Основными наиболее широко применяемыми сооружениями биологической очистки являются аэротенки.

Аэротенки представляют собой резервуары, в которых сточная вода смеши­вается с активным илом и аэрируется с помощью различных систем аэрации. Аэрация обеспечивает эффективное смешение сточных вод с активным илом, подачу в иловую смесь кислорода и поддержание ила во взвешенном состоянии. В процессе окисления органического вещества увеличивается биомасса микроорганизмов и образуется из­быточный активный ил. Отделение активного ила от очищенной воды происходит во вторичных отстойниках, из которых он возвращается в аэротенки (циркуляционный активный ил), а избыточный активный ил периодически выводится из вторичного от­стойника.

Как правило, аэротенки выполняются в виде одного-четырех коридоров .глу­биной от 3 до 5 м и длиной не менее чем в четыре раза больше ширины. Ширина кори­дора не превосходит глубину более чем в 2 раза. При небходимости предусматривают аэротенки длиной до 100 м и шириной коридора до 12 м.

Возможны иные формы аэротенков при условии достаточного перемешивания иловой смеси и эффективного ввода воздуха. Высокая концентрация активного ила ограничена его способностью к отделению от иловой смеси. Практически концентра­ция иловой смеси в аэротенках находится в пределах 1,5-6 г/л. Во вторичном отстой­нике ил уплотняется до концентрации не более 8-10 г/л. При концентрации ила в аэро-тенке свыше 6 г/л расход циркуляционного ила достигает 300% от притока сточной воды, что неэкономично и по расходу энергии, и по требуемому объему вторичного отстойника.

Аэрация иловой смеси производится подачей сжатого воздуха через разного ро­да диспергаторы (дырчатые трубы, пористые пластины, трубы), которые изготавли­ваются из стали, керамических и пластмассовых материалов.

В ФРГ и Финлянции, а в последние годы и в России применяются конструкции мелкопузырчатых аэраторов на основе пористого полиэтилена. Аэратор состоит из основной перфорированной трубы из полиэтилена с насаженным на нее диспергатором из двуслойного пористого полиэтилена: на грубый пористый слой нанесен мелкопорис­тый, что обеспечивает равномерность образования пузырьков воздуха. Аэраторы, выпускаемые в России под названием "Поливом А", просты в монтаже и обслуживании, надежны в работе.

В районах с теплым климатом при небольшой производительности очистной станции могут применяться механические аэраторы - мешалки с вертикальной или горизонтальной осью вращения.

Эжекторная или струйная аэрация основана на вовлечении воздуха струями во­ды, протекающей через суженный участок трубопровода, к которому подведен возду­ховод. Рабочей жидкостью обычно является иловая смесь. Эжекторная система аэра­ции наименее эффективна из перечисленных, но одна из самых простых в монтаже и эксплуатации и поэтому имеет свою область применения: очистные сооружения ма­лой производительности.

Для биологической очистки бытовых сточных вод требуется 1-1,4 г кислорода на 1 г БПКполн. При применении различных типов пневматических аэраторов в традиционной технологической схеме очистки без нитрификации расход воздуха достига­ет 5 -10 м^Зна 1 м^Зисходной сточной воды. Мощность механических аэраторов дости­гает 0,05-0,1 кВт на 1 м^Зсуточной производительности, зона действия одного аэра­тора достигает 30-400 м^З. Система аэрации должна поддерживать в аэротенках кон­центрацию растворенного кислорода от 2 до 5 мг/л.

Прирост активного ила зависит от величины органической нагрузки на аэротенк. При нагрузках выше 200 мг/(г.сутки) прирост ила определяется по формуле:

Р_i= 0,8C_s+0,3L_en(7)

где: C_s- концентрация взвешенных веществ в поступающей в аэротенк сточной воде;

L_en- БПКполн. поступающей в аэротенк сточной воды.

Образующийся в результате прироста избыточный активный ил должен регу­лярно удаляться из системы для поддержания заданной дозы и нормальной работы вторичного отстойника.

Низкие нагрузки (менее 150 мгБПК/(г.сут), при которых происходит более пол­ное окисление органических веществ, дают существенно меньший прирост активного ила:

P_i = 0,35L_en (8)

Аэротенки, работающие при таких низких нагрузках аэротенки полного окис­ления или аэротенки с продленной аэрацией - могут работать без первичного отстаи­вания, что упрощает общую технологическую схему очистки и исключает образова­ние разных по качеству и поэтому требующих специальной обработки видов осадка. С другой стороны аэротенки полного окисления требуют больших объемов и большего расхода воздуха, поэтому в настоящее время применяются чаще всего на очистных сооружениях небольшой производительности.

Требования к глубокому удалению соединений азота, остро стоящая проблема обработки и утилизации осадков (необходимо максимальное снижение количества об­разующегося осадка) делают аэротенки полного окисления весьма привлекательными сооружениями, так как при применении обычных аэротенков все равно необходимо предусматривать дополнительные сооружения для нитрификации сточных вод, со­оружения для стабилизации и обработки осадков. В каждом конкретном случае целе­сообразность применения аэротенков полного окисления нужно определять технико-экономическим расчетом.

Аэротенки в стандартной технологической схеме применяются для удаления ор­ганических и части минеральных веществ (в том числе, биогенных элементов) в пре­делах возможности накопления последних при синтезе органического вещества ак­тивного ила и при сорбции на поверхности хлопка. В стандартной технологической схеме активный ил функционирует в достаточно узких стационарных условиях, под­держиваемых при работе станции.

При необходимости удаления биогенных элементов биологическим методом должны быть созданы нестационарные условия по органической нагрузке и подаче кислорода.

Для отделения очищенной воды от активного ила используются вторичные от­стойники.

Конструктивно вторичные отстойники проектируются как и первичные: верти­кальные, горизонтальные, радиальные. Для повышения эффективности разделения иловой смеси во вторичных отстойниках иногда используется прием остаивания в тонком слое (тонкослойные отстойники). Параметры вторичных отстойников рассчи­тываются по гидравлической нагрузке с учетом концентрации активного ила в аэротенке и его способности к осаждению и уплотнению, выражающейся величиной илового индекса - объема в мл, который занимает 1 г активного ила. Величина илового индекса зависит главным образом от состава сточных вод и органической нагрузки:

+при органической нагрузке от 200 до 500 мг/(г.сут) величина илового индекса колеб­лется в пределах 70-100 мл/г, что обеспечивает удовлетворительную работу вторичных отстойников. При увеличении органических нагрузок иловой индекс возрастает, ил плохо оседает в отстойниках, что нарушает работу всей системы.

Биопрепараты "Русский Богатырь"