Новый способ эксплуатации биопрудов в течение года для эффективной очистки сточных вод
Хуррамов Мухтор Гулович,
кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой профессионального образования Каршинского государственного университета, Республика Узбекистан.
Биологические пруды обеспечивают более высокий эффект бактериального самоочищения, чем сооружения искусственной биологической очистки. Так, количество кишечной палочки в прудах снижается на 96,0-99,9%. Содержание яиц гельминтов в воде, прошедшей биологические пруды, мало.
Основной недостаток прудов для очистки сточных вод состоит в том, что нормальная эксплуатация происходит в теплое время года и уже при температуре воды ниже +6оС резко ухудшается. При дальнейшем понижении температуры и особенно после образования ледяного покрова, когда проникание кислорода в воду не происходит, процесс окисления органического вещества почти полностью прекращается. В этот период может происходить лишь замерзание сточной воды.
Нами разработан новый способ эксплуатации прудов с целью повторного использование очищенной воды в течение года (рис.1).
Рис. 1. Биоинженерная очистка сточных вод: 1-насосная станция, 2-решетка, 3-центральная труба для подачи очищаемых вод, 4-сеть трубы для подачи сточных вод в биопруд, 5- биопруд, 6- биоплощадка.
Разработанный метод аналогичен процессам, которые проходят в аэротенке – смесителе. При аэробной очистке микроорганизмы культивируются в активном иле и биопленке. Наши наблюдения показали, что при перемешивании сточных вод в биопруде (5) водоросли развивались интенсивно. При этом активный ил находиться во взвешенном состоянии, что обеспечивает равномерное распределение его в сточной воде. Способствует распаду хлопьев активного ила на более мелкие и увеличивает скорость поступления питательных веществ и кислорода к микроорганизмам, что приводит к повышению скорости очистки. При этом ХПК воды не увеличивается и так называемого вторичного загрязнения не будет.
Сточная вода при помощи насосов (КНС) (1) через решетки (2) (ширина прозоров в решетки равна 16 мм) принимается для подачи в сеть центральной распространительной трубы диаметром 300 мм (3). Для подачи очищаемых сточных вод в биопруд используются пластмассовые трубы диаметром 100 мм (4). Они стойкие к действию химических реагентов кислот и щелочей. Благодаря очень гладкой внутренней поверхности пластмассовых труб потери давления в них при подаче сточной воды на 10-30% меньше, чем металлических. Значительная длина позволяет резко сократить число соединений и, следовательно, упрощает монтаж трубопроводов, снижает трудоемкость и стоимость монтажных работ. Пластмассовые трубы обладают очень высокой влагостойкостью, что позволяет применять их в любой среде без каких-либо антикоррозионных покрытий. Мы выбрали полиэтиленовые напорные трубы в 8-10 раз легче, чем стальные, и обладающие большой эластичностью. Их можно соединить на сварке, а также с помощью фасонных частей и соединительных гаек с резиновыми кольцами. Для слива и перемешивания сточных вод в биопруде снизу трубы открывается отверстие разных диаметров (рис. 2-3).
Рис. 2. Процесс сливание воды. Рис. 3. Процесс перемешивания воды.
Этот вид аэрации намного экономичнее, чем пневматические и механические. Для содержания растворенного кислорода очищаемых вод в биопруд трубы комплексно монтируют 1-1,2 м над уровне воды в керамических стойках, зазор между трубами 1,5-2 м (рис. 4). Пруды делают небольшой глубины – 1-1,5м. Это позволяют легко повышать содержание растворенного кислорода до 70% в зимнее время года, обеспечивает полное использование объемов прудов в течение года. Вода не замерзнет в зимнее время и скорость окисления загрязнение снижается.
Рис. 4. Процесс подачи очищаемых воды в биопруд: 1-сеть трубы для подачи сточных вод в биопруд, 2-керамические стойки, 3-биопруд.
При расчете биопруда определяют его размеры, обеспечивающие необходимую продолжительность пребывания в них сточных вод. В основе расчета – определение скорости окисления, которую оценивают по БПК и принимают для вещества, разлагающегося наиболее медленно. Их располагают ступенями, имеющими уклон (0,005) чтобы воды самотеком направлялись в расположенные ниже.
После очистки в биопруде для повторного использования дополнительно проводится поверхностная фильтрация в биоплощадке (6) (простой коллектор открытого типа из Гиссарская горного известняка) на расстоянии 12 м через заросли ВВР (степень покрытие 95-100%).
Мы в биоплощадке использовали один из видов местных высших водных растений (ВВР) семейство (Brassicales), род (Nasturtium), порядка (Brassicaсeae). Растет в водно-болотных условиях близко к горным районам южной части Узбекистана (Кашкадарьинской области). Вегетативные процессы в зимнее время не снижаются (рис. 5).
Рис. 5. Биоплощадка.
Опыт проводили над сточными водами Шахрисябзкой шелкомотальной фабрики с резким неприятным запахом – мутная, быстро загнивающая с выделением сероводорода.
Результаты анализов показали, что очищенная вода отвечает всем требованием для повторного использования для технических целей в промышленности.
Бактериальная загрязненность снижается на 90,0-99,6% и по микробному числу, по коли индексу 99,9%. Концентрация общего азота снижается до 95%; БПК5 = 0,5-5,0 мг/л; ХПК = 0,3-0,5 мг/л; рН = 6,5-7,5; количество растворенного кислорода 4÷6 мг/л; количества взвешенного вещества 0,25 мг/л; общая жёсткость воды < 7 мг экв/л и запах воды < 2 балл. Очищенные воды после этого собираются в резервуар и направляются для повторного использования.
Для контроля качества очищенных вод использовали живые индикаторы: ручейники, карпы, лягушки и пресноводные моллюски. Они моментально реагируют на изменения водной среды. Например, личинки ручейников в грязной воде погибают.
Протекающая сточная вода через трубы с температурой +24-260С по периметру пруда в зимнее время не позволяет снижение температуры воды ниже +80С. Гарантируется работоспособность всех групп микроорганизмов активного ила. Нами разработанный метод очищения сточных вод можно использовать круглогодично, построение таких прудов экономически целесообразно. Достоинство этого метода заключается в небольших капитальных затратах, возможности изготовления технологического оборудования из некислотоупорных материалов, простоте и надежности технологии, небольшой площади для их сооружения.
Литература
1. Яковлев С.В., Карюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. - М.: Стройиздат , 1980.- 109 с.
2. Хуррамов М.Г. Рационализаторское предложение № 6-86. от 04.04.1986. «Биологические пруды» Принято на участке очистной сооружение Шахрисабзкой шелкомотальной фабрике.
Поступила в редакцию 01.04.2013 г.