Объем и характеристики сточной воды, поступающей на очистную станцию в Бельгии в течение 7 сут 1999 г. В первые двое суток на ее объем и состав оказывают влияние дожди. Отдельные точки для значений потока даны в м3/сут, если поток был одинаков в течение всего дня, как это было в период отбора проб [1]. |
|
Далее
Сток, подаваемый на очистную станцию в Силькеборге (Дания). |
|
Далее
Сток, подаваемый на очистную станцию Сьелсо (Биркерод, Дания) [19]. |
|
Далее
Расчет объемов коммунальных стоков. |
|
Далее
Расчет объемов промышленных стоков и стоков общественных заведений. |
|
Далее
Расчет объема инфильтрации. |
|
Далее
ВПК в стоках, подаваемых на очистные станции Лунеттен и Дамхуза (Дания). |
|
Далее
Содержание аммонийного азота в стоках, подаваемых на очистную станцию Галиндо (Испания). |
|
Далее
Фрактальная диаграмма содержания ВПК и ХПК в стоках, подаваемых на очистную станцию Лундтофте (Дания) [24]. Из этой диаграммы можно определить величину нагрузки для проектирования. Максимальная нагрузка может, например, быть выбрана как 85% значения, показанного на диаграмме. |
|
Далее
Изменение температуры на очистных станциях с активным илом Сохолт и Фредерикзунд (Дания) [23]. |
|
Далее
Разделение растворенных и взвешенных веществ в соответствии с датскими стандартами [4]. |
|
Далее
Распределение частиц по размерам в стоках, поступающих на очистную станцию в Лундтофте (Дания) [19]. |
|
Далее
Примеры различных скоростей окисления промышленных и обычных городских стоков. Данные отнесены к результатам определения ВПК5 [10]. |
|
Далее
Принцип определения ВПК [12]. Обычные городские стоки необходимо разводить чистой водой примерно в 100 раз. Изначально анализ ВПК не предназначался для использования при проектировании очистных станций. Тем не менее он интенсивно применяется именно в этих целях, даже несмотря на то, что в более современных подходах к проектированию, например с использованием компьютерных моделей, все чаще начинают прибегать к фракционированию ХПК. |
|
Далее
Определение легко разлагаемого органического вещества. Б я можно рассчитать из Дгу,о2 в соответствии с уравнением (2.5) [13]. |
|
Далее
Дыхательный тест со сточной водой. Показано кислородное и нитратное дыхание [15]. |
|
Далее
Активный ил, в котором представлены бактерии рода Zoogloea (большие кластеры) и Согс1ота (нити), а также простейшие. (Водные консорциумы, Бильбао.) |
|
Далее
Селекция в реакторе с активным илом. |
|
Далее
Биологические превращения для двухсубстратной модели. Эта схема может использоваться для описания обычного реактора с активным илом, реакторов нитрификации и денитрификации, а также анаэробных реакторов. Трехсубстратная модель применима, в частности, для описания процесса биологического удаления фосфора. |
|
Далее
Распределение биомассы в зависимости от нагрузки на ил. |
|
Далее
Зависимость наблюдаемого коэффициента прироста биомассы от нагрузки на реактор с активным илом. |
|
Далее
Скорость нитрификации как функция температуры. В отличие от других биологических процессов в очистке сточных вод термофильный нитрифицирующий процесс неизвестен. |
|
Далее
Влияние быстрых и медленных изменений температуры на скорость роста [19]. а —быстрое нагревание (от 15 до 25 °С); Ь — адаптация (медленная); с —быстрое охлаждение (от 25 до 15 0С); <1 — адаптация (медленная). |
|
Далее
Миф о повышенной чувствительности нитхжфшщрующих бактерий к токсичным веществам так же неотвязен и упорен, как слон. Он нереален, как нереален и этот слон — произведение величайшего скульптора эпохи барокко Джованни Лоренцо Бершши. Его работы находятся в Риме |
|
Далее
Последовательность реакций микробной конверсии соединений азота. |
|
Далее
Зависимость удельной скорости денитрификации от температуры при использовании различных источников углерода [24]. |
