Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и выбор направления исследований 14
1.1 Биологическое дисфункционирование активных илов 18
1.1.1 Предотвращение биологического вспухания и вспенивания 19
1.1.2. Сети 19
1.1.3 Первичный отстойник 20
1.1.4 Аэрируемое сооружение (аэротенк) 21
1.1.5 Вторичный отстойник 21
1.1.6 Обработка осадка 22
1.2 Влияние поверхностно-активных веществ на пенообразование в аэротенках 22
1.3 Промышленные синтетические моющие средства 24
1.4 Жиры на станции очистки сточных вод 27
1.4.1 Аэробная обработка 27
1.4.2 Анаэробное брожение (ферментация) 28
1.5. Нитчатые микроорганизмы
1.5.1 Благоприятные факторы для роста нитчатых микроорганизмов 29
1.5.2 Факторы, способствующие биологическому и физико химическому пенообразованию 29
1.6 Борьба с биологическим и физико-химическим вспениванием 30
1.6.1 Аэробная биологическая обработка жиров 31
1.6.2 Анаэробное сбраживание осадка (активных
илов) 33
1.7. Дегазация 34
1.7.1. Общие положения 34
1.7.1.1. Закон Генри 35
1.7.1.2. Поверхностное натяжение 36
1.7.1.3. Пенообразования 38
1.7.1.4. Исследование пузырьков 41
1.8 Предотвращение биологического вспухания и вспенивания 42
1.9 Заключение 44
Глава 2. Материалы и методы 46
2.1 Объекты исследований 46
2.2. Экспериментальные установки 47
2.3. Физико-химические характеристики сточной воды 47
2.4 Режимы технологических операций 49
2.4.1 Аэротенк 49
2.4.2 Дегазатор 49
2.4.3 Вторичные отстойники 49
2.5 Технологические требования 50
2.5.1 Требования к организации испытаний 50
2.5.2 Методики расчета параметров 51
2.6 Методы идентификации микроорганизмов биоценоза ммобилизованной биопленки 52
Глава 3. Биологическое дисфункционирование станций очистки сточных вод 83
3.1 Биологическое дисфункционирование активных илов 83
3.2. Проблемы, возникающие при отсутствии избыточного количества нитчатых бактерий 89
3.2.1 Пены при запуске 89
3.2.2 Плавающие нестабильные вещества 90
3.2.3 Плавающие вещества, вызванные денитрификацией
3.3 Вспухание активного ила 91
3.4 Методы борьбы с пеной 92
3.5. Заключение 93
Глава 4. Стабильные биологические пены на станциях очистки сточных вод с активным илом 106
4.1 Идентификация микроорганизмов, ответственных за пенообразование 106
4.2 Идентификация случаев прироста нитчатых бактерий 107
4.2.1 Исследование образцов пены 107
4.2.2 Экофизиологический подход к механизму пенообразования 71
4.2.3 Механизм и факторы, вызывающие пенообразование 108
4.3. Совокупность свойств биоценоза, характеризующихся предрасположенностью к пенообразованию 112
4.4 Результаты испытаний 114
4.4.1. Условия функционирования до экспериментов 114
4.4.2. Характеристика зоны контакта 115
4.5. Экспериментальные данные по исследованию зон контакта 115
4.6 Экспериментальные данные по химическим добавкам 117
4.6.1 Характеристики экспериментов 117
4.6.2 Характеристика химических обработок 118
4.6.3 Эффективность химических обработок 119
4.6.4 Экспериментальные исследования пеногашения с помощью хлорирования 120
4.5. Заключение 123
Глава 5 Оптимизация конструкции и размеров сооружения газоотделения 126
5.1. Двухфазный поток: жидкость-газ 129
5.1.1. Характеристика двухфазного потока: жидкость-газ 129
5.1.2. Режимы течения потоков 129
5.1.3. Основные уравнения двухфазного потока: жидкость-газ. 130
5.1.4. Основные параметры двухфазного потока: жидкость газ 132
5.1.4.1. Показатель присутствия газа 132
5.1.4.2. Титры: объемные (Ь), весовые (массовые) (у) 133
5.1.4.3. Скорости 133
5.2. Аэрация активных илов 134
5.2.1. Механическая поверхностная аэрация активного ила 135
5.2.2. Напорная мелкопузырчатая аэрация 135
5.2.3. Влияние перемешивания на аэрацию 136
5.3. Дегазация 137
5.3.1. Увлечение воздуха в потоке на свободной поверхности.. 137
