- •Х38 Очистка сточных вод: Пер. с англ./ Хенце М., Армоэс П., Ля-Кур-Янсен Й., Арван Э. — М.: Мир, 2006. — 480 с., ил.
- •ISBN 5-03-003771-3
- •Очистка сточных вод
- •Предисловие научного редактора
- •Предисловие
- •Предисловие к третьему изданию
- •Список используемых обозначений
- •Сточные воды, их объем и состав
- •1.1. Объемы сточных вод
- •1.1.1. Измерения
- •1.1.2. Статистическая обработка
- •1.1.3. Оценочные данные
- •1.1.4. Популяционный эквивалент и нагрузка, создаваемая условным жителем
- •1.1.5. Прогнозирование
- •1.2. Компоненты сточных вод
- •1.2.1. Коммунальные и городские стоки
- •1.2.2. Разброс данных
- •Характеристика сточных вод и биомассы
- •2.1.1. Осаждаемые вещества
- •2.3. Азот
- •Основные биологические процессы
- •3.1.1. Организмы
- •3.2.1. Биологический рост
- •3.2.3. Распад биомассы
- •3.2.4. Накопление запасных веществ
- •3.3.2. Коэффициент прироста ила при аэробной гетеротрофной конверсии
- •3.3.3. Макроэлементы для аэробной гетеротрофной конверсии
- •3.3.4. Кинетические аспекты аэробной гетеротрофной конверсии
- •3.4. Нитрификация
- •3.4.1. Реакции нитрификации
- •3.4.3. Кинетические аспекты нитрификации
- •3.4.4. Влияние окружающей среды на нитрификацию
- •3.5. Денитрификация
- •3.5.1. Реакции денитрификации
- •$.5.2. Коэффициент прироста ила при денитрификации
- •3.5.3. Макроэлементы, необходимые для денитрификации
- •3.5.5. Кинетика денитрификации
- •3.5.6. Влияние окружающей среды на денитрификацию
- •3.6.1. Микроорганизмы
- •3.6.3. Коэффициент прироста биомассы в процессе биологического удаления фосфора
- •3.6.4. Щелочность
- •3.6.5. Кинетика биологического удаления фосфора
- •3.6.6. Влияние окружающей среды на биологическое удаление фосфора
- •3.7.1. Реакции при анаэробном брожении2
- •3.7.2. Рост биомассы и коэффициенты ее прироста при анаэробном брожении
- •3.7.3. Макроэлементы, необходимые для анаэробного брожения
- •3.7.5. Кинетика анаэробного брожения
- •3.7.6. Образование газообразных продуктов
- •3.7.7. Влияние окружающей среды на анаэробное брожение
- •4.3.1. Системы с рециркуляцией активного ила
- •4.3.2. Системы с совмещенным аэротенком и отстойником
- •4.3.3. Системы с контактной стабилизацией ила
- •4.3.6. Проектирование на основе объемной нагрузки
- •4.3.7. Проектирование на основе нагрузки на ил или возраста ила
- •Биофильтры
- •5.4. Двухкомпонентная диффузия
- •5.6.1. Биофильтры без рециркуляции
- •5.6.2. Биофильтры с рециркуляцией
- •5.8.1. Капельные фильтры
- •5.8.2. Погружные фильтры
- •5.9.1. Проектирование капельных фильтров
- •5.9.2. Проектирование реакторов с вращающимися дисками
- •5.9.3. Проектирования фильтров других типов
- •5.9.4. Проектирование биофильтров, предназначенных для удаления растворенных органических веществ
- •5.10. Технические условия работы биофильтров
- •5.10.1. Аэрация в биофильтрах
- •5.10.2. Рост и удаление биомассы
- •5.11. Удаление взвешенных органических веществ
- •Системы очистки с нитрификацией
- •6.1.1. Обособленные системы нитрификации
- •6.1.2. Совместное удаление органического вещества и аммония
- •6.2.4. Фильтры, содержащие только нитрифицирующий ил
- •6.2.5. Двухстадийные системы нитрификации на фильтрах
- •6.3.1. Системы нитрификации с активным илом
- •6.3.2. Оптимизация работы систем нитрификации
