Аэробные стабилизаторы

Аэробная стабилизация осадков сточных вод – процесс окисления эндогенных и экзогенных органических субстратов в аэробных условиях. В отличие от анаэробного сбраживания аэробная стабилизация протекает в одну стадию.

Аэробной стабилизации может подвергаться неуплотненный и уплотненный избыточный активный ил и его смесь с осадком первичных отстойников. При стабилизации только активного ила процесс можно рассматривать как завершающую ступень очистки сточных вод, когда при минимуме растворенных питательных веществ происходит самоокисление клеточного вещества микроорганизмов.

Степень распада органического вещества и продолжительность процесса зависят от соотношения количеств сырого осадка и активного ила, концентрации органических веществ, интенсивности аэрации, температуры и пр. Процесс аэробной стабилизации обычно происходит в психрофильно-мезофильной зоне жизнедеятельности микроорганизмов при температуре от 10 до 42 °С и затухает при температуре менее 8 °С. Степень распада органических веществ изменяется в среднем от 10 до 50 %, при этом жиры распадаются на 65-75 %, белки — на 20-30 %, а углеводы практически не распадаются. В процессе аэробной стабилизации при мезофильных температурах наблюдается на 70-90 % снижение содержания кишечной палочки и других патогенных бактерий и вирусов, однако при этом яйца гельминтов не погибают.

Продолжительность процесса от 2 до 5 сут для неуплотненного ила, 6-7 сут для смеси неуплотненного ила и осадка из первичных отстойников, до 8-12 сут для смеси уплотненного ила и осадка. Удельный расход воздуха составляет 1-2 м³/ч на 1 м³ объема стабилизатора при интенсивности аэрации не менее 6 м³/(м² • ч).

Аэробная стабилизация осадков проводится обычно в сооружениях типа аэротенков глубиной 3-5 м. Использование других емкостей, построенных на станциях аэрации, например переоборудованных отстойников, уплотнителей и неиспользуемых метан-тенков, может привести к ухудшению эффективности процесса и увеличению расхода электроэнергии.

Отстаивание и уплотнение аэробно стабилизированного осадка следует проводить в течение 1,5-5 ч в отдельно стоящих ило-уплотнителях или в специально выделенной зоне внутри стабилизатора. Влажность уплотненного осадка 96,5-98,5 %. Отделенная иловая вода должна направляться в аэротенки.

Процесс аэробной стабилизации может осуществляться по нескольким схемам (рис. 3).

Простейшей является схема «а», применяемая на очистных сооружениях при отсутствии первичных отстойников. Возможна совместная стабилизация осадка из первичных отстойников с уплотненным активным илом (схема «5»).

Перспективной является схема «в» анаэробно-аэробной обработки смеси осадка и ила. Анаэробный реактор работает как обычный одноступенчатый метантенк, в котором при увеличении продолжительности сбраживания достигается глубокая стабилизация органического вещества с высоким выходом газа. Мезофильное сбраживание в течение 6 сут с последующей аэробной стабилизацией в течение 3-4 сут позволяет значительно улучшить водоотдающие свойства осадка. При сочетании термофильного сбраживания с аэробной минерализацией достигаются обеззараживание осадка и хорошие показатели влагоотдачи.

Аэробная стабилизация осадков обеспечивает получение биологически стабильных продуктов, хорошие показатели влагоотдачи, простоту эксплуатации и низкие строительные стоимости сооружений. Однако значительные энергетические затраты на аэрацию ограничивают целесообразность использования этого процесса на очистных сооружениях производительностью более 50-100 тыс. м³/сут. Аэробно стабилизированные осадки могут содержать возбудителей инфекционных заболеваний и требуют обеззараживания.

Рис. 3. Схемы аэробной стабилизации осадка:

1 – подача сточной воды; 2 – решетка и песколовка; 3 – первичный отстойник; 4 – аэротенк; 5 – вторичный отстойник; 6 – очищенные сточные воды; 7 – избыточный активный ил; 8 – уплотнитель; 9 – иловая вода; 10 – стабилизатор; 11 – осадок из первичного отстойника; 12 – стабилизированный осадок; 13 – метантенк