50-70%, что обычно учитывается при проектировании. Неполностью очищенная вода после отстаивания направляется на доочистку в аэротенки П ступени.

Особенностью ступенчатой очистки сточных вод является то, что в каждой ступени аэротенков постепенно развивается ил со специфическим биоценозом, наиболее приспособленный к существованию в данных условиях и обеспечивающий высокий эффект работы сооружений. Поэтому общий объем аэротенков на единицу объема очищаемой воды уменьщается по сравнению с объемом обычных аэротенков.

Двухступенчатая очистка сточных вод может производиться как без регенераторов, так и с регенераторами. Обычно регенераторы предусматриваются для I ступени аэротенков в объеме 50%. Менее нагруженным по количеству загрязнений является активный ил аэротенков И ступени, поэтому некоторые специалисты рекомендуют направлять его избыток в аэротенки I ступени.

Двухступенчатая схема очистки нащла применение при обработке сточных вод нефтехимических производств, В составе этих стоков имеются трудно окисляемые углеводороды, которые практически совсем не утилизируются микроорганизмами, если процесс ведется в одноступенчатом аэротенке. Активный ил усваивает лишь легко окисляемые вещества, в связи с чем общий эффект очистки стоков недостаточен. Если же процесс провести в две ступени, то во П ступени ил адаптируется к использованию трудноокисляемых углеводородов, а окончательный эффект очистки может быть доведен до очень высокой степени.

В аэротенках может быть достигнута практически любая степень очистки воды. Чаще всего они рассчитываются на полную очистку со снижением БПКполн очищенной воды до 15 мг/л. при благоприятных местных условиях предусматривается лишь частичная очистка стока. Она производится в одноступенчатых аэротенках, работающих по технологическим схемам без регенераторов и с регенераторами. Применение последних более экономично и надежно в санитарном отношении.

Частичная очистка сточных вод широко применяется в зарубежной практике. При очистке слабоконцентрированных вод доза активного ила в аэротенках на частичную очистку поддерживается в пределах до 0,5 г/л, а продолжительность аэрации составляет 1,5-3 ч. При этих условиях БПКполн очищаемой воды снижается на 55-75%.

Поступающая во вторичные отстойники смесь воды и активного ила хорошо отстаивается; ил уплотняется лучше, чем при полной очистке, поэтому объем циркуляционного ила уменьшается на 10-15%.

Слабоконцентрированные по взвешенным веществам сточные воды могут поступать в аэротенки без предварительного отстаивания. Эксплуатация очистных сооружений в этом случае упрощается.

Кроме приведенных выше основных технологических схем работы аэротенков в практике встречаются и другие их разновидности. В частности, заслуживает внимания схема комбинированной частичной очистки сточных вод (рис. 4.106,6), известная за рубежом как «активированная аэрация».

По этой схеме полной очистке в обычных одноступенчатых аэротенках подвергается только часть сточных вод. Эти аэротенки обслуживаются отдельным вторичным отстойником, из которого они получают необходимую массу активного ила. Остальное количество сточных вод направляется для частичной очистки в обособленные аэротенки, куда поступает также избыточный активный ил из отстойников первой системы.

Осадок из вторичных отстойников второй системы не используется в качестве активного ила, а направляется для последующей обработки. Выходящая из аэротенков второй системы частично очищенная сточная вода после отстаивания смешивается с полностью очищенной водой.

Общее снижение БПКполн сточных вод по приведенной схеме очистки достигает 80-85 %.

Любая из описанных схем очистки воды может быть осуществлена с применением аэротенков, имеющих различную структуру потоков.

