18 Очистки сточных вод с высоким содержанием органических примесей» инв. № 01.200.2.01563 и планами хоздоговорных работ Московского института коммунального хозяйства и строительства.

Гидродинамика жидкостных потоков в аэрационных сооружениях

К настоящему времени исследованию процессов циркуляции жидкостей в аэрационных сооружениях посвящено большое количество работ.

В работе [169] использована теория течения струи в бесконечной среде. Считая, что смесь «воздух-вода», составляющая смешанный поток, представляет собой гомогенный поток автором было получено выражение для скорости жидкости: где

Q расход воздуха;

L - длина бассейна;

g - ускорение свободного падения.

В работе производился замер скорости потока в бассейнах с размерами от 400 до 800 мм и отношением H/L (высота/длина) в диапазоне от 2,0 до 0,75. В экспериментах использовались мелкие пластмассовые шарики с плотностью, равной плотности жидкости. С помощью фотографирования с определенным интервалом времени рассчитывалась скорость движения воды при ее циркуляции в бассейне. По результатам проведенной работы были предложены зависимости для определения скоростей потоков в аэрируемых

Объекты исследований

Исследования проводились в серии аэрационных бассейнов различного объема от лабораторных до полупромышленных, установленных на сооружениях биологической очистки. При испытаниях использовались бассейны различных геометрических форм и концигураций: прямоугольные, цилиндрические, ктановой (восьмиугольной ) и имеющие промежуточные формы, имеющие промежуточные формы.

Основными изменяющимися геометрическими параметрами были:

- высота воды в бассейна;

- уровень воды выше системы аэрации;

- геометричесеие формы бассейна (для вывода экстраполяционных

зависимостей).

При испытаниях использовались практически все применяняемы в настоящее время типы диффузоров, различающихся размерами, образующихся в момент отрыва пузырей воздуха, подаваемого в воду (от 3 до 6мм). Кроме того, использовались в качестве аэраторов перфорированные и пористыеые полиэтиленовые трубы. В ряде бассейнах диффузоры (пористые и перфорированные трубы) размещались продольно, что соответствует размещению воздухораспределителей у дна промышленного аэротенка рядом с перегородкой и по всей длине сооружения.

В двух бассейнах размещение распределителей воздуха диктовалось необходимостью изучения процессов циркуляции и массопередачи кислорода в двух планах вертикально и горизонтально.

class3 ГИДРОДИНАМИКА И МАССОПЕРЕДАЧА КИСЛОРОДА В

АЭРАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЯХ class3

Исследование процессов поддерживания твердых частиц во взвешенном состоянии

Как только частицы переходят во взвешенное состояние, они вовлекаются потоком жидкости в циркуляционное движение. Отложение на дне осадка твердых частиц происходит, когда скорость жидкости у днища ниже скорости необходимой для поддержания частиц во взвешенном состоянии. Установлено также, что скорость у днища, необходимая для перевода частиц во взвешенное состояние, должна быть около 0,3 м/с.

Для избежания аккумуляции осадка необходимо иметь значение "Vf" не ниже минимального, при котором частицы вовлекаются в поток. Если Vc обозначает скорость падения взвешенных частиц, то переход частиц во взвешенное состояние происходит, когда скорость потока жидкости Vf будет выше Vc.

По результатам работы предложена следующая зависимость для отношения скоростей потока и падения взвешенных частиц: где X - фактор трения, равный 0,1-1,0 при /Vc, находящимся в диапазоне 3-9.

На практике необходимо поддерживать указанное отношение скоростей ниже 100.

В случае аэрируемого бассейна прямоугольной или цилиндрической формы, снабженного диффузорами из перфорированных труб, были определены условия, при которых частицы будут находиться во взвешенном состоянии. Исследование проводились в реальных условиях функционирования аэрационного сооружения с активным илом.

Активный ил с концентрацией 6,4 г/л (по сухому веществу) был разбавлен до 2,0 г/л. Все обследованные активные илы начинали циркулировать до того, как выпадут в осадок. Это позволило нам определить значения (G/L)min и (G/L)max или (Gmin и Gmax), которые составляли 9 9 соответственно 0,35 м /час и 0,7 м /час и, которые соответствуют Vf = 95 мм/с и Vf = 129 мм/с. Наличие активного ила изменяет физико-химические характеристики воды - скорость Vf незначительно снижается. Среднее по результатам экспериментов различие в скорости Vf при наличии и при отсутствии активного ила составляет примерно 15%.

Результаты работы показали, что скорость Vf примерно равная 100 мм/с, достаточна для поддержания биомассы активного ила во взвешенном состоянии, тогда как рекомендованная в известной технической литературе скорость Vf должна составлять около 300 мм/с.

Таким образом, поддержание во взвешенном состоянии единичных V частиц в аэрируемом бассейне достигается, когда отношение /Vc будет выше 6,0. Для цилиндрических бассейнов это отношение имеет значение около 2,0, что вызывает интерес к циркуляции в цилиндрическом бассейне.

Конечно, не следует забывать, что в случае биологической очистки сточных вод массопередача кислорода может быть фактором, который определит расход воздуха и, как следствие, скорость Vf выше 10 см/с.

Пожалуйста, не забудьте правильно оформить цитату:

Краснова Ю. Ю., Турлубаев Е. С., Реховская Е. О. Роль сульфатредуцирующих бактерий в очистке сточных вод с тяжелыми металлами // Молодой ученый. — 2014. — №16. — С. 142-144.