ности биофильтра. Сеть укладывают с уклоном с тем, чтобы ее можно было опорожнить в случае необходимости. В конце каждой трубы целесообразно иметь пробку, через которую можно было бы промыть трубопровод чистой водой. Спринклерные головки устанавливают обычно на 0,15 м выше поверхности загрузки фильтра.

Реактивные вращающиеся водораспределители (оросители). Вращающийся ороситель состоит из двух или четырех дырчатых труб, кон-сольно закрепленных на общем стояке (рис. 4.100).

Вода из распределительной камеры поступает под некоторым напором в стояк, установленный на шариковых подшипниках; стояк может свободно вращаться вокруг своей вертикальной оси. Из стояка вода поступает в радиально расположенные трубы и через отверстия в них выливается на поверхность биофильтра. Под действием реактивной силы, возникающей при истечении воды из отверстий, распределитель враш,ается.

Такие реактивные оросители получили большое распространение за рубежом (в Англии, ФРГ и Чехословакии) и вполне себя оправдали. У нас они применяются на очистных станциях во многих городах (Харькове, Славянске, Шереметьеве, Владимире и др.)-

Союзводоканалниипроектом разработаны типовые проекты вращающихся оросителей для биофильтров диаметром 15, 21, 27 и 29 м (рис. 4.101).

Для приведения в действие реактивного оросителя необходим сравнительно небольшой напор (0,2-1 м), что является одним из достоинств этого устройства. Кроме того, при реактивных оросителях отпадает необходимость в устройстве дозаторов.

Диаметр отверстий в радиально расположенных трубах обычно колеблется от 10 до 15 мм; расстояние между отверстиями увеличивается от периферии к центру, что обеспечивает более равномерное орошение биофильтра.

§ 111. АЭРОТЕНКИ

Технологические показатели работы аэрационной системы

Эффективность процесса очистки в аэротенках, качественное состояние и окислительная способность активного ила определяются рядом условий, к которым относятся: состав и свойства сточных вод, гидродинамические условия перемешивания, соотношение количеств поданных загрязнений и жизнеспособного ила, кислородный режим в сооружении, температура и активная реакция среды, наличие элементов питания, присутствие активаторов или ингибиторов процесса и т. п. Некоторые из этих условий могут быть изменены в процессе эксплуатации для регулирования технологического режима. Основанием для таких изменений являются одновременные учет и сопоставление всех указанных параметров.

Одной из основных характеристик состояния активного ила в аэротенке является до настоящего времени нагрузка загрязнений на ил, т. е. соотношение количества поданных загрязнений на единицу массы ила в единицу времени (в сутки). Обычно за меру количества загрязнений принимают их кислородные эквиваленты - БПК и ХПК- В отдельных случаях подсчитывают нагрузку по специфическим видам загрязнений - тяжелым металлам, СПАВ, некоторым токсичным веществам. За меру массы ила принимают 1 г су.хого вещества или 1 г беззольного вещества ила. Предпочтительнее второй вариант, так как в активном иле обычно присутствует 25-35% (по весу) минеральных веществ, которые не входят в состав биомассы микроорганизмов. Собственная

зольность биомассы, т. е, минеральная часть клеточного вещества, составляет не более 5-7%. Таким образом, органическая, или беззольная, часть ила гораздо точнее характеризует количество биомассы в иле. Заметим, однако, что и этот показатель не определяет однозначно число активных жизнеспособных клеток, а потому окислительная способность двух илов с равной биомассой, очищающих различные по составу сточные воды, может быть совершенно различной. В настоящее время разрабатываются методы, которые позволят более полно характеризовать состояние ила, в частности по содержанию в иле аденозинтрифосфор-ной кислоты АТФ.

Различают понятия нагрузка на ил и окислительная мощность ила, или окислительная его способность. Нагрузкой на ил учитывается количество поданных загрязнений, а окислительной способностью - количество снятых загрязнений. При полной биологической очистке при БПКполн очищенной воды, равной 15-20 мг/л, окислительная способность ила составляет 90% и более от нагрузки в зависимости от БПКполн поступающей воды.

Окислительная способность самой аэрационной системы, рассчитанная на 1 м объема аэротенка, тем выше, чем выше концентрация ила (до определеннык пределов) в иловой смеси. Концентрацию ила иначе называют дозой ила. В аэротенках разных систем и конструкций диапазон изменения доз ила достаточно велик - от 1 до 20 г/л.