- •6.3.3. Проектирование биофильтров для нитрификации
- •Литература
- •Системы денитрификации
- •7.1.1. Обособленные системы денитрификации
- •7.2.3. Биофильтры для денитрификации
- •7.3.2. Кислород/перемешивание
- •7.3.3. Одновременная нитрификация/денитрификация
- •7.3.4. Газообразный азот в отстойниках и на биофильтрах
- •7.3.5. Потребление кислорода
- •7.3.7. Проектирование систем денитрификации с активным илом
- •7.3.8. Проектирование на основе моделирования
- •7.3.9. Проектирование биофильтров для денитрификации
- •7.4. Редокс-зоны в биомассе
- •Литература
- •Системы биологического удаления фосфора
- •8.1. Уравнения массового баланса при биологическом удалении фосфора в системах с активным илом
- •8.2. Типы систем для биологического удаления фосфора
- •8.3.2. Проектирование реакторов для биологического удаления фосфора
- •8.3.3. Оптимизация процесса биологического удаления фосфора
- •Литература
- •Гидролиз/ферментация и анаэробная очистка сточных вод
- •9.1. Гидролиз/ферментация
- •9.2. Анаэробная обработка сточных вод
- •9.2.1. Введение
- •9.2.2. Уравнения массового баланса при анаэробной обработке
- •9.3.3. Анаэробная очистка на фильтрах
- •9.4.1. Проектирование систем со взвешенной биомассой
- •9.4.2. Проектирование анаэробных фильтров
- •9.4.3. Образование газообразных соединений в анаэробном процессе
- •9.4.4. Оптимизация анаэробной очистки
- •9.4.5. Запуск анаэробных реакторов
- •9.4.6. Нарушения в работе анаэробных реакторов
- •Литература
- •Небиологические системы для удаления фосфора из сточных вод
- •10.1. Уравнения массового баланса для процессов удаления фосфора
- •10.2.1. Осаждение
- •10.2.2. Коагуляция
- •10.2.3. Флокуляция
- •10.2.4. Связывание фосфора в почве
- •10.3. Небиологические системы удаления фосфора
- •10.3.1. Осаждающие вещества
- •10.4. Проектирование установок для удаления фосфора
- •10.4.1. Химическое осаждение
- •10.4.2. Связывание фосфора в почве
- •10.5. Работа установок для удаления фосфора
- •Литература
- •Особенности моделей, их калибровка и применение
- •11.1. Прагматизм и теоретические модели
- •11.1.1. Инженерное мастерство
- •11.1.2. Научно обоснованный детерминистский подход
- •11.1.3. Структура моделей, переменные, параметры и движущие силы
- •11.2. Применение моделей
- •11.2.1. Инструмент планирования
- •11.2.2. Анализ процессов на действующих станциях
- •11.2.3. Проектирование новых станций
- •11.2.4. Контроль работы станций в реальном времени
- •11.2.5. Модели как инструменты исследования
- •11.2.6. Уровень агрегации
- •11.3. Калибровка модели и оценка параметров
- •11.3.1. Структура модели
- •11.3.2. Калибровка, верификация и оценка параметров
- •11.4. Проектирование станций очистки воды
- •11.4.1. Идентификация проблемы
- •11.5. Моделирование систем с биопленкой
- •11.6.3. Интерпретация результатов
- •11.7. Контроль в реальном времени
- •Предметный указатель
- •Оглавление
О,2-0,б кг БПК/(м3 •сут). В сырую погоду объемная нагрузка может составлять 0,6-1,5.
Другими словами, в данном случае проект следует основывать на расчетах, сделанных для сухой погоды. Оценки дают значение Ву.впк = 0,4 кг БПК/(м3 •сут).
Из выражения (4.20) находим:
V2 = QiCi/By,xnK =
= (1200 кг БПК/сут)/0,4 кг БПК/(м3 •сут) = 3000 м3.