5.3.2. Механизмы вовлечения воздуха 137
5.3.3. Способы дегазации 137
5.3.4. Дегазация и сбои в работе вторичного отстойника 138
5.4 Результаты измерений параметров системы очистки 140
5.4.1 Измерение концентрации растворенного кислорода и окислительно-восстановительного потенциала Eh в аэротенке 140
5.4.2 Измерение концентрации растворенного кислорода (аэротенк-выход из дегазатора) 141
5.4.3 Измерение растворенного кислорода при переходе из раствора в деаэратор 141
5.4.4 Индекс отстаиваемости (отбор проб из аэрационного бассейна) 144
5.4.5 Дозировка ВВ, ЛЖК (MVS), ХПК и липидов (жиров) 144
5.5 Расчет размеров сооружения деаэрации 146
5.5.1 Аэротенк 146
5.5.2 Деаэратор 147
5.5.3 Метод расчета дегазатора 154
5.6 Метод расчета деаэрационной системы 156
5.7. заклЮчение 158
Выводы 159
Литература
- Предотвращение биологического вспухания и вспенивания
- Режимы технологических операций
- Плавающие вещества, вызванные денитрификацией
- Экспериментальные исследования пеногашения с помощью хлорирования
Предотвращение биологического вспухания и вспенивания
В прямой зависимости с проблемами дефицита и возможной септичности важным элементом в системе биологической очистки сточных вод является контроль времени пребывания осадка во вторичном отстойнике. Эта проблема требует более тщательного исследования, в том числе по дифференциации между различными массами осадка, более или менее представленными в дренажных или очищенных стоках.
Удаление плавающих веществ должно быть очень эффективным и не позволять постоянного повторного обсеменения активного ила в аэротенках. Следует избегать сохранения плавающих веществ на поверхности вторичного отстойника из-за недооцененных причин биологического вспенивания. Наиболее предпочтительно реализовать процессы денитрификации с эффективной дегазацией обрабатываемой среды [11, 59, 84,83,87,96,99,100,105,106].
Установлено, что возврат на переработку (рециркуляция) активного ила является главной причиной глобального биологического пенообразования. Ситуация усложняется, если к этому добавить возвраты из сооружений аэробной стабилизации, которые наиболее часто создают постоянное обсеменение активного ила аэротенков, а также возврат осадка видоизмененного в анаэробиозе [60, 66, 84].
Предварительное обследование основных технологических точек позволяет предотвратить биологические срывы функционирования очистных сооружений с активным илом, учитывая риски в конструкциях сооружений и режимах эксплуатации. Определено, что некоторое количество биологических срывов неизбежно и что автоматический контроль функционирования сооружений не избавит от необходимости избирательного селективного действия хлорирования нитчатых микроорганизмов активного ила. Эта операция является дорогостоящей и рискованной по сохранению требуемого качества очищенной воды.
На ближайшие годы необходимо проведение следующих мероприятий: - в научном плане, изучение причинно-следственных связей между развитием некоторых видов нитчатых микроорганизмов и параметрами обрабатываемой среды; - в практическом плане, усилия по обучению технического персонала и операторов станций очистки сточных вод должны стать приоритетной задачей.
В настоящее время установлено, что явления физико-химического вспенивания и биологического пенообразования в процессе жизнедеятельности нитчатых микроорганизмов, не должны быть разделены. Синтетические моющие средства в промышленных сточных водах и особенно мыла, полученные в результате омыления при обработке технологических емкостей, способствуют значительному физико-химическому формированию пены. В то же время жирные кислоты с короткими цепочками являются субстратом для гидрофобных нитчатых бактерий, способствующих образованию стабильных биологических пен.
