2.2 Расчёт сооружений биологической очистки

2.2.1 Расчёт аэротенка

Так как L_en>150 мг/л, то принимаем к проектированию аэротенки-вытеснители с регенерацией активного ила.

1) Определяем продолжительность обработки воды в аэротенке

где a_i – доза ила, a_i =2,5 г/л.

2) Определяем продолжительность окисления органических загрязнений

где S – зольность активного ила. По таблице 40 [1] S=0,3;

R_i – степень рециркуляции активного ила, R_i =1;

a_r – доза ила в регенераторе, г/л;

ρ – удельная скорость поглощения БПК, мг/(г∙ч).

Доза ила в регенераторе определяется по формуле

Удельная скорость поглощения БПК определяется по формуле

где ρ_max – максимальная скорость окисления. По таблице 40 [1] ρ_max=85мг/(г∙ч);

C₀ – концентрация растворённого кислорода, C₀ =2 мг/л;

K_l – константа, характеризующая свойства органических веществ. По таблице 40 [1] K_l =33 мг/л;

K₀ – константа, характеризующая влияние кислорода. По таблице 40 [1] K₀ =0,625 мг/л;

φ – коэффициент ингибирования продуктов распада активного ила. По таблице 40 [1] φ =0,07.

3) Определяем продолжительность регенерации активного ила

4) Определяем объём собственно аэротенка

5) Определяем объём регенератора

6) Определяем полный объём аэротенка

7) Количество коридоров

Принимаем трёхкоридорный аэротенк.

Для предварительного расчёта принимаем к проектированию типовой аэротенк А-3-6-4,4.

8) Определяем число секций аэротенка

Количество секций округляется в меньшую сторону, так как условие по длине (L_at≥10∙B_at) может не выполниться.

9)Определяем объём одной секции

10) Определяем длину аэротенка

Принимаем L_at’=81 м (кратно трём).

Расчёт аэрационной системы

1) Удельный расход воздуха в аэротенке определяется по формуле

где q₀ – удельный расход кислорода, принимаемый при очистке до L_ex = 15 – 20 мг/л равным 1,1 мг/мг;

k₁ – коэффициент, учитывающий тип аэратора. Определяется в зависимости от отношения площади аэрируемой зоны к площади аэротенка по таблице 42 [1];

k₂ – коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора. По таблице 43 [1] для глубины 5 м k₂ =2,92;

k₃ – коэффициент качества воды. Для бытовых сточных вод k₃ =0,85;

k_l – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод. Для бытовых сточных вод k_l = 0,94;

C₀ – средняя концентрация кислорода в аэротенке. C₀ =2 мг/л;

C_a – растворимость кислорода воздуха в воде. Определяется по формуле

где C_T – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и давления. C_T =9,74 мг/л.

Определяем площадь коридора аэротенка

Определяем площадь аэрирования при условии расположения фильтрационных пластин вдоль всего коридора аэротенка

По величине по таблице 42 [1] k₁=1,89.

2) Определяем интенсивность аэрации. Причём должно выполняться условие

I_max определяется по таблице 42 [1], I_min – по таблице 43 [1].

I_max =30 м³/(м²∙ч);

I_min =3 м³/(м²∙ч).

Интенсивность аэрации определяется по формуле

Условие выполняется.

3) Определяем прирост ила в аэротенке

2.2.2 Расчёт вторичных отстойников

Порядок расчёта

1) Определяем нагрузку на отстойник по формуле

где k_set – коэффициент использования объёма зоны отстаивания. Для радиальных отстойников k_set =0,4;

a_i – концентрация активного ила. Во вторичных отстойниках a_i не более 2,5 г/л;

H_set – глубина вторичного отстойника, H_set =3,1 м;

a_t – доза ила при удалении его из иловой смеси, a_t =10 мг/л;

I_i – иловый индекс. Определяется по таблице 44 [1] в зависимости от нагрузки на ил, которая определяется по формуле

Тогда I_i =130 мг/(г∙сут).

2) Определяем необходимую площадь зеркала отстаивания

3) При строительстве очистных сооружений желательно принимать однотипные конструкции. Так как первичные отстойники приняты диаметром 24 м, то первоначально принимаем диаметр вторичных отстойников равным D=30 м. Определяем площадь зеркала воды одного отстойника

4) Определяем количество отстойников

Принимаем три вторичных отстойников диаметром 30 м.

Таблица 6 – Типоразмеры вторичных отстойников

Диаметр отстойника, м	Объём, м3		Глубина отстойника, м	Расстояние, м
	Зоны отстаивания Wз.о.	Иловой зоны Wi		A	B	C
18	788	160	3,1	12,5	11,0	12,5
24	1400	280		15,5	14,0	15,5
30	2190	440		18,5	18,5	18,5
40	4580	915	3,65	23,5	23,5	23,5

5) Продолжительность отстаивания во вторичных отстойниках определяется по формуле

6) Определяется время пребывания осадка в иловой зоне, которое должно быть не менее 2 часов.

где q_цирк – расход циркуляционного активного ила, м³/ч;

q_изб – расход избыточного активного ила, м³/ч.

Определяем расход циркуляционного активного ила

где R_i – степень рециркуляции активного ила, R_i =1;

Q_h – среднечасовой расход сточных вод, Q_h =2505,501 м³/ч.

Определяем расход избыточного активного ила

где Пр – прирост активного ила, Пр=202,624 мг/л;

C – концентрация активного ила, C=4000 мг/л.

Тогда продолжительность пребывания осадка в иловой зоне равна

На суммарный расход циркуляционного и избыточного активного ила рассчитывается трубопровод подачи активного ила на насосную станцию. На циркуляционный расход рассчитывается трубопровод подачи активного ила в аэротенк, а на расход избыточного активного ила – трубопровод подачи избыточного ила от насосной станции в илоуплотнители.