7.1.3. Первичные отстойники

Отстойники применяют для предварительной очистки сточных вод. В них происходит выделение из сточных вод грубо дисперсных примесей , которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. По конструктивным признакам отстойники подразделяются на горизонтальные, вертикальные, радиальные.

Количество первичных отстойников принимается не менее двух . При минимальном числе отстойников их расчётный объём необходимо увеличивать в 1,2 1,3 раза.

РАДИАЛЬНЫЕ ОТСТОЙНИКИ

Определим эффект осветления Э ,%, сточных вод по формуле:

Э= = = 55,75 % ;

Где C_en – концентрация взвешенных веществ в исходной воде, мг/л;

C_ex – допустимая концентрация взвешенных веществ на сооружения биологической очистки, принимается 100 150 мг/л.

Принимаем радиальный отстойник с размерами : D_set=18м; H_set=3,4 м; d_en=3,2 м .

Рис. 4. Первичный радиальный отстойник:

1 - илоскреб; 2 - распределительная чаша; 3 - подводящий трубопровод; 4 -трубопровод выгрузки осадка; 5 - жиросборник; 6 - насосная станция перекачки осадка. 7 трубопровод отвода осветленной воды; 8 - жиропровод

Определим гидравлическую крупность по формуле:

u = = = 2,14 мм/с,

где H_set – глубина проточной части в отстойнике, принимается по таблице 31 ,

H_set =1,5 4 м;

K_set – коэффициент использования объёма в проточной части отстойника, принимается по таблице 31 , для радиальных отстойников - 0,45.

- коэффициент, учитывающий влияние температуры сточной воды на её вязкость; определяется по [6, стр.21]:

, =1,007;

t_set – продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое воды h₁ =500 мм, определяется по таблице 30 , t_set=f(Э,С_en) – определяется интерполяцией, для Э=55,75 % и С_en=339 мг/л t_set = 3024 с ;

n₂ – показатель степени, зависящий от агломерации взвеси, в процессе осаждения, определяется по чертежу 2 n₂=0,25.

Определим производительность одного отстойника q_set ,м³/ч,

q_set= 2,8 K_set ( ) (u -v_tb)=2,8 0,45 (18²-3,2²) (2,14-0,018)=838,19 м³/ч;

где v_tb =0,018 мм/с– турбулентная составляющая , принимается по таблице 32

D_set – диаметр отстойника ,м;

d_en – диаметр впускного устройства , м.

Тогда число отстойников определяется по формуле:

N= = =3,86 шт.

Принимаем 4 радиальных отстойника диаметром 18м.

7.2. 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 20мг/л.

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 путём 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.

Рис. 5. Классическая схема биологической очистки сточных вод в аэротенках:

1 - сточная вода после отстойников; 2 - аэрационный бассейн; 3 - иловая смесь из аэротенков; 4 - вторичный отстойник; 5 - очищенная вода; 6 - иловая камера; 7, 8 -циркуляционный и избыточный активный ил соответственно; 9 - воздух от воздуходувок; 10 - аэрационная система для распределения воздуха в аэротенке

Концентрация взвешенных веществ не должна превышать 150 мг/л , а БПК_полн зависит от типа аэротенка. Аэротенки могут быть одноступенчатые и двухступенчатые, при этом в том и другом случаях их принимают как с регенерацией , так и без неё. Одноступенчатые аэротенки с регенерацией используют при БПК_полн >150 мг/л и наличии вредных производственных примесей, а без регенерации – при БПК_полн<150 мг/л.

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

L_en=L_ср.БПК =343мг/л;

L_ср.БПК – концентрация БПК_полн в смеси бытовых и производственных сточных вод, мг/л.

Так как L_en >150 мг/л, согласно принимаем аэротенк с регенератором.

Продолжительность обработки воды в аэротенке определяется по формуле:

t_at = = =1,96 ч;

где а_i – доза ила в аэротенке 1,5 – 3,0 г/л.

L_ex – БПК_полн очищенной сточной воды, принимаем 15 мг/л.

Нагрузка на ил q_i, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в сутки, определяется по формуле:

q_i = = =1912,5 мг/(г сут);

где s – зольность ила, принимается по таблице 40 s =0,3.

По таблице 41 определяем значение илового индекса J₁ , J₁=130 см³/г.

Степень рециркуляции активного ила :

R_i= = =0,64 .

Удельная скорость окисления на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч.:

=

= 85 =23,37 мг/(г ч);

где - максимальная скорость окисления принимается по таблице 40 , = 85 мг/л;

С_о – концентрация растворённого кислорода, принимается 2 мг/л;

К_/ - константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ,

принимается по таблице 40 К_/=33 мг/л;

К_о – константа, характеризующая влияние кислорода, принимается по таблице 40

К_о=0,625 мг/л;

- коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила,

принимается 0,07 л/г.

Доза ила в регенераторе определяется по формуле:

a_r= a_i (1/2 R_i+1)=3 (1/2 0,64+1)=5,34 г/л.

Продолжительность окисления t_o,ч, органических загрязняющих веществ в аэротенках с регенераторами:

t_o = = =5,78 ч.

Продолжительность регенерации t_r, ч;

t_r = t_o-t_at=5,78-1,96=3,82 ч.

Вместимость аэротенка:

W_at =t_at (1+R_i) q_w=1,96 (1+0,64) 3240=10414,65 м³;

Где q_w – расчётный расход сточных вод, м³/ч,q_w=Q_{max ч}.

Вместимость регенераторов:

W_r= t_r R_i q_w=3,82 0,64 3240=7921,2 м³.

Если температура сточных вод отлична от 15^оС, то необходимо вводить поправочный коэффициент. Тогда:

W =15/t W_at=15/15,35 11398=10177,2 м³,

W =15/t W_r= 15/15,35 7921,2=7740,6 м³;

Где t – температура сточных вод.

Общий объём:

W=W +W =10177,2+7740,6=17917,8 м³ .

Процент регенерации А, %,

А= = =43,2 %

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

L_at= = =83 м .

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

L_at/b_at=84/4,5=18,66 10

Общая ширина аэротенка:

В_at=b_at =4,5 4 4=72 м.

Удельный расход воздуха:

q_air= = =14,54 м³/м³.

Где q_o – удельный расход кислорода воздуха, принимается по q_o=1,1мг/мг;

К₁ – коэффициент, учитывающий тип аэратора .Для мелкопузырчатой аэрации при соотношении площадей аэрируемой зоны и аэротенка f_az/f_at=0.3 K₁=1.89;

К₂ – коэффициент , зависящий от глубины погружения аэраторов h_a и принимаемый по таблице 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 (20-20)=1

Здесь Т_w – среднемесячная температура воды за летний период;

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

С_а – растворимость кислорода в воде ,определяемая по формуле:

С_а=(1+h_a/20,6) С_Т=(1+2,8/20,6) 8,67=9,84 мг/л,

Где С_Т – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления С_Т=8,67 мг/л;

h_a – глубина погружения аэратора, м.

Интенсивность аэрации

J_a=q_air H_at/t_at=14,54 3,2/1,96=23,74 м³/(м² ч).