Гипотеза о накоплении поверхностно-активных веществ (ПАВ) в различных видах пены подтверждается результатами обработки извести, полученной в случаях пенообразования без развития нитчатых микроорганизмов, так как кальций осаждает омыленные жирные кислоты.
В рамках понимания явлений пенообразования на станции биологической очистки сточных вод с активным илом, необходимо учитывать присутствие и роль средств с поверхностно-активным действием.
Молекулы моющих средства включают в себя две части: одна -углеводородные, липофильные и гидрофобные (в конце процесса очистки) и другая - гидрофильные, способствующие растворимости в воде (в начале процесса очистки).
Именно это различие между началом и концом процесса очистки, придает поверхностно-активным веществам способность адсорбировать на твердой поверхности, уменьшая ее поверхностное натяжение. Это явление позволяет поверхностным реагентам собраться на границах раздела: масло-вода, твердое тело-вода, воздух-вода.
Реагент вызывает в присутствии этих ПАВ легкое пенообразование (вспенивание), отрыв которого возможен под действием ветра, что наблюдается при вводе в эксплуатацию станции биологической очистки сточных вод с активным илом, где обработка проводится при высокой удельной нагрузке или, когда сооружения получают промышленные сбросы, загруженных моющими средствами (прачечные, химчистки т.п.).
Действительно, барботируемый воздух в воде, формируются в пузырьки, которые, достигнув поверхности, лопаются. Однако, если вода содержит ПАВ, эти пузырьки являются стабильными и скапливаются, формируя пену.
Биодеградация ПАВ является относительно продолжительным процессом в силу своей конституции в виде длинной углеводородной цепи.
Физико-химическое вспенивание может быть связано с наличием моющих средств, в городских сбросах (стиральных машин, загрязненные воды.). Тем не менее, действия ПАВ, связанных с омылением жиров (мыло), после гидролиза не должны оставаться без внимания.
В настоящее время исследованы моющие синтетические средства более эффективные, чем мыла, и почти нечувствительные к жесткости промывной воды. Применение поверхностно-активных анионовых моющих средств типа линейный алкил бензол сульфонат является доминирующим, поскольку он составляет 65 % от потребления. Библиография дает состояние концентрации L.A.S в очищенных городских сточных водах в диапазоне 1-10 мг/л (в среднем 3,5 - 6,8 мг/л) [69].
Режимы технологических операций
Снятие характеристик: размер бассейна (форма, поверхность, глубина), тип аэрации (поверхностная аэрация, напорная мелкопузырчатая аэрация, часовая мощность и время работы); Измерение илового индекса; Измерение концентрации растворенного кислорода и редокс-потенциала; Измерение ВВ, ЛВВ, ХПК и липидов; Измерение поверхностно-активных веществ. Все измерения выполнялись в одном и том же месте сооружения. Выбор точки измерений был сделан с учетом достаточного удаления от входа (места подачи сточных вод), поступления рециркуляционных потоков и системы аэрации.
Определение габаритных характеристик дегазатора (площадь, глубина, объем, количество зон); Система возврата или восстановления всплывшего активного ила; Определение поступающих расходов сточных вод на станцию; Измерение концентрации растворенного кислорода в каждой зоне; Профиль воды в лотке дегазатор-вторичный отстойник (уклон, длина, диаметр). Определение габаритных характеристик вторичного отстойника, (диаметр, глубина, площадь), Измерение концентрации растворенного кислорода. Измерения расходов и приведенные выше параметры при испытаниях выполнялись одновременно и в одной точке.
Сооружения оборудовались погружными мешалками, чтобы стимулировать быстрый контакт сточных вод и ила, а также избежать образование отложений на дне бассейна, которые будут создавать анаэробные зоны и уменьшать рабочий объем сооружения.
Перемешивание может привести к увеличению плавающих, поэтому производилось их частое извлечение со станции.
