Методика определения основных технологических параметров сооружений систем водоснабжения и водоотведения, очистки сточных вод и обработки осадка. Раздел 2. Том 2. Водоотведение, очистка сточных вод и обработка осадка

     4.2.1. Биореакторы (аэротенки) полупериодического действия

Биореакторы полупериодического (последовательного) действия более известны под английским названием sequencingbatchreactors (SBR). Процесс биологической обработки осуществляется в одном реакторе с полным перемешиванием, в котором последовательно производится аэрация и затем осветление. Отсюда и название реакторов - последовательного действия. Отстаивание ила происходит во время остановки аэрации, а чтобы удалить отстоявшуюся воду, используется устройство для слива. Различные стадии обработки выполняются через заранее определённые и запрограммированные промежутки времени и образуют полный цикл.

Типичный цикл состоит из пяти последовательных операций, объединённых в три фазы процесса обработки (рис.4.2.1):

- подача (исходной сточной или уже отстоянной) воды и её биологическая обработка (аэрация-перемешивание в реакторе);

- отстаивание (отделение ила);

- опорожнение (слив очищенной воды) и затем перерыв (удаление избытка осадка).

Рис.4.2.1. Цикл SBR

Последняя стадия (перерыв) может быть пропущена за счёт удаления избытка осадка в конце периода опорожнения. Цикл может продолжаться от четырёх до двенадцати часов и даже дольше, в зависимости от концентрации органических загрязнений в обрабатываемой воде. Длительность цикла и его технологических операций меняется в зависимости от концентрации органических загрязнений в поступающих сточных водах и поставленной цели обработки сточной воды: удаление только углеродосодержащих компонентов, либо углеродосодержащих компонентов и азотных соединений, либо ещё и соединений фосфора.

В этом одном биореакторе подача сточных вод и выпуск очищенной воды осуществляются периодически. Чтобы сделать возможным постоянный приём сточных вод, нужно добавить второй реактор, цикл работы которого сдвинут по отношению к первому на половину полного цикла, а чтобы непрерывным был отвод очищенной воды, требуется не меньше четырёх реакторов.

Совокупность параметров и методы их расчета, свойственные для технологий с использованием активного ила (окислительная мощность, нагрузка на активный ил, возраст ила) также применимы и к биореакторам последовательного действия, даже притом, что их биологические и гидравлические режимы работы несколько различаются.

На основе базового принципа биореактора последовательного действия было разработано множество технологий с периодическим опорожнением реактора. Ранее применявшаяся лишь на малых и средних очистных сооружениях эта технология используется теперь и в крупных городах (свыше 1 млн эквивалентных жителей).

Преимуществами СБР-технологии являются:

- принципиальное отсутствие вторичных отстойников и рециркуляции ила;

- устойчивость к колебаниям расхода и загрязнённости поступающих сточных вод;

- превосходные условия для осветления, хороший иловый индекс и малое содержание взвешенных веществ в осветлённой воде;

- простота и компактность конструкции, что даёт значительный выигрыш при строительстве.

К недостаткам последовательной технологии следует отнести:

- необходимость в усиленной сети распределения воздуха, поскольку время аэрации в каждом реакторе ограничено;

- необходимость использования сложной и высокопроизводительной системы опорожнения;

- риск появления плавающих примесей и необходимость в специальном устройстве для их удаления.

Форму реакторов SBR, а также их количество выбирают в зависимости от местных условий и размера очистных сооружений.

Длительность технологических циклов программируется и адаптируется к характеристикам поступающих на обработку сточных вод. При известных условиях реактор периодического действия позволяет достигать высокой эффективности биологической дефосфатации.

По сравнению с классической технологией очистки активным илом SBR-технология имеет следующие главные преимущества:

- оптимальное отстаивание ила - статическое отстаивание без гидравлических возмущений, очень хороший иловый индекс (роль зоны селектора и коротких перерывов аэрации);

- простая, удобная для строительства конструкция, которая позволяет существенно уменьшить размеры площадки очистных сооружений ввиду отсутствия отдельных осветлителей (вторичных отстойников). СБР является также приемлемым решением в случае земельных или природоохранных ограничений (необходимость закрытых сооружений), поскольку её можно разместить между традиционными очистными сооружениями с активным илом и биофильтрами;