16.2.Биологическая очистка сточных вод в аэротенках. Основные характеристики активного ила.

Метод биолог. очистки ст. вод основан на способности микроорганизмов использовать в-ва, содержащиеся в ст. водах, в качестве источника питания в процессе жизнедеятельности. Т. о., микроорганизмы освобождают воду от загрязнений.

Аэротенки-искуств. соор-я по принципу биолог. прудов. Емкости прям. формы, в котор. поступает ст.вода и актив. ил и подается воздух. Актив. ил использует орг. в-во для питания, а кислород – для дыхания. Актив. ил нах-ся во взвеш. состоянии. Воздух-для обеспечения контакта актив. ила с водой.

Эффективность процесса очистки в аэротенках, качественное состояние и окислител. способность активного ила опред-ся : составом и свойствами ст. вод, гидродинамич. условиями перемешивания, кислородным режимом в сооружении, t и активн. реакцией среды, наличием элементов питания, присутствие активаторов или ингибиторов процесса и т. п.

Основ. характер-ка состояния актив. ила - нагрузка загрязнений на ил, т. е. соотнош-е кол-ва загрязнений на единицу массы ила в единицу времени. За меру колич-ва загряз-ний приним-т их кислород. эквиваленты БПК и ХПК.

Различают понятия нагрузка на ил и окисл. мощность ила. Нагрузкой на ил учит-ся кол-во поданных загрязнений, а окислительной способ-тью — кол-во снятых загрязнений.

При полной биолог. очистке при БПКполн очищ. воды, равной 15-20 мг/л, окисл. способность ила составляет 90% и более от нагрузки в зависимости от БПКполн поступающей воды.

Окислит. спос-ть аэрац. с-мы, тем выше, чем выше концентрация ила в иловой смеси. Концентрацию наз-т дозой ила. Окисл. спос-ть, отнесенная к 1 ч, наз-ся скор-тью окисления и яв-ся основ. расчетным параметром аэротенка.

При характеристике работы аэротенка пользуются понятием возраст ила. Возрастом ила или периодом его обмена наз-ся средняя продолжительность пребывания ила в системе аэрационных соор-ний.

Показ-лем качества актив. ила явл-ся способность его к оседанию.Способность оценивается знач-м илов. индекса.

Иловый индекс зависит от концен-ции ила, его опред-е проводят при постоянной дозе ила = 3 г/л. Если илов. смесь имеет дозу ила < 3 г/л, то его сгущают путем отстаивания, а если больше то его разбавляют водопроводной водой.

При аэрации ст. воды с актив. илом идут процессы очистки воды и увелич-е колич-ва активн. ила вследствие прироста биомассы и извлечения из воды биологически неактивных загр-ний. Если этот процесс будет долго, то после достижения какого-то максимума общая масса ила в системе начнет уменьшаться.

Большая часть загрязнений удаляется в первые минуты аэрации. Потребность системы в кислороде согласуется с характером снижения БПК.

Если исключить из системы оч. соор-ний перв. отст-к отпадает необходимость в соор-х по обработке осадков, кроме сооружений по подсушке минерализованного ила.

Обработка ила в аэробных условиях наз-ся аэробной стабилизацией ила или аэробной его минерализацией. Аэробная стабилизация ила применяется для обработки небольших количеств ила (требуемое время окисления составляет около 10 суток).

Расход воздуха, обеспечивающий заданный эффект очистки воды и обработки ила, оценивают в м³ , отнесенных к 1 м³ очищ. воды, а также к 1 кг снятой БПК. При обработке городских ст. вод и пневматической системе аэрации удельный расход воздуха составляет соответственно 5—15 м³/м³ и 25—60 м³/кг.

Необходимый расход подаваемого воздуха опред-т по концентрации раствор. кислорода в иловой смеси.

