6.1.2. Совместное удаление органического вещества и аммония

Активный ил

Уравнение массового баланса для нитрифицирующего ила соответ­ ствует уравнению (6.1). Концентрацию аммония в нитрифицирую­ щем реакторе с активным илом можно рассчитать по уравнению (6.4).

Биопленки

Как и при рассмотрении работы реактора с активным илом, в этом случае также возникает вопрос, не будет ли рост гетеротрофных бактерий мешать' нормальному росту нитрифицирующих бакте­ рий. В биофильтрах микроорганизмы фиксируются на твердой подложке. Органические вещества, аммоний и кислород подаются через поверхность биопленки. Обычно на практике концентрация кислорода лимитирует превращение и органического вещества, и аммония. Поскольку нитрифицирующие бактерии растут мед­ ленно, они вытесняются из реактора и в конечном итоге будут вытеснены полностью, если скорость увеличения толщины пленки, контролируемая в основном гетеротрофными бактериями, окажет­ ся выше скорости роста нитрифицирующих бактерий.

Если концентрация кислорода очень низкая, то нитрифици­ рующие бактерии вытесняются еще быстрее. Следовательно, для нитрификации необходимо, чтобы кислород проникал в биопленку дальше, чем органическое вещество, т. е. должно соблюдаться условие ограничения роста гетеротрофных микроорганизмов орга­

ническим субстратом.

Из выражения (5.32) следует, что органическое вещество яв­ ляется лимитирующим субстратом, если выполняется следующее

Если подставить соответствующие значения из табл. 5.2, то неравенство примет такой вид:

SsnK,2 < 5SO 2,2,

где под ВПК подразумевается растворенное ВПК.

(DxnKVo2|xnK/Do2) •(SxnK/So2)

Рис. 6.7. Экспериментальное подтверждение отрицательного влияния органического вещества на скорость нитрификации на биофильтре

[1, 2].

На рис. 6.7 представлено экспериментальное подтверждение справедливости выражения (6.8). Согласно приведенной зависимо­ сти на биофильтре может протекать частичная нитрификация.

6.2. Т и пы си стем нитриф икации

Практически все сточные воды, содержащие аммоний, содержат и органические вещества, а это означает, что нитрификация обычно конкурирует с окислением органических веществ. Следовательно, в иле одновременно происходят два процесса (комбинированный ил, одноиловая схема), даже если за эти процессы отвечают совершенно разные группы микроорганизмов, составляющих ил. (Лишь на считанных очистных станциях обрабатываются такие стоки, в которых кислород расходуется только на окисление аммония; в таких случаях ил состоит исключительно из нитрифицирующих бактерий (нитрифицирующий ил).)

Итак, нитрификация может происходить в одноиловых реакто­ рах и реакторах с нитрифицирующим илом. Кроме того, процессы обычно подразделяют на одностадийные, в которых нитрифика-

Рис. 6.13. Операционный цикл одноиловой системы с чередующимся режимом работы. В фазах А и С реактор нитрификации подго­ тавливается к тому, чтобы стать отстойником. После того как это произойдет, сточная вода направляется в один конец функционирующего отстойника (сточная вода не успевает вытечь до переключения на фазы В или D).

возраста ила (аэрация и нитрификация происходят только 3 ч из 8). Необходимый общий возраст ила:

вх = 14(8/3) = 37 сут.

Рассчитаем общий объем двух реакторов по уравнению (4.14):

Ох = V2X2/FSP

V2 = flxFsp/Xj = (37 •235)/5 = 1740 м3.

Следовательно, общий объем двух реакторов 1740 м3, а время гидравлического удерживания 0 = V /Q = 1740/1700 ~ 24 ч.

Расчет можно сделать и в других единицах, но для этого необходимо, чтобы коэффициент прироста и концентрация ила были бы выражены в других единицах (ХПК, БВБ).

Реактор с рассредоточенной подачей, показанный на рис. 6.14, работает в режиме полного вытеснения. При этом рассредоточен­ ная подача сточной воды приводит к равномерному потреблению