тема отвода обработанной воды
Работа добавлена на сайт samzan.net:
СОДЕРЖАНИЕ
- Введение………………………………………………………………….....2
- Выбор технологии биологической очистки………………………………3
- Биореакторы последовательного действия……………………………….4
3.1. Общие сведения………………………………………………………4
- Установка Cyclor…………………………………………………………...7
4.1. Главные фазы цикла обработки………………………………………7
4.2. Селектор………………………………………………………………..8
4.3. Диффузоры……………………………………………………………..9
4.4. Система отвода обработанной воды………………………………….9
4.4.1. Декантеры………………………………………………………..9
4.4.2 Плавающий перелив «Дегремон»……………………………..11
4.5.Длительность циклов…………………………………………………12
5. Циклотенк на Волжских очистных сооружениях…………………………..14
5.1. Кислородный режим……………………………………………………..14
5.2. Кинетика биологического окисления в лабораторном циклотенке…..15
5.3. Фильтросные пластины………………………………………………….15
6. Экономический эффект………………………………………………………17
7. Выводы………………………………………………………………………...18
8. Библиографический список…………………………………………………..19
Введение
Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.
Рост городов, бурное развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, значительное расширение площадей орошаемых земель, улучшение культурно-бытовых условий и ряд других факторов все больше усложняет проблемы обеспечения водой.
Потребности в воде огромны и ежегодно возрастают. Ежегодный расход воды на земном шаре по всем видам водоснабжения составляет 3300-3500 км3. При этом 70% всего водопотребления используется в сельском хозяйстве.
Много воды потребляют химическая и целлюлозно-бумажная промышленность, черная и цветная металлургия. Развитие энергетики также приводит к резкому увеличению потребности в воде. Значительное кол-во воды расходуется для потребностей отрасли животноводства, а также на бытовые потребности населения. Большая часть воды после ее использования для хозяйственно-бытовых нужд возвращается в реки в виде сточных вод.
Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.
- Выбор технологии биологической очистки
Актуальность теш. Биологическая очистка сточных вод в аэротенках получила большое распространение и сохраняет перспективу благодаря своей эффективности и универсальности. Капитальные вложения на строительство аэротенка обычно достигают 25 -30% стоимости всей очистной станции, а затраты на аэрацию - 30 -50% себестоимости биологической очистки сточных вод. Работа аэротенков оказывает решающее влияние на технологические показатели очистной станции в целом. С учетом этого, интенсификация работы аэротенков, как наиболее капиталоемких и энерговооруженных сооружений станции биологической очистки сточных вод является актуальной задачей.
Применение аэротенков для биологической очистки производственных сточных вод сопряжено с трудностями, вызванными значительными колебаниями исходных концентраций загрязнений, наличием трудноокисляемых и токсичных соединений, что приводит к образованию плохооседающих (вспухающих) илов. Подобные условия эксплуатации характеризуются неустойчивой работой аэротенка, периодическим выносом значительных масс активного ила из» системы, его низкой рабочей концентрацией в аэротенке, и как следствие - систематическим снижением требуемого качества очистки сточных вод.
Анализ передового отечественного и зарубежного опыта показывает, что указанные недостатки в значительной мере присущи аэротенкам проточного типа, функционирующих в сложных условиях. Вместе с тем, существует область применения, в которой аэротенки циклического действия или циклотенки обладают повышенной технологической устойчивостью, что наряду с простотой их устройства и эксплуатации, позволяет отдавать им предпочтение по сравнению с аэротенками традиционных типов.
2. Биореакторы последовательного действия
2.1. Общие сведения
Биореакторы последовательного действия более известны под английским названием sequencing batch reactors (SBR) (во Франции используется сокращение RBS — от фр. reacteur biologigue seguentiel). Процесс биологической обработки осуществляется в одном реакторе с полным перемешиванием, в котором последовательно производится аэрация и затем осветление. Отсюда и название реакторов — «последовательные». Отстаивание ила происходит во время остановки аэрации, а чтобы удалить отстоявшуюся воду, используется устройство для слива. Различные стадии обработки выполняются через заранее определенные и запрограммированные промежутки времени и образуют полный цикл.
Типичный цикл состоит из пяти последовательных операций, объединенных в три фазы процесса обработки (рис. 22):
— подача (исходной сточной или уже отстоянной воды) и ее биологическая обработка (аэрация/перемешивание в реакторе);
— отстаивание (отделение ила);
— опорожнение (слив очищенной воды) и затем перерыв (удаление избытка
осадка).