16.3.Размещение насосного оборудования на станциях второго подъема. Насосные станции второго подъема в большинстве выполняют прямоугольными в плане и оборудуют горизонтальными насосами типа Д или К. Исключение составляют весьма крупные станции, на которых устанавливают насосы типа В. Поэтому в практике проектирования этих станций в основном встречаются три вида размещения насосных агрегатов: однорядное, параллельное продольной оси здания (рис. 6.22, а); двухрядное шахматное (рис. 6.22, б);однорядное, перпендикулярное к продольной оси здания (рис. 6.22,в).

Рис. 6.22. Схемы размещения насосных агрега­тов на станциях второго подъема: 1 — насос типа Д; 2 — электродвигатель; 3 — всасывающий трубопровод; 4 — напорный трубопровод; 5 —насос типа К

Вид размещения определяется типом насосов и удобством размещения всасывающих и напорных трубопроводов с наименьшим числом их поворотов. При небольшом количестве насосов типа Д (4...5) целесообразнее принимать однорядное размещение, так как при этом ширина здания получается наименьшей. При относительно большом числе агрегатов (более 5) принимается двухрядное, шахматное размещение насосов, что позволяет сократить длину здания. При использовании насосов консольного типа более целесообразно агрегаты размещать в один ряд, перпендикулярно продольной оси здания, длина которого при этом также сокращается. Однорядное размещение перпендикулярно продольной оси станции используют и для насосов типа Д при относительно большом их количестве, в случае од­ностороннего размещения всасывающего и напорного коллекторов, а также для насосов типа К (рис. 6.22, в).

При проектировании насосных станций второго подъема могут быть использованы и другие виды размещения агрегатов различных групп (двухрядное, параллельное продольной или поперечной оси здания; оси агрегатов могут быть размещены под углом к продольной оси здания; комбинированное размещение).

В схеме вертикальной планировки сооружений насосы должны размещаться под заливом от расчетного уровня воды в емкости: пожарного запаса при одном пожаре; среднего уровня пожарного запаса при двух и более пожарах; среднего уровня при отсутствии пожарного запаса.

Если насосы размещены не под заливом, то необходимо предусматривать систему залива насосов.

Всасывающие, напорные трубы и схемы их переключений на станциях второго подъема. Всасывающие и напорные трубы станций второго подъема выполняют те же функции, что и трубы на станциях первого подъема, и при проектировании к ним предъявляются такие же требования. Основными требованиями к всасывающим трубам, обеспечивающим нормальный запуск и работу насосов, являются полная их воздухонепроницаемость и исключение возможности образования воздушных мешков. Последнее достигается монтажом всасывающей линии таким образом, чтобы верхняя образующая трубы по всей длине имела уклон от насоса не менее i = 0,005. При соединении труб разных диаметров необходимо использовать косые переходы (рис. 6.23).

Всасывающие и напорные трубы в пределах насосной станции выполняют стальными и соединение их осуществляется сваркой. Фланцевые соединения используют только для подключения к насосам и арматуре. Определение их диаметров производится по допустимым экономичным ско­ростям.

Укладка всасывающих и напорных трубопроводов внутри станции производится по полу на подставках с устройством над ними переходных мостиков. В отдельных случаях, при благоприятных гидрогеологических условиях и если это не вызывает значительного удорожания стоимости строительства, допускается укладка труб в каналах. Габариты канала устанавли­ваются в зависимости от диаметра труб (табл. 6.3).

Рис. 6.23. Схемы размещения всасывающих и напор­ных трубопроводов на станциях второго подъема: 1 — всасывающий трубопровод; 2 — задвижка; 3 — всасывающий коллектор; 4 —косой переход; 5 —обратный клапан; 6 - напорный коллектор; 7 — напорный трубопровод

В местах установки арматуры размеры канала соответственно увеличивают.

Иногда на станциях второго подъема для размещения всасывающих и напорных трубопроводов большого диаметра (800 мм и более) устраивают специальные подвальные помещения.

Число насосов на станциях второго подъема всегда больше числа всасывающих и напорных трубопроводов. Поэтому возникает необходимость устройства всасывающего и напорного коллекторов, к которым подключают насосы.

