Факультативная лагуна - Википедия - Facultative lagoon

Факультативные лагуны являются разновидностью пруд-стабилизация отходов используется для биологической очистки промышленных и бытовых Сточные Воды. 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

Первый пруд

1. Факультативная лагуна в пруду функционирует как основной осветлитель традиционного очистка сточных вод система. Тяжелые твердые частицы осядут на дно лагуны, а более легкие будут плавать. В этой факультативной лагуне нет ил способность удаления первичного осветлителя, поэтому совокупность анаэробные организмы колонизирует накопившийся ил на дне лагуны. Площадь поверхности лагуны должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить атмосферный кислород скорость переноса достаточна для предотвращения анаэробных условий на поверхности лагуны. На промежуточных глубинах лагуны обитают факультативные микроорганизмы, способные окислять как растворенные, так и взвешенные органические вещества из исходных сточных вод и продуктов анаэробного воздействия. катаболизм на дне лагуны.[1][2]

Районы с постоянно прохладным, но незамерзающим климатом могут поддерживать факультативные условия в первом стабилизационном пруду при очистке слабозагрязненной воды при низких температурах, благоприятных для высоких концентраций растворенный кислород с низким скорость 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]

Последующая полировка прудов

Факультативная лагуна (пруд-полировка), обеспечивающая доочистку после построенное водно-болотное угодье 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 очистки может быть пригоден для сброса в естественные водоприемники.[5]

Перенос кислорода и водоросли

Неприемлемые запахи вероятны, когда скорость переноса кислорода с поверхности лагуны меньше, чем скорость потребления кислорода на нижних уровнях лагуны. 1 акр (4000 м2) факультативная лагуна 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 в теплую погоду превысят долгосрочные нормы загрузки отходов.[5] Водоросли может обеспечивать поверхность кислородом в дневное время, но для дыхания водорослей 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 создать анаэробные условия на поверхности лагуны.[1]

Пруды произвольной стабилизации стратифицировать с 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] Однако водоросль фотодыхание может потреблять кислород в ночное время, когда темно. Пруды для стабилизации отходов с большими популяциями водорослей могут дневной 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

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

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 Падение на поверхность лагун и прудов-полиров увеличивает объем сточных вод, требующих сброса. 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 ощутимый вклад в биохимическая потребность в кислороде (BOD) и общее количество взвешенных твердых частиц (TSS) концентрации, при которых 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 быть не очевиден в течение типичного 5-дневного теста.[10] Агентство по охране окружающей среды США правила 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

Факультативная лагуна может быть заменена вентилируемая лагуна как первый пруд в серии. Аэрируемые лагуны имеют механические аэраторы, которые минимизируют анаэробные зоны за счет полного перемешивания лагуны для достижения катаболизма посредством процесса, называемого расширенная аэрация.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ а б Меткалф и Эдди (1972), стр. 552-554
  2. ^ Эшворт, Дж; Скиннер, М. (19 декабря 2011 г.). «Руководство по проектированию пруда-стабилизации отходов» (PDF). Энергетическая и водная корпорация. Архивировано из оригинал (PDF) 7 марта 2017 г.. Получено 11 февраля 2017.
  3. ^ Рид, Джордж К. (1961). Экология внутренних вод и эстуариев. Компания Ван Ностранд Райнхольд. п.11.
  4. ^ Хаммер, Марк Дж. (1975). Водоснабжение и очистка сточных вод. Джон Вили и сыновья. С. 399–402. ISBN  0-471-34726-4.
  5. ^ а б c d Хаммер (1975), стр. 399-402
  6. ^ Ярмарка, Гейер и Окун (1968), стр. 34-11.
  7. ^ а б Цинциннати, О. (29 июня 2010 г.). Отображение документов НЕПИС.
  8. ^ Сазерсон, Сутан С. (2001). Естественные и усовершенствованные системы восстановления. CRC Press. п. 279. ISBN  1420033069.
  9. ^ Рид (1961) стр.115
  10. ^ Уэстон (1971) с.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.

Рекомендации

  • 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 очистка сточных вод. 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.