ПРИЧИНЫ РАЗВИТИЯ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ НЕГАТИВНОГО РЕЗУЛЬТАТА ОТ ПРОЦЕССОВ ПЕНООБРАЗОВАНИЯ И ВСПУХАНИЯ АКТИВНОГО ИЛА НА ГОРОДСКИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ Г. УЛАН-УДЭ

THE REASONS FOR THE DEVELOPMENT AND MEASURES TO REDUCE THE NEGATIVE RESULT FROM THE PROCESSES OF FOAMING AND SWELLING OF ACTIVATED SLUDGE AT URBAN WASTEWATER TREATMENT PLANTS IN ULAN-UDE

Leonid Sverkunov

student, department of industrial ecology and protection in emergency situations, East Siberian State University of Technology and Management,

Russia, Ulan-Ude

Boris Shaphaev

scientific supervisor, PhD, Associate Professor, East Siberian State University of Technology and Management,

Russia, Ulan-Ude

АННОТАЦИЯ

Вспухание и пенообразование активного ила являются распространенными проблемами, с которыми сталкиваются операторы водоочистных сооружений. Эти процессы приводят к ухудшению качества очистки сточных вод, увеличению затрат на очистку и нарушению технологических процессов. Борьба со вспуханием и пенообразованием активного ила является комплексной задачей. Для ее решения требуется комплексный подход, учитывающий причины и последствия этих процессов.

ABSTRACT

The swelling and foaming of activated sludge are common problems faced by operators of water treatment plants. These processes lead to a deterioration in the quality of wastewater treatment, an increase in cleaning costs and disruption of technological processes. The fight against swelling and foaming of activated sludge is a complex task. To solve it, an integrated approach is required, taking into account the causes and consequences of these processes.

Ключевые слова: сточные воды, очистные сооружения, экологическая проблема, вспухивание активного ила, пенообразование.

Keywords: wastewater, sewage treatment plants, environmental problem, swelling of activated sludge, foaming.

В процессе эксплуатации сооружений очистки сточных вод одним из серьезных факторов, негативно влияющих на эффективность очистки и создающих угрозу сброса активного ила в водоемы, является его пенообразование и вспухание.

Вспухание означает наличие в активном иле большого количества нитчатых бактерий, ухудшающие его способность к отстаиванию. Индекс ила при этом возрастает и превышает 200 мл/г, что напрямую сказывается на качестве очищаемой воды.

Нитчатые бактерии обладают способностью образовывать слизистые оболочки, выделяя в среду полисахариды. Эти оболочки увеличивают объем ила, снижая его плотность и затрудняя процесс оседания.

Чем выше плотность и длина нитчатых бактерий, тем более выражен эффект вспухания и тем хуже происходит очистка сточных вод.

Рисунок 1. Филаментные бактерии в хлопке ила (А) и филаментная бактерия M.parvicella (Б)

Пенообразование связано с присутствием в активном иле поверхностно-активных веществ (ПАВ). ПАВ могут попадать в сточные воды из различных источников, таких как моющие средства, промышленные отходы и хозяйственно-бытовые стоки.

Пенообразование может ухудшить качество очистки сточных вод, поскольку пена захватывает частицы загрязнений и препятствует их оседанию. Кроме того, пена может привести к проблемам с работой оборудования, особенно при использовании погружных насосов.

Рисунок 2. Пена на поверхности очистных сооружений при развитии процессов пенообразования

Таблица 1.

Причины развития процессов

Для предотвращения процессов образования пены и вспухания необходимо выявить источники, вызвавшие эти процессы. Для этого определяются технические и технологические параметры сточных вод и оцениваются их качественные и количественные характеристики.

1. Динамика расходов сточных вод. Отношения максимальных часовых расходов сточных вод к среднечасовому за рассматриваемый период времени более 1,6 и отношения минимальных часовых расходов сточных вод к среднечасовому за рассматриваемый период времени менее 0,4 свидетельствуют о риске вспучивания активного ила.
2. Нагрузка на активный ил.
3. Значение рН. Значения рН ниже 6,5 запускают процесс вспухания активного ила.
4. Соотношения БПК_полн:N и БПК_полн:Р. При соотношении более чем 100:5:1 - увеличивается риск развития процессов пенообразования.
5. Проводятся анализы на токсичные вещества поступающих сточных вод.
6. Анализ поступающих сточных вод на нефтепродукты.
7. Расход воздуха в аэротенках. При заниженных расходах воздуха по сравнению с проектными значениями, повышается риск развития процессов вспухания и пенообразования.
8. Время нахождения осевшего ила во вторичных отстойниках. При нахождении ила в отстойнике более 3 часов в анаэробных условиях, повышает риск развития процессов пенообразования и вспухания.

Таблица 2.

Примеры нарушения работы сооружений очистки сточных вод и соответствующие мероприятия по их устранению

В случае обнаружения филаментных микроорганизмов в активном иле следует:

1. увеличить концентрацию растворенного кислорода;
2. увеличить расход избыточного активного ила, обеспечив возраст активного ила порядка 5 суток при реализации технологии окисления органических соединений; при реализации в аэротенках технологий нитри-денитрификации необходимо обеспечить максимально возможный расход избыточного активного ила, который не приводит к снижению значения возраста активного ила ниже проектного для текущей температуры сточных вод;
3. проверить соотношение БПКполн :N:P в поступающей сточной воде, которое должно быть не более, чем 100 : 5 : 1. При необходимости добавить внешний источник азота и/или фосфора;
4. добавить 5–10 мг/л хлора до достижения значения илового индекса менее 160 см3 /г или 50–200 мг/л перекиси водорода, с ежедневным контролем данного показателя. После достижения значения илового индекса менее 160 см3 /г продолжать ежедневный контроль данного показателя в течение 3–4 дней;
5. обеспечить значение рН не менее 6,5.

На основании информации, изложенной в статье, можно сделать следующие выводы:

• Проблемы, связанные с образованием пены и вспуханием активного ила, являются серьезными препятствиями для эффективной работы очистных сооружений. Эти процессы значительно снижают способность активного ила к осаждению, а в некоторых случаях могут привести к полному выносу этого ила в водный объект, что негативно сказывается на качестве очищенной воды.
• Эффективное предотвращение процессов вспухания и пенообразования активного ила зависит от оперативного принятия решений на основе анализа развивающихся процессов с применением микроскопии и выявления корней проблемы.
• Контроль состояния активного ила и своевременное принятие мер по блокированию процессов вспухания и образования пены, позволяющие избежать пагубных последствий и обеспечить стабильную и эффективную работу очистных сооружений.

Cписок литературы:

1. Данилович Д.А., Козлов М.Н., Мойжес (Харькина) О.В., Шотина К.В. Технологические мероприятия эксплуатации сооружений биологической очистки в аварийных и экстремальных условиях: Сб. статей и публикаций / МГУП Мосводоканал. М., 2008. С. 154–170.
2. Козлов М.Н., Харькина О.В., Пахомов А.Н., Стрельцов С.А., Хамидов М.Г., Ершов Б.А., Белов Н.А. Опыт эксплуатации сооружений биологической очистки сточных вод от соединений азота и фосфора // Водоснабжение и санитарная техника. 2010. № 10. Ч. 1.