачки коросодержащих вод (позиция 2). Сюда же по трубопроводу Ду-200 мм с насосной станции избыточного ила (позиция 25) может подаваться избыточный ил. Далее 4-мя насосами типа ДСХ 600х500 сточные воды перекачиваются на распредчашу № 6, где распределяются по радиальным отстойникам № 14, 16(позиция 5). Осадок, под действием гравитационных сил оседает на дно отстойника, скребками сдвигается в приямки и удаляется по трубопроводу центробежными насосами, установленными насосной станции. С помощью центробежных насосов типа 6НФ установленными в насосной станции, (позиция 9) осадок перекачивается на распредчаши № 7,8 и далее на илоуплотнители (также возможна подача осадка в коллектор сточных вод III очереди). Осветлённая вода через односторонние водосливы отстойников стекает в кольцевой желоб далее по трубопроводу Ду-1200 мм поступает самотёком в подводящий канал усреднителя (позиция 13).
4.Хозфекальные сточные воды
Хозфекальные сточные воды города и комбината подвергаются механической очистке и обеззараживанию на хозфекальных очистных сооружениях. Затем поступают по трубопроводу Ду-600 в подводящий канал усреднителя (позиция 13) для совместной биологической очистки с промышленными стоками.
4. ТЕХНОЛОГИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПРОМСТОКОВ
Система биологической очистки включает -усреднитель, аэротенки, распределительные каналы.
Все 4 потока по подводящему каналу усреднителя (позиция 13) рассредоточено подаются через распределительные лотки по 10 отдельным секциям для отдувки токсичных газов и усреднения сточных вод. После чего поступают в отводящий канал и далее в камеру смешения.
Перед камерой смешения производится подача отработанной серной кислоты для нейтрализации промышленных стоков.
Питательные соли азота и фосфора, необходимые для нормальной работы и жизнедеятельности микроорганизмов активного ила, вводятся в сточные воды из расчета загрязнения стоков по показателю БПК5 в соотношении: БПК5:N:Р=100:(4-6):)(0,3-1).
Из камеры смешения сточные воды поступают в канал сточной воды аэротенков.
Как в усреднителе так и во всех распределительных каналах производится аэрация сточных вод воздухом через дырчатые трубы. Аэрация способствует удалению летучих компонентов стоков и лучшему смешению сточных вод с биогенными солями. Из канала сточных вод аэротенка весь поток распределяется по 4-х коридорным аэротенкам - вытеснителям (10 штук). Схема распределения активного ила и сточной воды предусматривает работу аэротенков без регенерации ила, с 25% регенерацией и 50% регенерацией.
В первые коридоры аэротенков- подается для регенерации активный ил из верхнего илового канала. Регенерация необходима для восстановления окислительной способности активного ила.
Сточные воды подаются во вторые коридоры аэротенков. В 2,3,4 коридорах аэротенков происходит биологическая очистка сточных вод с помощью микроорганизмов активного ила. Органические вещества адсорбируются на поверхности микроорганизмов. В процессе адсорбции содержание органических веществ в сточных водах снижается, происходит уменьшение БПК-5 (биологическое потребление кислорода).
В результате биохимического окисления составные элементы органических соединений используются бактериями в процессе их жизнедеятельности и на прирост своего тела (биомассы), а продукты экскрементов и не окисленные вещества выделяются обратно в раствор сточной воды.
Для окисления органических веществ, дыхания микроорганизмов и для поддержания активного ила во взвешенном состоянии в систему биологической очистки (усреднитель, аэротенки, распределительные каналы) подается воздух 10-ю турбонагнетателями типа 360-21-1 производительностью 360 м3/мин каждый и 4-мя нагнетателями типа 1200-26-1 производительностью 1150 м3/мин каждый.
Аэротенки работают по принципу непрерывной очистки. Оптимальная концентрация активного ила в регенераторах должна быть в пределах от 5 до 14 г/л, в аэротенках – от 2,0 до 4,5 г/л.
Сточные воды в смеси с активным илом (иловая смесь) из 4-го коридора аэротенков поступают в канал иловой смеси и далее по 5-и железобетонным коллекторам сечением 2x2 м подаются на распредчаши № 3,5,9,10,11, затем на 19 вторичных отстойников, (позиция 6) оборудованных илососами. Иловая смесь через распредчашу №3 может подаваться на первичные отстойники I-II очереди для вывода избыточного ила. Иловая смесь через гидрозатворы распределяется на отстойники:из распредчаши № 3 на №1-2 (возможна подача на 3-6 первичные отстойники),из распредчаши № 5 на №11-13,из распредчаши № 9 на №21-24,из распредчаши № 10 на №17-20,из распредчаши № 11 на №41-46.
