Абсорбция и потребление кислорода

В процессе аэрации вода насыщается пузырьками воздуха, затем кислород из пузырьков абсорбируется водой и перено­сится к микроорганизмам. Перенос кислорода из газовой фазы к клеткам происходит в два этапа. На пер­вом этапе происходит перенос кислорода из воздушных пузырьков в основную массу жидкости, на втором - перенос абсорбированного кислорода из основной массы жидкости к клеткам под действием турбулентных пульсаций.

Скорость всего процесса лимитируется диффузионным сопротивлением воды при абсорб­ции кислорода. Наиболее надежный способ увеличения количества абсорбиро­ванного кислорода - повышение объемного коэффициента массо отдачи. Это дос­тигается дроблением газовых пузырьков и увеличением газо содержания потока сточной воды. Скорость потребления кислорода микроорганизмами не превышает скорость его абсорбции.

Скорость потребления кислорода увеличивается с увеличением содержания его в воде, однако, только до определенного предела. Концентрация кислорода в воде, при которой скорость потребления его становится постоянной и не зависит от дальнейшего повышения концентрации, называется критической. Критическая концентрация меньше равновесной и зависит от природы микроор­ганизмов и температуры.

Биогенные элементы и микроэлементы являются необходимыми для ус­пешного протекания биохимических реакций в сточной воде. К ним относятся N, S, Р, К, Mg, Ca, Na, Cl, Fe, Mn, Mo, Ni, Co, Zn, Си и др. Среди них основными являются N, P и К. Недостаток азота тормозит окисле­ние органических загрязнителей и приводит к образованию труднооседающего ила.

Недостаток фосфора приводит к развитию нитчатых бактерий, и, в результа­те, к вспуханию активного ила. Содержание биогенных элементов зависит от состава сточных вод и должно устанавливаться экспериментально. Ориентировочное соотношение БПК_ПОЛН: N: Р при продолжительности очистки до 3 суток составляет 100: 5: 1. При продол­жительности очистки 20 суток это соотношение следует поддерживать на уровне 200: 5: 1.

При нехватке азота, фосфора и калия в сточные воды добавляют азотные, фосфорные и калийные удобрения.

Для полной биологической очистки сточных вод малых населенных пунктов в искусственно созданных условиях могут применяться: - аэрационные установки, работающие по методу полного окисления (аэротенки продленной аэрации);

-аэрационные установки с аэробной стабилизацией избыточного активного ила;

-циркуляционные окислительные каналы; - капельные биофильтры.Аэрационные установки на полное окисление рекомендуется применять для очистки сточных вод с расходом до 700 м³ /сут. Механическая очистка производится только на решетках и решетках-дробилках. Установки сущест­вуют в двух вариантах: строящиеся на месте из сборного или монолитного железобетона и серийные установки заводского изготовления (марки КУ, БИО и др.)

Аэрационные установки с аэробной стабилизацией активного ила приме­няются при расходах стоков более 200 м³/сут. Механическая очистка предусматривается такая же, как для аэротенков с продленной аэрацией. Такие ус­тановки изготовляются на заводах серийно.

Циркуляционные окислительные каналы наиболее дешевые и простые из всех сооружений биологической очистки в искусственно созданных услови­ях. Они применяются в районах с расчетной температурой не ниже -25°С в случаях, когда установки заводского изготовления применять нецелесооб­разно. Капельные биофильтры допускается применять в особых случаях, сточ­ные воды предварительно должны пройти механическую очистку в септиках или в решетках, песколовках и двухъярусных отстойниках.