|
Далее
Метаболизм ФАО в аэробных и анаэробных условиях. ПНО — полимерные насыщенные оксикислоты, Гл — гликоген, ПФ — полифосфаты, НАс — ацетат. |
|
Далее
Выделение фосфата и потребление ацетата в анаэробных условиях [25]. |
|
Далее
Упрощенная трехстадийная схема анаэробного разложения органических веществ. |
|
Далее
Упрощенная схема кислотогенной стадии анаэробного процесса [27]. |
|
Далее
Упрощенная схема метаногенной стадии анаэробного процесса [27]. |
|
Далее
Скорость удаления субстрата в анаэробном процессе в зависимости от температуры. В интервале между 45 и 50° С процесс может быть нестабильным или может вовсе прекратиться. |
|
Далее
Схема очистки с активным илом. |
|
Далее
Реактор с активным илом, работающий по принципу рециркуляции. |
|
Далее
Реактор с активным илом. Контроль возраста ила осуществляется путем его отбора из аэротенка. |
|
Далее
Базовая схема работы систем, представленных на рис. 4.5. |
|
Далее
Системы с активным илом с одним реактором. Обычно форма реактора не влияет на происходящие в нем процессы. |
|
Далее
Отстойник не всегда отделен от аэротенка. На фотографии представлена очистная станция ”BIOLAK-Wax”, где они совмещены. Эта станция, работает при низкой нагрузке на активный ил, включает процессы нитрификации и денитрификации. Воздух подается через плавающие трубки со взвешенными диффузорами. |
|
Далее
Контактная стабилизация активного ила. |
|
Далее
Схема реактора с контактной стабилизацией. |
|
Далее
Очистка методом биосорбции с последующей доочисткой в системах с активным илом или на биофильтрах. |
|
Далее
Идеальная биопленка, в которой транспорт вещества осуществляется в результате диффузии. Скорость суммарного процесса может определяться скоростью диффузии. |
|
Далее
Распределение концентрации и фактор эффективности е для биопленки для реакции первого порядка. Эффективность снижается из-за диффузионных ограничений. |
|
Далее
Распределение концентрации в пленке для реакции нулевого порядка. Справа |
|
Далее
Переход от реакции с порядком 1/2 к реакции нулевого порядка в воде в координатах, удобных для определения параметров биопленки. |
|
Далее
Процесс денитрификации в избытке органического вещества (окислитель — нитрат) (см. гл. 7). В результате роста скорость реакции нулевого порядка возрастает со временем от эксперимента 1 к эксперименту 8, что соответствует увеличению толщины пленки. Толщина пленки не влияет на скорость реакции с порядком 1/2, как и предсказывает теория. Точка перехода от порядка 1/2 к 0 меняется с увеличением толщины пленки. |
|
Далее
Безразмерное представление скорости реакции как функции концентрации вне биопленки. При а > 2 реализуются три порядка реакции |
|
Далее
Распределение концентрации в гидравлической пленке и в биопленке для частично проницаемой биопленки. |
|
Далее
Переход между диффузией в гидравлической пленке и гетерогенной реакцией с порядком 1/2 в биопленке. |
|
Далее
Удельная скорость удаления нитрата в реакторе с вращающимся диском в зависимости от концентрации нитрата в водной фазе. |
|
Далее
Иллюстрация частичной проницаемости биопленки и ограничений скорости реакции для двух компонентов. |
|
Далее
Методика изучения кинетики процессов, происходящих в биопленке. Показан порядок проведения расчетов с целью определения кинетических параметров процесса по отношению к обрабатываемому стоку. |
|
Далее
Гетерогенный процесс в реакторе идеального перемешивания. |
|
Далее
Массовый баланс для погружного фильтра, в котором протекает гетерогенная реакция. Распределение концентрации биомассы на фильтре подчиняется реакции нулевого порядка. |
|
Далее
Биофильтр без рециркуляции. В данном случае во вторичном отстойнике могут использоваться любые механизмы разделения — осаждение, флотация, центрифугирование, могут применяться мембраны и т. д. |