Вторичные отстойники предназначены для осаждения и отделения активного ила от очищенной воды. Осаждение ила происходит за счёт разницы удельных весов воды и активного ила. Осевший ил через передвигающиеся с фермой трубы илососов передавливается, за счёт разницы уровней, в сборный ящик, расположенный в центральной части отстойника и далее в иловые камеры, откуда по трубопроводам самотёком поступает в нижний иловый канал при аэротенках.
Из нижнего илового канала активный ил перекачивается в верхний иловый канал с помощью насоса №160 марки 32Д-19, насоса №161 марки АВS ВЕ 550-5060, находящимися в насосной пеногашения, и насосами №121,122 марки АВS ВЕ 550-5060 в насосной при аэротенках № 1. Также перекачка может осуществляться с помощью эрлифтов (41 шт.). Далее возвратный ил распределяется по аэротенкам. Часть активного ила с верхнего илового канала выводится как избыточный на распредчаши № 7, 8 насосом № 10 в насосной при аэротенках № 2 и через опытную насосную станцию насосами № 101, 103 (позиция 25) в коллектор коросодержащих вод. В нижний иловый канал подходит 8 трубопроводов; от отстойника №2 Ду-900, от отстойника №1 Ду-900 мм, от отстойников №11-13 Ду-900 мм, от отстойников №19-22 Ду-1400 мм и от отстойников №23-24 Ду-900, от отстойников №17-18 Ду-900 мм, отстойников от №45-46 Ду-900 мм и от отстойников №41-44 Ду-1200 мм.
Прошедшие биологическую очистку сточные воды вторичных отстойников №1-2, №11-13 по железобетонному коллектору, сечением 2x2 м, подаются в резервуар насосной №3, (позиция 3) откуда насосами ANDRITZ FP-40-700-12 (1 шт.) Д6300 (2 шт.) производительностью 6000 м3/ч каждый перекачиваются в самотечный канал.
Очищенная вода со вторичных отстойников №17-24, 41-46 поступает в самотечный канал самотеком, где для дополнительного насыщения кислородом сточных вод установлена решётка и два перепада: в камере №3 - решётка и перепад, в камере №4 – перепад. Далее, биологически очищенные сточные воды, через глубинный рассеивающий выпуск, предназначенный для лучшего смешения очищенной сточной воды с речной водой, поступают в р. Вычегда.
Краткая схема очистки СВ:
- 4 потока по подводящему каналу усреднителя рассредоточено подаются через распределительные лотки по 10 отдельным секциям (для отдувки токсичных газов и усреднения сточных вод)
- поступают в отводящий канал и далее в камеру смешения.
- из камеры смешения сточные воды поступают в канал сточной воды аэротенков.(в усреднителе и во всех распределительных каналах производится аэрация СВ (удалению летучих компонентов стоков смешение СВ с солями воздухом) через дырчатые трубы
- из канала сточных вод аэротенка весь поток распределяется по 4-х коридорным аэротенкам - вытеснителям (10 штук)
-далее СВ подаются во вторые коридоры аэротенков. В коридорах аэротенков происходит биологическая очистка СВ с помощью микроорганизмов активного ила. В процессе адсорбции содержание органических веществ в СВ снижается, происходит уменьшение БПК (биологическое потребление кислорода).В систему биологической очистки (усреднитель, аэротенки, распределительные каналы) подается воздух 10-ю турбонагнетателями (для окисления органических веществ, дыхания микроорганизмов и для поддержания активного ила во взвешенном состоянии)
- из 4-го коридора аэротенков поступают в канал иловой смеси
- далее по 5-и железобетонным коллекторам подаются на распредчаши № 3,5,9,10,11,
- через гидрозатворы распределяется на 19 вторичных отстойников(происходит осаждение и отделение активного ила от очищенной воды) оборудованных илососами.
- далее,осевший ил через передвигающиеся с фермой трубы илососов передавливается в сборный ящик, расположенный в центральной части отстойника
-и далее иловые камеры, откуда по трубопроводам самотёком поступает в нижний иловый канал при аэротенках.
