5.6.6. Расчет сооружений для биологической очистки св

Расчет аэротенков.

Аэротенками называют железобетонные аэрируемые резервуары, предназначенные для биологической очистки СВ. Процесс очистки в аэротенке идет по мере протекания через него аэрированной смеси сточной воды и активного ила. Аэрация необходима для насыщения воды кислородом и поддержания ила во взвешенном состоянии. Конструктивное оформление аэротенков определяется пропускной способностью очистных сооружений, исходными характеристиками подлежащей очистке сточной воды, определяющими режим работы аэротенков, типом аэрационного оборудования для подачи воздуха и перемешивания, конструкцией других сооружений, включаемых в технологическую схему очистки сточной воды и др.

По структуре движения потоков очищаемой сточной воды и возврата активного ила различают: аэротенки-вытеснители; аэротенки-смесители; аэротенки с рассредоточенным впуском воды.

В аэротенках-вытеснителях сточная вода и возвратный ил подаются сосредоточенно с одной из торцевых сторон сооружения, а выпускаются также сосредоточенно с другой торцевой стороны.

В аэротенках-смесителях сточная вода и возвратный ил подаются равномерно вдоль длинной стороны коридора аэротенка, а выводятся с другой длинной стороны.

В аэротенках с рассредоточенной подачей сточной воды сточная вода подводится рассредоточено в нескольких точках по длине аэротенка, а отводится сосредоточенно из торцевой его части. Возвратный ил подается сосредоточенно в начале аэротенка.

Аэротенки-вытеснители целесообразно применять при концентрации БПК_полн поступающей воды до 300 мг/л, а аэротенки смесители до 1000 мг/л по БПК_полн.

Расчет аэротенков включает в себя определение вместимости и габаритов сооружения, объема требуемого воздуха, избыточного ила.

Продолжительность аэрации в аэротенке-смесителе τ_а (час) определять по формуле:

, (5.103)

где L_a – БПК_полн сточной воды, мг/л; L_t – БПК_полн очищенной воды, мг/л; a_а − доза ила, г/л; S – зольность ила = 0,1 – 0,3; p – удельная скорость окисления БПК_полн/на 1 г беззольного вещества активного ила в час,

мг/(г час), (5.104)

где: р_max = 85 мг/г час – для городских стоков; С_о – концентрация растворенного кислорода в сточной воде, C_о допускается принимать равной 2 мг/л; K_t – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, K_t = 33 мгО₂/л; K_о – константа, характеризующая влияние кислорода, K_о = 0,625 мгО₂/л; ψ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, ψ = 0,07 л/г; (р = 20-30 мг/г час).

Доза ила а в аэротенках-смесителях без регенерации 3г/л, с регенерацией от 2 до 4,5 г/л.

Для городских стоков зольность S = 0,3.

Период аэрации τ_a, час, в аэротенках-вытеснителях надлежит рассчитывать по формуле:

, (5.105)

где K_p – коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания K_p =1,5 при биологической очистке до L_t  = (15 – 30) мг/л; K_p=1,25 при L_t>30 мг/л; L_mix – БПК_полн, определяемая с учетом разбавления рециркуляционным расходом,

(мг/л). (5.106)

Здесь R – степень рециркуляции активного ила, определяемая по формуле

, (5.107)

где a_a – доза ила в аэротенке, г/л; J  – иловый индекс, см³/г.

Величину илового индекса необходимо принимать равной 80-100см³/г.

Нагрузку на ил q_i, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в сутки, надлежит рассчитывать по формуле

, (5.108)

где τ_a – период аэрации, ч.

Примечание. Режим вытеснения обеспечивается при отношении длины коридоров l к их ширине b свыше 30.

При проектировании аэротенков с регенераторами общая продолжительность окисления органических загрязняющих веществ, τ_о ч, надлежит определять по формуле

, (5.109)

где a_р – доза ила в регенераторе, г/л, определяемая по формуле

. (5.110)

Примечание. Удельную скорость окисления р для аэротенков-смесителей и аэротенков-вытеснителей с регенерацией активного ила необходимо определять при дозе ила a_р.

Продолжительность регенерации τ_р, ч, надлежит определять по формуле 

. (5.111)

Вместимость аэротенка W_a, м³, следует определять по формуле

, (5.112)

где Q – расчетный расход сточных вод, м³/ч.

Размеры аэротенка принимать с учетом рабочей глубины Н_а=0,5÷5 м.

Вместимость регенераторов W_р, м³, следует определять по формуле

. (5.113)

Прирост активного ила П, мг/л, в аэротенках надлежит определять по формуле

(5.114)

где C_в-в – концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л; K_П – коэффициент прироста; для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод K_П = 0,3; при очистке сточных вод в окситенках величина K_П снижается до 0,25.

Расход активного ила надлежит определять по формуле

, (5.115)

где а_а – доза ила в аэротенке (1 – 1,2 г/л); a_р – доза ила в регенераторе (5-6 г/л); П – прирост ила (0,1 – 0,2 г/л).

Для аэротенков и регенераторов надлежит принимать:

– число секций – не менее двух;

– рабочую глубину – (3 – 6) м, свыше – при обосновании;

– отношение ширины коридора к рабочей глубине – от 1:1 до 2:1.

Аэраторы в аэротенках допускается применять:

– мелкопузырчатые – пористые керамические и пластмассовые материалы (фильтросные пластины, трубы, диффузоры) и синтетические ткани;

– среднепузырчатые - щелевые и дырчатые трубы;

– крупнопузырчатые - трубы с открытым концом;

– механические и пневмомеханические.

Число аэраторов в регенераторах и на первой половине длины аэротенков-вытеснителей надлежит принимать вдвое больше, чем на остальной длине аэротенков.

Заглубление аэраторов следует принимать в соответствии с давлением воздуходувного оборудования и с учетом потерь в разводящих коммуникациях и аэраторах.

В аэротенках необходимо предусматривать возможность опорожнения и устройства для выпуска воды из аэраторов.

Удельный расход воздуха Q_воз, м³/м³ на 1 м³ очищаемой воды, при пневматической системе аэрации надлежит определять по формуле

, (5.116)

где q_о – удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой БПК_полн, принимаемый при очистке по БПК_полн до 15–20 мг/л = 1,1; при очистке по БПК_полн свыше 20 мг/л = 0,9; К₁ – коэффициент, учитывающий тип аэратора и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации K_i = 1,3–2,3; для среднепузырчатой и низконапорной K_i = 0,75; К₂ – коэффициент, зависимый от глубины погружения аэраторов h_a и принимаемый по табл. 5.12. Глубина погружения аэраторов h_а=Н_а-0,1 м.

Таблица 5.12