Защита окружающей среды от загрязнения. Встречаются в промышленных сточных водах

встречаются в промышленных сточных водах. На существующих соору­жениях биологической очистки чрезвычайно трудно поддерживать рав­номерное пространственное распределение микроорганизмов на каждом последующем участке по ходу процесса очистки. В системах биологиче­ской очистки требуется непрерывный круглосуточный контроль за физи­ко-химическими параметрами поступающих сточных вод, условиями в экосистеме очистного сооружения и т. д.

Разрешить эти трудности позволяет метод иммобилизации (прикрепле­ния) микроорганизмов-деструкторов специфических загрязнителей на по­верхности носителя-сорбента, не растворимого в воде и не реагирующего с загрязнителями. В этом случае очистка происходит как за счет сорбци-онного изъятия загрязнений, так и за счет биохимического окисления их микроорганизмами. Иммобилизация соответствующих штаммов микроор­ганизмов позволяет поддерживать их высокую концентрацию в единице объема очистных сооружений, за счет чего значительно повышается сте­пень очистки. При этом создаются условия, обеспечивающие пространст­венную сукцессию микроорганизмов путем чередования носителей с раз­ными штаммами, т. е. продукты жизнедеятельности микроорганизмов, на­селяющих один носитель, становятся питательной средой для микроорга­низмов другого носителя и т. д. Таким образом может быть достигнута многоступенчатость очистки на относительно малых площадях. Процесс очистки сточных вод, сочетающий два распространенных метода - сорб­цию и биохимическое окисление, - получил название биосорбционной очистки. Он имеет ряд существенных достоинств:

• позволяет проводить более глубокую очистку сточных вод за счет комплексного изъятия загрязнений (трудноокисляемые соединения сорбируются на поверхности носителя, а вещества, обладающие плохой сорбционной способностью, окисляются биохимическим путем);

• обезвреживать трудно- или не окисляемые в обычных системах биологической очистки сточные воды;

• длительное время использовать сорбенты (носители) за счет много­кратной их регенерации, в том числе и биологической;

• осуществлять очистку концентрированных сточных вод без их предварительного разбавления;

• обеспечивать высокую эффективность очистки сточных вод пере­менного состава.

В процессе биологический очистки в отстойниках образуются осадки, которые необходимо периодически из них удалять. Обработка или утили­зация этих осадков весьма затруднительна из-за большого их объема, пе­ременного состава, наличия целого ряда токсичных для живых организ­мов веществ, высокой влажности. Например, на типовом НПЗ может на­капливаться до 5 тыс. м³ избыточного активного ила (шламов) в год.

Осадки сточных вод представляют собой труднофильтруемые суспен­зии. Во вторичных отстойниках в осадке находится в основном избыточ-

Рациональное водопользование и защита водных ресурсов Ц!{С]

ный активный ил, объем которого в 1,5 - 2,0 раза больше, чем объем осадка из первичного отстойника. Вода в осадках может быть в свобод­ном и связанном состояниях. Свободная вода (60 - 65 %) может быть лег­ко удалена из осадка. Связанная вода (30 - 35 %) подразделяется на кол­лоидно-связанную и гигроскопическую. Коллоидно-связанная влага обво­лакивает твердые частицы гидратной оболочкой и препятствует их соеди­нению в крупные агрегаты. Некоторое количество этой влаги удаляется из осадка после коагуляции в процессе фильтрования. Разрушить гидратную оболочку можно кратковременной термической обработкой. Полное уда­ление влаги достигается в процессе высокотемпературной сушки.

Удаление свободной влаги осуществляется уплотнением осадка. При этом в среднем удаляется до 60 % влаги, и масса осадка сокращается в 2,5 раза. Наиболее трудно уплотняется активный ил, влажность которого составляет 99,2 - 99,5 %. Для уплотнения ила используют гравитацион­ный, флотационный, центробежный и вибрационный методы.

Стабилизацию осадков проводят для разрушения биологически разла­гаемой части органического вещества на диоксид углерода, метан и воду. Ее осуществляют при помощи микроорганизмов в анаэробных и аэробных условиях. В анаэробных условиях проводится сбраживание осадка в ме-тантенках, в результате чего его объем уменьшается примерно вдвое вследствие разложения и минерализации органического вещества. Не-сброженный осадок приобретает однородную зернистую структуру, луч­ше отдает при сушке воду, теряет специфический гнилостный запах.

Высокая влажность и высокое содержание белка в активном иле при­водят к низкому выходу газа при анаэробном сбраживании. Поэтому ак­тивный ил выгоднее подвергать аэробной стабилизации, которая заключа­ется в длительном аэрировании избыточного активного ила или его смеси с органическими осадками в сооружениях с пневматической, механиче­ской или пневмомеханической аэрацией. В результате происходит разло­жение основной части органических веществ до диоксида углерода, водо­рода и воды. Органические вещества, не подвергающиеся биоразложе­нию, теряют склонность к загниванию, т. е. стабилизируются. Длитель­ность аэрирования составляет 10-15 сут.

После стабилизации осадки подвергаются обезвоживанию. Перед обезвоживанием их подготавливают путем кондиционирования. При кон­диционировании снижается удельное сопротивление и улучшаются водо-отдающие свойства осадков вследствие изменения их структуры и форм связи воды. Кондиционирование проводят реагентными и безреагентными способами.

При реагентной обработке осадка происходит коагуляция - процесс агрегации тонкодисперсных и коллоидных частиц. Образование при этом крупных хлопьев с разрывом сольвентных оболочек и изменением форм связи воды способствует изменению структуры осадка и улучшению его