- из нижнего илового канала активный ил перекачивается в верхний иловый канал с помощью насоса(перекачка может осуществляться с помощью эрлифтов(струйных насосов, состоящих из вертикальной трубы, в нижнюю часть которой подаётся газ под давлением. За счёт образования пены из мелких пузырьков и жидкости производится подъём воды наверх) (41 шт.).
-далее возвратный ил распределяется по аэротенкам.
- сточные воды вторичных отстойников по железобетонному коллектору, подаются в резервуар насосной, откуда насосами (3 шт).перекачиваются в самотечный канал, где для дополнительного насыщения кислородом сточных вод установлена решётка и два перепада
-далее, биологически очищенные сточные воды через глубинный рассеивающий выпуск (для лучшего смешения очищенной сточной воды с речной водой) поступают в р. Вычегда.
5. ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ MBBR
(аэротенки с погружными носителями)
MBBR- аэротенки с погружными носителями, тип модифицированных классических аэротенков. Это один из самых современных типов.
Процесс MBBR основан на использовании пластиковых носителей и биопленки, которые постоянно находятся в условиях интенсивного перемешивания в течение всего процесса. Стоки заполняют резервуар с носителями, где микроорганизмы растут, образуя плёнку на поверхности, тем самым снижая количество органики в стоках и снижая их токсичность. Иммобилизованные носители микрофлоры представляют собой цилиндрические по форме полимерные изделия полые внутри. Внутри цилиндров находятся перегородки, которые делят цилиндры на условные сектора с полостью в виде цилиндра посередине.
Такая форма изделия создает разветвлённую поверхность для развития биологической микропленки – биопленки, которая представляет собой сообщество микроорганизмов прикрепленного типа.
Избыток биомассы вымывается вместе с очищенными стоками. Кислород, необходимый микроорганизмам для разрушения органики, поступает с воздухом через аэрационную систему, расположенную на днище реактора. Воздух из компрессора перемешивает содержимое в камере и поддерживает носители в движении. Очищенные сточные воды покидают камеру, проходя через фильтр, который задерживает носители.
Устойчивость к высоким нагрузкам, колебаниям входных параметров, токсичности, различным неблагоприятны факторам – преимущества технологии MBBR. Создание предварительной ступени биологической очистки с применением высокоинтенсивного биореактора типа МББР с прикрепленной микрофлорой на базе секций усреднителя СБОП позволит:
-производить стабильную глубокую очистку сточных вод от загрязняющих веществ до показателей, удовлетворяющих требованиям по сбросу очищенных стоков в природные водоемы всех категорий;
-высокая концентрация и состав активного ила повышает стабильность и устойчивость работы биореактора, особенно в случае залпового сброса загрязняющих веществ;
- мембранный биореактор производит меньшее количество (на 20-30%) избыточного активного ила по сравнению с обычным аэротенком. Это позволяет значительно снизить себестоимость очистки, так как затраты на утилизацию избыточного ила составляет существенную часть от общих эксплуатационных затрат очистных сооружений;
снизить на 20-40% размеры емкостных сооружений (вывести из работы часть существующих аэротенков), так как необходимое количество активного ила находится в меньшем объеме при более высокой концентрации.
5.ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ-
«БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА В АЭРОТЕНКАХ»
Эффективным методом является биохимическая очистка сточных вод в аэротенках. Аэротенки работают по принципу непрерывной очистки Аэротенк - это система активного биологического очищения сточных вод выполненная в виде прямоугольного резервуара из железобетона с рядом дополнительных элементов. В процессе очистки через емкость пропускаются сточные воды, перемешанные с активным илом и насыщаемым кислородом. За счет этого смешения и происходит биохимическое окисление и очищение стоков.
Метод очистки сточных вод активным илом
Очистка сточных вод активным илом – это процесс биохимического разрушения органических соединений в аэротенках происходит под воздействием биоценоза, т. е. комплекса всех микроорганизмов, развивающихся в данном сооружении. Основную роль при этом играют бактерии, обладающие способностью образовывать колонии - активный ил.
По внешнему виду активный ил напоминает мелкие хлопья гидрата окиси железа или алюминия с цветом от белесо-коричневого до темно-коричневого. Активный ил обладает значительной поверхностью, величина которой достигает 100 м2/кг сухого вещества, имеет большую адсорбционную способность. Ему присуща также способность связывать значительные количества воды (например, если в 1 м3 воды содержится 12 кг ила, то в этой смеси связанной воды - 824 л и только 164 л воды свободной).