Последняя стадия (перерыв) может быть пропущена за счет удаления избытка осадка в конце периода опорожнения. Указанная продолжительность операций обработки в процентах от общей длительности цикла приведена на рис. 22 лишь в качестве примера. Цикл может продолжаться от 4 до 12 ч, и даже дольше для некоторых ПСВ. Длительность цикла меняется в зависимости от концентрации поступающих сточных вод и поставленной цели обработки: удаление только углерода, либо углерода и азота, либо еще и фосфора.
В этом одном биореакторе подача сточных вод и выпуск очищенной воды осуществляются периодически. Чтобы сделать возможным постоянный прием сточных вод, нужно добавить второй реактор, цикл работы которого сдвинут по отношению к первому на половину полного цикла (для случая, показанного в примере). А чтобы непрерывным был отвод очищенной воды, требуется не меньше четырех реакторов.
Совокупность параметров, свойственных для технологий с использованием активного ила (объемная нагрузка, массовая нагрузка, возраст ила), также применима и к биореакторам последовательного действия, даже при том что их биологические и гидравлические режимы работы несколько различаются.
На основе базового принципа биореактора последовательного действия было разработано множество технологий с периодическим опорожнением реактора. Ранее применявшаяся лишь на малых и средних очистных сооружениях, эта технология используется теперь и в крупных городах (свыше 1 млн ж.).
Компания «Дегремон» уже давно начала разрабатывать системы последовательной обработки, в первую очередь с реакторами постоянного уровня воды, применяемые на малых очистных сооружениях: Diapac UI, затем Alter 3 (70-80-е гг.). Наконец, признав преимущества систем, работающих в циклическом режиме (90-е гг.), компания «Дегремон» предлагает сегодня две системы подобного типа:
— Bio-S (см. п. 3.1, компактные стандартные установки) — для малых станций;
— Cyclor (рассматривается ниже) — для средних и крупных очистных сооружений.
Рис: общая схема очистных сооружений с применением SBR-реакторов.
3. Установка Cyclor
Установка Cyclor состоит, как минимум, из двух реакторов, что позволяет обеспечить непрерывность приема сточных вод. Каждый из этих реакторов имеет цилиндрическую или прямоугольную форму и характеризуется переменным уровнем воды в нем.
3.1. Главные фазы цикла обработки
Последовательные фазы обработки сточной воды в одном реакторе установки Cyclor проходят в следующем порядке (рис. 23):
— заполнение реактора и аэрирование (фаза I): исходная сточная вода поступает в распределитель (зона с поршневым потоком на входе в реактор), где она входит в контакт с частью циркулирующего ила. Уровень жидкости в реакторе поднимается, и запускается аэрация. На этой стадии протекают различные биологические реакции: окисление углерода и нитрификация во время аэрации, денитрификация во время возможной остановки аэрации (что всегда допустимо);
— отстаивание (фаза II): аэрация и рециркуляция ила остановлены. Именно в этот период времени происходит статическое осаждение ила, а также эндогенная денитрификация на накопленном биологическом субстрате;
— опорожнение реактора (фаза III): после отстаивания осветленная вода отводится с помощью специального подвижного устройства, при этом отстаивание ила и эндогенная денитрификация в его флокулах продолжаются. В конце периода опорожнения удаляется избыточный объем осадка.
3.2. Селектор для подавления нитчатых микроорганизмов
Поступающая сточная вода попадает в зону селектора для подавления нитчатых микроорганизмов (зона с поршневым потоком), где осуществляется контакт с частью ила, рециркулированного из реактора с помощью погружного насоса.
Правильный подбор параметров работы селектора (поршневой поток, время пребывания) позволяют:
— снизить риск вспухания ила, препятствуя развитию нитчатых бактерий, и улучшить отстаиваемость ила;
— способствовать реакциям денитрификации и биологической дефосфатации.
3.3. Диффузоры
Подача воздуха в реактор осуществляется с помощью сети воздушных диффузоров, создающих мелкие и средние пузыри и расположенных на полу реактора. Управление аэрацией происходит по данным измерения концентрации растворенного кислорода в реакторе Cyclor и с учетом контрольных значений, заложенных в программу управления.
