 |
Расчет биологической очистки.Расчет аэротенков-смесителей. Расход воздуха. 2.2.2.Биофильтры
|
|
|
|
Расчет биологической очистки
. Расчет аэротенков-смесителей
1. Продолжительность аэрации смеси сточной воды и циркулирующего ила в собственно аэротенке, ч,
,
где аА – доза ила в аэротенке (для аэротенков-смесителей рекомендуется принимать равной 1, 5 г/л); La – БПК исходной воды, мг/л; Lt – БПК очищенной воды, мг/л.
2. Количество циркулирующего ила в долях от расчетного притока сточных вод
,
где ар – доза ила в регенераторе (для аэротенков-смесителей рекомендуется принимать равной 4 г/л).
3. Продолжительность окисления снятых загрязнений, ч,
,
где S – зольность ила (для аэротенков принимается равной 0, 3); r – средняя скорость окисления загрязнений, мг БПК на 1 г беззольного вещества за 1 ч (для производственных сточных вод определяется экспериментально, в первом приближении можно принять по табл. 5).
4. Продолжительность регенерации циркулирующего ила, ч,
.
5. Расчетная продолжительность обработки воды, ч,
.
6. Объем собственно аэротенка, м3,
,
где Q – расчетный расход сточных вод, м3/ч.
7. Объем регенератора, м3,
.
8. Общий объем аэротенка с регенератором, м3,
.
9. Средняя доза активного ила в системе
.
10. Расчетное время обработки воды при средней дозе активного ила, ч,
.
11. Подбираем номер типового проекта ТП (табл. П10): Нр, В, nсек.
12. Длина аэротенка:
.
13. Прирост ила, мг/л,
.
14. Возраст ила, сут,
.
15. Нагрузка на ил, мг/г(без)·сут,
.
Таблица 5. Средняя скорость окисления загрязнений в сточных водах
| БПК сточной воды, поступающей в аэротенк | Средняя скорость окисления в мг БПК на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч в зависимости от БПК очищенных сточных вод Zt, мг/л | ||||||||
| > 50 | |||||||||
| Аэротенки без регенератора при а £ 1, 8 г/л
| |||||||||
| Аэротенки без регенераторов при а > 1, 8 г/л и с регенераторами | |||||||||
| > 500 | |||||||||
|
| |||||||||
Расход воздуха
1. Удельный расход воздуха, м3(воз)/м3(ст. вод),
,
где z – удельный расход кислорода на 1 мг снятой БПК (для полной очистки принимается равным 1, 1 мг/мг, для неполной – 0, 9 мг/мг); К1 – коэффициент, учитывающий тип аэратора: для мелкопузырчатых аэраторов (фильтросных пластин и пористых керамических труб) принимается в зависимости от отношения площади аэрируемой зоны к площади аэротенка – f/F (табл. 6); К2 – коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора, принимается по табл. 7; n1 – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод: n1 = 1 + 0, 02(tср – 20); tср – среднемесячная температура воды за летний период, °С; n2 – коэффициент, учитывающий отношение скорости переноса кислорода в иловой смеси к скорости переноса его в чистой воде, принимается в зависимости от f/F (табл. 6).
;
– растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л,
– растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л, в зависимости от температуры; h – глубина погружения аэратора, м; С – средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л, принимается равной 2.
Таблица 6. Значения коэффициентов К1 и n2 и максимальной
интенсивности аэрации
| f/F | К1 | Imax, м3/м2·ч | n2 |
| 0, 05 | 1, 34 | 0, 59 | |
| 0, 1 | 1, 47 | 0, 59 | |
| 0, 2 | 1, 68 | 0, 64 | |
| 0, 3 | 1, 89 | 0, 66 | |
| 0, 4 | 1, 94 | 0, 72 | |
| 0, 5 | 2, 00 | 0, 77 | |
| 0, 75 | 2, 13 | 0, 88 | |
| 1, 0 | 2, 30 | 0, 99 |
2. Интенсивность аэрации, м3/(м2·ч),
> Imin.
