Статус документа

ИТС 10-2015 Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений городских округов

Подпроцесс N 6. Обработка в биореакторах биологической очистки

Ключевая и обязательная (кроме упомянутых в п.2.1 вынужденных обстоятельств) стадия очистки. На объектах, где не используются методы доочистки (а это подавляющее число) эта стадия определяет технологические показатели по загрязняющим веществам для всего процесса очистки сточных вод применительно к сбросу очищенной воды в водные объекты.

Основное оборудование, используемое для биологической очистки, приведено в таблице 2.7, основные типы технологического подпроцесса биологической очистки в аэротенках - в таблице 2.8.

Таблица 2.7 - Основное оборудование, используемое для биологической очистки


Оборудование	Краткое описание	Технологические характеристики
Вариант А. Биореакторы с биопленкой	Сточная вода очищается в результате потребления биопленкой в процессе аэробного окисления органических загрязнений и окисления аммонийного азота. Для окисления используется атмосферный воздух. Для развития биопленки используют различные виды загрузок
Незатопленные биофильтры	Сточная вода стекает сверху вниз через слой загрузки. В капельные биофильтры с щебеночной загрузкой воздух проникает самопроизвольно, в аэрофильтры подается снизу вентиляторами. Биофильтры с пластиковой загрузкой, как правило, не требуют подачи воздуха	Сам по себе метод имеет хорошие технологические возможности (полная биологическая очистка и глубокое окисление аммонийного азота). Однако в Российской Федерации используют только архаичный вариант данного метода - с использованием в качестве загрузки щебня, на сооружениях не позднее 60-х годов постройки. Сточная вода должна предварительно пройти отстаивание. Применяемые в настоящее время технологии не позволяют проводить процесс денитрификации и, соответственно, удалять азот
Затопленные биофильтры	Сточная вода поступает в биореактор, заполненный загрузкой (стационарной, либо подвижной). Воздух подается снизу через пневматическую аэрационную систему. Конструкция позволяет применять аноксидные (бескислородные) зоны для денитрификации, с перемешиванием мешалками. Очищенная вода направляется на отстаивание	Эффективный, надежный процесс для полной биологической очистки и нитрификации при использовании адекватной загрузки. При применении загрузки, недостаточно подходящей для данных условий, возможно накопление избыточного количества биопленки и ее отмирание с вторичным загрязнением воды. В ряде вариантов исполнения может быть использован для эффективного удаления азота, так как в неаэрируемых зонах биофильтра может быть осуществлен процесс денитрификации
Роторные биофильтры (биобарабаны)	Сточная вода протекает через лоток круглого сечения, в котором вращаются полузатопленные диски, закрепленные на валу, либо насыпная загрузка, расположенная в сетчатом барабане. На этих поверхностях развивается биопленка. Аэрация происходит за счет периодического прохождения биопленки через воздушную среду	Эффективность и сфера применения в настоящее время аналогичны незатопленным биофильтрам
Вариант Б. Аэротенки	Сточная вода обрабатывается в контакте с активным илом, после чего прошедшая через необходимые зоны аэротенка (с различными технологическими условиями) иловая смесь поступает на илоразделение. Основное количество отделенного ила рециркулирует в аэротенк. В необходимые зоны аэротенка с помощью аэрационных систем подается воздух. Неаэрируемые зоны перемешиваются.	Эффективный, надежный процесс при поддержании нагрузки в допустимом диапазоне и подаче достаточного количества воздуха. Технологические характеристики различаются в широком диапазоне в отличие от типа и разновидности процесса, реализуемого в аэротенке (см. таблицу 2.8)

Таблица 2.8 - Основные типы технологического подпроцесса биологической очистки в аэротенках


Подпроцесс	Краткое описание	Технологические показатели, мг/л**
		Наименование	Возможные практически достигаемые значения, мг/л
Полная биологическая очистка	Удаление органических веществ путем биохимического окисления бактериями с потреблением кислорода воздуха	БПК	8-15***
Полная биологическая очистка с нитрификацией	Удаление органических веществ и окисление аммонийного азота до нитратов путем биохимического окисления соответственно, гетеротрофными и автотрофными группами бактерий с потреблением кислорода воздуха	БПК	2-8
		Аммонийный азот	Не более 1 мг/л
Биологическая очистка с удалением азота*	Удаление органических веществ и окисление аммонийного азота до нитратов путем биохимического окисления соответственно, гетеротрофными и автотрофными группами бактерий с потреблением кислорода воздуха. Биохимическое восстановление нитратов с потреблением органических веществ сточных вод	БПК	2-8
		Аммонийный азот	Не более 1 мг/л
		Азот нитратов	5-12
		Азот нитритов	0,1-0,3
Биологическая очистка с удалением азота и химическим удалением фосфора	Биологическая очистка с удалением азота, с осаждением фосфатов за счет добавления реагентов	То же, что и при биологической очистке с удалением азота. Также фосфор фосфатов	Не более 0,7
Очистка с биологическим удалением азота и фосфора	Удаление органических веществ и окисление аммонийного азота до нитратов путем биохимического окисления соответственно, гетеротрофными и автотрофными группами бактерий с потреблением кислорода воздуха. Биохимическое восстановление нитратов с потреблением органических веществ сточных вод. Биохимическое поглощение фосфатов гетеротрофными бактериями, потребляющими ЛЖК	То же, что и при биологической очистке с удалением азота. Также фосфор фосфатов	Не более 1,0
Очистка с биологическим удалением азота и химико- биологическим удалением фосфора	Удаление органических веществ и окисление аммонийного азота до нитратов путем биохимического окисления соответственно, гетеротрофными и автотрофными группами бактерий с потреблением кислорода воздуха. Биохимическое восстановление нитратов с потреблением органических веществ сточных вод. Биохимическое поглощение фосфатов гетеротрофными бактериями, потребляющими ЛЖК. Дополнительное осаждение фосфатов за счет добавления реагентов	То же, что и при биологической очистке с удалением азота. Также фосфор фосфатов	Не более 0,5
* Все процессы, описанные в данной таблице, подразумевают, в том числе, достижение показателей полной биологической очистки. ** Технологический показатель по содержанию взвешенных веществ зависит не от подпроцесса биологической очистки, а от подпроцесса илоразделения.

Биологическая очистка любого типа обладает существенной эффективностью в отношении тяжелых металлов, а также специфических органических загрязнений.

Активный ил биологических ОС включает три составляющие - биологическую, органическую (вне биомассы) и неорганическую, каждая из которых способна связывать ионы тяжелых металлов из водных сред. Микроорганизмы поглощают металлы в основном поверхностью клеток за счет физического и химического взаимодействия с поверхностью полисахаридного биополимерного геля, окружающего клетки бактерий активного ила. Таким образом, задержание тяжелых металлов активным илом происходит в основном в результате процесса сорбции. В условиях большого неисчерпанного резерва биолого-химической сорбционной системы активного ила остаточную несорбированную концентрацию веществ определяют ее физико-химические параметры.

Нефтепродукты и СПАВ удаляются активным илом с использованием иных механизмов, нежели тяжелые металлы, путем биохимического окисления. Учитывая незначительную нагрузку по этим загрязнениям на активный ил, эффективность их удаления находится на пределе возможностей биологической очистки, т.е. достигается предельная концентрация, которая может быть получена в процессе биологической очистки в данных условиях.