Аэротенки

Рис.42 Схема аэротенков

А. С пневматической аэрацией В. С механической аэрацией

Аэротенк представляет собой сооружение с постоянно протекающей внутри сточной водой, во всей толщине которой развиваются аэробные микроорганизмы, потребляющие субстрат. Сточные воды поступают в аэротенк, как правило, после стадии механической очистки. Для обеспечения нормального процесса БХО в аэротенках необходимо непрерывно подавать воздух, что достигается с помощью пневматической, механической или пневмомеханической аэрации. По структуре движения потоков очищаемой сточной воды и возраста активного ила различают: аэротенки-вытеснители; аэротенки-смесители; аэротенки с рассредоточенным впуском воды; типа АНР (по К. Бойте):

Рис.43 Схемы аэротенков

а - вытеснители; б - смесители; в- е рассредоточенным впуском воды; г - типа АНР; д- с регенераторами; е - ячеечного типа; I - сточная вода; II - активный ил; III - иловая смесь; 1- аэротенк; 2 - вторичный отстойник; 3 - регенератор.

В аэротенках - вытеснителях сточная вода и возвратный ил подаются сосредоточенно с одной из торцовых сторон сооружения, а выпускаются также сосредоточенно с другой торцовой стороны. Подача и выпуск сточной воды и ила в аэротенках-смесителях осуществляется равномерно вдоль длинных сторон коридора аэротенка. В аэротенках с рассредоточенной подачей сточной воды сточная вода подводится рассредоточено в нескольких точках по длине аэротенка, а отводится сосредоточенно из его торцовой части. Возвратный ил подается сосредоточенно в начале аэротенка. Аэротенки-вытеснители целесообразно применять при концентрации загрязнений БПКполн поступающей воды до 300 мг/л, а аэротенки-смесители до 1000 мг/л по БПКполн. Аэротенки различных типов применяют для биологической очистки городских и производственных сточных вод. Аэротенки, действующие по принципу вытеснителей, применяют при отсутствии залповых поступлений токсичных веществ, а также на второй ступени двухступенчатых схем. Комбинированные сооружения типа аэротенков-отстойников (аэроакселераторы, окситенки, флототенки, аэротенки-осветлители и др.) при обосновании допускается применять на любой ступени биологической очистки. Регенерацию активного ила необходимо предусматривать при БПК_полн поступающей в аэротенки воды свыше 150 мг/л, а также при наличии в воде вредных произ-водственных примесей. Вместимость аэротенков определяют по среднечасовому поступлению воды за период аэрации в часы максимального притока. Расход циркулирующего активного ила при расчете вместимости аэротенков без регенераторов и вторичных отстойников не учитывается. Период аэрации t_atm, ч, в аэротенках, работающих по принципу смесителей, следует определять по формуле:

t_atm=(L_en-L_ex)/а_i(1-s)·,

где:

-L_en-БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании), мг/л;

-L_ex-БПК_полн очищенной воды, мг/л;

-а_i -доза ила, г/л, определяемая техникоэкономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников;

-s - зольность ила;

-- удельная скорость окисления, мг БПКполн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч, определяемая по формуле : =_мах(L_exC₀)/(L_exC₀+K_lC+K₀L_ex)(1/(1+φa),

где _max – максимальная скорость окисления, мг/(г-ч);

C_O - концентрация растворенного кислорода, мг/л;

K_l - константа, характеризующая свойства органических загряз-няющих веществ, мг БПК_полн/л;

K_O - константа, характеризующая влияние кислорода, мг О₂ г/л; φ- коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г.

Примечания: Продолжительность аэрации во всех случаях не должна быть менее 2 ч., а s, _мах, K_0, φ – принимают по таблице 15.

Таблица 15

Сточные воды	max, мг БПКполн/(г·ч)	Kl, мг БПКполн/л	KO, мг O2/л	φ, л/г	s
Городские	85	33	0,625	0,07	0,3
Производственные:
нефтеперерабатывающих заводов:
I система	33	3	1,81	0,17	-
II "	59	24	1,66	0,158	-
азотной промышленности	140	6	2,4	1,11	-
заводов синтетического каучука	80	30	0,6	0,06	0,15
микробиологической промышленности:
производство лизина	280	28	1,67	0,17	0,15
биовита и витамицина	1720	167	1,5	0,98	0,12

Период аэрации t_atv, ч, в аэротенках-вытеснителях рассчитывют по формуле:

t_atv=[(1+φa_i)/C₀_мах(1-S)a_i)]{(C₀+K₀)(L_mix- L_ex)+K_tC₀ln(L_en/L_ex)}K_r,

где K_r- коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешиания:

K_r =1,5 при биологической очистке до L_ex =15 мг/л;

K_r = 1,25 при L_ex более 30 мг/л;

L_mix - БПК_полн, определяемая с учетом разбавения рециркуля-ционным расходом:

L_mix=(L_en+L_exR_i)/(1+R_i).