На напорной линии каждого насоса во всех случаях устанавливают запорную арматуру (задвижки) и обратные клапаны (обратные клапаны раз­мещают между насосом и задвижкой). Запорную арматуру на всасывающих линиях устанавливают в том случае, если насосы находятся под заливом или они подключены к общему всасывающему коллектору.

На напорных трубопроводах также устанавливают измерительную (водомеры) и предохранительную (гасители энергии гидравлического удара, клапаны) арматуру.

На рис. 6.23 приведены наиболее часто встречающиеся схемы размещения всасывающих и напорных трубопроводов на станциях второго подъема (а -со всасывающим и напорным коллекторами в станциях заглубленного типа; б - с односторонним расположением всасывающего и напорного трубопроводов; в - со всасывающим и напорным коллекторами в станциях наземного типа).

Для обеспечения надежности работы насосной станции на всасывающих и напорных трубопроводах устанавливают такое количество запорной арматуры, чтобы можно было производить ремонт или замену любого насоса, обратного клапана или основной задвижки с уменьшением непрерывной подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды до 30% для станций первой и второй категории и 50% — для третьей категории, а на производственные нужды по аварийному графику.

При проектировании схем переключения, кроме указанных условий, необходимо руководствоваться следующими требованиями: 1) обеспечить подачу любым насосом в любой трубопровод; 2) предусмотреть возможность быстрого оперирования задвижками при аварии; 3) обеспечить свободный доступ ко всем задвижкам для осмотра и ремонта.

На рис. 6.24 показаны некоторые схемы переключений станций второго подъема. Схема а при ремонте любой из задвижек обеспечивает работу толь­ко двух агрегатов и поэтому она может быть использована на станциях третьего класса надежности. Использование схемы б при ремонте любой задвижки обеспечивает работу четырех насосов из шести, в число которых входят и резервные насосы. Такая схема может быть использована для станций первого класса надежности. Еще большую степень надежности работы станции обеспечивают схемы виг, имеющие независимые всасывающие линии и возможность отключать только один насос при ремонте любой из задвижек на напорной стороне.

Здания насосных станций второго подъема. Здания насосных станций второго подъема чаще всего бывают наземного или полузаглубленного (до 5 м) типа и реже глубокого (шахтные).

Здания наземных и верхнее строение полузаглубленных станций представляют собой сооружение промышленно-цехового типа. Ограждающие стеновые конструкции зданий обычно выполняются из сборного железобетона или кирпича. Покрытие сборной конструкции делается из железобетонных плит с последующим утеплением и укладкой нескольких слоев (2...3 слоя) рубероида на битуме. Фундаменты выполняются ленточного типа из сборных железобетонных плит и блоков. В зданиях наземного типа под насосное оборудование делаются независимые (свободные), монолитные, бетонные фундаменты.

Подземная часть полузаглубленных зданий выполняется из бетонных блоков или монолитного бетона., В зависимости от наличия грунтовых вод с внешней стороны ограждающие стеновые конструкции покрывают гидроизоляцией. В том случае, если уровень грунтовых вод располагается выше пола машинного зала, основание здания выполняют в виде сплошной железобетонной плиты, фундаменты под насосные агрегаты делают за одно целое с плитой.

Размеры машинного зала в плане определяют в зависимости от габаритов насосного оборудования, конструкции системы коллекторных пере­ключений и от минимальной ширины проходов между установленным оборудованием, которая принимается по СНиП.

При определении размеров машинного зала Необходимо предусматривать ремонтную площадку, размеры которой определяют размещением на ней наибольшего из агрегатов и условием свободного прохода вокруг него шириной не менее 1 м. Высота машинного зала определяется на основании тех же требований СНиП II-31-74, что и для станций первого подъема.

Машинное помещение должно иметь хорошее естественное освещение. Отношение площади проемов окон к площади пола принимают равным 1:6... 1:7.

В здании насосной станции, кроме машинного зала, предусматривают помещения для понижающей трансформаторной подстанции, размещения электрических щитов, мастерской, бытовых помещений и т.д./

Тип здания насосной станции окончательно выбирают на основании технико-экономических сравнений вариантов.