Роль перемешивания и аэрации в очистке сточных вод
Биологическая очистка сточных вод основана на работе микроорганизмов, которые разлагают органические загрязнения. Для нормального функционирования активного ила необходимо обеспечить два ключевых условия:
- равномерное перемешивание сточных вод и иловой смеси
- поступление достаточного количества кислорода
Эти задачи выполняют два типа оборудования:
- мешалки (миксеры)
- аэраторы
Мешалки обеспечивают циркуляцию жидкости и предотвращают осаждение твердых частиц, а аэраторы насыщают воду кислородом, необходимым для жизнедеятельности микроорганизмов.
Такое оборудование применяется:
- в аэротенках;
- в анаэробных и аноксидных зонах;
- в резервуарах стабилизации осадка;
- в резервуарах перемешивания реагентов.
От правильного выбора мешалок и аэраторов напрямую зависит эффективность биологической очистки.
Мешалки для очистных сооружений
Мешалки используются для перемешивания сточных вод, активного ила и реагентов. Основная задача оборудования — создание циркуляции жидкости в резервуаре.
Перемешивание необходимо для:
- предотвращения осаждения твердых частиц;
- равномерного распределения кислорода;
- поддержания активного ила во взвешенном состоянии;
- обеспечения контакта микроорганизмов с загрязнениями.
Основные типы мешалок
Погружные мешалки
Наиболее распространенный тип оборудования на очистных сооружениях.
Особенности:
- устанавливаются непосредственно в резервуаре;
- привод и рабочее колесо находятся под водой;
- создают горизонтальный поток жидкости.
Погружные мешалки применяются в аэротенках, аноксидных зонах и резервуарах осадка.
Тихоходные мешалки
Используются в резервуарах большого объема.
Основные особенности:
- большой диаметр рабочего колеса;
- низкая частота вращения;
- высокая энергоэффективность.
Основные параметры подбора мешалок
При выборе оборудования учитываются следующие параметры.
Объем резервуара
Размер резервуара напрямую влияет на мощность мешалки.
Типовые объемы:
| Тип резервуара | Объем |
|---|---|
| небольшие резервуары | 50–500 м³ |
| средние аэротенки | 500–5000 м³ |
| крупные сооружения | более 5000 м³ |
Мощность привода
Типовой диапазон мощностей:
0,75–30 кВт
Диаметр пропеллера
Размер рабочего колеса определяет интенсивность перемешивания.
Типовые значения:
200–1500 мм
Аэраторы для очистных сооружений
Аэраторы предназначены для насыщения сточных вод кислородом.
Кислород необходим для процессов:
- окисления органических веществ;
- нитрификации;
- биологической очистки.
Недостаток кислорода приводит к снижению эффективности очистки и ухудшению работы биореакторов.
Основные типы аэраторов
Мелкопузырчатые аэраторы
Самый распространенный тип аэрации.
Система состоит из:
- компрессоров;
- воздухопроводов;
- диффузоров.
Мелкие пузырьки обеспечивают большую площадь контакта воздуха с водой.
Поверхностные аэраторы
Устанавливаются на поверхности резервуара.
Принцип работы:
- вращающийся импеллер захватывает воду;
- вода выбрасывается вверх;
- происходит насыщение кислородом.
Погружные аэраторы
Совмещают функции мешалки и аэратора.
Используются в компактных очистных сооружениях.
Основные параметры подбора аэраторов
Потребность в кислороде
Количество кислорода определяется нагрузкой по органическим загрязнениям.
Основные показатели:
- БПК (биохимическое потребление кислорода)
- ХПК (химическое потребление кислорода)
Расход воздуха
Расход воздуха зависит от:
- объема аэротенка;
- концентрации активного ила;
- интенсивности биологической очистки.
Типовой диапазон:
5–20 м³ воздуха на м³ сточной воды
Энергоэффективность
На аэрацию приходится значительная часть энергопотребления очистных сооружений.
Поэтому важно учитывать:
- эффективность диффузоров;
- глубину установки;
- оптимальный режим работы компрессоров.
Особенности эксплуатации оборудования
Работа мешалок и аэраторов происходит в сложных условиях:
- высокая влажность;
- агрессивная среда;
- наличие твердых включений.
Для повышения надежности используются:
- нержавеющие стали;
- защитные покрытия;
- герметичные электродвигатели.
Типичные ошибки при выборе оборудования
Недостаточная мощность мешалок
Если интенсивность перемешивания недостаточна, возможно осаждение ила.
Неправильное распределение аэраторов
Неравномерная аэрация приводит к появлению «мертвых зон» в аэротенке.
Отсутствие регулирования подачи воздуха
Это приводит к повышенному энергопотреблению.
