Сельское хозяйство/ Механизация сельского хозяйства

Данилов Ю. И. – магистрант

Днепропетровский государственный аграрный университет

Аэрация сточных вод

Аэрация сточных вод - насыщение их кислородом воздуха (иногда техническим кислородом) в целях создания аэробных условий при биологической очистке или химическом окислении органических и минеральных компонентов, содержащихся в сточных водах, а также удаления летучих компонентов из сточных вод. Сточные воды аэрируются посредством продувки их воздухом или кислородом в очистных сооружениях в аэрационных тенках, а в некоторых случаях и после них перед выпуском в водоем.

При пневматической аэрации сточных вод воздух обеспечивает перемешивание и насыщение жидкости кислородом, при этом затраты энергии на подачу кислорода значительно превышают затраты энергии на перемешивание.

Как основной параметр биологической очистки сточных вод, концентрация кислорода определяет природу и скорость процессов в аэрационных тенках. От 60% до 70% энергии, потребляемой очистными сооружениями, используется для аэрации активного ила. Поэтому контроль расхода и управления снижением энергопотребления при биологической очистки сточных вод, главным образом, фокусируется на оптимизации поступления кислорода в аэрационный тенк.

Наиболее распространенным и эффективным методом является метод аэрации активного ила в аэротенках. Поэтому наиболее широко применяемыми сооружениями биологической очистки являются аэротенки.

Аэротенки представляют собой резервуары, в которых сточная вода смешивается с активным илом и аэрируется с помощью различных систем аэрации. Аэрация обеспечивает эффективное смешение сточных вод с активным илом, подачу в иловую смесь кислорода и поддержание ила во взвешенном состоянии. В процессе окисления органического вещества увеличивается биомасса микроорганизмов и образуется избыточный активный ил.

Аэрация сточных вод может производиться как без добавления к ним избыточного ила из вторичных отстойников после биофильтров или аэротенков, так и с добавлением такого ила. В последнем случае процесс называется биокоагуляцией [1,2].

Простая аэрация (без добавочного ила), по отечественному опыту, малоэффективна; она улучшает работу первичных отстойников на 5— 8% (по задержанию взвешенных веществ и по снижению ВПК). Продолжительность аэрации составляет 10—20 мин, считая по максимальному притоку воды; расход воздуха — около 0,5 м3 на 1 м3 аэрируемой сточной воды.

Аэрация иловой смеси производится подачей сжатого воздуха через разного рода диспергаторы (дырчатые трубы, пористые пластины, трубы), которые изготавливаются из стали, керамических и пластмассовых материалов.

В ФРГ и Финляндии, а в последние годы и в России, применяются конструкции мелкопузырчатых аэраторов на основе пористого полиэтилена. Аэратор состоит из основной перфорированной трубы из полиэтилена с насаженным на нее диспергатором из двухслойного пористого полиэтилена: на грубый пористый слой нанесен мелкопористый, что обеспечивает равномерность образования пузырьков воздуха.

В районах с теплым климатом при небольшой производительности очистной станции могут применяться механические аэраторы - мешалки с вертикальной или горизонтальной осью вращения, что и применяется на в основном на фермах.

Эжекторная или струйная аэрация основана на вовлечении воздуха струями воды, протекающей через суженный участок трубопровода, к которому подведен воздуховод. Рабочей жидкостью обычно является иловая смесь. Эжекторная система аэрации наименее эффективна из перечисленных, но одна из самых простых в монтаже и эксплуатации, и поэтому имеет свою область применения: очистные сооружения малой производительности, такие как фермерские.

Последнее время на очистных сооружениях широкое распространение получили системы в виде перфорированных труб или дисков, которые укладываются на дно аэротенков. В эти системы подается сжатый воздух получаемый от разного рода компрессоров. Удельные затраты электроэнергии на производство сжатого воздуха составляет около 0,2 кВт∙г/м³ сточной воды [2].

Рядом исследователей с целью уменьшения затрат энергии на аэрацию и перемешивание стоков с задействованием активного ила, предлагается производить аэрацию сточной воды на очистных сооружениях с помощью жидкой струи падающей на поверхность воды, в следствии чего происходит захват воздуха и проникновение его на значительную глубину[3].

При использовании предложенной схемы аэрации автором предполагается уменьшение величины биологической и химической потребности в кислороде до допустимого уровня сократится в 4…5 раз, при этом затраты электроэнергии снизятся в 5 раз и составят 0,04кВт∙г/м³.

Применение предложенной системы аэрации позволит значительно сократить площади занимаемые очистными сооружениями, поэтому данные устройства нуждаются в дальнейших исследованиях.

Литература:

1. Синев 0.П. Интенсификация биологической очистки сточных вод. - К.: Тэхника, 1983. -110 с.

2. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод. - М.: Стройиздат, 1982.

3. С.В. Яковлєв., Канализация. - М.: Стройиздат, 1979.

4. Патент на корсину модель UA 62574 Гідроструминна установка/ Токар Юрій Васильович, Шевелєв Олександр Іванович.