По структуре потоков различают:

аэротенки-вытеснители (см. рис. 4.104), в которые сточная вода и возвратный ил впускаются сосредоточенно с одной из торцовых сторон аэротенка и выходят также сосредоточенно с другой торцовой стороны сооружения;

аэротенки-смесители (рис. 4.107,а), в которых подвод и отвод сточной воды и ила осуществляется равномерно вдоль длинных сторон ко-

из ntfi6u-i,ibix от\- -у- • • •

стойнинШ

Актидный ил

TV-Fir~?v-w

От KOf .pec-

сосной CfTiOH-f-

m первичных отстой-

никоВ-ш--

Активный ил

От KOt-fnpec--.сорной CTiaH-и,ии

Актинь и ил

мзВыточный активный ип

апачнай

-От noift&cccp-ной СланцЛ

Рис. 4.107. Схемы очистки сточных вод в аэротенках, отличающихся структурой потоков

ридора аэротенка; при этом считается, что происходит полное смещение поступающей сточной воды с находящейся в аэротенке;

аэротенки с рассредоточенной подачей сточной воды (рис. 4.107,6), в которых последняя подводится в нескольких точках по длине аэротенка, а отводится сосредоточенно в его торцовой части; возвратный ил подается сосредоточенно в начало аэротенка.

Таблица 4.49

Расчетные параметры аэротенков с нелинейно рассредоточенным впуском воды

в табл. 4.49 представлены параметры аэротенков с нелинейно рассредоточенной подачей сточной воды.

Основное отличие в условиях биоокисления в аэротенках-смесите-лях и аэротенках-вытеснителях заключается в том, что в первых нагрузка загрязнений на ил и скорость их окисления (скорость потребления кислорода) одинаковы во всех точках сооружения, а во вторых они изменяются от наибольших (в начале сооружения) до наименьших (в его конце). При рассредоточенной подаче сточной воды по длине аэротенка единовременные нагрузки на ил уменьшаются при одновременном снижении предела колебаний нагрузок от одного впуска до другого. Условия окисления загрязнений в таких аэротенках приближаются к условиям работы аэротенка-смесителя.

При постоянной нагрузке на ил или при небольших колебаниях этой величины снабжение аэротенка воздухом должно обеспечивать одинаковый кислородный режим во всех точках сооружения. В аэротенках-вытеснителях эта задача усложняется, так как при наличии разницы в скоростях процесса по длине сооружения необходима и соответствующая дифференцированная подача воздуха (рис. 4.107,в). Однако из-за технических трудностей, связанных с осуществлением такого распределения, этот аэротенк распространения не получил.

Расчет аэротенков

Расчет аэротенков включает определение вместимости сооружения, объема требуемого воздуха и избыточного активного ила, удаляемого из аэрационной системы для последующей обработки.

В отечественной практике при проектировании сооружений в течение почти 40 лет (начиная с 1934 г.) использовался метод, разработанный крупным советским ученым К- Н. Корольковым. С 1974 г. расчет аэротенков проводится по формулам, созданным в результате обобщения большого числа научно-исследовательских работ, в которых были решены принципиальные вопросы теории, а также огромного накопленного опыта эксплуатации аэротенков различных схем и конструкций при обработке в них самых разнообразных по качеству и объему сточных вод.

Знакомство с теорией расчета аэротенков, по К. Н. Королькову, представляет интерес прежде всего потому, что многие положения, высказанные автором предположительно, полностью подтвердились последующими исследованиями и не утеряли своего значения до настоящего времени.

Расчет аэротенков по К. Н. Королькову

i способ расчета. К. Н. Корольков считал, что процесс очистки сточных вод в аэротенках состоит из двух фаз: первой фазы, которая включает изъятие и окисление органических веществ, фиксируемых БПК, и второй фазы - нитрификации аммонийных солей, т. е. перевода их в нитриты и нитраты.

Автор исходил из того, что при проведении первой фазы, которую он называл неполной или частичной очисткой, независимо от конечной БПК, технически важна возможность полного отсутствия растворенного кислорода. При проведении второй фазы, названной им полной очисткой, наличие в среде растворенного кислорода принималось безусловно необходимым. Полностью очищенной считалась такая вода, в которой остаточная БПК компенсировалась наличием свободного (растворенного) и связанного кислорода (в составе нитритов и нитратов). Такая вода при сколь угодно длительном хранении не загнивает.