Окислительная способность, отнесенная к 1 ч, называется скоростью окисления и является основным расчетным параметром аэротенка.

При характеристике работы аэротенка иногда пользуются понятием возраст ила. Возрастом ила или периодом его обмена называется средняя продолжительность пребывания ила в системе аэрационных сооружений. Определяется он как частное от деления массы (по сухому веществу) активного ила, находящегося в аэрационной системе (аэротенках, каналах, вторичных отстойниках), на массу активного ила, удаляемого из системы в течение суток.

Возраст ила (в сутках) определяется по формуле

= 7 •

где Каэр. Укан, от.з - объсмы соответствснно аэротенков, каналов и

отстойных зон вторичных отстойников, м; ср - средняя концентрация активного ила в аэротенках и каналах, кг/м (г/л); ар - средняя концентрация активного ила в отстойной зоне вторичных отстойников, кг/м (г/л); Q-объем очищаемой воды, м/сутки; Яр- прирост активного ила, кг/м. Масса ила во вторичных отстойниках по сравнению с массой ила в аэротенках невелика, поэтому произведением Vqt зс?ср можно пренебречь.

Показателем качества активного ила является способность его к оседанию. Эта способность оценивается значением илового индекса, представляющего собой объем активного ила в миллилитрах после 30-минутного отстаивания, который относят к 1 г сухого вещества ила.

Экспериментально установлено, что иловый индекс зависит от концентрации ила, поэтому его определение проводят при постоянной дозе ила, равной 3 г/л. Если анализируемая иловая смесь имеет дозу ила меньще 3 г/л, то его сгущают путем отстаивания, а если доза ила больше указанной, то его разбавляют водопроводной водой.

Хорошо оседающим считается ил с индексом не более 100-120. Ил глубоко минерализованный может иметь индекс 60-90. В неблагоприятных условиях, при резкой перегрузке или недогрузке ила, резком

изменении температуры, состава стоков и т. п. ил может «вспухать». «Вспухший» ил имеет индекс более 150-200. Такой ил плохо оседает и отделяется от воды во вторичных отстойниках, выносится с очищенной водой из сооружения, вследствие чего снижается общий эффект очистки и уменьшается концентрация ила в аэротенке. В то же время «вспухший» ил, обладая очень развитой поверхностью, эффективно очищает воду, но работа аэротенков с ним крайне неустойчива.

Влияние резкого изменения нагрузки на ил иллюстрируется рис. 4.102, из которого видно, что перегрузка переносится илом несколько легче, чем «голодание». Последнее обстоятельство быстро и резко приводит к «вспуханию» ила.

100 200 300 Ш 500 600 700 дОО БПК,пг на 1г сухого ила 6 сутки

Врепя1

Рис. 4.102. Зависимость илового индекса от Рис. 4.103. Закономерность прироста ила нагрузки на ил и снижения БПК для различных процес-

сов с активным илом

При аэрации сточной воды с активным илом происходят процессы очистки воды и увеличение количества активного ила вследствие прироста биомассы и извлечения из воды биологически неактивных загрязнений. Если же этот процесс будет продолжаться достаточно долго, то после достижения какого-то максимума общая масса ила в системе начнет уменьшаться.

Схематически представление о явлениях, сопутствующих очистке воды, показано на рис. 4.103.

В большинстве случаев характер и концентрация загрязнений сточных вод таковы, что процесс очистки в аэротенках осуществляется в соответствии с участком В-С кривой изменения концентрации ила в системе. Нагрузки на ил в этих условиях составляют 150-400 мг БПКполн на 1 г беззольного вещества в сутки. Начальная БПК, равная ординате К-Я, невелика; на процесс затрачивается период а в результате очистки происходит прирост ила

Большая часть загрязнений удаляется в первые несколько минут аэрации. Потребность системы в кислороде согласуется с характером снижения БПК. Это означает высокую начальную БПК, а затем ее быстрое снижение до потребности в стадии эндогенного дыхания, которая остается практически постоянной до конца периода аэрации. Этот процесс носит название обычной или классической аэрации.

При концентрированных сточных водах с начальной БПК более 500 мг/л процесс описывается участком кривой А-С (см. рис. 4.103). Период обработки возрастает до 2, а прирост ила в системе - до Д52. Нагрузка на ил характеризуется величинами 400-1000 мг БПКполн на 1 г беззольного вещества в сутки.

Снижение БПК до определенного предела происходит приблизительно линейно в зависимости от концентрации ила и продолжительности