Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 35. Предельно допустимые кощентрации некоторых загряжияюшдх веществ в сточных водах при поступлении на биотогическую очистку
Вещество ПДК в сточной воде, Вещество ПДК в сточной воде,
мг/л мг/л
Нефтепродукты 25 Сг 2,5
СПАВ 20 Ътх 1
Сульфиды 1 N 5
Си 0,5 Р 1
В аэротенке в концентрированном виде осуществляются те же процессы, что и при биологическом самоочищении природных вод (см.' § 7.3).
В основе биологической очистки сточных вод лежит биохимическое окисление и гидролиз органических веществ микроорганизмами активного ила, в идеале до С02 и Н20.
В аэротенке осветвленный сток смешивается с суспензией активного ила в условиях интенсивной аэрации.
Обычно время контакта сточной воды с биомассой АИ составляет 12—24 ч, удельный расход воздуха составляет 20—30 м3 на каждый кубический метр очищаемой сточной воды. Доза ила (вес сухой биомассы) в контакте со сточной водой составляет обычно 2—3 г/л. 334
Аэрация проводится с целью насыщения водной массы кислородом воздуха, необходимым для обеспечения процессов жизнедеятельности микроорганизмов АИ. Попутно из аэротеика выдуваются летучие вещества, а также часть бактерий, что является неблагоприятным фактором воздействия на окружающую воздушную среду. Кроме того, в аэробной среде в сточных водах осуществляются каталитические процессы окисления растворенных в воде веществ молекулярным кислородом.
В окислительно-восстановительных процессах клеточного дыхания источниками электронов, участвующих в терминальном восстановлении Ог, служат молекулы легкоусваиваемых органических веществ. Наиболее легко биохимическому окислению подвергаются одно-, двух-и трехатомные спирты, органические кислоты, альдегиды, углеводы, простые эфиры, азотные соединения, труднее — алканы, ди- и триэти-ленгликоли, ароматические соединения, СПАВ. Поглощая из сточной воды легкоусваиваемые вещества, активный ил дает прирост биомассы. Этот прирост примерно соответствует количеству изъятых из стока веществ.
Суммарное уравнение биохимической очистки может быть представлено в виде
СВ(ХПК,БПК) + АИ + 02 —> ОС(ХПК',БПК') + БАИ + С02 + БЭ(гТ,Р),
где ХПК > ХПК', ВПК > БПК' и О, ДХПК и БАИ, БАИ - возросшая биомасса активного ила, БЭ — биогенные элементы, ОС — очищенный сток, СВ — сточная вода.
Для стока (локального) однородного химического состава большим преимуществом биологического метода является возможность культивировать штаммы бактерий, осуществляющих в соответствующих условиях максимально эффективную очистку воды. Иное дело — многокомпонентный сток переменного состава. Избирательные штаммы при таком сбросе не выживают. Поэтому происходит в основном неизбирательная очистка стока за счет усвоения активным илом легкоусваиваемых веществ из числа постоянно присутствующих в стоке. Трудно-окисляемые вещества, к которым организмы АИ не успевают приспособиться, проходят через аэротенк транзитом.
Практически не разрушаются такие характерные для химической промышленности соединения, как нитробензол, третичные алкилбензо-лы, сульфоиаты, диэтиловый эфир, циклогексан, циклогексен, гидрохинон и др.
Большая биомасса АИ позволяет осуществлять очистку осветленного стока от мелкозернистых взвешенных частиц путем их сорбции и
335
включения в состав биогеля. По-видимому, при контакте с АИ происходит и частичная очистка стока от некоторых гидрофобных веществ, сорбируемых липидными фракциями микроорганизмов. В результате после вторичного отстойника в очищенном стоке остаются растворенные в воде трудноокисляемые вещества, продукты жизнедеятельности самого ила, главным образом минеральные формы азота, а также часть микроорганизмов (свободноплавающих бактерий и частиц вспухшего ила).
Такие показатели очистки, как БПК5, ХПК, содержание в воде взвешенных частиц, претерпевают при смешении сточных вод с АИ скачкообразные изменения.
Рис. 50. Кинетические кривые уменьшения ХПК при смешении (1:1) городских сточных вод (СБ) с активным илом (АИ) в условиях интенсивной аэрации при постоянном объеме смеси:
а — ХПКо=240мг 02/л, БПКо=80мг 02/л (смешение отстойной пробы о новой порцией АИ (1:1) не приводит к изменению ХПК, ВПК; б — ХПКо= 11<50 мг/л, БПКо= 700 мг 02/л (повторные добавки АИ к отстойной пробе приводят к дальнейшему скачкообразному изменению ХПК, ВПК до достижения постоянной величины, начиная с 4-й добавки)
Анализ кинетики изменения величин ХПК, БПК5 реальных сточных вод и растворов различных органических веществ при смешении с АИ городских очистных сооружений обнаруживают одну удивительную особенность микроорганизмов активного ила (рис. 50). Если исходное значение ВПК стока невелико, то легкоусваиваемые вещества (ВПК либо величины ХПК, измеряемые ускоренным методом) быстро окисляются и прибавление к смеси дополнительных количеств АИ (с учетом разбавления) не приводит к дальнейшему уменьшению ХПК. Если сток характеризуется высокой величиной ВПК, то при первом смешении происходит быстрое уменьшение ХПК, после чего процесс резко замедляется, повторная добавка АИ к этой смеси также приво-336 дит к "скачку" ХПК. Величина "скачка" пропорциональна биомассе АИ. Однако, начиная с некоторой биомассы, прибавление к смеси новых порций АИ не приводит к изменению ХПК. В условиях интенсивной аэрации характерное время "скачков" ХПК во всех случаях примерно одинаковое (около 10 мин). Эти эксперименты показывают, что АИ после регенерации обладает вполне определенной (ограниченной) способностью к быстрому потреблению легкоусваиваемых веществ сточных вод.