В случае прерывистой (дробной) подачи питания, поступления осадки-стоки синхронизируются. При эксплуатации оборудования обращалось внимание на следующие моменты. Поддержание концентрации ВВ в зоне контакта для соблюдения установленных расчетных параметров. Стабильность концентрации осадка позволяет ограничить частоту настройки.
Развитие пенообразования часто коррелирует с высоким иловым индексом, за исключением случаев работы с Nocardioformes. Поэтому измерение его развития свидетельствует об эффективности этого метода.
Микроскопические наблюдения нитчатых бактерий, присутствующих в пенах, позволяют отслеживать их плотность и развитие. В активном иле, низкая плотность нитчатых микроорганизмов, связанна с более обильной и разнообразной популяцией простейших, что является важным фактором, подтверждающем высокую степень очистки и устойчивость среды.
Физические (расходы) и физико-химические параметры (ВВ, ВЛВ, ХПК, ЛЖК), используемые при определении размеров зоны контакта регулярно проверялись. Эти анализы позволяли отсечь параметры функционирования в случае изменения характеристик сточных вод.
Измеряемые параметры и частота их определения приведены в табл. Визуальные наблюдения Количество плавающих Х(1) Х(2) Перемешивание Х(1) Х(2) Х(2) Физические измерения Осадки сооружения Х(1) Х(2) Индекс активного ила X Микроскопия Х(1) Х(2) Расчетные параметры: Расходы: - поступающего стока: Х(1) Х(2) - рециркуляция активного ила Х(1) Х(2)
Бактерии образуют сложные сообщества, совместно питаясь и секретируя химические соединения. В водных объектах бактерии существуют в дисперсном состоянии и во флоккулах, а также группами, прикрепленными к твердым взвешенным веществам.
Для изучения микробиоценозов сточных вод и активного ила пробы отбирали в стерильные емкости не менее 500 мл объема на каждом этапе биологической очистки. Образцы активного ила аэротенков и биологических пен из лабараторных и пилотных установок, а также действующих очистных сооружений.
Идентификация культур бактерий, выделяемых из проб сточных вод и активного ила, проводили с использованием «Краткого определителя бактерий Берги (под ред. Дж. Хоулта, М., Мир, 1980».
Общие микробиологические исследования бактерий проводили согласно «Инструкции по лабораторному контролю очистных сооружений на животноводческих комплексах» М., Колос, 1982.
Анализ проб воды по ВВ, ХПК и БПК5 осуществлялся по стандартным методикам, описанным в изданиях: Лурье Ю.Ю. «Аналитическая химия промышленных сточных вод», М., Химия, 1984; «Методика проведения технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации» под ред. О.Т. Болотина, 1971; «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами», Москва, 1974; «Методические рекомендации по определению общего органического углерода в очищенных сточных водах с помощью газовой хроматографии», М., АКХ, 1977.
Измерение респираторной активности Измерение потребления кислорода производилось с использованием респирометра. Каждый результат определялся по изменениям давления, измеренного по трем контрольным колбам и семи колбам, содержащим показательные фракции образца, т.е. около 1 г колонизированной (заселенной) загрузки.
Окислительная способность Все измерения концентрации растворенного кислорода выполнялись в статических условиях (без циркуляции воды) и в динамическом состоянии. Приготовление препаратов для световой и электронной микроскопии.
Световая микроскопия. Препараты бактерий для световой микроскопии окрашивали по Граму; для фазово-контрасной микроскопии готовили препарат по методу «разделенной капли», общепринятой в микробиологических исследованиях.
Изучение морфологии простейших проводили на живых объектах, для этого использовали окраску витальными красителями и прежде всего нейтральным красным (1:1000). Окрашивание жидкостью Люголя достаточно отчетливо прокрашивает полисахариды и контрастирует формы.
Электронная микроскопия. Для электронной микроскопии исследуемый материал наносили на мембранные фильтры, фиксировали в парах 25%-го глутарового альдегида, обезвоживали в парах пропиленоксида или ацетона и инактивировали на медные пластины. Образцы напыляли золотом 10 минут на установке «Hitachi Е-102» при толщине напыления 50нм. В работе использовали электронный микроскоп «Hitachi-800» с инструментальным увеличением 1-30 тыс.