|
Далее
Биофильтр с рециркуляцией. Разделение во вторичном отстойнике может быть проведено путем осаждения, флотации, центрифугирования, с помощью мембран и т. д. |
|
Далее
Классический капельный фильтр. Фильтр на нижней фотографии частично засорен (запружен). |
|
Далее
Погружной биофильтр с неподвижной загрузкой, состоящей, например, из небольших элементов (5-10 мм в диаметре) или элементов с развитой поверхностью, обеспечивающих равномерное распределение стока внутри фильтра. |
|
Далее
Фильтр с расширенным слоем. В рабочем состоянии и в состоянии покоя. Толщина слоя в работающем фильтре увеличивается обычно на 30-40%. |
|
Далее
Фильтр с псевдоожиженным слоем. В рабочем состоянии толщина слоя обычно увеличивается на 100%. Контролировать состояние биопленки можно несколькими способами. Один из них (показан на рисунке) состоит в том, что биопленка сбрасывается с частиц носителя при интенсивном перемешивании, после чего биопленка и носитель разделяются осаждением. |
|
Далее
Подвижный фильтр с перемешиванием. Загрузка фильтра обычно представлена различными видами пористого или непористого полимерного материала. |
|
Далее
Реактор с вращающимися дисками. Диски часто разделены на последовательно расположенные секции. Как и при использовании других типов реакторов с биофильтрами, перед подачей стока на фильтр необходимо провести его хорошее механическое разделение. |
|
Далее
В реальной жизни биофильтры должны быть способны удалять взвешенные органические вещества. На фотографии — очистная станция с биофильтром ВюсагЬоп в Мейзио (Франция). |
|
Далее
Степень гидролиза как функция скорости потока воды, площади поверхности биопленки и объема воды [21]. |
|
Далее
Эффективность обработки как функция нагрузки в реакции с порядком 1/2 и со степенью гидролиза 1,0 [20]. |
|
Далее
Расчет массового баланса на участке границы водной фазы и биопленки [22]. |
|
Далее
Схематическое изображение реакторов нитрификации (14 — аммоний и его производные), а — реактор с активным илом; б — биофильтр. |
|
Далее
Соотношение между температурой и необходимым возрастом аэробного ила для процесса нитрификации в системе с активным илом. Концентрация кислорода 2 г/м3. При более высоких концентрациях растворенного кислорода кривая располагается ниже. |
|
Далее
Распределение концентраций четырех компонентов, диффундирующих внутрь пленки и из нее [3]. |
|
Далее
Соотношение между расходуемыми в биопленке компонентами определяет, какой из них лимитирует скорость реакции [3]. |
|
Далее
Экспериментальное подтверждение отрицательного влияния органического вещества на скорость нитрификации на биофильтре [1, 2]. |
|
Далее
Примеры одно- и двухстадийных систем с активным илом, используемых для нитрификации. |
|
Далее
Примеры систем с биофильтрами, используемых для нитрификации. |
|
Далее
Типичная для Дании конструкция одноиловой системы, предназначенной для нитрификации городских стоков (очистная станция Марслет, Дания). |
|
Далее
Система с контактной стабилизацией, предназначенная для (частичной) нитрификации. |
|
Далее
Типичная одноиловая система с чередующимся режимом работы для нитрификации городских стоков (станция Бординг, Дания). |
|
Далее
Операционный цикл одноиловой системы с чередующимся режимом работы. В фазах А и С реактор нитрификации подготавливается к тому, чтобы стать отстойником. После того как это произойдет, сточная вода направляется в один конец функционирующего отстойника (сточная вода не успевает вытечь до переключения на фазы В или D). |
|
Далее
Система нитрификации с рассредоточенной подачей сточной воды. |
|
Далее
Общий объем системы в двухстадийной схеме очистки и его распределение между двумя реакторами как функция состава сточной воды. За сутки вместе со сточной водой, поступающей в первый реактор, в систему поступает 1000 кг ХПК и 100 кг общего азота. |
