ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическая обработка воды, очищенной в биологических прудах, для удаления биогенных элементов и водорослей из "Химия промышленных сточных вод" Сравнительно недавно биологические (окислительные) пруды считали очистными сооружекиями, которые полностью обеспечивают удовлетворительную очистку сточных вод. Однако с повышением внимания к заш,ите окружающей среды от загрязнения, в том числе и водоемов, возникла необходимость в более высокой степени очистки, которую биологические пруды, используемые в настоящее время, обеспечить не могут. Это связано с двумя основными недостатками таких прудов плохой очисткой в холодное зимнее время и большим загрязнением водорослями в теплое время года. Окончательное отмирание водорослей происходит уже в принимающем очищенные сточные воды водотоке и связано с процессами разложения и гниения. Кроме того, наличие остатков водорослей и продуктов их разложения вызывает дополнительное потребление кислорода и нежелательное увеличение биогенных элементов в водоеме. [c.86] Следовательно, для повышения эффективности биологических прудов, используемых в качестве очистных сооружений, требуется дополнительная очистка сточных вод после них от биогенных элементов и водорослей. [c.86] В настоящей главе приводятся результаты изучения метода химической коагуляции для удаления водорослей с целью улучшения качества сточных вод после биологического пруда. Изучено воздействие различных коагулянтов и определена степень эффективности снижения БПК, ХПК, содержания общих фосфатов, азота, со/ -бактерий и водорослей. Для исследования предложена математическая модель, связывающая степень удаления фосфатов с дозой коагулянта. Скоагулированные осадки сравнивали по осаждаемости и обезвоживаемости. [c.87] Представленные уравнения биохимических реакций сильно упрощены, все же из них следует, что в биологических прудах происходит циркуляция углерода. Содержание органических веществ может снижаться в результате удаления водорослей или в результате метановой ферментации в анаэробных условиях придонного слоя [2]. Агенство по охране окружающей среды предположило, что физическое удаление водорослей должно привести к практически полному отсутствию углеродного и нит-рификационного БПК [3]. [c.87] Сандала и Шеварт [6] определили, что оптимальная доза сульфата алюминия для удаления водорослей находится в пределах 75—100 мг/л. Доза сульфата алюминия 100 мг/л обеспечивает получение очищенной воды с БПК5 2,3 мг/л, ХПК 32 мг/л, с содержанием фосфата 1,2 мг/л и общего азо-та 6,6 мг/л. Эти значения получены в 90% опытов. [c.88] Паркер и др. [7] исследовали возможность удаления водорослей автофлотацией и флотацией под действием растворенного воздуха. Авторы пришли к выводу, что автофлотация не может обеспечить полного удаления водорослей из-за недостаточной насыщенности воды растворенным кислородом. Большую часть года содержание растворенного кислорода в воде прудов ночью и ранним утром меньше уровня насыщения. Поэтому для удаления водорослей необходимо использовать другие методы, такие, как флотация под действием растворенного воздуха или физико-химическая обработка. Химическая коагуляция, флотация и седиментация позволяют удалить от 60 до 90% водорослей, оставшуюся часть водорослей можно удалить фильтрацией через песок. [c.88] О Брайн и др. [8] предложили удалять водоросли с помощью гравийного фильтра или фильтра из летучей золы с восходящим потоком воды. [c.88] Мак Кинней и др. 1[ 10] дали широкий обзор возможных методов очистки и на основании этого сделали вывод, что для небольших прудов наилучшим методом удаления водорослей является сооружение двух или более ячеек-прудов с конечным прудом, используемым для осаждения. Однако Освальдом и др. [2, 3] было показано, что каскад прудов хотя и дает сначала сток хорошего качества, но по мере эксплуатации качество воды ухудшается. [c.88] Полиэлектролиты использовали для первичной коагуляции и для коагуляции в комбинации с сульфатом алюминия. Для выявления оптимальных условий (pH и доза коагулянта) химической коагуляции были использованы стандартные сосуды. Осаждаемость и обезвоживаемость осадков определяли стандартными методами исследования осаждения и фильтрацией через бумажный