Активный ил и его свойства

Биологическая очистка в искусственных условиях.

Может осуществляться взвешенным слоем хлопьев ила, называемого активным, через который протекает сточная вода.

Такой процесс осуществляется в азротенках, когда активный ил находится в свободноплава-ющем состоянии, или прикреплен к загрузке из ершей.

Второй вариант, когда сточная вода фильтруется через крупнозернистый материал, покрытый биоплёнкой, образованной колониями микроорганизмов. Этот процесс осуществляется в биофильтрах.

Биоценоз активного ила и биопленки при очистки одной и той же воды идентичны, но количественное соотношение различных видов микроорганизмов различно.

Активный ил и биоплёнка - это сложное сообщество различных групп: бактерий, простейших, грибов, водорослей, вирусов, некоторых высших организмов (коловратки, черви, клещи). До 30% биомассы пленки составляют грибы (сопроплесневые, дрожжевые и т.д.). Развитие грибов в активном иле незначительное, в чем наиболее существенное различие в микрофлоре илов аэротенков и биофильтров. В биоплёнке развиваются так же высшие водные организмы: клещи, мушки, но их роль в очистке незначительна.

Основная роль в биологической очистке принадлежит бактериям, число которых составляет 10⁸...10¹⁴ клеток на г сухого вещества. Ил имеет развитую поверхность до 100 м² на 1 г сухого вещества. Размер клеток от 0,1 до 3 мм и >, рН = 4...9, заряд на 80% отрицательный.

В основном состав бактериальной микрофлоры зависит от:

состава сточных вод;

условий работы сооружений;

количества растворенного кислорода;

температуры, рН;

нагрузки на ил;

соотношения загрязнений и микроорганизмов;

гидродинамики потоков и т.д.

Свойства активного ила.

Важным свойством активного ила является его способность к хлопьеобразованию и седиментации, происходящих в результате взаимодействия высокомолекулярных внеклеточных полимеров (полисахаридов, белков, РНК, ДНК), аккумулирующихся на оболочке клетки в стадии эндогенной фазы развития культуры. Флокуляцию можно усилить добавлением неорганических веществ (каолин, кремнезем, сульфат аммония). На флокуляцию оказывают влияние: перемешивание, температура, дозирование флокулянта, рН.

Активный ил подвержен “вспуханию”, вызванному развитием нитчатых бактерий. Причинами, вызывающими вспухание являются:

уменьшение концентрации растворенного кислорода;

избыточное количество углеводов в исходной воде;

недостаток азота, фосфора;

резкие изменения нагрузок на ил и т.д.

Вспухший ил обладает чрезвычайно развитой поверхностью, имеет очень высокую очистительную способность. Но его невозможно отделить от воды, поэтому нормальная работа очистных сооружений со вспухшим илом невозможна.

Способность к омолаживанию. В активном иле практически всегда развиваются простейшие микроорганизмы. Простейшие питаются бактериями, поддерживая бактериальное равновесие в активном иле. Поедая старые малоподвижные клетки, простейшие способствуют омоложению ила. Усваивая еще и загрязнения, простейшие обеспечивают дополнительное осветление воды. Простейшие являются показателем работы сооружений биологической очистки. (Например при недостатке О₂ они становятся прозрачными, набухают и лопаются).

Показатели характеризующие активный ил.

Состояние активного ила можно оценить величиной его окислительной мощности (ОМ), т.е. способностью обеспечить окисление органических веществ биомассой активного ила, находящегося в 1 м³ объема аэротенка в течении одного часа (г БПК/м³час). Обычно аэротенки городских очистных станций имеют ОМ на уровне 25 - 60 г БПК/м³час. С помощью прикрепленных микроорганизмов можно довести ОМ до 250 г БПК/м³час.

ОМ = .

Другим показателем ила является его возраст (В). Возраст равен В = (например: концентрация активного ила = 2,5 г/л; прирост Пр = 0,25 г/л) В = 10 суток. Желательно иметь возраст = 7 - 15 суток. Чем меньше возраст ила, тем выше его ОМ, но молодой ил плохо разрушает трудноокисляемые вещества. Старый ил, как правило, содержит больше нитрификаторов, т.е. способен окислять азотсодержащие вещества, но имеет низкую ОМ, т.к. имеет низкую скорость окисления загрязнений (). В аэротенках продленной аэрации величина В = 18 - 25 суток. Такой ил обеспечивает и нитрификацию, и способен осуществлять аэробную стабилизацию микроорганизмов.

Важным показателем аэротенков является нагрузка на ил (). Чем больше нагрузка на ил тем меньше в иле простейших и мелких животных (т.е. большую часть ила составляют бактерии). Высоконагруженный ил имеет высокий иловый индекс хуже оседает. Целесообразно нагрузку на активный ил не превышать 600 г/кг сутки. В то же время, если оценить нагрузку переходя от ОМ к нагрузке, то получим: = 600 гО₂/кг сутки; = гО₂/кг час = 25 гО₂/кг час; если в 1 м³ объема аэротенка содержится 2 кг ила, ОМ и возраст взаимосвязаны, то нельзя перегружать аэротенки ни по загрязнениям органического характера, ни по взвешенным веществам, т.к. сразу ухудшается качество очистки. Можно ожидать сохранения высокого качества очистки при увеличении подачи взвесей на био-реакторы лишь при наличии прикрепленных микроорганизмов, поскольку их возраст не зависит от прироста, а седиментационные свойства ила не влияют на количество биомассы в биореакторе.

Иловый индекс (J) - объем активного ила в мл после 30 минут отстаивания, отнесенный к 1гр. сухого вещества.

Хорошо оседающий ил - J=100...120 мл/г;

Глубоко минерализованный -J= 60...90 мл/г;

“Вспухший “ -J> 150...200 мл/г.

Дата добавления: 2014-01-11