|
Далее
Традиционный капельный фильтр с щебеночной загрузкой, в котором при низкой нагрузке и высокой температуре может проходить нитрификация (очистная станция Хаммель, Дания, 1977 г.). |
|
Далее
Типичные колебания степени нитрификации в традиционном биофильтре с низкой нагрузкой (очистная станция Лундтофте, Дания). |
|
Далее
Реакторы с вращающимися дисками для нитрификации городских стоков. |
|
Далее
Двухстадийная система |
|
Далее
Схема и операционный цикл двух типов систем для нитрификации городских стоков. |
|
Далее
Колебания параметров подаваемого и обработанного стоков на станции нитрификации [7]. |
|
Далее
Типичные изменения концентрации общего азота в обработанном стоке на станции нитрификации при возникновении критических ситуаций в холодное время года. Пики, относящиеся к весеннему периоду, отражают высокое содержание аммония на выходе из системы. Станция «Сохолт» (Силькеборг, Дания). |
|
Далее
Иллюстрация основных принципов проектирования реакторов с вращающимися дисками для нитрификации. |
|
Далее
Схематическое изображение систем для проведения обособленной денитрификации (Д). а —реактор активным илом; б —биофильтр. |
|
Далее
Результаты измерения концентраций на выходе из биофильтра полного вытеснения [4]. |
|
Далее
Пример реакции с порядком 1/2. Фильтр состоит из частиц гравия размером 3-5 мм, покрытых биопленкой, на которой нитрат превращается в газообразный азот. Температура 17“С [5]. |
|
Далее
Схема комбинированного процесса нитрификации/денитри-фикации в реакторе с активным илом. |
|
Далее
Денитрификация в биопленке может протекать даже в том случае, если в свободной воде создаются аэробные условия. Нитрат диффундирует сквозь аэробную часть биопленки, и денитрификация происходит в аноксической зоне. Справа показано, что в отсутствие кислорода скорость денитрификации выше, чем в его присутствии. |
|
Далее
Массовый баланс в комбинированном процессе нитрификации/денитрификации (Н/Д) на фильтре. |
|
Далее
Устройство систем денитрификации |
|
Далее
Типы фильтров для денитрификации. |
|
Далее
Станция очистки промышленных стоков, содержащих нитрат. Денитрификация проводится обособленно. |
|
Далее
Типичная станция с последующей денитрификацией, где источником органического вещества служит сам ил. |
|
Далее
Постденитрификация с добавлением источника углерода. Если этот источник углерода содержит аммоний, но необходима рециркуляция (показана пунктирной линией). |
|
Далее
Денитрификация с чередованием циклов. |
|
Далее
Центральная станция очистки воды в Фредерикзунд (Дания). |
|
Далее
Смена циклов нитрификация/денитрификация в одном реакторе (БЕШ-реактор или окислительный канал). Если на станции существуют отстойники, то фазы В и Г можно опустить, и обработанный сток будет выходить из реактора также на фазах А и Б. |
|
Далее
Одновременное проведение нитрификации и денитрификации в реакторе со сменой аэробных и аноксических условий. |
|
Далее
Денитрифицирующий фильтр (с загрузкой из полимерного материала или вращающимися дисками) с постоянным отделением ила. |
|
Далее
Денитрифицирующие фильтры. На верхней схеме |
|
Далее
Одновременная нитрификация и денитрификация. Для построения графиков использованы константы полунасыщения из уравнения Моно для нитрификации и денитрификации [21]. |
|
Далее
Концентрационные профили нитрата и растворенного азота в погружном фильтре [8]. |
|
Далее
Распределение концентрации растворенного азота в денитрифицирующей биопленке. Поверхность раздела находится в равновесии с внешней средой. При концентрации нитрата в толще воды выше, чем 6 г N0-7 — 1Ч/м3, происходит перенасыщение [8]. |
|
Далее
