2.2. Аэробные стабилизаторы

Аэробной стабилизации следует подвергать неуплотненный или уплотненный в течение не более 5 часов активный ил, а также смесь его с сырым осадком. При этом процесс должен осуществляться при температуре 835⁰С.

В конструктивном отношении аэробные стабилизаторы аналогичны аэротенкам вытеснителям (рис.11), а методики их расчета во многом схожи.

Продолжительность стабилизации определяется с учетом вида осадка и его температуры по формуле, сут,

,(130)

где: t_o – продолжительность стабилизации осадка при температуре осуществления процесса (температуре в стабилизаторе) T_со = 20 ⁰С, принимается в зависимости от вида осадка: для уплотненного активного ила – t_о = 2…5 сут; для смеси осадка из первичных отстойников и уплотненного избыточного активного ила – t_о = 8…12 сут; для осадков производственных сточных вод – по экспериментальным данным и, как правило, в этом случае – t_o = 8…18 сут;

T_a – расчетная температура сточных вод в аэротенке, ^оС;

 - возраст избыточного активного ила, устанавливается в зависимости от условий аэрации сточных вод в аэротенках по табл.10;

T_с – расчетная температура в стабилизаторе, T_с = 8…35⁰С.

Продолжительность стабилизации смеси избыточного активного ила и осадка из первичных отстойников существенно зависит от соотношения их количеств. Поэтому окончательное значение продолжительности стабилизации следует уточнять по выражению, сут,

, (131)

при чем, В - доля беззольного вещества осадка из первичных отстойников в беззольном веществе смеси его с избыточном активным илом, равная

. (132)

Таблица 10

Технологические характеристики аэротенков

Режим нагузок по загрязняющим веществам	Сооружения	Возраст активного ила, сут.
Низкие	Аэротенки продленной аэрации	25…50
	Циркуляционные окислительные каналы
	Аэрируемые биологические пруды
Средние	Аэротенки обычные	3…15
	Аэротенки с регенераторами
	Аэротенки высокопроизводительные
Высокие	Аэротенки высоконагружаемые	0,5…2

Количества беззольного вещества осадка из первичных отстойников Q^б_о и беззольного вещества смеси его с избыточным активным илом определяются аналогично этим же величинам для метантенков по формулам (123) – (127).

Рабочий объем аэробного стабилизатора, м³,

, (133)

здесь: Q – расход сбраживаемого осадка, м³/сут;

N – количество рабочих стабилизаторов, принимается не менее 2.

Рабочий объем секции стабилизатора, м³,

, (134)

где, n_с – число рабочих секций в стабилизаторе, принимается не менее 2.

Ширина секции, м,

, (135)

здесь: b – ширина коридора секции, м;

n – число коридоров в секции, n = 2…4.

Ширина коридора секции, м,

, (136)

при чем: k_b – коэфициент пропорциональности, k_b = 1…2;

h₁ – рабочая глубина аэробного стабилизатора, h₁ = 1,5…6м.

Длина коридоров аэробного стабилизатора, м,

. (137)

Примечание. Длина коридоров аэробного стабилизатора должна быть 36…114 м. Если это условие не выполняется, то следует скорректировать ширину коридоров, их количество в секциях и количество секций в стабилизаторе. При этом принятое значение длины коридоров должно быть кратно 6, т.к. при таких габаритах сооружение выполняется из сборного железобетона с использованием стандартных железобетонных плит.

Ширина аэробного стабилизатора, м,

, (138)

здесь, N_с – общее количество секций в стабилизаторе,

, (139)

где, n_c.p. – число резервных секций

. (140)

Полная глубина аэробного стабилизатора, м,

, (141)

при чем, h₂ - высота бортов, h₂ = 0,3…0,5 м.

Диаметры магистрального трубопровода подачи осадка на стабилизацию и трубопровода подачи осадка к одному стабилизатору определяются, соответственно, по формулам (28) и (27).

Ширина канала подачи осадка к стабилизатору, м,

, (142)

где, k_k – коэффициент запаса, k_k = 1,1…1,25.

Глубина осадка в канале, м,

, (143)

здесь, v_k – скорость движения осадка в канале, v_k = 0,8…1,0 м/с.

Полная глубина канала, м,

, (144)

Ширина секционных каналов подачи осадка, м,

.(145)

Ширина каналов подачи осадка к коридорам стабилизатора, м,

.(146)

Размеры каналов, отводящих стабилизированный осадок из коридоров, секций и стабилизатора, как правило, принимают равными размерам соответствующих каналов подачи осадка, а трубопроводы отвода осадка от одного стабилизатора и от всех стабилизаторов следует определять по формулам (21) и (37).

Так как, аэробный стабилизатор, по сути, представляет собой аэротенк вытеснитель, то в нем используется пневматическая система аэрации, как правило, с трубчатыми барботерами.

