Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Факультативные лагуны - это пруд-стабилизация отходов, используемый для биологической очистки промышленных и бытовых сточных вод . Сточные воды или органические отходы от обработки пищевых продуктов или волокна могут катаболизироваться в системе построенных прудов, где имеется достаточное пространство для обеспечения среднего времени удержания отходов, превышающего месяц. Ряд прудов предотвращает смешивание неочищенных отходов с очищенными сточными водами и позволяет лучше контролировать время пребывания отходов для обеспечения равномерной эффективности очистки.

Факультативная лагуна в Кении.

Основы [ править ]

Первый пруд [ править ]

1. Факультативная лагуна в пруду функционирует как основной осветлитель в традиционной системе очистки сточных вод . Тяжелые твердые частицы осядут на дно лагуны, а более легкие будут плавать. В этой факультативной лагуне отсутствует способность удаления ила , как у первичного осветлителя, поэтому популяция анаэробных организмов будет колонизировать накопившийся ил на дне лагуны. Площадь поверхности лагуны должна быть достаточно большой, чтобы обеспечивать кислородом атмосферу.скорость переноса достаточна для предотвращения анаэробных условий на поверхности лагуны. Промежуточные глубины лагуны поддерживают факультативные микроорганизмы, способные окислять как растворенные, так и взвешенные органические вещества из исходных сточных вод и продукты анаэробного катаболизма на дне лагуны. [1] [2]

Районы с постоянно прохладным, но незамерзающим климатом могут поддерживать факультативные условия в первом стабилизационном пруду при обработке слабозагрязненной воды при низких температурах, благоприятных для высоких концентраций растворенного кислорода с низким уровнем метаболизма . Факультативная стратификация пруда становится нестабильной в холодную погоду, увеличивая выделение зловонного газа, когда температура воды опускается ниже 4 градусов по Цельсию (39 градусов по Фаренгейту); [3]а образование льда на поверхности пруда эффективно предотвращает перенос атмосферного кислорода в биом пруда. Стабилизационные пруды в климате со значительными сезонными колебаниями температуры могут выделять зловонный газ в сезон повышения температуры, поскольку биом пруда потребляет отходы, накопленные в холодную погоду, с увеличением скорости метаболизма, превышающей скорость переноса атмосферного кислорода на поверхности пруда. [4]

Последующие шлифовальные пруды [ править ]

Факультативная лагуна (полирующий пруд), обеспечивающая третичную очистку после построенного водно-болотного угодья в Гамбурге-Аллермёэ, Германия

Перелив из факультативной лагуны может быть направлен через один или несколько промысловых прудов, поддерживающих более низкие популяции анаэробных микроорганизмов и более высокую долю аэробных организмов, приспособленных к выживанию при более низких концентрациях органического материала. Сточные воды из пруда окончательной полировки могут быть пригодны для сброса в природные водоприемники. [5]

Перенос кислорода и водоросли [ править ]

Неприятные запахи вероятны, когда скорость переноса кислорода с поверхности лагуны меньше, чем скорость потребления кислорода на нижних уровнях лагуны. Факультативная лагуна площадью 1 акр (4000 м 2 ) может обеспечить 50 фунтов кислорода в день (5 граммов кислорода на квадратный метр в день) для биохимического катаболизма. Биологическая активность в пределах факультативной лагуны напрямую зависит от температуры. Теплая погода потребует больших скоростей переноса кислорода, а накопление отходов в холодную погоду может привести к тому, что краткосрочные потребности в кислороде для теплой погоды превысят долгосрочные нормы загрузки отходов. [5] Водоросли могут обеспечивать поверхность кислородом в дневное время, но для их дыхания может потребоваться дополнительный кислород в темное время суток. [6] Коврики из льда или накипи могут уменьшить поверхность переноса кислорода. Некоторые факультативные лагуны используют механические поверхностные аэраторы для увеличения переноса кислорода из атмосферы, но глубина перемешивания аэратора не должна повторно суспендировать анаэробный ил со дна лагуны. Работа аэратора может быть ограничена периодами большого количества отходов, высоких температур, темноты, низкой скорости ветра или других условий, которые могут вызвать анаэробные условия на поверхности лагуны. [1]

Пруды для произвольной стабилизации стратифицированы аэробным поверхностным слоем и анаэробным слоем под поверхностью. Аэробный поверхностный слой ограничивает выделение зловонного газа из анаэробной бентосной зоны. Водоросли и цианобактерии обычно растут в аэробной зоне и обеспечивают бактерии в пруду большим количеством кислорода в дневное время. [7] Тем не менее, фотодыхание водорослей может потреблять кислород в ночное время, когда темно. В прудах-стабилизации отходов с большими популяциями водорослей могут наблюдаться значительные суточные колебания концентрации кислорода с пиком во второй половине дня и минимумом на рассвете. [8]

Виды водорослей, растущих в прудах для обработки, включают зеленые, красные и коричневые водоросли. Окружающая среда. [7]

Минимальная температура [ править ]