Стандартный реактор Cyclor не оборудован мешалкой. Перемешивание в бассейне осуществляется подаваемым воздухом, а поддерживание ила во взвешенном состоянии во время завершающей фазы аноксии обеспечивается равномерными кратковременными включениями аэрации. Предусмотрена возможность установки погружной мешалки.
3.4. Система отвода обработанной воды
Оборудование, обеспечивающее отвод обработанной порции воды, имеет первостепенную важность для нормального функционирования реактора. Оно должно справляться с отводом очищенной воды за время, предназначенное для опорожнения реактора, не захватывая при этом плавающие частицы и не всасывая ил из слоя ниже уровня осветленной воды.
3.4.1. Декантеры на очистных сооружениях г. Сокулка
Декантеры необходимы для отведения очищенной части сточных вод после окончания процессов очистки в реакторе и образования над осадком осветленной части очищенных сточных вод. На циклах наполнения, перемешивания и аэрации к декантеру не должны приставать частицы активного ила. Процесс отвода очищенных сточных вод (декантация) может начинаться на цикле осаждения при условии, чтобы верхняя отметка слоя осадка находилась не менее чем на 25 см ниже впуска оборудования декантера. Основное требование к оборудованию отвода очищенных сточных вод - всасывающая часть декантера не должна захватывать как плавающих на поверхности частей и пены, так и осадка.
С экономической точки зрения - время необходимое на отвод осветленной части сточных вод из реактора должно быть минимальным. Из этого следует, что пропускная гидравлическая способность декантера должна быть максимальной. Сточные воды, отводимые из ректора, не должны содержать взвешенных веществ либо быть в пределах установленного ПДК.
Среди известных параметров, оказывающих наибольшее влияние на скорость декантации, которая ограничивается опасностью выноса осадка, характерным является индекс объема осадка. Рост индекса объема осадка ведет к снижению предельной скорости выноса осадка. Зависимость эта носит нелинейный характер. Осадок с высокими значениями индекса объема осадка имеет меньшую плотность и тем самым существует большая вероятность его выноса в процессе декантации. Концентрация осадка и время осаждения в небольшой степени играют на предельную скорость выноса осадка.
Конструкции декантеров можно подразделить на два основных типа: жестко закрепленными тросами (статические) с электроприводом лебедки, поддерживающей декантер на заданном уровне; плавающими на поверхности сточных вод реактора.
Рис: Циклы работы декантера с жесткой установкой и автоматическим регулированием с помощью электропривода лебедки.
3.4.2 Плавающий перелив «Дегремон»
Реакторы Cyclor оборудованы системой отвода обработанной воды через плавающий перелив по патентованной компанией «Дегремон» технологии (свыше 50 примеров реализации).
Устройство отвода всегда находится на поверхности воды, и в начале фазы опорожнения, и в момент ее завершения. Минимальный допустимый уровень воды устанавливается таким образом, чтобы оставалось достаточное расстояние до верхней части слоя осадка во избежание его засасывания вместе с обработанной водой.
Система отвода воды (фото 11, рис. 25) состоит:
— из плавающего устройства;
— из перелива с сифонной перегородкой, расположенного ниже поплавка;
— из жесткой трубы на шарнирах для отвода обработанной воды (гравитационным потоком).
За исключением фазы опорожнения система обработки сточной воды остается изолированной благодаря пневматической блокировке, т. е. блокировке введением воздуха. Сформированный слой воздуха под поплавком делает зону обработки сточной воды герметичной и предотвращает попадание ила в нее. С началом фазы опорожнения открывается электровентиль сброса пневмоблокировки, что приводит к началу отвода обработанной воды.
Во время опорожнения реактора плавающее устройство отвода воды опускается вместе с уровнем воды. В конце опорожнения и перед следующей фазой заполнения реактора его пневматическая блокировка возобновляется.
Такая система отвода обработанной воды специально разработана для способа Cyclor: не происходит захвата плавающих частиц (сифонная перегородка находится на 10 см ниже уровня воды), для введения системы в действие или ее блокировки не используются электромеханические узлы.
Расход отводимой обработанной воды меняется в зависимости от высоты уровня воды в реакторе: сначала он большой, а затем уменьшается по мере приближения уровня воды к слою осадка. Таким образом, расход отводимой воды зависит от уровней воды в начале и в конце фазы опорожнения, от высотной отметки сливного конца отводной трубы и последующих гидравлических ограничений на очистных сооружениях.
Системы для отвода воды производятся четырех размеров с единичным расходом от 250 до 1200 м3/ч. Разумеется, в одном реакторе можно установить несколько таких систем.
