Механические аэраторы

Механические аэраторы предназначены для перемешивания воды с атмосферным воздухом. Промышленность выпускает оборудование с вертикальным или горизонтальным валом, для установки над поверхностью воды или на дне аэротенка, на большой глубине. В зависимости от формы ротора и его лопаток различают аэраторы конусные, дисковые, цилиндрические, колесные, турбинные, винтовые, лопастные. В дополнение к ротору для лучшего перемешивания может быть установлен стабилизатор. На рис.13 представлены схемы аэраторов.

Механические аэраторы

Рис.13

Определение необходимого количества механических аэраторов N_ma ведется по требуемому количеству кислорода воздуха для работы аэротенка Q_О2 и по паспортной производительности аэратора по кислороду Q_ma(гО₂/час):

N_ma = Q_О2 / Q_ma /10/

Механические аэраторы в России распространения пока не получили.

В приложении 1 к настоящему пособию представлены фотоснимки аэраторов, применяемых в настоящее время в России и за рубежом.

2.6. Расчет аэротенка

Расчет аэротенков заключается в определении вместимости сооружения и требуемого количества воздуха для аэрации.

2.6.1. Пример 1. Определение объема аэротенка

Исходные данные: суточный расход сточных вод Q_сут=6000 м³/сут; БПК сточных вод, подаваемых в сооружение, L_en=188,28 мг/л; БПК сточных вод, требуемая при сбросе в водоем, L_ex=15мг/л; расчетный расход аэротенка Q_a/t=370м³/ч; максимальный часовой приток сточных вод Q_час^max=412 м³/час; температура очищаемых сточных вод Т_w=18°С.

Задание: Определить размеры аэротенка

Решение:

Для сточных вод, поступающих в аэротенк, L_en=188,28 мг/л. Это больше 150 мг/л, поэтому требуется регенерация активного ила. Принимаем аэротенк-вытеснитель с регенератором.

Определяем степень рециркуляции активного ила R_i.

Принимаем в первом приближении иловый индекс J_i=100 см³/г, дозу ила в аэротенке a_i = 3 г/л. Тогда по формуле [52] СНиП [1]:

/11/

Величина БПК воды, поступающей в начало аэротенка-вытеснителя, с учетом разбавления циркуляциооным илом, L_mix:

мг/л /12/

Период пребывания сточных вод в аэротенке:

ч /13/

Доза ила в регенераторе определяется зависимостью [55] СНиП [1] в первом приближении:

г/л /14/ Удельная скорость окисления органических загрязнений ρ(мг БПК/г*час):

/15/

В формуле:

= 85 мг/г*час - максимальная скорость окисления;

К_l = 33 мг БПК/л - константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ;

К₀ = 0,625 мгО2/л- константа, характеризующая влияние кислорода;

= 0,07 л/г - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила;

, К_l, К₀, приняты по таблице 40 СНиП [1].

С₀ = 2мг/л –средняя концентрация кислорода в аэротенке. Назначена по п. 6.157 СНиП [1].

Продолжительность окисления загрязнений:

ч /16/

где S=0.3 – зольность ила.

Продолжительность регенерации ила по формуле [57] СНиП [1]:

t_r = t_o – t_atv = 5,34 – 1,38 = 3,96 ч; /17/

Продолжительность пребывания ила в системе «аэротенк – регенератор»:

t = ( l + Ri )*t_atv + Ri*t_r = ( l + 0,43 )*1,38 + 0,43*3,96 = 3,68 ч; /18/

Для уточнения илового индекса иловый индекс определяется средняя доза ила в системе «аэротенк – регенератор» a_imix:

г/л; /19/

По формуле [53] СНиП [1] определяется нагрузка на ил q_i, где доза ила принимается равной величине а_imix; а период аэрации равен продолжительности пребывания в системе «аэротенк – регенератор»:

мг БПК/г*сут /20/

По таблице 41 СНиП [1] для ила городских сточных вод индекс J_i=75 см³/г . Эта величина отличается от принятой ранее J_i=100 см³/г.

Поэтому уточняем степень рециркуляции ила; по формуле /11/:

Эта величина существенно отличается от рассчитанной в первом приближении, поэтому нуждаются в уточнении все прочие параметры работы аэрационной системы. По формулам /12-20/:

мг/л

ч

г/л

мг БПК/г*ч

ч

t_r = 6,67 – 1,44 = 5,23 ч;

t = ( l + 0,3 )*1,44 + 0,3*5.23 = 3,44 ч;

г/л

мг БПК/г*сут

Тогда по таблице 41 СНиП [1] J_i=72,71 см³/г . Эта величина отличается от принятой ранее (J_i=75 см³/г) не более, чем на 10%. Дальнейшей корректировки расчета не требуется.

Объем аэротенка и регенератора:

W_at = t_atv*( l + R_i )*Q_at= 1,44*( 1 + 0,3 )*370 = 692,64 м³ /21/

W_r = t_r *R_i*Q_at = 5,23*0,3*370 = 580,53 м³ /22/

Общий объем аэротенков:

W = ( W_at + W_r ) = ( 692,64 + 580,53 ) = 1273,17 м³ /23/

Регенерация составляет W_r/W=580,53/1273,17=0,456. Это приблизительно 50%.

Согласно п. 6.144, п. 6.150 СНиП [1] принимаем аэротенк из 2-х секций объемом W¹=636,58 м³ каждая, с шириной коридора В = 3 м, рабочей глубиной аэротенка Н = 3 м. Число коридоров в каждой секции n равно 2, один из них отводится под регенератор.

Определим длину коридора:

L = W¹/ n*B*H = 636,58 / 2*3*3 = 35,4 м » 36м.

При определении линейных размеров аэротенков рекомендуется брать за основу на типовые проектные решения (см.табл.1).