Глубокая очистка сточных вод от соединений фосфора

При концентрации фосфора в воде водоема менее 0,001 мг/л эвтрофикация не наблюдается. Величина допустимой концентрации фосфора в сточных водах зависит от разбавления сточных вод в водоеме, фоновой концентрации в нем фосфора, наличия прочих источников фосфатов в сточной воде и обычно принимается равной 0,01-0,1 мг/л.

Основным источником фосфора в производственных сточных водах являются синтетические ПАВ. Концентрация фосфора в таких сточных водах может быть различной в зависимости от назначения воды в промышленности. Большая часть фосфора находится в сточной воде в растворенном состоянии.

Среди различных методов биологическая очистка производственных сточных вод в аэротенках, по-видимому, является наиболее эффективной для снижения содержания фосфора. Остаточное количество фосфора после обработки в аэротенках и вторичных отстойниках может быть удалено на скорых фильтрах с обработкой сточных вод химическими реагентами - солями алюминия и железа, полиэлектролитами. Расходы реагентов определяются опытным путем. Наименьший расход реагентов наблюдается при введении их в биологически очищенные сточные воды перед скорыми фильтрами путем использования метода контактного коагулирования.

При загрязнениях, характерных для бытовых сточных вод (содержание общего фосфора 15-20 мг/л в пересчете на РО^3-₄, фосфатов 7-9 мг/л), введением максимально допустимых доз коагулянта снижают содержание фосфора на 90 %; остаточное содержание фосфора в очищенной воде в этом случае составляет 2-3 мг/л, а фосфатов - 0,2- 0,4 мг/л. Одновременно с этим благодаря коагулированию достигается весьма высокая эффективность глубокой очистки: содержание взвешенных веществ в фильтрате 3 мг/л, снижение БПК₅ до 60-80 % и ХПК до 40-60 %.

Лучшим реагентом для химико-биологического извлечения фосфора считается сернокислый алюминий. При использовании этого коагулянта помимо удаления фосфора достигается более полное удаление бактерий, чем при применении других коагулянтов. При этом величина рН остается в пределах нормы для биологической очистки сточных вод.

В качестве коагулянтов при введении их перед аэротенком можно применять отходы производств, содержащие двухвалентное железо.

Добавление в аэротенк кислых растворов солей трехвалентного алюминия, или железа может разрушить активный ил, если в результате гидролиза алюминия щелочность воды снизится до, нуля, поэтому для сточных вод с низкой щелочностью рекомендуется их подщелачивание. Учитывая, что нитрификация снижает щелочность, биологический процесс очистки сточных вод, сочетающийся с химическим осаждением фосфора, в низкощелочных водах рекомендуется вести до стадии нитрификации.

В НИИ КВОВ разработаны технологические схемы очистки сточных вод от соединений фосфора с введением коагулянта.

Опыты показали, что доза реагента зависит от начальной концентрации фосфора в сточных водах. При содержании фосфора до 10 мг/л необходимая доза реагента должна отвечать соотношению А1: Р =1: 1, при содержании фосфора в исходных сточных водах более 10 мг/л доза реагента должна быть увеличена в 1,5 раза.

С увеличением концентрации фосфора в поступающей сточной воде эффективность его химического осаждения понижается и стабилизируется при значении 10 мг/л - Стабильная величина составляет 70 % при добавлении реагента в соотношении А1: Р = 1: 1 и 80 % при увеличении его дозы в 1,5 раза. Процесс химического осаждения фосфора протекает в течение первых 4-6 ч контакта, что вполне согласуется с продолжительностью обработки сточных вод в окислителе и денитрификаторе.

При начальной концентрации фосфора более Ср =10 мг/л та же самая эффектность по его удалению достигается при одновременном введении реагента в окислитель в соотношении А1: Р = 1: 1 и в денитрификатор в соотношении А1: Р = 0,2: 1. Общая доза реагента составляет С_A1=1,2Ср и уменьшается на 20% по сравнению с дозой с_а1 = 1,5Ср при введении только в окислитель.

При комплексном решении схемы удаления биогенных элементов из сточных вод реагент предлагается подавать только в денитрификатор. При этом его доза должна отвечать соотношению А1: Р = 0,5: 1.

На эффективность процесса биологического окисления органических соединений присутствие коагулянтов для удаления фосфора в аэротенках в указанных дозах не влияет.

Сравнение микробиологической картины активных илов из аэротенков с обычным режимом работы и при добавлении сернокислого алюминия позволяет утверждать, что добавление а1₂ (S0₄)₃ к сточным водам существенно не влияет на микробиологический состав активного ила, а различие микробиологических систем заключается в том, что в обычном аэротенке бактерии находятся в диспергированном состоянии, тогда как в аэротенке с добавкой алюминия в коалесцированном, что повышает эффективность снижения концентрации бактерий Coli.

Для расчета сооружений рекомендуется принимать скорости окисления органических загрязнений в нитрификаторе с учетом кислорода, необходимого на нитрификацию и денитрификацию, соответственно 22 и 8,9мг/л беззольного вещества в час.