фильтр на воронке Бюхнера. [c.89] Для исследования были взяты образцы из нескольких прудов с различной сточной водой, эксплуатируемые при различных условиях. Образцы воды отбирали из трех односекционных, двухсекционного и трехсекционного прудов. В каждом образце определяли pH, щелочность, содержание клеток водорослей, взвешенные вещества, БПК, ХПК, содержание общего фосфора, аммонийного и общего азота по Кьельдалю. Анализы проводили по стандартным методикам [1]. [c.89] Исследование показало, что сульфат алюминия очень эффективен при удалении водорослей он также значительно снижает другие показатели загрязнения в сточных водах из прудов. [c.89] Установлено, что оптимальными условиями коагуляции являются рН = 5,5 и доза сульфата алюминия, равная 85 мг/л. В этих условиях в 90°/о опытов прозрачность осветленной нефильтрованной воды была такой же, как водопроводной воды, а БПКб, ХПК, содержание общих фосфатов и азота было равно или меньше 2,3 3,2 1,2 и 6,6 мг/л соответственно. Для облегчения интерпретации данные исследования представлены в табл. 7.1 в виде частоты повторяемости отдельных результатов при различных дозах коагулянта (от О до 200 мг/л). Как видно из данных табл. 7.1, эффективное удаление наблюдалось при дозах сульфата алюминия более 100 мг/л. С увеличением дозы коагулянта улучшается прозрачность осветленной жидкости. При дозе сульфата алюминия 100 мг/л прозрачность становилась такой же, как водопроводной воды. [c.89] В большинстве опытов наблюдали образование хорошо оседающих хлопьев. Размер хлопьев снижался с увеличением дозы, хотя это, кажется, не влияло на их осаждаемость. Всплывание водорослей наблюдали только в двух опытах, что является признаком выделения растворенного кислорода из осветленных сточных вод. Всплывание можно легко исключить быстрым перемешиванием воды в течение 1—2 мин. Типичные кривые осаждения показаны на рис. 7.1. [c.90] Осадок, полученный при обработке воды сульфатом алюминия, содержал 0,1—0,2% твердых веществ и был очень рыхлым. Уплотнение под действием силы тяжести давало плохие результаты, а опыты с бумажным фильтром показали, что вакуум-фильтрация для обезвоживания осадков непригодна. [c.90] Для обеспечения и ускорения дальнейших исследований непрерывных процессов дополнительной очистки разработана математическая модель, связывающая начальную концентрацию фосфатов в воде [Р04]нач с дозой сульфата алюминия. Сульфат алюминия был выбран в качестве коагулянта из-за высокой стоимости других коагулянтов, в частности на основе железа, а также из-за остаточной окраски, вызванной железом. Из исследований была исключена известь, так как для получения тождественных результатов требуются высокие ее дозы (500—1000 мг/л), при этом образующийся осадок имеет большой объем. Кроме того, необходима коррекция pH перед сбросом сточных вод в водоем. [c.91] Точки на кривых соответствуют экспериментальным и вычисленным значениям. [c.91] По этой формуле были рассчитаны концентрации фосфатов в сточной воде при различных дозах сульфата алюминия. Полученные значения хорошо совпали с экспериментальными (рис. 7.2). [c.92] Оптимальными условиями химической коагуляции хлоридом и сульфатом железа являются рН = 4,8 и доза реагента 125 мг/л. Оба реагента окрашивают очищенную воду, однако по качеству она не уступает воде, очищенной с помощью сульфата алюминия. Из-за более высокой стоимости солей железа и остаточной окраски дальнейшего изучения свойств осадков солей железа не проводили. [c.92] Установлено, что требуемое для коагуляции количество извести зависит от исходного значения pH сточных вод из прудов-и является функцией ионной силы. В любом случае для достижения значительного снижения содержания взвешенных веществ необходимо корректировать pH по крайней мере до 10,5. Рис. 7.3 и 7.4 иллюстрируют зависимость между дозой извести и pH. Оптимальное значение pH для наиболее эффективной очистки составляет около 11,5. Доза извести, необходимая для достижения результата, сравнимого с эффектом применения сульфата алюминия или солей железа, составляет около 1000 мг/л. Перед окончательным сбросом сточной воды в принимающий водоем pH следует снизить, что, конечно, окажется на капитальных и эксплуатационных затратах. [c.92] Вернуться к основной статье