27.15. Аэротенки с применением технического кислорода (окситенки)
Окситенки предназначены для биологической очистки сточных вод и могут быть использованы как самостоятельные сооружения или в двухступенчатой схеме в сочетании с аэротенками. Двухступенчатая схема применяется для очистки высококонцентрированных СТОЧНЫХ ВОД (БПКполн>1000 мг/л), при этом окситенки целесообразно использовать на первой ступени для удаления основной массы загрязнений.
В окситенках вместо воздуха применяется технический кислород, благодаря чему создаются условия для повышения дозы ила и его активности, снижаются прирост ила и энергозатраты на аэрацию, увеличивается окислительная мощность и снижаются эксплуатационные расходы очистных сооружений.
В практике применяют окситенки двух модификаций:
1) комбинированный окситенк, работающий по принципу реактора-смесителя;
2) секционированный окситенк-вытеснитель с отдельным вторичным отстойником.
Комбинированный окситенк рекомендуется применять при строительстве новых сооружений, секционированный — при реконструкции станций аэрации.
Комбинированный окситенк, скомпонованный по принципу аэротенка-отстойника (рис. 27.21), состоит из цилиндрического резервуара 1, внутри которого помещена цилиндрическая перегородка 2 диаметром, равным 0,7 наружного диаметра. Внутренний объем окситенка, ограниченный перегородкой 2, является реактором 4. Для максимального использования подаваемого кислорода реактор, в котором происходит насыщение иловой смеси кислородом, герметизируется перекрытием. Внутри реактора размещен поверхностный турбинный аэратор 5, который приводится во вращение электродвигателем, расположенным на перекрытии. Сопряжение вала аэратора с перекрытием герметизируется гидравлическим затвором 9.
В средней части перегородки 2 расположен ряд тангенциальных насадок 5 с окнами и шиберами для выпуска иловой смеси в илоотделитель. В нижней части перегородки 2 устроены выпускные отверстия 18, за ней находится полупогруженный щит 3. В кольцевом пространстве между перегородкой 2 и наружной стенкой резервуара размещен илоотделитель, в котором иловая смесь медленно перемешивается и удаляется с днища илоскребами 15.
Сточная вода непрерывно поступает в реактор 4 по трубе 19 и в нем смешивается с активным илом. Кислород подается по трубе 6, которая снабжена автоматическим клапаном 7, срабатывающим от датчика давления 10. Накопившиеся двуокись углерода (СОг) и азот из газовой камеры 13 выпускаются через патрубок И, снабженный автоматическим клапаном 2, который связан с датчиком концентрации растворенного кислорода в иловой смеси 14. Перемешивание иловой смеси и насыщение ее кислородом осуществляется аэратором 8.
Очищенная сточная вода вместе с активным илом поступает через выпускные устройства 5 в илоотделитель. Осветленная сточная вода удаляется через водоотводной лоток 16. Активный ил возвращается в камеру реакции через донные отверстия 18. Избыточный, активный ил удаляется через патрубок 20 на сооружения обработки осадка.
Концентрация растворенного кислорода в камере реакции поддерживается автоматически путем регулирования состава газовой смеси над поверхностью жидкости в реакторе. По мере потребления кислорода иловой смесью падает абсолютное давление газовой смеси над поверхностью жидкости в реакторе. При снижении давления до заданной величины датчик давления 10 подает импульс на открытие клапана 7 на трубопроводе 6 и в систему начинает поступать кислород. Когда в газовой смеси достигается заданное давление, клапан закрывается. Таким образом осуществляется подпитка системы кислородом.
При снижении парциального давления кислорода его концентрация в иловой смеси уменьшается. Для стабилизации состава газовой смеси в реакторе из системы необходимо периодически удалять инертные газы. Продувка производится через патрубок 11, снабженный автоматическим клапаном 12, который срабатывает от импульса датчика концентрации растворенного кислорода 14. Когда парциальное давление кислорода в газовой смеси и концентрация растворенного кислорода в иловой смеси снизятся ниже заданного предела, датчик концентрации растворенного кислорода подает импульс на открытие автоматического клапана. Газовая смесь из рабочей камеры, выпускается в атмосферу: Объем удаленной газовой смеси замещается кислородом, поступающим по трубопроводу 6. Когда заданное парциальное давление кислорода в газовой смеси восстанавливается, клапан 12 закрывается.
Для поддержания в газовой фазе парциального давления кислорода около 50% продувочный расход не должен превышать 5—10%. Для повышения надежности система автоматической стабилизации кислородного режима может быть дополнена дублирующей системой продувки газовой фазы, действие которой основано на пропорциональности продувочного расхода газа величине потребления кислорода.
Секционированный окситенк (рис. 27.22) — герметически перекрытый прямоугольный резервуар 1 (коридор аэротенка), разделенный на четырешесть секций 2 поперечными перегородками 3 с отверстиями для пропуска иловой смеси 4 и газа 5. На перекрытии 6 размещаются механические аэраторы 7 и стояк для выброса газа 5. Исходная вода 10, циркуляционный ил И и кислород 12 вводятся в первую секцию; из последней секции окситенка иловая смесь по трубе 9 поступает во вторичный отстойник. Для обеспечения нормальной работы вторичных отстойников при повышенных дозах ила (6—8 г/л) целесообразно предусматривать в них более развитую водосборную систему или в зоне отстаивания устанавливать тонкослойные блоки. В этом случае циркуляция ила, как и в обычных аэротенках, осуществляется с помощью насосов равномерно, размещенные у наружной стенки зоны реакции на уровне взвешенного слоя ила. Эти устройства обеспечивают циркуляцию ила из илоотделителя; в зону реакции. Приемные отверстия стабилизаторов направлены навстречу вращающемуся потоку в зоне илоотделителя, выходные отверстия — по ходу вращения жидкости в зоне окисления.
Окситенки рекомендуется применять на городских очистных станциях производительностью свыше 50 тыс. м3/сут, а также на станциях меньшей производительности при получении технического кислорода от промышленных предприятий. Для промышленных предприятий применение окситенков обосновывается технико-экономическим сравнением с учетом характера и величины загрязнения сточных вод и источника получения кислорода.