2.2 Расчёт сооружений биологической очистки

2.2.1 Расчёт аэротенков-вытеснителей

Исходные данные для расчёта:

L_en=251,74мг/л

L_ex=15 мг/л

Q_{max h}=2515,01 м³/ч

Q_h=1666,67 м³/ч

Так как L_en>100 мг/л, то в соответствие с п.7.6.8[1] принимаем к проектированию аэротенки-вытеснители с регенерацией активного ила.

1. Определяем продолжительность обработки воды в аэротенке

где a_i – доза ила в аэротенке, принимается по табл.7.5[1] в зависимости от вида очистки

При очистке воды без нитрификации, доза ила a_i =2,5-3,5 г/л.

Принимаем a_i =3 г/л

должно быть не менее 2х часов. Принимаем =2 ч

2. Определяем продолжительность окисления органических загрязнений

где S – зольность активного ила. По табл. 7.6[1] S=0,3;

R_i – степень рециркуляции активного ила, R_i =1;

a_r – доза ила в регенераторе, г/л;

Доза ила в регенераторе определяется по формуле

ρ – удельная скорость окисления мг БПК на 1г беззольного вещества в час

Удельная скорость окисления мг БПК определяется по формуле

где ρ_max – максимальная скорость окисления. По табл. 7.6[1] ρ_max=57мг/(г∙ч);

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

K_l – константа, характеризующая свойства органических веществ. По табл.7.6[1] K_l =22 мг/л;

K₀ – константа, характеризующая влияние кислорода. По табл. 7.6[1] K₀ =0,625 мг/л;

φ – коэффициент ингибирования продуктов распада активного ила. По табл. 7.6[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 двухкоридорный аэротенк.

Таблица 6 - Типоразмеры аэротенков-вытеснителей

n-Bat-Hat
А-2-4,5-3,2(4,4)	1296(1718)
А-2-6-3,2(4,4)	2304(3168)
А-2-9-3,2(4,4)	5184(7128)
А-3-4,5-3,2(4,4)	1944(2673)
А-3-6-4,4(5)	4752(5400)
А-3-9-4,4(5)	10692(12150)
А-4-4,5-3,2(4,4)	2592(3564)
А-4-6-4,4(5)	6336(7200)
А-4-9-4,4(6)	14256(16200)

При подборе аэротенков длина типовой секции должна быть не менее 10 ширин коридора.

Принимаем к проектированию типовой аэротенк А-2-9-3,2.

8. Определяем объём типовой секции

м³

9. Определяем количество секций аэротенка

10) Определяем объём одной секции

11) Определяем длину аэротенка

К проектированию принимаем 3 секции аэротенка-вытеснителя А-2-9-3,2 длиной L_at=90 м (кратно трём).

2.2.2 Расчёт вторичных отстойников

1. Определяем нагрузку на вторичный отстойник после аэротенка

по формуле

где k_ss – коэффициент использования объёма зоны отстаивания. Для радиальных отстойников в соответствие с п.8.2.3[1] k_set =0,4;

a_i – концентрация активного ила. Во вторичных отстойниках a_i не более 3 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 табл. 3.7[1] в зависимости от нагрузки на ил, которая определяется по формуле

Тогда I_i =112,27 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=24 м. Определяем площадь зеркала воды одного отстойника

4. Определяем количество отстойников

Принимаем пять вторичных отстойников диаметром 24 м.

Таблица 7 – 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 более 2 часов.

где W_i-объём иловой зоны, при D=24 м W_i=280 м³

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 =1,99;

Q_{h max} – среднечасовой расход сточных вод, Q_{h max} =2515,01 м³/ч.

Определяем расход избыточного активного ила

где – прирост активного ила, =264,33мг/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.