Плавающие вещества, вызванные денитрификацией
Системы обработки смеси сточной воды и активного ила при продленной аэрации часто создают состояние дефицита питательных веществ по отношению к бактериям. В этих аэротенках нитчатые бактерии находятся в благоприятных условиях по отношению к флокулирующим бактериям. Сильное избирательное давление действует на сфлокулированные популяции микробов с морфологией, не облегчающей взаимодействие с микросредой. Отмечается дефицит растворенного кислорода на уровне активного ила, имеющий действие, аналогичное дефициту субстрата.
Экология поверхности сооружения. Любые ситуации, направленные на облегчение условий существования постоянно плавающих флокул на поверхности сооружений может вызвать или усугубить явление пенообразования. В этих средах, физически благоприятных для развития гидрофобных нитчатых микроорганизмов, накопление всплывающих микроорганизмов более или менее быстро индуцирует, в зависимости от состояния среды, начало брожения путем кислотного гидролиза, при котором будут выделяться жирные кислоты. Например, явления денитрификации, неконтролируемые во вторичном отстойнике, без возможности удаления несфлокулированных нитчатых микроорганизмов на выходе из аэротенка, следует рассматривать как благоприятные для вспенивания.
Значительный вклад липидных субстратов поверхностно-активных веществ, будет способствовать росту нитчатого сообщества микроорганизмов, ответственных за пены. Например, длительное пребывание сточных вод в жироловушке при нагрузке, которая может способствовать приведению в действие пенообразования, имеется риск вызвать кислотный гидролиз некоторых органических соединений, а также освободить субстраты, способствующие развитию Microthrix р.
Более того, необходимо подчеркнуть важность возврата в голову очистных сооружений в процессе вспенивания, в частности, когда эти возвраты инициируют процесс брожения (кислотный гидролиз).
Большая часть экспериментальной работы была посвящена определению четырех видов обработки: - созданию зоны контакта с высокой нагрузкой до аэротенка, что ограничивает развитие нитчатых бактерий в активном иле и, таким образом, влияет на формирование биологические пены; - добавление химических реагентов в осадок - соли железа или алюминия. Эти вещества не могут предотвратить развитие нитчатых бактерий, но они позволяют поддерживать их в связанном виде во флокулах; - добавление органических веществ - мутированных бактерий; биофиксация, эффективность которой основана на конкуренции между штаммами бактерий при использовании специфических субстратов (жиров, поверхностно - активны веществ);
Условия функционирования до экспериментов. Испытания проводились в условиях гидравлических нагрузок: - уровень гидравлической нагрузки 50 %, - уровень органической нагрузки 50 %: Доминирующими нитчатыми микроорганизмами в пене были Microthrix parvicella, Nostocoida limicola, Sphaerotilus natans, Nocardia amarae. Иловый индекс составлял от 200 до 800 мл/г. Факторами, влияющими на пенообразование, являлись: возврат из уплотнителя, регулировка аэрации, управление активным илом, длина канализационных сетей, наличие мертвых зон, сбои функционирования жироловки.
Имела место стабильность во времени нитчатых микроорганизмов, присутствующих в большинстве случаев. До начала экспериментов явление пенообразования имело место во всех экспериментах по очистке стоков, оно сочеталось с приростом нитчатых (Л 200 мл/г). Контактные зоны чаще всего устанавливались на блоке обезжиривания, что позволяло значительно сократить затраты на инвестиции.
Эффективность зоны контакта по пресечению стабильных биологических пенообразований была получена в 75% испытаний, при этом почти полная ликвидация пены была в более чем 60 % испытаниях.
Что касается способности отстаивания и уплотнения активных илов то показано, что их иловый индекс значительно уменьшается, что свидетельствует об определенном улучшении пеноподавления. Вспухание активного ила было уменьшено втрое после создания зоны контакта.