3.4.3Длительность циклов
Форму реакторов Cyclor, а также их количество выбирают в зависимости от местных условий и размера очистных сооружений.
Длительность циклов программируется и адаптируется к характеристикам поступающих на обработку сточных вод. Применяются три стандартных цикла: кратковременный, средний и долговременный. Они различаются по времени, отведенному на фазу биологической обработки, а время отстаивания и опорожнения остается одинаковым. Это позволяет очищать более или менее концентрированные сточные
воды, обеспечивать более высокую надежность качества сброса, особенно по общему азоту, и приспосабливаться к неблагоприятным условиям по температуре (нитрификация в зимний период).
Рис: конфигурации циклов обработки.
- Циклотенк на Волжских очистных сооружениях
4.1. Кислородный режим
В ходе натурных испытаний работы аэротенков Волжских очистных сооружений в циклическом режиме был исследован кислородный режим сооружений в циклах «аэрация» и «отстаивание». Измерение концентрации растворенного кислорода производилось в средней части каждого из трех коридоров существующего аэротенка на глубине О,5 м от поверхности и 0,5 м от плоскости дна. Полученные результаты замеров усреднялись. Как следует из полученных результатов, динамика концентрации растворенного кислорода в циклотенке носит сложный характер. В начальный момент аэрации (около 30 минут) происходит резкое снижение концентрации растворенного кислорода в надъиловой сточной жидкости с 2-2,5 мг/л до 0-0,5 мг/л за счет смешения с массой осевшего ила. Затем наблюдается быстрое увеличение концентрации растворенного кислорода до 4-5 мг/л за 3-4 часа аэрации, которое сменяется медленным асимптотическим приближением к концентрации 6,5-7 мг/л в конце процесса аэрации. Измерения проводились при значениях интенсивности аэрации 6; 8; 3; 10,4; 12,5 мЗ/мЗ·ч. Как показал эксперимент, время первичного насыщения (концентрация растворенного кислорода 4-5 мг/л) при интенсивности аэрации 12,5 м3/м3·ч примерно в 1,7-1,9 раза ниже, чем при интенсивности 8,3м3/м3·ч.
Наблюдениями установлено, что при интенсивности аэрации ниже 8м3/м3·ч наблюдается снижение эффекта очистки, обеднение видового состава активного ила, ухудшение его седиментационных свойств. Кислородный режим сооружения в цикле «отстаивание», когда рабочая среда разделена на две фазы - осветленную жидкость и активный ил, описывается двумя характеристиками. Исчерпание концентрации растворенного кислорода в иловой среде происходит в среднем за 10 минут, однако для уплотнения активного ила и эффективного осветления верхнего слоя жидкости необходимо около 30 минут. Таким образом, активный ил находится в бескислородном режиме не более 20 минут, что не отражается на его технологических свойствах.
4.2. Кинетика биологического окисления в лабораторном циклотенке
Здесь представлены результаты исследования кинетики биологического окисления загрязнений общего стока в лабораторных условиях на моделях проточного и циклического азротенков.
При дозе активного ила 1,4...2,2 г/л и периоде аэрации 16 часов снижение ХПК для проточного и циклического аэротенков составляло до 72%, а по БПКполн. - до 85%, снижение органических загрязнений по формалину -89% по ДМД - до 18%, по анилину – до 43%, по толуолу - до 35%. Увеличение дозы ила в проточном аэротенке лимитировано размерами вторичного отстойника. В аэротенке циклического действия совмещены три цикла в одном сооружении. Это позволило значительно увеличить дозу активного ила в аэротенке и сократить период аэрации до 6..8 часов. При дозе активного ила в проточном аэротенке 2,5...3,4 г/л и периоде аэрации 6 часов, снижение ХПК составило 65%, БПКполн - 71%. При том же периоде аэрации и той же дозе активного ила 6,5...7,3 г/л снижение ХПК в аэротенке циклического действия составило 89%, БПКполн - 96%. Снижение концентрации формалина составило 97%, ДМД - 18%, анилина - 62%, толуола - 66%.
