Глава 4. Технические расчеты параметров биологической очистки сточных вод в аэротенках

4.1. Какие основные расчетные параметры используются для характеристики биологических процессов в аэротенках?

Для оценки процессов биологической очистки используют ряд расчетных технологических характеристик, устанавливающих соотношение между управляющими параметрами - с одной стороны, параметрами входных и выходных потоков, а также характеристиками управляемого объекта - с другой.

К основным расчетным параметрам следует отнести:

• среднюю дозу и массу ила в аэротенках, общую массу ила в системе “аэротенк - вторичный отстойник “;

• нагрузку на активный ил по органическим загрязнителям;

• возраст активного ила;

• окислительную мощность;

• степень циркуляции активного ила;

• прирост активного ила;

• показатели, определяющие время окисления органических загрязнений в аэротенках (продолжительность обработки воды в аэротенке, продолжительность регенерации, период аэрации и т. д.);

• расчетные характеристики кислородного режима (удельный расход воздуха, интенсивность аэрации, удельный расход кислорода воздуха, расход воздуха на кг снятого БПК ₅ и др.);

• расчетную величину производительности аэротенков.

В системе классификации характеристик структурных элементов технологической системы “аэротенк - вторичный отстойник“ расчетные параметры биологических процессов в аэротенке относятся к контролируемым комбинированным параметрам управляющих потоков.

4.2. Как можно рассчитать величину средней дозы активного ила в аэротенке с регенератором? Как определить общую массу активного ила в аэротенке и в системе “аэротенк - вторичный отстойник?

Средняя доза активного ила г/л в аэротенке с регенератором определяется по формуле:

[4.1]

где: d_a - доза ила в аэротенке, г/л;

d_r - доза ила в регенераторе, г/л;

W_а и W_r - соответственно объем аэротенка и регенератора, м³;

W_А - общий объем аэротенка, м³.

Эта формула может быть упрощена, если выполнить деление выражения в числителе на величину W_A. Учитывая, что отношение W_r /W_A = r, т. е. объем регенератора в долях единицы, можно записать:

[4.2]

Масса активного ила в аэротенке равна произведению средней дозы ила на объем аэротенка:

[4.3]

Общая масса ила в системе “аэротенк - вторичный отстойник“ составляет сумму масс ила, находящегося в аэротенках, в трубопроводах, каналах, камерах, соединяющих аэротенки и вторичные отстойники, а также во вторичных отстойниках:

где: - масса ила в аэротенках, т;

- масса ила в камерах, трубопроводах, каналах, т;

- масса ила во вторичных отстойниках, т.

4.3. Как рассчитать степень циркуляции активного ила? Как установить зависимость между величиной дозы активного ила в аэротенке и дозой возвратного ила и наоборот?

Под степенью циркуляции (или просто циркуляцией) активного ила понимают отношение количества возвратного ила q к величине расхода очищаемой сточной воды Q.

Обычно степень циркуляции выражают в долях единицы. Если же этот показатель выразить в процентном отношении, то он получит название “процент возвратного ила“.

В первом случае Во втором случае

[4.5] и [4.6]

где: q - расход циркуляционного (возвратного ила), м³/ч.

Обычно технологу известна доза активного ила в аэротенке и доза возвратного ила. Используя эти показатели, можно всегда ориентировочно подсчитать степень циркуляции активного ила по формуле:

[4.7]

Из этой же формулы можно вывести зависимость между d_a и d_в:

или [4.8 и 4.9]

Следует иметь в виду, что доза ила в регенераторе обычно меньше, чем доза возвратного ила. Она вычисляется по формуле (коэффициент 2 учитывает разбавление циркуляционного ила в регенераторе водой, поступающей в аэротенк).