Физические свойства активного ила зависят от условий, при которых протекает процесс очистки, обладает землистым запахом, который обусловлен присутствием актиномицетов.Представляет собой скопление бактерий, кроме того в нём присутствуют актиномицеты, водные грибы и дрожжи. Кроме микробов присутствуют простейшие и другие более высокоорганизованные представители фауны (коловратки, черви, личинки и др.). Количество бактерий в активном иле составляет от 10 до 400 млрд. на 1 г. (в пересчёте на сухое вещество).
Сухое вещество активного ила представляет собой комплекс минеральных (10-20)% и органических (70-90)% веществ. Основную массу органических веществ ила составляют белки (до 70%).. Кроме белков, органическая часть активного ила содержит липиды, углеводы и другие вещества.
В биоценоз активного ила также входят многие виды простейших: бесцветные жгутиковые, саркодины, прикрепленные и свободно плавающие реснитчатые коловратки, а также нематоды, малощетинковые черви сосущие инфузории.
Таким образом активный ил представляет собой сложный биоценоз микроорганизмов, ведущую роль в процессе очистки играют бактерии, составляющие большинство населения активного ила.
Очистка сточных вод (окисление загрязнений) идет в результате жизнедеятельности микробов.
Простейшие являются чувствительными биоиндикаторами хода очистки сточных вод активным илом. Черви, клещи, личинки насекомых, питающиеся илом, не играют значительной роли при очистке сточных вод в аэротенках.
Факторы влияния на активный ил
Наиболее важными факторами, влияющими на развитие и жизнеспособность активного ила, а также качество биологической очистки, являются:
- температура;
-наличие питательных веществ;
-содержание растворенного кислорода в иловой смеси;
-значение рН;
-присутствие токсинов
Удовлетворительная работа аэротенков в значительной степени определяется также технологическим режимом эксплуатации, где основное значение имеют:
- оптимальное соотношение между концентрацией загрязнений в поступающей воде и рабочей дозой активного ила (при уменьшении дозы ила возникает эффект повышения нагрузки и снижения качества очистки, при увеличении – затрудняется эффективность разделения ила и очищенной воды во вторичных отстойниках);
- необходимое время контакта загрязнений с активным илом;
- достаточная аэробность системы.
-постоянное насыщение жидкости достаточным количеством кислорода, который поглощается бактериями и служит дыхательной средой для микроорганизмов. Обеспечивает движение иловой смеси.
Для эффективности губителен застой - прекращения поступления в контейнер стоков кислород, бактерии и микроорганизмы, участвующие в процессе очистки, начинают массово гибнуть от возникающих процессов гниения в смеси.
Для предотвращения образования залежей нужно постоянно проводить перемешивание. Без поступлений стоков ил способен сохранять свои свойства (живые бактерии) на протяжении трёх месяцев. Для поддержания в рабочем состоянии жидкость нужно постоянно насыщать О2. Для активных процессов достаточно небольших постоянных концентраций. Ил перестаёт быть активным, когда в жидкости концентрация кислорода опускается ниже 0,2 мг/куб.дм. Удовлетворительной концентрацией является показатель в 0,5 мг/куб.дм. Эффективность очистки повышается от насыщения кислородом смеси только до определённых показателей. При последующем повышении содержания О2, качество очистки не меняется. Для контроля работы важно определить эту критическую точку.
Процессы, происходящие при биологической очистке сточных вод, в целом можно представить схематически:
Часть органических веществ сточных вод окисляется до СО2 и Н2О, а часть идет на синтез запасных веществ и образование новых клеток активного ила.
В результате синтеза увеличивается биомасса ила и число организмов. Доза ила по весу служит ориентировочным показателем того, сколько в иловой смеси потребителей загрязнений.
Для того, чтобы обеспечить удовлетворительное качество очистки, необходимо при возрастании поступления загрязняющих веществ со сточной водой, увеличивать концентрацию их потребителей, т.е. дозу ила по весу, тогда удельная нагрузка на ил останется стабильной. Поэтому нормы дозы ила устанавливаются в зависимости от нагрузки на ил по БПК и от технических возможностей разделения очищенной воды от ила во вторичных отстойниках.
Для аэротенков с регенераторами устанавливается средняя доза ила при проектировании.
Для удовлетворительной работы вторичных отстойников при очистке сточных вод поступающих на станцию доза ила в аэротенках должна составлять от 2 до 4,5 г/дм3.
Превышение дозы ила приводит к излишнему накоплению в иловой зоне вторичных отстойников активного ила, его загниванию, повышенному выносу, обескислороживанию очищенной воды и, следовательно, ухудшению качества очистки.
