МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕНННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "Технические средства аквакультуры"

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

№9 «Биохимическая очистка вод. Расчет аэротенка»

по дисциплине "Процессы и аппараты защиты водной среды"

Ростов-на-Дону

2015

Составитель: доцент Коханов Ю.Б.

УДК 66.01/07(075.8)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №9 «Биохимическая очистка вод. Расчет аэротенка» по дисциплине "Процессы и аппараты защиты водной среды". – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2015. – 11 с.

Предназначена для студентов специальности 111400 «Водные биоресусы и аквакультура» очной формы обучения

Печатается по решению методической комиссии факультета «Безопасность жизнедеятельности и инженерная экология».

Рецензент – канд. биол. наук, доц. М.В. Коваленко

Научный редактор – д-р геогр. наук проф. Г.Г. Матишов

© Издательский центр ДГТУ, 2015

Цель работы: Приобретение знаний и навыков по расчету адсорбционной очистки вод.

Общие положения

Лабораторная работа №15. Биохимическая очистка сточных вод. Расчет аэротенка

Цель работы: Приобретение знаний и навыков по расчету процессов и сооружений биологической очистки сточных вод.

Вводная часть

Биохимические методы очистки сточных вод основаны на способности микроорганизмов использовать многие загрязняющие вещества для питания в процессе жизнедеятельности. Сточные воды, направляемые на биохимическую очистку, характеризуются величиной БПК и ХПК. БПК – это биохимическое потребление кислорода, или количество использованного кислорода для био-химического окисления органических веществ в воде, мг О₂/мг вещества, за оп-ределенный промежуток времени (например, БПК₅ – за 5 суток). БПК_полн – пол-ная биохимическая потребность кислорода до начала процессов нитрификации. ХПК – химическое потребление кислорода, или количество кислорода, необхо-димого для окисления всех восстановителей, содержащихся в воде.

Биохимическая очистка проводится в естественных и искусственных со-оружениях [10]. Естественными сооружениями являются поля орошения, по-ля фильтрации и биологические пруды. Искусственные сооружения биологи-ческой очистки целесообразно делить на три группы:

1. сооружения, в которых активная биомасса закреплена на неподвижном материале, а сточная вода тонким слоем скользит по материалу загрузки (биофильтры);

2. сооружения, в которых активная биомасса находится в воде в свобод-ном (взвешенном) состоянии (аэротенки, окситенки);

3. сооружения, в которых сочетаются оба варианта (погружные био-фильтры, биотенки, аэротенки с заполнителями).

Активный ил (АИ), или активная биомасса состоит из живых организмов и твердого субстрата, представляет собой амфотерную коллоидную систему. Хи-мический состав АИ для различных сточных вод достаточно близок. Например, химический состав смеси производственных и бытовых сточных вод отвечает формуле C₁₁₁H₂₁₂O₈₂N₂₀S. Субстрат (до 40% в АИ) представляет собой твердую отмершую часть остатков водорослей и других веществ, к которым прикреп-ляются микроорганизмы. Биопленка имеет вид слизистых обрастаний толщи-ной 1-3мм и более, от серовато-желтого до темно-коричневого цвета.

Аэротенк представляет собой открытий бассейн, оборудованный устройст-вами принудительной аэрации. Это - аппарат с постоянно протекающей сточ-ной водой, во всей толще которой развиваются аэробные микроорганизмы, по-требляющие субстрат, т.е. загрязнение этой сточной воды. Сточная вода непре-рывно перемешивается и аэрируется до насыщения кислородом воздуха.

Аэротенки могут быть классифицированы по гидродинамическому ре-жиму их работы: 1) аэротенки идеального вытеснения; 2) аэротенки идеаль-ного смешения; 3) аэротенки промежуточного типа.

Окситенки предназначены для биологической очистки сточных вод и могут быть использованы как самостоятельные сооружения или в двухсту-пенчатой схеме в сочетании с аэротенками. В окситенках вместо воздуха применяется технический кислород, благодаря чему создаются условия для повышения дозы ила и его активности, снижаются прирост ила и энергоза-траты на аэрацию, увеличивается окислительная мощность и снижаются экс-плуатационные расходы очистных сооружений.

Биологический фильтр — это очистное сооружение, заполненное загру-зочным материалом, через который фильтруется сточная вода и на поверхно-сти которого развивается биологическая пленка, состоящая преимущественно из аэробных микроорганизмов. Очистка сточных вод осуществляется вслед-ствие жизнедеятельности указанных микроорганизмов.

Задача технологического расчета аэротенков – определение основных па-раметров системы (длительность аэрации, расход воздуха, объем), по кото-рым устанавливаются размеры сооружения. Типовые аэротенки имеют раз-меры 36-114 м длины, 8-36 м ширины и 3-5 м глубины. Имеются следующие типовые данные:

• число коридоров – 2, 3 и 4;

• ширина коридоров – 4, 5, 6 и 9 м;

• шаг длины коридора – 6 м (длина стандартной панели);

• рабочая глубина – 3,2; 4,4 и 5 м.

		Методика расчета
1. Длительность аэрации рассчитывается по формуле:
	L0 L1	, ч,	(15.1)
	a

где L₀ и L₁ - БПК_полн поступающей сточной и очищенной воды, мг/л; а – кон-центрация ила в аэротенке, г/л; - скорость окисления загрязнения на 1 г су-хой биомассы, мг (БПК)/(г ч).