Пимечание. Режим вытеснения обеспечивается при отношении длины коридоров l к ширине b свыше 30. При l/b менее 30 необходимо предусматривать секционирование коридоров с числом ячеек пять-шесть.

Степень рециркуляции активного ила R_i в аэротенках расчитывают по формуле:

R_i=a_i/(1000/(J_i-a _i),

где a_i, - доза ила в аэротенке, г/л;

J_i- иловый индекс, см³/г.

Примечания: 1. Формула справедлива при J_i < 175 см³/г и а_i до 5 г/л.2. Величина R_i должна быть не менее 0,3 для отстойников с илососами, 0,4 - с илоскребами, 0,6 - при самотечном удалении ила. Величину илового индекса определяют экспериментально при разбавлении иловой смеси до 1 г/л в зависимости от нагрузки на ил. Для городских и основных видов производственных сточных вод допускается определять величину J_i по табл.16.

Таблица 16

Сточные воды	Иловый индекс Ji, см3 /г, при нагрузке на ил qi, мг/ (г.сут)
	100	200	300	400	500	600
Городские	130	100	70	80	95	130
Производственные:
а) нефтеперерабатывающих заводов	-	120	70	80	120	160
б) заводов синтетического каучука	-	100	40	70	100	130
в) комбинатов искусственного волокна	-	300	200	250	280	400
г) целлюлозно-бумажных комбинатов	-	220	150	170	200	220
д) химкомбинатов азотной промышл.	-	90	60	75	90	120

Примечание. Для окситенков величина J_i должна быть снижена в 1,3-1,5 раза. Нагрузку на ил q_i, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в сутки, рассчитывают по формуле:

q=24(L_en-L_ex)/{(a_i(1-S)Тat},

где Т_at-период аэрации, ч.

При проектировании аэротенков с регенераторами продол-

жительность окисления органических загрязняющих веществ t_O, ч, опрееляют по формуле:

T₀=(L_en-L_ex)/{a_r R_i (1-S))} ,

где R_i=a_i/(1000/J_i-a _i),

a_r - доза ила в регенераторе, г/л, определяемая по формуле:

a_r =[(1/2R_i)+1]a_{i ,}

- удельная скорость окисления для аэротенков - смесителей и вытеснителей, определяемая по формуле :  = _мах(L_exC₀)/(L_exC₀+K_tC+K₀L_ex )(1/(1+φa_r) ,

где _мах- максимальная скорость окисления, мг/(г час);

C₀ – концентрация растворенного кислорода, мг/;

K_t - константа, характеризующая свойства органических загряз-нений, мг/л;

К₀ - константа, характеризующая влияние растворенного кисло-рода, мг/л;

φ – коэффициент ингиирования продукта или распада активного ила , л/г.

Продолжительность обработки воды в аэротенке t_at,ч, определя-ют по формуле:

T_at =2,5/( а_i)^0,5lq(L_en/L_ex).

Продолжительность регенерации t_r, ч, расчитывают по формуле: t_r=t₀–t_{at .}

Вместимость аэроенка W_at, м³ определяют по формуле:

W_at= t_at(1+ R_i)q_w,

где q_w-расчетный расход сточных вод, м³/ч.

Вместимость регенеаторов W_r,м³, определяют по формуле: W_r=t_rR_iq_{w .}

Прирост активного ила P_i, мг/л, в аэротенках определяют по формуле:

P_i=0,8 C_cdp+ K_g L_{en ,}

где C_cdp - концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л;

K_g - коэффициент прироста; для городских и близких к ним по составу произведетвенных сточных вод K_g=0,3;

при очистке сточных вод в окситенках величина K_g снижается до 0,25. Необходимо предусатривать возможность работы аэро-тенков с переменным объемом регенераторов. Для аэротенков и регене-раторов принимают:

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.