В зимний период - аэротенкам необходимо работать с более высокой дозой ила.
Если аэротенки работают с регенераторами, то в регенераторах необходимо поддерживать дозу в 2-3 раза большую, чем в аэротенках для обеспечения глубокого доокисления трудноокисляемых соединений.
При нарушении оптимального соотношения между концентрацией загрязнений в поступающей в аэротенки воде и рабочей дозой активного ила, а точнее, при повышении удельной нагрузки на ил, нарушаются его седиментационные свойства и возрастает иловый индекс (объем, занимаемый одним граммом активного ила за 30 минут отстаивания в литровом цилиндре), наиболее важный показатель его состояния.
Контроль производства, управление технологическим процессом
в аэротенках
В аэротенках контроль производства биологической очистки сточных вод осуществляется посредством отбора и анализа следующих проб:
-уровень в нижнем иловом канале (постоянно),
-расход подачи воздуха на аэротенки в м3 (постоянно),
-растворенный кислород в мг/дм3(постоянно),
-концентрация активного ила г/дм3(1раз в сутки в дневную смену)
-температура оС (1 раз в сутки)
-динамика ocaждения в мл, иловый индекс при 1г/дм3 после 30мин.
Отстаивания (1раз в сутки в дневную смену).
Технологические параметры процесса биологическкой очистки
в аэротенках
| Объект Аэротенки № 1-10 | Наименование показателей Расход воздуха: -общий -на 1 м3 ст. вод -на 1 м2 поверхности аэротенка -на 1 кг удаленного БПК-5 Окислительная мощность Эффект очистки Коэффициент использования воздуха Нагрузка на 1 гр активного ила Концентрация активного ила: -аэротенки -регенератор Иловый индекс БПК-5ф Зольность Температура иловой смеси Растворенный кислород | Значение показателей 300000-500000 м3/ч 10-12 м3/м3 4-6 м3/м2 не более 140 м3/кг 500-800 г/м3/сут не менее 92,5% 4-6 г/м3 не более 200 мг/г 2,0-4,5 мг/дм3 5,0-14,0 мг/дм3 не более 250 мг/дм3 не более 20 мг/дм3 не более 40 % не более 43 о С 1,0-3,50 мг/дм3 |
Основная масса активного ила, отстаивающегося во вторичном отстойнике, должна перекачиваться снова в аэротенк. Это циркуляционный активный ил, который попадает в аэротенк через регенератор. За технологический цикл: аэротенки- вторичные отстойники, как правило, происходит увеличение биомассы активного ила (прирост ила), поэтому его избыток направляется на утилизацию
Схема опорожнения аэротенок
Вдоль аэротенков проложен трубопровод опорожнения, в который врезаны линии из аэротенков, каналов, преаэратора и отстойников.
Опорожнение происходит с верхнего канала в нижние иловыми насосами в насосные станции, а именно по следующей схеме:
Вдоль аэротенков №1-4 проложен трубопровод опорожнения Ду-400, в который врезаны линии из аэротенков, каналов, преаэратора и отстойников №1-2. Верхний иловый канал опорожняется в нижний канал активного ила. Верхний распределительный канал сточной воды опорожняется через средний канал в нижний распределительный канал сточной воды.
Насос №124 в насосной при аэротенках № 1 из центральной линии опорожнения опорожняют аэротенки №1-4, отстойники №1,2, каналы иловой воды, нижний иловый канал сточной воды.
Опорожнение аэротенка №5 производится насосом №165 в насосной пеногашения, этим же насосом опорожняются вторичные отстойники №11-13.
Опорожнение вторичных отстойников №1,2 осуществляется насосом №124 в насосной при аэротенках №1 в нижний канал сточной воды, первичных отстойников №3-8, илоуплотнители №9, 10 осуществляется через иловую насосную станцию насосами №96-97.
Опорожнение аэротенков №9,10, вторичных отстойников №23,24 производится через линию опорожнения насосом №11, установленным в насосной при аэротенках №2, в нижний канал сточной воды.
Аэротенки №6,7,8, усреднитель и вторичные отстойники №17-22 и №41-46 линии опорожнения не имеют и опорожняются погружными насосами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подводя итоги, можно сказать, что в результате преддипломной производственной практики, знакомством с биологическими очистными сооружениями, принципами работы, структурой СБОП, ознакомления с основным регламентирующим р