В результате жизнедеятельности микроорганизмов (далее м/о), содержащихся в активном иле, обеспечивается их постоянное увеличение (прирост), которое нарушает соотношение между массой м/о и количеством поступающих загрязнений.
Активный ил – это смесь биомассы микроорганизмов и загрязняющих веществ с поступающими в аэротанк сточных вод. Видовой состав активного ила – вид под микроскопом:
Видовой состав активного ила (АИ) прежде всего, зависит от состава поступающих в аэротанк стоков, что есть питательной средой для метаболизма микрофлоры ила. Количество микрофлоры активного ила – это есть биомасса.
Видовой состав активного ила (биомассы) включает в себя бактерии, простейшие, микроскопические грибы (актиномицеты), амебы, инфузории, коловратки, черви (нематоды) и т. д. Простейшие микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности поедают бактерии, что способствует омолаживанию популяции и приросту активного ила Ил начинает испытывать недостаток кислорода – «голодать», что приводит к ухудшению результата его деятельности и ухудшению очистки сточных вод. Поэтому в процессе эксплуатации требуется постоянно выводить из аэрационной системы излишки активного ила. Однако следует помнить, что слишком большое снижение концентрации ила может вызвать перегрузку м/о, в результате чего снизится их активность, а следовательно, ухудшится качество очистки воды.  Одним из показателей состояния активного ила (его качества) является иловый индекс (ИИ). Под этим термином понимают объём (1 мл) активного ила после отстаивания в течение 30 мин, отнесенный к 1 г сухого вещества. Величина илового индекса зависит от нагрузки загрязнений по БПК20 на 1 г беззольного вещества ила. На рисунке приведена зависимость илового индекса от нагрузки на ил. Оптимальной величиной нагрузки считают такую, при которой ИИ не превышает 100 см3/г. Зимой и в районах с суровым климатом для обеспечения необходимого качества очистки нагрузка должна быть ниже. Летом или в южных районах нагрузка на ил может повышаться. При ИИ более 100 см3/г активный ил занимает большой объём, становится лёгким, теряет хлопьевидную структуру, плохо оседает, не уплотняется и в большом количестве выносится из вторичных отстойников, ухудшая эффективность работы очистных сооружений. Для непрерывного протекания биохимического процесса в аэротенки постоянно должен подаваться возвратный (циркуляционный) активный ил. Этот рецикл обеспечивается перекачкой осаждённого во вторичных отстойниках активного ила обратно в аэротенки. Объём возвратного ила, удаляемого из вторичных отстойников, обычно составляет 30 – 50 % объёма сточной воды. Он зависит от содержания сухого вещества активного ила во всём объёме сточных вод.
В образовании избыточного ила в аэротенке принимают участие взвешенные, коллоидные и растворённые вещества. Кроме того, прирост ила зависит от полноты окислительного процесса, которая в свою очередь зависит от концентрации ила, продолжительности аэрации, условий снабжения ила кислородом, температуры и других факторов. Количество избыточного ила, рекомендуется, при наличии производственных сточных вод, определять по формуле: U = [Xн.в. – а – Х о.в. + b] / Кп, где U- количество избыточного ила, мг/л; Xн.в. – ХПК неочищенной води; Х о.в. – ХПК очищенной води; а - БПКполн. неочищенной води; b - БПКполн. очищенной води; Кп – ХПК активного ила (1 – 1,2 мг/л). Зная количество избыточного активного ила, объём смеси воды с илом, ежесуточно удаляемой из сооружения, можно посчитать по формуле: п = (UQ)/С2 , где U- количество избыточного ила, г/м3; Q – количество очищенной воды, м3/сут.; С2 – концентрация ила в отбавляемой воде, г/м3. Пусковые работы на аэротенках нельзя проводить без наличия действующих контрольно-измерительных приборов (для измерения количества поступающей сточной воды, её температуры, рН, расхода сжатого воздуха, количество циркуляционного активного ила, количество растворённого кислорода и т. д.). Если проектом эти приборы небыли предусмотрены, измерения параметров технологического контроля в пусковой период наладочная организация производит наиболее доступными техническими средствами. Только после окончания наладочных работ на аэротенках и вторичных отстойниках, когда уже включены системы циркуляции ила (насосы, эрлифты, трубопроводы) и воздушного хозяйства, можно приступать к работам по созданию аэробной микрофлоры – активного ила. Обычно активный ил выращивают в самом аэротенке в тёплый период года. При этом сначала в течение 2 – 3 суток через аэротенк пропускают осветлённую в первичном отстойнике воду, в небольшом количестве (40 – 50 % расчётного) подвергая её аэрации и добавляя в неё задержанные во вторичных отстойниках мелкие хлопья коагулируемой суспензии. Затем подачу воды в аэротенк прекращают, а его содержимое продолжают подвергать непрерывной аэрации, в результате которой происходит развитие микроорганизмов и нарастание ила. Для питания микроорганизмов каждый день в течение 2 – 3 часов в аэротенк добавляют осветлённую сточную воду. За ходом образования и укрупнения хлопьев ила ведут визуальный и индивидуальный контроль, в процессе которого следят за исчезновением в иле аммонийного азота и за появлением нитратов и растворимого кислорода. Каждую смену, или 2 раза в сутки, в стеклянную мерную посуду берут воду из аэротенка, дают ей отстояться 30 мин., а затем определяют объём осевшего на дно ила. Когда объём ила достигнет 25 – 30 % объёма набранной смеси и ил будет представлять однородную суспензию быстроосаждающихся хлопьев ила, можно начинать эксплуатацию аэротенка, постепенно доводя нагрузки до расчётных. При благоприятных условиях пусковой период заканчивается в течение 1 месяца. Для ускорения процесса можно воспользоваться активным илом из аэротенков любой действующей станции, а также прудовым или речным илом, не загрязнённым нефтепродуктами. Перед загрузкой в аэротенк прудового или речного ила из последнего удаляют тяжёлые минеральные примеси (гальку, песок), для чего ил взбалтывают в воде и после 5 – 10 минутного отстаивания сливают в аэротенк, где он аэрируется без очищаемой сточной воды в течение 12 часов. После такой подготовки ила в аэротенк подают сточную воду для очистки (сначала в небольшом количестве, а затем по мере накопления активного ила нагрузку доводят до расчётной). Для очистки большинства городских сточных вод концентрация активного ила в аэротенке должна составлять 1,5 – 2,5 г/л, однако если вторичные отстойники удовлетворительно работают при больших дозах, концентрация ила может быть увеличена при условиях сохранения нормальных нагрузок на ил.
Аэротанк с активным илом: 
В нормально работающем активном иле кроме хлопьев зооглейных скоплений бактерий имеется большое количество простейших организмов (инфузорий), а также встречаются коловратки и черви. При нарушении нормальных условий работы аэротенка в иле развиваются нитчатые бактерии (Sphaerotilus, Cladothrix), ветвистая зооглея (Zoogloea, ramigera), водные грибы и др. Эти формы вызывают вспухание активного ила (резко возрастает ИИ), он плохо оседает во вторичном отстойнике и выносится с очищенной водой. Подачу и распределение воздуха по длине аэротенка производят с учётом способа подачи в аэротенк воды. При сосредоточенном впуске воды в начале аэротенка образуется зона повышенной концентрации загрязнений, в которую надо подавать больше воздуха, чем на последующие участки. Для работы аэротенков важно, чтобы в смеси воды и ила содержалось достаточное количество растворённого кислорода. Концентрация растворённого кислорода перед выходом смеси из аэротенка должна составлять не менее 4 мг/л, (американцы рекомендуют 3 – 5 мг/л при одноразовой пробе или 1 – 5 мг/л при ежечасной пробе). Биологический контроль за биоценозом активного ила помогает обслуживающему персоналу управлять технологическим процессом биохимической очистки в аэротенках. Наличие в активном иле отдельных мелких хлопьев свидетельствует об ухудшении работы аэротенка. Большим недостатком при эксплуатации аэротенков, резко нарушающим весь процесс очистки, является «вспухание» активного ила (при этом ИИ = более 150 мл/г). При «вспухании» ил становится мелким, иловая вода мутной, а вода после отстаивания во вторичных отстойниках не имеет обычного «блестящего» оттенка. Причинами «вспухания» ила могут быть большие нагрузки на ил, недостаточное количество воздуха, подаваемого в аэротенк, высокая или низкая температура поступающей в аэротенк воды, поступление на очистку производственных сточных вод, имеющих повышенное содержание углеводов, которые способствуют интенсивному росту нитчатых бактерий и грибов в активном иле. Если после принятия соответствующих мер (изменение концентрации ила, нагрузки, количества воздуха и т. п.) ликвидировать «вспухание» активного ила не удалось, рекомендуют на некоторое время повысить реакцию среды до 8,5 – 9,5. При таких значениях рН резко подавляется деятельность нитчатых бактерий и грибов. По зарубежным данным, устранить «вспухание» активного ила можно хлорированием возвратного ила (10 – 20 мг хлора на 1 л ила, или 0,3 – 0,6 % по сухому веществу возвратного ила). |