Таким образом, эксперименты показали, что зона контакта является эффективным совместным техническим и экономическим решением, позволяющем держать под контролем и управлять развитием Microthrix р., ответственных за большое число случаев пенообразования.
Показано также, что необходимо соблюдать правила, обеспечивающие нормальное функционирование станции аэробной биологической очистки сточных вод (управление биоценозом активного ила и возвращение его в голову сооружения, аэрация водно-иловой смеси).
Таким образом, добавление химических реактивов является эффективным способом удаления пены в трех случаях из трех для солей алюминия и в пяти положительных случаях из семи для солей железа. Применение пеногасителя, связанного с коагулянтом, также дает положительные результаты (два положительных случая из двух). Использование же только одного пеногасителя не дает положительных результатов. Для того, чтобы быть эффективным, этот вид обработки должен применяться непрерывно и, следовательно, требует стационарной установки.
Экспериментальные исследования пеногашения с помощью хлорирования
Полученные значения илового индекса находятся в диапазоне 220-460 мл/г. Ниже концентрации 150 мг/л по взвешенным веществам осадок отстаивается корректно. Высокие индексы активного ила (более 200 мл/г) объясняются наличием нитчатых микроорганизмов во флокулах. Это развитие нитчатых микроорганизмов значительно ограничивает гидравлические возможности вторичного отстойника, что приводит к выбросу активного ила в природную среде в результате плохого осаждения активно ила. Более того, эти микроорганизмы вызывают образование толстого слоя пены на поверхности сооружений, который может сильно повлиять на работу дегазатора, и подорвать его эффективность.
Дозировка параметров ВВ, ЛЖК, ХПК и липидов (жиров) производилась, исходя из следующих соображений: летучие жирные кислоты (ЛЖК) позволяют оценить процентное содержание в активном иле стоков из различных сооружений по очистке сточных вод. Другими словами, они информируют об органике в сточных водах. Для городских сточных вод процент содержания ЛЖК составляет примерно 65 - 75%. городские сточные воды содержат в среднем от 40 до 120 мг/л липидов. Жиры представляют собой субстрат предпочтительный для роста некоторых гидрофобных нитчатых организмов. Более того, они уменьшают массоперенос кислорода в аэрационной части сооружения стабилизацией пузырьков воздуха, нарушая функционирование стадии сгущения, и влияют на производительность и обезвоживание осадка.
Некоторые установки дают очень высокие концентрации липидов. Эти жиры влияют на отстаиваемость илов и ставят под угрозу функционирование вторичного отстойника. Кроме того, они создают благоприятные условия для роста некоторых гидрофобных нитчатых организмов, которые влияют на результаты очистки сточных вод. Более того, жиры хорошо адсорбируются на поверхности раздела вода/воздух, чтобы сформировать стабильные мицеллы. Эти стабильные пузырьки воздуха вырываются в процессе деаэрации и находятся в отстойнике в виде плавающих насыщенных воздухом активных илов (рис. 5.9)
Для больших глубин, более 6 м, уровень растворенного в воде азота возрастает с увеличением давления. При переходе смеси сточной воды и активного во вторичный отстойник при атмосферном давлении, имеет место образование пузырьков газообразного азота. Пузырьки азота увлекаются потоком и могут быть захваченными флокулами активного ила. Таким образом, происходит всплытие и флотирование агрегатов. Эти плавающие агломераты активного ила легко разбиваются либо механически, либо дождеванием.
Для обеспечения дегазации азота надо увеличить время пребывания сточных вод в дегазаторе и, особенно, во второй «ламинарной зоне», где осуществляется дегазация. Перепад на выходе из аэротенка Высота перепада должна выбираться путем компромисса между уровнями воды в аэротенке и во вторичном отстойнике, при этом уровень воды в деаэраторе такой же, как в горизонтальном отстойнике. Желательно, свести к минимуму высоту перепада и направить поток, так, чтобы избежать слишком большого перепада, в результате чего происходит сильный приток воздуха.