В результате перенасыщения биопленки свободным азотом на поверхности раздела между подложкой и биопленкой образуются пузырьки [8]. |
|
Далее
Пример расчета рН-профилей в денитрифицирующей биопленке при различных значениях pH (7,0-8,0) и щелочности (0,3-3,0 мэкв/л) в толще воды [10]. |
|
Далее
Чередование режимов нитрификации/денитрификации. Концентрации МН^ и N0^ измерялись в режиме работающего реактора, с помощью точечного отбора проб, а также рассчитывались в соответствии с моделью [16]. |
|
Далее
Схема экспериментальной станции [17]. Модельные расчеты относятся только к двум реакторам, работающим в чередующемся аноксическом/аэробном режиме. |
|
Далее
Схема процесса биологического удаления фосфора (Р). |
|
Далее
Биологическое удаление фосфора (Р) в сочетании с нитрификацией и денитрификацией (Д + Н). Используется внутренний источник углерода. Обработка в анаэробном реакторе не обязательно должна соответствовать первой стадии процесса, она может быть включена между стадиями нитрификации и денитрификации. |
|
Далее
Реактор для биологического удаления фосфора. Станция Оденсе (Дания). |
|
Далее
Биологическое удаление фосфора с дополнительным источником углерода. |
|
Далее
Биологическое удаление фосфора (Р) с использованием внутреннего источника легко разлагаемого органического субстрата, образующегося в результате гидролиза (Г). Д + Н — процесс нитрификации /денитрификации. |
|
Далее
Биологическое удаление фосфора (Р) в сочетании с удалением органического вещества без нитрификации/денитрификации (аэроб-ный/аноксический процесс, или РЬогескж). |
|
Далее
Схемы различных установок для биологического удаления фосфора. |
|
Далее
Использование аноксической стабилизации ила для уменьшения концентрации нитрата, попадающего в анаэробный реактор. |
|
Далее
Схема процесса анаэробной очистки сточных вод. |
|
Далее
Процесс анаэробной очистки со взвешенной биомассой (со слоем ила). |
|
Далее
Необходимый возраст ила при анаэробной очистке воды в зависимости от температуры. |
|
Далее
Станция очистки с двумя отдельными анаэробными реакторами. Эта схема пригодна для очистки стоков с высоким содержанием взвешенных веществ. |
|
Далее
Контактный процесс при анаэробной очистке. |
|
Далее
Способы отделения ила при анаэробной очистке. |
|
Далее
Анаэробный контактный процесс (Копенгаген, Дания). Отделение ила происходит в полочном отстойнике. Эта станция была построена в 70-е годы и с тех пор несколько раз расширялась. |
|
Далее
В верхней части реактора имеется специальное устройство, разделяющее газ, воду и ил. Такие реакторы пригодны для обработки стоков с высоким содержанием уксусной кислоты, например, ферментированных стоков сахарных производств. |
|
Далее
Анаэробный фильтр с неподвижной загрузкой. Пригоден для предварительной обработки теплых стоков пищевой промышленности. Газ собирают в верхней части фильтра. |
|
Далее
Различные анаэробные процессы, происходящие на фильтрах. Обычно после этой стадии отстойник не используется. Высота псевдоожиженного слоя регулируется путем удаления части загрузки (на рисунке не показано), которая после обработки затем возвращается в реактор. Отработанный ил может поступать на обработку отдельно или может смешиваться с потоком обработанной воды. |
|
Далее
Запуск анаэробного реактора [10]. |
|
Далее
Основная схема химического удаления фосфора. |
|
Далее
Схематическое представление процесса осаждения. |
|
Далее
Дозирование солей железа для осаждения фосфора. Станция очистки «Сиолунда» (Мальмё, Швеция). |
|
Далее
Схематическое представление коллоидной гидрофильной белковой частицы, окруженной «связанной» водой [4]. |
|
Далее
Схематическое представление двойного слоя ионов вокруг коллоидной частицы с отрицательно заряженной поверхностью [4]. |
|
Далее
