Применение кислорода для аэрации сточных вод

При пневматической аэрации вместо воздуха начинают использовать технический кислород. Иногда этот процесс называют «биоосаждснием» Его проводят в закрытых аппаратах, которые называются окситенками.

Применение кислорода вместо воздуха для аэрации сточных вод имеет ряд преимуществ: 1) эффективность использования кислорода повышается с 8−9 до 90−95%; 2) окислительная мощность по сравнению с аэротенками возрастает в 5−6 раз; 3) для обеспечения такой же концентрации кислорода в сточной воде требуется меньшая скорость перемешивания. В этом случае улучшаются седиментационные характеристики активного ила, он состоит из крупных и плотных хлопьев, которые легко осаждаются и фильтруются, что позволяет повысить его концентрацию до 10 г/л без увеличения габаритных размеров вторичных отстойников; 4) улучшается бактериальный состав активного ила. При большой концентрации 0₂ не развиваются ниточные бактерии; 5) в очищенной воде остается больше растворенного кислорода, что способствует дальнейшей ее доочистке; 6) не возникает проблемы борьбы с запахом, так как процесс производится в герметически закрытых агрегатах; 7) капельные затраты ниже.

Однако, способ очистки удорожается, так как требуются значительные затраты на производство кислорода, поэтому его целесообразно использовать только в тех случаях, когда кислород является отходом производств. В окситенках в связи с более высокой концентрацией С0₂, чем в аэротенках, значительно снижается pH. Уменьшение времени пребывания сточных вод в сравнении с очисткой в аэротенках приводит к ухудшению процесса нитрификации. В то же время увеличение концентрации С0₂, вероятно, является причиной снижения коэффициента прироста активного ила от 0,6−1,2 для аэротенков, до 0,4−0,6 для окситенков. Различий в кинетике процессов очистки при аэрировании кислородом и воздухом не наблюдается.

Разработано несколько конструкций окситенков. На практике применяют окситенки двух типов: 1) комбинированные, работающие по принципу реактора-смесителя; 2) секционные окситенки-вытеснители с отдельным вторичным отстойником. Схема секционного окситенка показана на рис. 11−78. Окситенк представляет собой герметически перекрытый прямоугольный резервуар, разделенный перегородками с отверстиями на 4−6 секций. Верхнее отверстие перегородки служит для прохода газа, нижнее — для прохода иловой смеси. Сточная вода, циркуляционный ил, кислород входят в первую секцию.

Среднюю продолжительность пребывания сточных вод в окситенке определяют по формуле:

где К₀ и К_и — коэффициенты, учитывающие влияние соответственно концентрации растворенного кислорода и дозы активного ила; — зольность ила, доли единицы; а — доза активного ила, г/л; р — удельная скорость окисления, мг; ВПК на 1 г беззольного вещества или за 1ч.

В зависимости от состава очищаемых сточных вод в окситенках оптимальная концентрация кислорода в воде составляет 10−12 мг/л, а доза ила — 7−10 г/л.