Сооружения биологической очистки сточных вод

Метод биологической очистки сточных вод основан на способности микроорганизмов использовать разнообразные вещества, содержащиеся в сточных водах, в качестве источника питания в процессе жизнедеятельности. Таким образом, искусственно культивируемые микроорганизмы освобождают воду от загрязнений. Биологическую очистку называют полной, если БПК_полн очищенной воды составляет 20 мг/л, и неполной при БПК_полн более 20 мг/л.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65 КР

7.2.1. Аэротенки.

Аэротенк – это резервуар, в котором медленно движется смесь активного ила и очищаемой воды, предназначенный для биологической очистки сточных вод. Для лучшего и непрерывного контакта вода и ил постоянно перемешиваются путем подачи сжатого воздуха или с помощью специальных устройств.

Активный ил – это биоценоз микроорганизмов-минерализаторов, способных сорбировать на своей поверхности и окислять в присутствии кислорода органические вещества сточной жидкости. Эффект очистки в аэротенке, качество и окислительная способность активного ила определяются составом и свойством сточных вод, гидродинамическими условиями перемешивания, температурой и активной реакцией среды, наличием элементов питания и другими факторами.

Рассмотрим расчет аэротенка.

Концентрация загрязнений по БПК_полн воды, прошедшей механическую очистку, L_en мг/л, определяется по формуле:

L_en = L_cpБПК ∙ (1 – Э) = 375 ∙ (1-0) = 375 мг/л,

где Э – эффект очистки по БПК_полн после первичных отстойников в долях от единицы. Э=0

Ведется расчет аэротенка с регенератором, т. к. L_en > 150 мг/л.

Продолжительность обработки воды в аэротенке определяется по формуле

 

 

где =3,0 г/л.

Нагрузка на ил q_i, м/г БПК_полн на 1 г беззольдного вещества ила в сутки, определяется по формуле

q_i= мг/(г )

где s- зольность ила. Принимается по табл. 40 s=0,3

По табл. 41 определяем значение илового индекса J_i, J_i=f (q_i).

Для q_i=2039,05 мг/(г ) J_i=130 см³/г.

Степень рециркуляции активного ила R_i

R_i= =0,64

Удельная скорость окисления ρ, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч

 

ρ= ρ_max мг/(г )

 

где ρ_max- максимальная скорость окисления, принимается по табл. 40 ,

ρ_max= 85 мг/(г );

С₀ – концентрация растворенного кислорода, принимается С₀= 2 мг/л;

К_! – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, принимается по табл. 40 К_!= 33 мг/л;

К₀ – константа, характеризующая влияние кислорода, принимается по табл. 40 К₀= 0,625 мг/л;

φ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, принимается по табл. 40 φ=0,07 л/г.

Доза ила в регенераторе а_r, г/л определяется по формуле

= г/л.

Продолжительность окисления t_0, ч, органических загрязняющих веществ в аэротенках с регенераторами

t₀= ч

 

Продолжительность регенерации t_r, ч,

t_r= t₀-t_at=6,44-2,02=4.42ч.

Вместимость аэротенка W_at, м³,

W_at= t_at 2,02 м³.

Вместимость регенераторов W_r, м³,

W_r= t_r∙ =4,42∙0,64∙2039=5769,8 м³.

Если температура сточных вод отлична от 15⁰С, то необходимо вводить поправочный коэффициент. Тогда

_at=(15/13,07)∙6747,43=7743,94 м³

= ∙W_r=(15/13,07)∙5769,8=6621,92 м³

Где t – температура сточных вод, ⁰С.

Общий объем W, м³

W= =7743,94+6621,92=14365,85 м³.

Процент регенерации А, %,

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65 КР

Принимаем аэротенк с размерами: H_at =3,2; b_at=4,5; число коридоров n=4 шт.; число секций N=3 шт., тогда длина аэротенка

L_at=

Принимаем L_at= 84 м. Отношение длины аэротенка к ширине коридора должно быть более 10:

Общая ширина аэротенка B_at, м,

B_at= = 4.5∙4∙3=54 м.

Удельный расход воздуха q_air, м³/м³,

 

q_air=q₀∙(L_en-L_ex)/K₁∙K₂∙K_T∙K₃∙(C_a-C₀)=1,1∙(375-15)/1,89∙1,97∙0,86∙0,85∙(9,85-2)=18,51 м³/м³

 

где q₀ – удельный расход кислорода воздуха, принимается по q₀=1,1 мг/мг;

К₁ – коэффициент, учитывающий тип аэратора . Для мелкопузырчатой аэрации при соотношении площадей аэрируемой зоны и аэротенка f_az/f_at = 0,3, К₁=1,89 ;

К₂ – коэффициент, зависящий от глубины погружения аэраторов и принимаемый по табл. 43 К₂=1,97;

К_Т – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который следует определять по формуле:

К_Т=1+0,02∙(T_w - 20) = 1+0,02∙(13,07-20)=0,86

T_w – среднемесячная температура воды за летний период, ⁰С;

К₃ – коэффициент качества воды, принимается по К₃ = 0,85;

С_а – растворимость кислорода воздуха в воде, определяется по формуле:

С_а= г/л

С_Т – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, определяется по табл. 3.5 С_Т=8,67;

h_a – глубина погружения аэратора, м.

Интенсивность аэрации J_a, м³/(м²∙ч),

J_a=q_air∙H_at/t_at=18,51∙3,2/2,02=29,35м³/(м²∙ч).

 

7.2.2. Вторичные радиальные отстойники

Вторичные отстойники служат для задержания активного ила, поступающего из аэротенков.

Определяем гидравлическую нагрузку:

 

q_ssb = 4,5∙K_ssb∙H_set^0,8/(0,1∙J_i∙a_i)^0,5-0,001*a_i=4,5∙0,45∙4.35^0,8/(0,1∙130∙3)^0,5-0,01*15=1,6 м³/(м²∙ч)

 

где К_set – коэффициент использования объема зоны отстаивания, для радиальных отстойников 0,45;

a_t – концентрация ила в осветленной воде, следует принимать не более 10 мг/л;

a_i – концентрация активного ила в аэротенке, не более 15 г/л.

Определяем общую площадь отстойников:

F = Q_max.ч / q_ssb = 5083,75 / 1,6 = 3177.39м²

Принимаем отстойников: N = 4 шт.

м

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ФИСПОС 280202.65 КР

Принимаем размеры отстойника D_ssb = 40 м, H_ssb = 4,35 м, W_{1отс =}4580 м³.

Принимаем 4 радиальных отстойника. Число вторичных отстойников рекомендуется принимать не менее трех, причем все рабочие согласно [1, п.6.58].

Время отстаивания определяется по формуле:

T= W_1отс∙N/ Q_max.ч =4580∙4/5083,75=3,6 ч.