Изменение электрического потенциала вокруг заряженной гидрофильной коллоидной частицы [4]. |
|
Далее
Пример распределения дзета-потенциала (а следовательно, и распределения заряда) среди частиц в сточной воде [5]. |
|
Далее
Изменения поверхностного заряда органической частицы с изменением pH. |
|
Далее
Изменение поверхностного заряда при обмене с ионами кальция. |
|
Далее
Изменения поверхностного заряда неорганической частицы с изменением pH (Ме — атом металла). |
|
Далее
Взаимодействие между частицами как функция расстояния между ними [4]. Если расстояние между частицами меньше, чем а, притяжение преобладает и возможно образование первичных частиц. |
|
Далее
Схема флокуляционной камеры. |
|
Далее
Образование флокул из первичных частиц. Считается, что флокулы способны оседать, а первичные частицы не способны. |
|
Далее
Флокуляция в последовательно соединенных реакторах идеального перемешивания. |
|
Далее
Зависимость степени флокуляции от времени гидравлического удерживания в и числа камер флокуляции п при использовании в качестве осадителя А13+ и при в = 20 с-1 (верхний рисунок). Зависимость степени флокуляции от времени гидравлического удерживания в и типа осадителя при использовании двух последовательно соединенных камер флокуляции [6] (нижний рисунок). |
|
Далее
Примеры схем станций очистки воды, включающих стадию удаления фосфора. Сверху вниз |
|
Далее
Станция одновременного осаждения «Сохолт» (Силькеборг, Дания). Осаждение происходит под действием сульфата железа(П). Одновременное осаждение — наиболее распространенный метод удаления фосфора. Необходимо, однако, принимать меры для устранения шума, запаха и образования аэрозолей, которыми сопровождается данный процесс. С этой целью моторы ротора (слева от моста) заключают в бетонную оболочку и используют изолирующие материалы для улавливания аэрозолей. На нижней фотографии показана емкость, в которой хранится сульфат железа. |
|
Далее
Методы доочистки, позволяющие получить низкую концентрацию фосфора на выходе. |
|
Далее
Станция инфильтрации в Виоль-ле-Форт (Прованс, Франция). Обратите внимание на растения на заднем плане — это кустарниковый тип растительности, устойчивый к засухе. Раньше здесь были леса, исчезнувшие в результате неконтролируемой вырубки. |
|
Далее
Одновременное осаждение сульфатом железа(Н). Зависимость концентрации растворенного фосфора от pH и концентрации кальция при различных значениях молярных отношениях Ре/Р (1,0, 1,5 и 2,0) [4]. |
|
Далее
Расчет распределения активных гетеротрофных и авто-трофных бактерий в биопленке, проведенный с использованием модели [4]. |
|
Далее
Экспериментально определенные скорости нитрификации в биопленке при различных концентрациях аммония в толще воды [4]. |
|
Далее
Результаты статистического анализа процесса при низких температурах на очистной станции; показано число дней с температурой ниже указанной температуры за 1 г. и за 5 лет (заштрихованные области отражают неопределенность оценки результатов, связанную с оценкой эффекта теплопереноса) [6]. |
|
Далее
Скорость нитрификации при 7°С. Приведены прогнозируемые значения и результаты измерений в периодическом режиме (•) и в режиме работающей полномасштабной станции (о). |
|
Далее
Нормализация процесса нитрификации на пилотной установке. Благодаря усилиям, направленным на снижение ингибирующего влияния промышленных стоков, скорость нитрификации достигла и превзошла нормализованное проектное значение [6]. |
|
Далее
Отношение количества нитрифицирующих бактерий к общему количеству биомассы в двух пилотных установках [6]. |
|
Далее
Моделирование концентрации аммония и нитрата в аэротен-ке [15]. |
|
Далее
Скорость нитрификации, оцененная из данных, аналогичных показанным на рис. 11.7 (треугольники), а также результаты моделирования (кружки) [8]. |
|
Далее