Погружные дисковые фильтры

Погружные биофильтры делятся на дисковые, шнековые, трубчатые, барабанные. Погружные биофильтры применяются для полной и неполной биологической очистки бытовых и производственных сточных вод с расходами от 1 м³/сут до 150000 м³/сут. Оптимальная область применения - комплексы сооружений про­пускной способностью 500¸1000 м³/сут от отдельно стоящих зданий, малых населенных пунктов, кемпин-гов, домов отдыха, санатори­ев, вахтовых поселков и т.д. В техно-логической схеме станции очистки, погружные биофильтры занимают промежуточное место между сооружениями предва-рительной механической очистки и вторичны­ми отстойниками. Погружные дисковые фильтры состоят из дисков диаметром 1¸5 м, собираемых в пакеты по 30¸180 штук и закрепляемых на горизонтальном валу. Диски выполняются из металла, пластмасс, асбоцемента, тканей; их тол­щина 1¸10 мм. Частота вращения вала составляет 1¸50 об/мин. На поверхности дисков образуется био-пленка, сходная по видовому составу с биопленкой био­фильтров. На погруженной в стоки части диска, происходит сорбция загрязнений из жидкости, затем при повороте диска эти загряз-нения окисляются на воздухе. Часть биопленки отрывается от поверхности и находится в обрабатываемой жид­кости во взве-шенном состоянии аналогично хлопьям активного ила. Поэтому процессы окисления осуществляются как биопленкой, так и активным илом. На­грузка по БПК_ПОЛН на 1 м² поверхности дисков - до 200 г/сут, эффективность очи­стки - 50¸98%. Производительность - до 1000 м³/сут.

Барабанные погружные биофильтры

Этот вид погружных биофильтров состоят из барабана, закреп-ленного на вра­щающемся горизонтальном валу и заполненного загрузочным материалом. Жесткий корпус барабана обтягивается сеткой. В качестве загрузки использу­ют металлические, пластмассовые и асбоцементные гофрированные, перфориро-ванные и гладкие листы, мягкие тканевые и пленочные матери-алы, блочные элементы из пластмасс. Барабаны имеют длину 2¸3 м и диаметр 2¸2,5 м, частота вращения 0,5¸5 об/мин. Процесс очистки сточных вод проводится аналогич­но процессам в дисковых погружных биофильтрах.

Рис.40 Барабанный погружной биофильтр: 1 - первичный отстойник; 2 - вторичный отстойник; 3 – барабанный биофильтр;4 - блок напорной фильтрации; 5 - насос блока напорной фильтрации; 6 - насос гидропривода

Примеры расчетов биофильтров

Пример 1

Исходные данные. Суточный расход сточных вод Q_w = 780 м³/сут; БПК_ПОЛН поступающей сточной воды L_en =185 мг/л; БПК_ПОЛН очищенной сточной воды L_ex = 15 мг/л; среднезимняя температура сточной воды T_w = 13°C; количество БПК_ПОЛН в сточной воде на одного жителя в сутки а=40г/(чел-сут). Рас-читать капельный биофильтр. Расчет: Так как значение БПК_ПОЛН поступающей сточной воды меньше допус­тимого значения (220 мг/л), принимаем капельные биофильтры без рециркуляции. Поформуле: K_bf=L_en/L_ex. Рассчитываем коэффициент K_bf = 185/15=12,3. По табл.12 в соответствии со средне-зимней температурой T_w и рассчитанным значением K_bf подбираем высоту загрузки биофильтра H_bf=2 м и гидравлическую нагрузку q_bf=1,5 м³/(м²-сут). Определяем по формуле: F_bf=Q_w/q_bf. общую площадь биофильтров: F_bf=780/1,5=520м². Принимаем биофильтры круглой формы в плане диаметром D = 12 м с коли­чеством секций n_bf=5 и площадью одной секции:

F=113м².Объем загрузки по формуле:

V_bf=n_bfF₁H_bf,м³ составит V_bf = 5´113´2=1130м³. По формуле:

V_mud=100q_mud·Q_w·L_en/[10⁶(100-P_mud)a] -расчитываем объем избы-точной биопленки: V_mud = 100·8·780·185/10⁶·(100-96)·40 = 0,72 м³/т

Пример 2

Исходные данные. БПК_ПОЛН поступающей сточной воды

L_en=255 мг/л, осталь­ные данные - из примера 1. Рассчитать капельный биофильтр. Расчет: Так как значение БПК_ПОЛН поступающей сточной воды больше допус­тимого значения (220мг/л), принимаем капельные биофильтры с рециркуляцией сточной воды. Расчитываем коэффициент K_bf=L_en/L_ex = 220/15 = 14,7. По табл.12 в соответствии со среднезимней температурой T_w и рассчитанным значением K_bf подбираем высоту загрузки биофильтра H_bf=2м и гидравлическую нагрузку q_bf=1м³/(м²-сут). Наименьшее ближнее к K_bf значение в табл.12

K_bf=(13,8+15,1)/2=14,45 - тогда по формуле:

L_mix=L_ex·K_bf(miх) мг/л.среднее значение БПК_ПОЛН в смеси стоков перед биофильтром составит: L_mix=15·14,45=217 мг/л.

Поформуле:K_rec=(L_en-L_mix)/(L_mix-L_ex)определим коэффициент ре-циркуляции: К_гес = (255- 217)/(217-15)=0,19. Находим общую площадь биофильтров по формуле:

F_bf=Q_w(K_rec+1)/q_bf=780(0,19+1)/1=928м². Принимаем биофильт-ры прямоугольной формы в плане с размерам сто­рон 12x18м, количеством секций n_bf=5 и площадью одной секции F=216 м². Находим объем загрузки по формуле: V_bf= n_bf·F₁·H_bf = 5·216·2 = 2160м³.Поформуле:V_mud=100q_mudQ_wL_en/10⁶(100-P_mud)×a,м³/сут расчитываем объем избыточной биопленки:

V_mud=100·8·780·255/10⁶·(100-96)·40=1м³/сут. (Количество избы-точной биопленки, выносимой из капельного биофильтра q_mud принимают - 8 чел/.сут.).