Из данных табл. 4.6 рассчитываем популяционный эквивалент:
ПЭВОДа = Qi/0,2 = (5000 м3/сут)/(0,2 м3/(П Э •сут)) =
=25 000 ПЭ ПЭвпк = QiCi/0,06 =
=(1200 кг БПК/сут)/(0,06 кг БПК/(ПЭ •сут)) =
=20 000 ПЭ.
Два значения популяционного эквивалента обычно несколько различаются, что может отражать влияние промышленных стоков, инфильтрацию, эксфильтрацию, высокий или низкий уровень потреб ления воды на душу населения и т. д.
4.3.7. Проектирование на основе нагрузки на ил или возраста ила
Несколько более развитой подход к проектированию предполагает использование таких параметров, как нагрузка на ил или возраст ила. Нагрузку на ил можно применять только для определения удаления Б П К /ХП К , в то время как возраст ила можно связать с нитрификацией и другими процессами, в которых задействованы медленно растущие бактерии, приводящими к удалению некоторых особых загрязнений, таких как фенол и цианид. Проводя расчеты на основе нагрузки на ил, получаем:
Вх.бпк = QiCBnK,i/(X2V2)
Находим из этого выражения объем аэротенка V 2
V 2 = Q iCBnK,i/(X2Bx,BiiK) |
(4.21) |
Втабл. 4.5 представлены типичные результаты очистки стоков
взависимости от нагрузки на ил.
Многие годы нагрузка на ил была наиболее предпочтительным параметром при проектировании систем биологической очистки.
Однако с внедрением таких процессов, как биологическое удаление фосфора, одновременное осаждение, нитрификация и денитрифи кация, использование этого параметра при проектировании как основного во многих случаях становится опасным, сложным или вовсе невыполнимым.
Если проектирование проводится исходя из такого параметра, как возраст ила, то в большинстве случаев можно пользоваться возрастом аэробного ила. Выражение (4.14) можно записать как
Ох —M x/Fsp = V 2X 2/FSP |
|
|
V 2 = |
0X -F SP/ X 2 |
(4.22) |
(здесь мы принимаем, что |
Мх = V 2X 2, что |
обычно вполне |
оправдано, если в основу расчетов положен возраст аэробного ила).
Пример 4.8. Используя параметр нагрузки на ил, спроектируйте систему с активным илом, очищающую сточную воду (табл. 4.6) до концентрации загрязнений на выходе 0,020 кг БПК/м3.
Концентрация ила в реакторе с активным илом в сухую погоду составляет 4,5 кг ВВ/м3, а в сырую погоду равна 4,0 кг ВВ/м3
Из примера 4.7:
Евпк = 0,92 в сухую погоду, Ебпк = 0,88 в сырую погоду.
Из выражения (4.21) находим:
V2,сухая погода — (1200 кг БПК/сут)/(4,5 кг ВВ/м3) •Вх.впк-
Из табл. 4.5 следует, что при нагрузке на ил 0,5- 0,1 кг БПК/(кг ВВ •сут) достигается эффективность удаления ВПК 90-95%. Поскольку требуемая эффективность очистки 92%, то необходимое значение Вх.впк составляет около 0,07 в сухую погоду и около 0,2 в сырую.
V2,сухая погода — 1200/(4,5 •0,07) = 3810 м3
V2,сырая погода — 1440/(4,0 •0,2) = 1800 м3
Таким образом, объем реактора должен быть равен примерно 3800 м3, поскольку в основу проекта следует положить расчет, сде ланный для сухой погоды. Объем, определенный в данном примере, больше значения 3000 м3, которое было получено в примере 4.7. При чина заключается в том, что концентрация ила в аэротенке несколько ниже. Поскольку при проектировании на основе объемной нагрузки этот фактор во внимание не принимается, величина необходимого объема аэротенка занижена. Результатом такой ошибки может стать более низкая эффективность обработки стоков, чем требовалось, а проектировщик может быть обвинен в причиненном ущербе.