4.3. Фильтросные пластины
В ходе натурных испытаний Волжского циклотенка было установлено, что засоряемость действующих фильтросных пластин возрастает в зависимости от числа циклов отстаивания, а также от продолжительности. При включении подачи сжатого воздуха (цикл аэрации) равномерный режим аэрации устанавливался через 5-7 минут, если время отстаивания не превышало 30 минут. При времени отстаивания 1 час и более восстановление исходной воздухопроницаемости пластин требовало уже не менее 15 минут продувки. Однако самым сложным моментом испытаний оказалось заиливание фильтросных пластин по мере увеличения циклов отстаивания. Через 15-20 циклов отстаивания циклотенк приходилось переводить на проточный режим обычного аэротенка с постоянной аэрацией для восстановления воздухопроницаемости фильтросных каналов. Данные наблюдения позволяют рекомендовать для оборудования циклотенков среднепузырчатые эрлифтные аэраторы периодического действия.
5. Экономический эффект
Использование аэротенка периодического действия позволяет отказаться от применения в схеме очистки вторичных отстойников, что дает возможность повысить дозу активного ила в сооружении. Использование повышенных доз ила позволяет значительно улучшить качество очищенной воды при снижении периода аэрации.
Экономический эффект от внедрения циклотенка образуется в результате отказа от вторичных отстойников и связанной с этим экономией энергозатрат в среднем в 1.5 раза. При внедрении циклотенка на Волжских очистных сооружениях производительностью 61800 м/сут экономический эффект составил 293,9 тыс.руб. (в ценах 1992 года).
6. Выводы
Достоинства:
— простая, удобная для строительства конструкция, существенное уменьшение размеров производственной площадки ввиду отсутствия отдельных осветлителей и рециркуляции ила
— превосходные условия для осветления, статическое отстаивание без гидравлических возмущений, в частности хороший контроль времени аноксии во время отстаивания ила, что в результате дает хороший иловый индекс и малое содержание ВВ в осветленной воде;
— устойчивость к колебаниям расхода и загрязненности поступающих сточных вод;
— Небольшие затраты при строительстве (реконструкции) и эксплуатации
— простая, удобная для строительства конструкция, существенное уменьшение размеров производственной площадки ввиду отсутствия отдельных осветлителей и рециркуляции ила
— полностью автоматизированное управление с возможностью легкой настройки длительности фаз процесса обработки.
Недостатки:
— необходимость создания усиленной сети распределения воздуха из-за цикличности работы реактора (ограниченное время аэрации);
— увеличенный объем реактора из-за необходимости учета пиковых гидравлических нагрузок (коэффициент неравномерности выше 3);
— в некоторых случаях появляется необходимость в дополнительном резервуаре-накопителе для проведения третичной очистки сточной воды.
— необходимость использования сложной и высокопроизводительной системы опорожнения;
— риск появления плавающих примесей и необходимость в специальном устройстве для их удаления
7. Библиографический список
Литература:
- Технический справочник по обработке воды: в 2 т. Т. 1: пер. с фр. — СПб.: Новый журнал, 2007.
- Абрамов Н.Н Водоснабжение 1974
- Яковлев Канализация 1975
- Воронов Ю.В., С.В. Яковлев Водоотведение и очистка сточных вод. 2006
Интернет сервисы:
- http://ru.wikipedia.org/
- http://www.ideasandmoney.ru/
- http://tekhnosfera.com/
2. 1097 Зареєстровано в Міністерстві м
3. Крестовник плосколистный1
4. Оценка стратегий размножения и поддержания жизнеспособности оомицета Phytophthor infestns в связи с современными методами защиты картофеля и томата от фитофтороза
5. 65 ~ Юриспруденция специализация гражданскоправовая для студентов
6. В Корякин к филос
7. Институт парламентаризма и предпринимательства
8. Курсовая работа- Методи збору журналістської інформації
9. Мужчина 50 лет инвалид II группы с детства болен ревматическим митральным пороком сердца
10. Экономиканы мемлекеттік реттеу п~ні бойынша д~рісті~ ~ыс~аша мазм~ны 1 б~лім
11. Московское государство
12. Конфликты в сфере управления
13. Среде как важно как телевидение следовательно должны получать важные рассмотрения в любых общественных о
14. Street Lw Права человека и реализация их в российском образовании
15. Реферат по теоретическому курсу ldquo;Права ребёнкаrdquo; ldquo;Семья и права ребёнкаrdquo;
16. ; 2 ; 3; 4 Докво-2
17. либо промежуточных носителей информации
18. Газообмен обогащение крови кислородом освобождение от углекислого газа
19. Иррационализм ограничивает или отрицает возможности разума в процессе познания и делает основой миропон
20. Спускаемая капсула космического аппарата