Растворение газов в воде зависит от температуры воды и парциального давления газа на границе раздела воды и атмосферы. Для устранения перенасыщения воздухом нужно способствовать балансу растворенных газов с воздухом, таким образом, чтобы максимально увеличить поверхность контакта воздух-жидкость.
Любой расчет конструкции деаэратора должен обеспечивать поверхность контакта путем расчета достаточного времени пребывания, чтобы обеспечить баланс растворенных газов с воздухом. Эта поверхность контакта должна быть свободной от препятствий, которые могут уменьшить или свести к минимуму обмен жидкость-воздух.
Скорость подъема пузырьков малых размеров (сів 75 мм) растет с увеличением диаметра пузырьков (рис. 5.14). Начиная с диаметра пузырька ёв = 2 мм, скорость начинает уменьшаться, пока не достигнет уровня 20 см/сек. В присутствии поверхностно-активных вещества, скорости подъема пузырьков являются более низкими.
При расчете времени пребывания сточных вод в различных зонах деаэратора необходимо учитывать наличие неблагоприятных условий (наличие поверхностно-активных веществ, замедление скорости подъема пузырьков из-за стесненного состояния, горизонтальная скорость потока увлекает пузыри к выходу из дегазатора).
Скорость потока должна быть меньше или равна скорости подъема пузырьков. Испытания различных деаэраторов показали, что в присутствии пены пузырьки имеют меньший размер, при этом диаметр пузырьков стабилизируется и изменяется в диапазоне 0,1-1,0 мм. Таким образом, в расчете дегазатора, время пребывания смеси сточной воды и активного ила в ламинарной зоне должно быть не менее:
В данном методе расчета деаэратор рассматриваться как сооружение восстановления активного ила, где плавающие биологического происхождения подаются в коллектор избыточного активного ила ила.
Положение погружной мешалки, аэрационных фильтросое и влияние перемешивания на аэрацию.
Массоперенос кислорода повышается в присутствии горизонтальной скорости движения. Эта горизонтальная скорость, вызванная погружной мешалкой, разбивает спиральные восходящие потоки воды, которые появляются в результате силы трения между пузырьками воздуха при всплывании и водой, вызывая тем самым увеличение скорости подъема пузырьков газа. Подъем пузырьков газа спиральным потоком производит, таким образом, противотоки на поверхности и в глубине сооружения.
Замедление процесса перемещения поля пузырьков к выходу аэротенка и, следовательно, деаэратора, в обязательном порядке приводит к снижению скорости подъема пузырьков. Действительно, расположение фильтросов напорной аэрации должно быть таким, чтобы они находились как можно дальше от выхода из бассейна. Минимальное расстояние равное глубине аэротенка, является принципиальным. Что касается погружных мешалок, то они должны быть расположены таким образом, что конус прямого напора перехватывал поверхность воды до появления пузырьков. Это необходимо для того, чтобы обратный поток на поверхности не менял направления и не создавал паразитые циклы короткой циркуляции с мешалкой. Это неглубокое поверхностное движение может способствовать захвату пены и переносу пузырей к дегазатору.
Деаэратор является сооружением, захватывающим плавающие вещества. Эта система очистки в сочетании с системой орошения непрерывно позволяет бороться с биологическими пенами многочисленных нитчатых бактерий, ответственных за пенообразование. Эти пены цвета от светло- до темно-коричневого, являются очень стабильными и мало разрушаются от механического воздействия. Наличие нитчатых бактерий может серьезно повлиять на функционирование станции и делает ее эксплуатацию очень трудоемкой. Снижение толщины пены, дождеванием является решением, имеющим низкую эффективность. Способ может быть лишь временным решением, так как нитчатые бактерии через некоторое время вновь появляются на уровне вторичного отстойника.
Отобранные пены, должны быть отправлены в технологическую схему обработки активного ила, но не в голову станции очистки.
Следует иметь в виду, что цель дегазатора состоит в удалении пузырьков воздуха, захваченных флокулами активного ила и, следовательно, все проблемы, связанные с биологическим пенообразованием должны решаться путем воздействия на другие сооружения или путем регулирования другими параметрами.
