 |
Расчет фильтров. Расчетные параметры безнапорных фильтров. Расчетные параметры напорных фильтров. 2.2.Биологическая очистка
|
|
|
|
Расчет фильтров
Расчет скорых фильтров состоит в определении их количества при заданных технологических параметрах. Для напорных принимаются типовые проекты фильтров (табл. П8), для безнапорных количество фильтров определяется из условия, что площадь одного фильтра составляет 40÷ 60 м2.
Количество фильтров должно быть не менее 4 (2 рабочих + 1 резерв + 1 ремонт).
Расчетные параметры безнапорных фильтров
1. Скорость фильтрации uф = 5÷ 7 м/ч.
2. Продолжительность фильтроцикла tфц = 8÷ 24 ч.
3. Регенерация фильтра:
а) продувка воздухом tв = 10 мин; iв = 20 л/(с·м2);
б) промывка горячей водой tпр = 15 мин; iпр = 5 л/(с·м2).
4. Количество фильтров рассчитывают по формуле
,
где Q – расход воды, м3/сут;
F – площадь одного фильтра, м2.
Расчетные параметры напорных фильтров
1. Скорость фильтрации uф = 5÷ 12 м/ч.
2. Продолжительность фильтроцикла tфц = 12÷ 48 м/ч.
3. Регенерация фильтра:
а) продувка воздухом tв = 10 мин;
iв = 20 л/(с·м2);
б) промывка горячей водой tпр = 10¸ 20 мин;
iпр= 10¸ 16 л/(с·м2).
Суммарная площадь фильтров, м2,
,
где Qц – циркуляционный расход при промывке м3/сут;
при n = 1 
;
при n = 2 
;
n – число промывок.
t – продолжительность простоя одного фильтра во время промывки фильтра (t = 5 минут).
Безнапорные фильтры обычно устанавливаются при направлении фильтрации снизу вверх. Их загружают кварцевым песком на подстилающем слое гравия или щебня высотой
15 – 20 см и крупностью 15 – 30 мм; высота песчаных слоев: верхнего основного 100 – 120 см из частиц крупностью
0, 75 – 2 мм и нижнего переходного 25 – 40 см при крупности частиц 4 – 8 мм.
Скорость фильтрации принята 5 – 7 м/ч, что несколько ниже, чем для напорных фильтров. Регенерацию фильтра производят продувкой воздухом в течение 10 мин при интенсивности
20 л/(с× м2). В зависимости от условий эксплуатации интенсивность и продолжительность регенерации фильтра может быть увеличена на 20 -30 %.
|
|
|
2. 2. Биологическая очистка
Биологическая очистка сточных вод происходит в результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила. Сточная вода непрерывно перемешивается и аэрируется до насыщения кислородом воздуха. Активный ил представляет собой суспензию микроорганизмов, способную к флокуляции.
Сооружения для биологической очистки сточных вод могут быть разделены на два основных типа:
1. Сооружения, в которых очистка происходит в условиях, близких к естественным.
2. Сооружения, в которых очистка происходит в искусственно созданных условиях.
Для очистки производственных сточных вод применяются в основном сооружения с искусственными условиями.
Методы биоокисления в искусственных условиях осуществляются в двух основных модификациях:
· с микроорганизмами, плавающими в воде;
· с микроорганизмами, прикрепленными к материалу загрузки.
Первый вариант метаболизма в аэробных условиях заключается в создании в резервуаре со сточной водой взвешенного слоя хлопьев ила, называемого активным, через который протекает сточная вода. Эти сооружения называются аэротенками.
Второй способ реализуется в сооружениях, называемых биологическими фильтрами. В биофильтрах сточная вода фильтруется через крупнозернистый материал, покрытый биопленкой, образованной колониями микроорганизмов.
При биологической очистке сточных вод протекают два процесса – сорбция загрязнений активным илом и их внутриклеточное окисление микроорганизмами. Скорость сорбции значительно превышает скорость биоокисления, поэтому после окончания процесса сорбции и достижения требуемого эффекта очистки по БПК отделившийся в отстойнике ил направляют в регенератор (секцию аэротенка) в целях биоокисления остаточных загрязнений сточных вод.
|
|
|
Регенератор ила предусматривают при БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды более 150 мг/л или при меньшей БПК, когда сточные воды содержат вредные производственные примеси.
2. 2. 1. Аэротенки
Аэротенки применяются для полной (БПК < 20 мг/л) и неполной (БПК > 20 мг/л) биологической очистки производственных и бытовых сточных вод.
Аэротенки должны состоять не менее чем из двух секций; их емкость следует определять по среднечасовому притоку в течение суток, если коэффициент неравномерности поступления сточной воды не превышает 1, 2; при большем коэффициенте – по среднечасовому поступлению сточной воды в аэротенки за время аэрации в часы максимального притока.
Концентрация взвешенных веществ в осветленных сточных водах, подаваемых в аэротенки на полную биологическую очистку, не должна превышать 150 мг/л.
Для полной очистки стоков аэротенки проектируются без регенерации активного ила и с регенерацией. Регенерацию надлежит предусматривать:
· при БПК поступающей в аэротенк сточной воды более 150 мг/л;
· при наличии в воде вредных производственных примесей.
Аэротенки имеют ряд модификаций, их применяют в широком диапазоне производительностей и концентраций загрязнений сточных вод.
В зависимости от способа ввода сточных вод и активного ила, метода аэрации различают следующие типы аэротенков:
1. Аэротенки-вытеснители имеют сосредоточенный впуск исходной воды и циркуляционного ила в начале сооружения и отвод иловой смеси в конце его. Повышенная концентрация загрязнений в начале сооружения обеспечивает увеличение скорости их окисления, что несколько сокращает общий период аэрации, но изменение состава воды по длине аэротенка затрудняет адаптацию ила и снижает его активность. Аэротенки-вытеснители применяются для очистки сточных вод с концентрацией БПК до 500 мг/л.
2. Аэротенки-смесители. Характеризуются равномерной подачей по длине сооружения исходной воды и активного ила и равномерным отводом иловой смеси. Полное смешение в них сточных вод с иловой смесью обеспечивает выравнивание концентраций ила и скоростей процесса биохимического окисления, поэтому аэротенки-смесители более приспособлены для очистки концентрированных производных сточных вод. Применяются при концентрациях БПК в сточной воде до 1000 мг/л.
|
|
|
3. Аэротенки с рассредоточенным впуском воды занимают промежуточное положение между смесителями и вытеснителями. Они применяются при концентрациях БПК в сточной воде свыше 1000 мг/л.
4. Аэротенки-отстойники. Рекомендуется применять на станциях биологической очистки небольшой производительности.
Наибольшее распространение для очистки производственных сточных вод (по диапазону концентраций БПК) имеют аэротенки-смесители, как правило, с регенерацией. Технологической особенностью аэротенка-смесителя является рассредоточенная подача очищаемой воды и активного ила, что обеспечивает моментальное перемешивание сточных вод и активного ила, поддерживает постоянными состав иловой смеси и скорость процесса окисления во всем объеме аэротенка (рис. 11).
Рис. 11. Схема 3-коридорного аэротенка-смесителя:
1 – канал осветленной воды; 2 – канал вторичных отстойников; 3 – распределительный лоток; 4 – выпуски воды; 5 – фильтросные каналы;
6 – подача активного ила; 7 – воздухопровод; I, II, III – коридоры
|
|
|