Пример 3

Исходные данные. Суточный расход сточных вод Q_w = 13600 м³/сут; БПК_ПОЛН поступающей сточной воды L_en = 203 мг/л; БПК_ПОЛН очищенной сточной воды L_ех = 21мг/л среднезимняя температура сточной воды T_w=12°C; количество БПК_ПОЛН в сточной воде на одного жителя в сутки а=40г/(чел-сут). Рассчитать высоконагружаемый биофильтр. Расчет: Так как значение БПК_ПОЛН поступающей сточной воды меньше допус­тимого значения (300 мг/л), рециркуляция сточной воды не нужна. Находим ко­эффициент K_af=203/21=9,7. По табл. 13 подбираем высоту загрузки биофильтра Наf= 4 м и удельный рас­ход воздуха q_a = 8 м³/м³ (при температуре воды 12°С). Затем с помощью интерпо­ляции рассчитываем гидравлическую наг-рузку при значении K_af=9,7: q_af = 10-(10-20)(11,2-9,7)/(11,2-7,54) = 14,1м³/м²сут). Определяем общую площадь биофильтров: F_af=13600/14,1=965м². D=(F_af/p)^0,5=17,53м. Принимаем биофильт-ры D=18м с количеством секций n_af= 4 и площадью одной секции F₁=255 м². Объем загрузки V_af=4 ∙255∙4=4080 м³. Рас-читываем объем избыточной биопленки, принимая количество избыточной биопленки q_mud= 28 г/чел-сут:

V_mud=100·28·13600·203/10⁶·(100-96)·40=48,3м³/сут. Определяем расход воздуха для биофильтров: Q_air,=8·13600=108800м³/сут.

Для подачи этого количества воздуха принимаем два рабочих и один резерв­ный вентилятор низкого давления марки ЭВР-3 производительностью 2500 м³/ч и напором до 60 мм.

Пример 4

Исходные данные. Суточный расход сточных вод Q_w=25500 м³/сут;БПК_ПОЛН поступающей сточной воды L_en = 130 мг/л;

БПК_ПОЛН очищенной сточной воды L_ex = 16 мг/л; среднезимняя температура сточной воды T_w = 14°С. Рассчитать биофильтр с плоскостной загрузкой. Расчет: Выбираем пластмассовую загрузку: блоки из поливинилхлорида. Оп­ределяем эффект очистки в биофильтрах по БПК_ПОЛН: Э=100-(130-16)/130=88 %.

Принимаем высоту загрузки биофильтра по табл.14 H_pf = 3 м. Допустимая гидравлическая нагрузка на биофильтры с плоскостной пластмассовой загрузкой с помощью интерполя-ции составляет: q_pf=11-(11-8,2)(85-88)/(85-90) =9,3м³/(м³-сут).По формулам:V_pf=Q_w/q_pf,м³ и F_pf=V_pf/H_pf,м² находим необходимый объем загрузочного материала: V_pf= 25500/9,3 =2742 м³, и пло-щадь биофильтров:F_pf=2742/3=914м². Принимаем два био-фильтра:n_рf=2 круглой формы в плане и рассчитываем их диаметр: D=√4F_pf/(n_pfπ)=√4·914/2π=24,1м. Назначаем диаметр биофильров D = 24м и 28м.

Пример 5

Исходные данные.Суточный расход сточных вод Q_w = 800 м³/сут; БПК₅ по­ступающей сточной воды L_en =210 мг/л; БПК₅ очищенной сточной воды L_ex = 20 мг/л; средне-зимняя темпера-тура сточной воды T_w= 10°С. Задание. Рассчитать дисковый погружной биофильтр. Расчет: По графику на рис41.(а) находим допустимую нагрузку по БПК_ПОЛН M_df= 16,5г/(м сут), затем по графику на рис.41(б) находим температурный ко­эффициент К_Т= 0,975. По формуле: F_общ=L_en·Q_w/M_df·К_Т расчи-тываем общую площадь поверхности дисков:

F_общ = 210·800/16,5·0,975 = 10442м². Принимаем диаметр одного диска биофильтра D_df= 2 м и определяем его ра­бочую поверх-ность по формуле: F_df = πD_df²/2=3,1416-2²/2 = 6,3 м². Рас-читываем необходимое количество дисков биофильтра по фор-муле: n_df = F_общ / F_df=10442/6,3=1658, затем принимаем две секции n _s =2 по восемь ступеней в каждой секции n _ss =8 и по формуле:

n=n_df / n _s× n _ss определяем число дисков в одной ступени:

n=1658/(2·8)=103,6≈104.

В качестве материала дисков принимаем полистирол толщиной d₁=0,01м,

расстояние между дисками d₂=0,015 м. Согласно формуле: B=0,1+d₁n+d₂(n-1),м находим шири­ну секции: В =0,1+0,01104 +0,015(104-1)=2,7 м. По формуле: L= n _ss ×(0,2+D_df),м рассчитываем длину секции биофильтра: L =8(0,2+2)=17,6м. Рабочая глубина секции составляет Н = 0,5×2 = 1 м, принимаем частоту враще­ния вала с дисками п_о = 2мин^-1 и расстояние от нижней части дисков до дна сек­ции d₃ = 0,05 м.

 

Рис.41 Допустимая нагрузка по БПК_ПОЛН /м² от M_{d f}

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: