Основні терміни та поняття біологічного очищення.
Подовжена аерація.
Під продовженою аерацією слід розуміти процес повного біологічного окиснення (повного біологічного очищення) у присутності розчиненого кисню. При проведенні продовженої аерації повинен дотримуватися один із основних законів інженерної хімії – процес повинен продовжуватися настільки довго, наскільки це можливо. Лише в цьому випадку продукти реакції міститимуть мінімальну кількість домішок. У нашому випадку продуктами реакції є вода, вуглекислий газ та азот.
Тривалість продовженої аерації визначається за такою формулою:
ta = (Lвх – Lвих) / ρ (1 – S) а, година де:
Lвх – Lвых – Різниця значень БПКпов на вході та виході з аеротенка, мгО2/л;
ρ – Питома швидкість повного окиснення органічних речовин одним грамом активного мулу (по беззольному в-ву), мгБПКпов/1г/б| 1кгхгодина);
а – Концентрація мікроорганізмів, (доза активного мулу), г/л або кг/м3. (Для аеротенків з вільноплаваючим активним мулом, його доза приймається в межах 1,5 – 2,5 г/л. Для біореакторів з плаваючою полімерною завантаженням рекомендована доза мулу становить 2,5 – 3,5 г/л.
S – Зольність біомаси (звичайно приймається рівною 0,3 – 0,35 або 30 – 35%). Звідси легко обчислюється необхідний обсяг біореактора:
W = Qгод x ta , м3
Так, для очисних споруд продуктивністю 24 м3/добу (Qгод = 1 м3/год), при кількості забруднень, що надходять від одного жителя у перерахунку на БПК повно 75 г/(сут х чол) (відповідно до ДБН В.2.5-75-2013 ) і нормі водовідведення 0,2 м3 /(сут х чол) , при допустимому значенні БПКповн на виході з очисних споруд 20 мгО2/л, необхідний час аерації складе:
ta = (75 / 0,2 – 20) / (6 х 2,5 (1 – 0,35)) = 36,4 години.
Тоді, необхідний обсяг аеротенку складе:
Wа = 1 х 36,4 = 36,4 м3
Примітка: Реальні дані про концентрацію зважених речовин, азоту амонійного та значення БПК у стічних водах, що надходять на подібні очисні споруди, свідчать про значне завищення добових норм, наведених у ДБН В.2.5-75-2013. Іншими словами, фактична кількість надходження зважених речовин та БПК у 1,5 – 2,0 рази нижча за встановлені норми. Це свідчить про те, що реальний ефект очищення буде дещо вищим за розрахунковий. Вказані у ДБН норми є скоріше максимально можливими. Говорячи про МОС, слід враховувати й уповільнюючу дію на швидкість окислення забруднень можливих залпових скидів миючих речовин (СПАР), дезінфектантів та інших ксенобіотиків. При цьому чим менше приплив стоків, тим помітніший вплив ксенобіотиків на процес біологічного очищення. Таким чином, розрахунок очисних споруд, з метою неприпустимості проскоку забруднень, повинен проводитися спираючись саме на ці дані.
Приріст та видалення надлишкового активного мулу.
Приріст активного мулу – важливий параметр роботи очисних споруд і має на увазі під собою всю масу продуктів життєдіяльності бактерій та інших забруднень, що привносяться зі стічними водами (мінеральна (нерозчинна) частина зважених речовин і важкоокислювана органіка), більш не піддається біологічному окисленню, що у результаті розмноження. Приріст активного мулу визначається за такою формулою:
Пр = ((1- ∆)(Свх – Свіх)+ ∆пр (Lвх – Lвих) · Qсут = г/добу;
Де:
Lвх – Lвих – Значення БПКпов на вході та виході, мгО2/л;
Свх – Свих – Концентрація завислих речовин на вході та виході, мг/л;
∆ – Частка органічних домішок зважених речовин, що піддаються гідролізу;
∆пр – Мінералізується частка приростає біомаси бактерій;
Значення приросту мулу говорить про те, що протягом доби маса активного мулу в очисних спорудах збільшиться саме на знайдену величину. При цьому саме ця кількість мулу має бути виведена з біореактора і називається надлишковим активним мулом. Надлишковий активний мул необхідно регулярно і правильно видаляти, оскільки при більшій концентрації активного мулу (при недостатньому видаленні), відбуватиметься вторинне забруднення стічних вод, що очищаються, а при меншій концентрації мулу (при видаленні мулу більшому, ніж маса його приросту) – система виявиться не в стані впорається з очищенням забруднень, що надходять.
При продовженій аерації та використанні просторової сукцесії прикріплених до полімерного завантаження гідробіонтів, коли гідробіонти наступної стадії очищення живляться мікроорганізмами попередньої, вдається досягти дуже вражаючих результатів: У перерахунку на 1 жителя в очисних спорудах такого типу утворюється 2 – 0 0,2 л гравітаційно ущільненого надлишкового активного мулу на добу (при вологості 98%). За наявності мулоущільнювача, вологість мулу, можна знизити до 96%. Тоді, відповідно, обсяг мулу зменшиться до 0,05 – 0,1 л/(сут х чол).
Об’єм надлишкового мулу, що утворюється на очисних спорудах.