Вертикальная стратификация, включая аэробный поверхностный слой, анаэробный нижний слой и факультативный промежуточный слой, необходима для правильного функционирования факультативной экосистемы лагуны. Стратификация поддерживается термальным градиентом прохладной плотной воды на дне лагуны, перекрытой более теплой, менее плотной водой на поверхности. Этот температурный градиент становится нестабильным, когда вода достигает максимальной плотности при 4 градусах Цельсия (39 градусов по Фаренгейту). Факультативные лагуны непрактичны в холодном климате, потому что лагуны перестают функционировать, когда более прохладные температуры воздуха понижают температуру воды ниже этого критического значения. [9]

Соображения по дизайну [ править ]

Инертные твердые частицы в сточных водах будут накапливаться на дне лагуны и постепенно уменьшать глубину до тех пор, пока не останется недостаточно места для факультативной зоны. Глубина лагуны от 2 до 5 футов (от 60 до 150 см) предпочтительна для эффективного лечения. Параллельные факультативные лагуны с общими прудами для очистки позволяют продолжать очистку сточных вод, в то время как одна лагуна не работает для удаления шлама. [5]

Осадки, падающие на поверхность лагун и прудов для очистки, увеличивают объем сточных вод, требующих удаления. И наоборот, в засушливом климате объем сточных вод может быть уменьшен за счет испарения с поверхности воды.

Питательные вещества сточных вод могут вызывать продолжающийся рост водорослей в прудах для полировки после того, как исходные отходы были катаболизированы. Водоросли могут вносить измеримый вклад в биохимическую потребность в кислороде (БПК) и концентрацию общих взвешенных твердых частиц (TSS), если правила сброса включают ограничения на эти концентрации. [5] Вклад водорослей в TSS имеет тенденцию к пику в летние месяцы, но долгосрочный БПК разлагающихся водорослей может не быть очевидным в течение типичного 5-дневного теста. [10] Агентство по охране окружающей среды СШАправила описывают факультативные лагуны как обеспечивающие «обработку, эквивалентную вторичной обработке», когда 65 процентов поступающих БПК и СТШ удаляются, а концентрации БПК и СТШ в сточных водах не превышают в среднем за 7 дней 65 мг / л и в среднем за 30 дней 45 мг / л. Отдельные государства могут устанавливать альтернативные ограничения по сбросам. [11]

Подобные процессы [ править ]

Факультативную лагуну можно заменить аэрируемой лагуной в качестве первого пруда в серии. Аэрируемые лагуны имеют механические аэраторы, которые минимизируют анаэробные зоны за счет полного перемешивания лагуны для достижения катаболизма посредством процесса, называемого расширенной аэрацией .

См. Также [ править ]

  • Перечень технологий очистки сточных вод

Примечания [ править ]

  1. ^ a b Меткалф и Эдди (1972), стр. 552-554
  2. ^ Ашворт, J; Скиннер, М. (19 декабря 2011 г.). «Руководство по проектированию пруда-стабилизации отходов» (PDF) . Энергетическая и водная корпорация. Архивировано 7 марта 2017 года из оригинального (PDF) . Проверено 11 февраля 2017 года .
  3. ^ Рид, Джордж К. (1961). Экология внутренних вод и эстуариев . Компания Ван Ностранд Райнхольд. п. 11 .
  4. ^ Хаммер, Марк Дж. (1975). Водоснабжение и водоотведение . Джон Вили и сыновья. С. 399–402. ISBN 0-471-34726-4.
  5. ^ Б с д молот (1975) pp.399-402
  6. ^ Ярмарка, Гейер и Окун (1968), стр. 34-11
  7. ^ a b Цинциннати, О. (29 июня 2010 г.). Показ документов НЕПИС .
  8. ^ Sutherson, Suthan S. (2001). Естественные и усовершенствованные системы реабилитации . CRC Press. п. 279. ISBN 1420033069.
  9. ^ Reid (1961) стр.115
  10. ^ Weston (1971) p.7-1
  11. ^ Агентство по охране окружающей среды США (EPA), Вашингтон, округ Колумбия «Обработка, эквивалентная вторичной обработке». Свод федеральных правил, 40 CFR 133.105 . Проверено 4 мая 2013 г.

Ссылки [ править ]

  • Ярмарка, Гордон Маскью; Гейер, Джон Чарльз и Окун, Дэниел Александр (1968). Водоснабжение и водоотведение, Том 2 . Джон Вили и сыновья. ISBN 0-471-25131-3.
  • Хаммер, Марк Дж. (1975). Водоснабжение и водоотведение . Джон Вили и сыновья. ISBN 0-471-34726-4.
  • Меткалф и Эдди, Inc. (1972). Очистка сточных вод . Книжная компания McGraw-Hill. ISBN 0-07-041675-3.
  • Рид, Джордж К. (1961). Экология внутренних вод и эстуариев . Компания Ван Ностранд Райнхольд.
  • Уэстон, Рой Ф. (1971). Руководство по технологическому проектированию для модернизации существующих очистных сооружений . Агентство по охране окружающей среды США.
  • EPA (2002). «Факультативные лагуны». Информационный бюллетень по технологии очистки сточных вод. Документ №. EPA 832-F-02-014.