Если вычисленная интенсивность аэрации будет меньше минимальной, то принимаем I = Imin и пересчитываем удельный расход воздуха:
.
|
|
|
Таблица 7. Значения коэффициента К2 и минимальной интенсивности аэрации
| h, м | К2 | Imin, м3/(м2·ч) |
| 0, 5 | 0, 4 | |
| 0, 6 | 0, 46 | |
| 0, 7 | 0, 6 | |
| 0, 8 | 0, 8 | |
| 0, 9 | 0, 9 | |
| 2, 08 | ||
| 2, 52 | 3, 4 | |
| 2, 92 | 3, 0 | |
| 3, 3 | 2, 5 |
3. Часовой расход воздуха, м3/ч, считая на максимальный часовой приток сточных вод,
Qв = Д·Qmax. ч.
4. Подбирается типовой проект воздуховодных станций (табл. П10).
2. 2. 2. Биофильтры
Биологический фильтр – очистное сооружение, заполненное загрузочным материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхности которого развивается биологическая пленка, состоящая преимущественно из аэробных микроорганизмов.
По характеру загрузочного материала биологические фильтры могут быть разделены на два вида: с объемной (зернистой) загрузкой и плоскостной.
В биологических фильтрах с объемной загрузкой используют щебень прочных горных пород, гальку, шлак, керамзит, а в фильтрах с плоскостной загрузкой – пластмассы, способные выдерживать температуру 6÷ 30 °С без потери прочности.
Пропускная способность биофильтра определяется прежде всего площадью поверхности, занятой биопленкой, и возможностью свободного доступа кислорода воздуха к ней. Чем больше площадь поверхности биопленки (при одинаковой массе) и чем легче к ней доступ кислорода, т. е. меньше мест соприкосновения биопленки, расположенной на разных поверхностях, тем выше пропускная способность биофильтра.
Биологические фильтры с объемной загрузкой могут быть капельными, высоконагружаемыми и башенными. Капельные фильтры применяют при расходах сточных вод до 1000 м3/сут; они обеспечивают полную биологическую очистку (до БПК 15 мг/л). Высоконагружаемые и башенные фильтры рекомендуется использовать при расходах сточных вод до 50 тыс. м3/сут как для полной, так и для неполной биологической очистки.
Биологические фильтры с плоскостной загрузкой обладают значительно более высокой окислительной способностью, чем фильтры с объемной загрузкой. По характеру загрузочного материала эти фильтры делят на три группы:
· с жесткой засыпной загрузкой;
· жесткой блочной загрузкой;
· мягкой загрузкой.
Биологические фильтры с жесткой и мягкой загрузкой рекомендуется применять при расходах сточных вод до 10 тыс. м3/сут, фильтры с жесткой блочной загрузкой – при расходах до 50 тыс. м3/сут как для полной, так и неполной очистки.
|
|
|
Концентрация взвешенных веществ в осветленных стоках, подаваемых на биофильтры, не должна превышать 150 мг/л.
Число секций или биофильтров должно быть не менее двух, причем все они должны быть рабочими. Общее количество одноступенчатых биофильтров или секций на станции очистки надлежит принимать не более восьми.
Высоконагружаемые биофильтры (рис. 12) проектируются как с естественной аэрацией, так и с искусственной – аэрофильтры. Особенностью аэрофильтров является специальная конструкция днища и дренажа, обеспечивающая возможность искусственной продувки материала загрузки воздухом.
Наибольшая БПКполн сточных вод, подаваемых на аэрофильтры без рециркуляции, допускается 300 мг/л; если исходная вода имеет больший показатель БПКполн, то необходимо предусматривать рециркуляцию.
Высоту аэрофильтра, гидравлическую нагрузку, удельный расход воздуха определяют в зависимости от среднезимней температуры сточной воды и по вычисленному значению коэффициента К (табл. 9).
Рис. 12. Схема высоконагружаемого биофильтра: 1 – реактивный ороситель; 2 – основная загрузка (керамика, галька); 3 – поддерживающая загрузка (щебень, галька); 4 – решетка; 5 – воздуходувные окна;
6 – двойное дно; 7 – отводящий канал
|
|
|
