Контрольная работа По дисциплине: «Инженерные системы» (стр. 4 )

Подача воды в сеть осуществляется по двум водоводам, проложенным кратчайшим путем (/=3000 м) от НС-2 до сети (узел /).

       Рис. 2.2. Схема системы водоснабжения города

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СОВРЕМЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ  СТОЧНЫХ ВОД

В технологии биологической очистки сточных вод наибольшее при­менение получил аэробный метод. Несмотря на длительный опыт применения этого метода, он продолжает совершенствоваться, разра­батываются новые типы сооружений и модифицируются известные конструкции. В новых разработках заметна тенденция развития ком­бинированных сооружений, принцип действия которых совмещает ряд технологических процессов (например, аэротенки - отстойники, фильтротенки и т. п.). Заметный прогресс наблюдается в совершенствовании конструкций биофильтров, что вызвано стремлением к экономии энер­гозатрат.

Ниже приводится классификация основных типов аэротенков и дру­гих сооружений биологической очистки, их конструктивные и техноло­гические особенности.

Аэротенки

Аэротенки объединяют обширную группу биологических окисли­телей, принцип действия которых основан на минерализирующей спо­собности активного ила, представляющего собой суспензию аэробных микроорганизмов. Для нормальной жизнедеятельности микроорганиз­мов в аэротенке необходимо поддерживать определенную концентра­цию растворенного кислорода. Для окисления запасенных микро­организмами ила органических веществ и восстановления окислитель­ной способности активный ил регенерируют.

В основе процесса, происходящего в аэротенке, лежит представле­ние о стадийном характере биологической очистки сточных вод. На первой стадии наблюдается сорбция загрязнений активным илом, которая происходит с большей скоростью, чем последующее их окисление. Со временем скорости сорбции и окисления выравниваются, содержание адсорбированных активным илом загрязнений достигает максимальных величин, а сточная вода освобождается от большей час­ти загрязнений. Затем скорость окисления начинает преобладать над скоростью сорбции, на это указывает снижение органических веществ, накопленных в иле (ориентировочно их можно оценить величиной ХПК ила); на этой стадии происходит регенерация ила. Как правило, начало регенерации ила и окончание процесса окисления органичес­ких веществ сточной жидкости не совпадают. Поэтому при проектиро­вании аэротенков с регенераторами необходимо учитывать кинетику сорбции и окисления загрязнений сточных вод.

Аэротенки можно классифицировать по следующим основным при­знакам:

по гидродинамическому режиму — вытеснители, смесители и аэро­тенки с рассредоточенным впуском сточной жидкости (промежуточ­ного типа);

по способу регенерации активного ила — с отдельно стоящими регенераторами ила и совмещенные с регенераторами;

по нагрузкам на активный ил — высоконагружаемые, обычные и низконагружаемые;

по количеству ступеней очистки — одно-, двух - и многоступенчатые;

по режиму ввода сточной жидкости — проточные и контактные (с переменным рабочим уровнем);

по конструктивным признакам — прямоугольные, круглые, комби­нированные, противоточные, шахтные, фильтротенки, флототенки и др.;

по типу систем аэрации — с пневматическими, механическими, гид­родинамическими и пневмомеханическими аэраторами.

Современные аэротенки представляют собой гибкие в технологичес­ком отношении сооружения и успешно применяются для полной или частичной очистки многих видов производственных сточных вод в ши­роком диапазоне концентраций загрязнений и расходов сточных вод. Число конструктивных модификаций и технологических схем работы аэротенков непрерывно возрастает.

Аэротенки - вытеснители представляют собой коридорные сооруже­ния, в которых сточные воды проходят последовательную очистку без полного смешения со всем объемом жидкости в резервуаре. В аэротенках данного типа глубина очистки сточных вод является функцией рас­стояния, пройденного жидкостью от точки впуска. Однако такой режим практически осуществим только при соотношении общей длины кори­доров аэротенка к ширине более 30—40. Гидродинамический режим движения жидкости в аэротенке наиболее полно приближается к режи­му вытеснения в резервуаре, разделенном перегородками на шесть — семь последовательно работающих секций.

Особенностью аэротенка - вытеснителя является то, что микроорга­низмы активного ила в процессе очистки сточной жидкости находятся в разных физиологических стадиях своего развития. На начальной ста­дии процесса наблюдается избыток питательных веществ, на конечной стадии — их недостаток. В связи с этим кислород воздуха подается в большом количестве в начале аэротенка с постепенным снижением к концу его. С учетом неравномерности поступления загрязнений со сточ­ными водами задача распределения воздуха по длине аэротенка - вытес­нителя в соответствии со скоростями потребления кислорода активным илом становится трудно осуществимой. При залповом поступлении ток­сичных для активного ила компонентов сточных вод, что характерно для многих производственных стоков, применение аэротенков - вытеснителей нецелесообразно. В этом случае нарушается работа биоценоза активного ила: он теряет свою активность, вспухает и вследствие этого выносится из вторичных отстойников. Аэротенк на продолжительный период выходит из нормального режима.

Аэротенки - смесители представляют собой сооружения, в которых поступающие сточные воды и активный ил почти мгновенно перемеши­ваются со всей массой иловой смеси резервуара. В этом сооружении обе­спечивается равномерное распределение органических загрязнений и растворенного кислорода. Конструктивной особенностью аэротенка - смесителя является рассредоточенный впуск смеси сточных вод и ак­тивного ила и такой же выпуск ее. Благодаря этому во всех точках объема аэротенка устанавливается одинаковая концентрация органи­ческих веществ. Большое разбавление поступающих сточных вод очищенной водой, содержащейся в аэротенке, позволяет подавать в не­го сточную воду с относительно высокой концентрацией загрязнений. К недостаткам аэротенков - смесителей следует отнести более сложную систему впуска и выпуска жидкости, а также сравнительно низкую среднюю удельную скорость окисления, поскольку концентрация за­грязнений в иловой смеси находится на уровне значений, предъявля­емых к очищенной воде, что соответственно снижает окислительную мощность этих сооружений по сравнению с аэротенками - вытеснителями.

В аэротенках с рассредоточенным впуском сточной жидкости (при сосредоточенной подаче активного ила) концентрация активного ила на входе равна его содержанию в возвратном иле и постепенно умень­шается по мере приближения к выходу из сооружения. Средняя кон­центрация активного ила в сооружении несколько повышена. Остаточ­ные загрязнения в очищенной жидкости снижаются к концу сооруже­ния. Поскольку распределение загрязнений в таких аэротенках нерав­номерно, так же как и в аэротенках - вытеснителях, этим сооружениям присущи и те же недостатки. Для улучшения работы сооружений этого типа сточную воду целесообразно подавать неравномерно по длине со­оружения при условии поддержания одинакового соотношения между количеством загрязнений и массой беззольного вещества активного ила, что стабилизирует работу сооружения и повышает окислительную способность ила.

Аэротенки с отдельно стоящими регенераторами позволяют увели­чить среднюю концентрацию активного ила в сооружении за счет возв­рата на стадию регенерации уплотненного во вторичном отстойнике ила, в результате чего достигается снижение капитальных и эксплуата­ционных затрат. Кроме того, при залповом поступлении в аэротенк про­изводственных сточных вод процесс очистки в меньшей мере подвер­жен влиянию токсикантов. При развитии в аэротенке нитчатых микро­организмов регенерация способствует их отмиранию, что существен­но улучшает седиментационные свойства активного ила.

Аэротенки, совмещенные с регенераторами активного ила, облада­ют существенным недостатком, который проявляется в том, что за счет продольного перемешивания доза ила в регенераторе снижается по сравнению с концентрацией возвратного ила из вторичных отстойни­ков. Для устранения этого недостатка целесообразно отделять регене­ратор от аэротенка перегородкой с перепускным отверстием.

Одним из возможных путей интенсификации работы аэрационных сооружений является повышение нагрузок на активный ил до величин более 0,8 гБПК/г ила в 1 сут, но при этом снижается эффект очистки сточных вод. Высоконагружаемые аэротенки целесообразно применять на I ступени двухступенчатой очистки сточных вод, а также в тех случаях, когда рациональна утилизация избыточного активного ила (как кормовая добавка для животноводства, как сырье для активированного угля и т. д.). При очистке сточных вод химической, гидролизной и не­которых других отраслей промышленности высокие нагрузки на ил приводят к полному перерождению ила, образуется культура грибов, которые при большой скорости (около 30—40 и/ч) хорошо отделяются микрофильтрованием. Расчеты показывают, что применение способа очистки сточных вод с использованием культуры водных грибов позво­ляет сократить суммарный объем сооружений в 1,7—2 раза и соответ­ственно снизить капитальные затраты. Поскольку высоконагружаемый ил имеет плохие седиментационные свойства, разделение иловой смеси целесообразно проводить методом флотации.

Низконагружаемые аэротенки или так называемые аэротенки с прод­ленной аэрацией получили применение в основном для очистки малых количеств сточных вод (до 1000 м3'сут). Поскольку прирост ила в этих сооружениях незначителен и в процессе аэрации происходит его стаби­лизация, значительно облегчается проблема обработки осадка и избы­точного ила.

Процесс биологической очистки можно интенсифицировать путем увеличения рабочей дозы активного ила при сохранении обычных на­грузок на ил. Окислительная мощность аэротенков с высокими дозами ила может превосходить обычные в 1,5—2 раза. Однако применение этого процесса связано с трудностями разделения концентрированных иловых смесей. В этом случае целесообразно двухступенчатое гравита­ционное разделение, или комбинация фильтрования с отстаиванием, или флотация иловых смесей.