Удельный расход воздуха, м³/м³, в этом случае будет определятся формулой

, (147)

где: q_c – удельный расход кислорода на окисление органических веществ, содержащихся с стабилизируемом осадке, кг/кг;

S - концентрация беззольного вещества в стабилизируемом осадке, кг/м³;

k₁ – коэффициент учитывающий тип пневматической системы аэрации, принимается: для мелкопузырчатой системы в зависимости от отношения площади аэрируемой зоны (f) к площади аэробного стабилизатора (F) по табл.11, для среднепузырчатой и низконапорной –

k = 0,75;

k₂ – коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора, принемается по табл.12 по принятому значению соотношения (f/F);

n₁ – коэффициент, учитывающий температуру в стабилизаторе;

n₂ – коэффициент, учитывающий отношение скорости переноса кислорода в стабилизируемом осадке к скорости этого процесса в чистой воде, принимается: для осадков бытовых сточных вод и близких к ним по составу городских стоков – n₂ = 0,85; для осадков производственных сточных вод – по экспериментальным данным, а в случае их отсутствия допускается – n₂ = 0,7;

С_р – растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л;

С – средняя концентрация растворенного кислорода в осадке, находящемся в стабилизаторе, принимается С = 1…2 мг/л.

Таблица 11

Значения коэффициента, учитывающего тип аэратора, и максимальной интенсивности аэрации

f/F	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,75	1
k1	1,34	1,47	1,68	1,89	1,94	2	2,13	2,3
Jmax, м3/м2ч.	5	10	20	30	40	50	75	100

Таблица 12

Значения коэффициента, зависящего от глубины погружения аэратора, и минимальной интенсивности аэрации

ha, м	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1	3	4	5	6
k2	0,4	0,46	0,6	0,8	0,9	1	2,08	2,52	2,92	3,3
Jmin, м3/м2ч.	48	42	38	32	28	24	4	3,5	3	2,5

Удельный расход кислорода на окисление органических веществ стабилизируемого осадка, кг/кг,

, (148)

при чем, q_u – удельный расход кислорода на окисление органических веществ, содержащихся в избыточном активном иле, кг/кг,

. (149)

Концентрация беззольного вещества в стабилизируемом осадке, кг/м³,

. (150)

Коэффициент, учитывающий температуру в аэробном стабилизаторе

. (151)

Растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л,

, (152)

здесь: C_Т – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры (табл. 13);

h_a – глубина погружения аэратора, принимается h_a  h₁.

Таблица 13

Значения растворимости кислорода в воде

РастворимостьО2, мг/л	14,35	14,25	13,83	13,49	13,13	12,79	12,46	12,14	11,84
Температура воды, С	0	1	2	3	4	5	6	7	8
РастворимостьО2, мг/л	11,55	11,27	11,00	10,75	10,50	10,23	10,03	9,82	9,61
Температура воды, С	9	10	11	12	13	14	15	16	17
РастворимостьО2, мг/л	9,40	9,21	9,02	8,84	8,67	8,50	8,33	8,18	8,02
Температура воды, С	18	19	20	21	22	23	24	25	26
РастворимостьО2, мг/л	7,87	7,72	7,58	7,44
Температура воды, С	27	28	29	30

Необходимая интенсивность аэрации, м³/(м²ч),

. (153)

Примечание. Интенсивность аэрации должна быть не ниже 6 м³/(м²ч). Если это условие не выполняется, необходимо скорректировать соотношение (f/F), глубину погружения аэратора.

Расход воздуха на один коридор стабилизатора , м³/ч,

. (154)

Расход воздуха на секцию стабилизатора, м³/ч,

. (155)

Расход воздуха на один стабилизатор, м³/ч,

. (156)

Общий расход воздуха, м³/ч,

. (157)

Диаметр иагистрального воздуховода, м,

, (158)

где, v_в – скорость движения воздуха в трубопроводе, принимается: для воздуховодов больших диаметров – v_в = 10…15 м/с; для воздуховодов малых диаметров – v_в = 4…5 м/с.

Диаметр воздуховодов для аэробных стабилизаторов, м,

, (159)

здесь, v_в.а. – скорость движения воздуха в этом воздуховоде, м/с, принимается аналогично магистральному воздуховоду.

Диаметр распределительных воздуховодов, м,

, (160)

при чем, v_в.k. – скорость движения воздуха в этом воздуховоде, принимается аналогично магистральным воздуховодам.

Диаметр воздушных стояков, м,

, (161)

где: n_в.ст. – число воздушных стояков в коридоре стабилизатора;

v_в.ст. – скорость движения воздуха в стояке, м/с, принимается аналогично магистральному воздуховоду.

Число воздушных стояков в каждом коридоре

, (162)

здесь, l_в.ст. – расстояние между воздушными стояками по длине коридора, l_в.ст. = 20…30 м.

Диаметр и число аэраторов в каждом коридоре принимаются равными, соответственно, диаметру и числу воздушных стояков.

Длина аэраторов, м,

. (163)

Количество отверстий в аэраторе

. (164)

где, F_о – суммарная площадь отверстий, м²;

f_о – площадь одного отверстия, м².

Суммарная площадь отверстий в аэраторе, м²,

, (165)

при чем, v_o – скорость выхода воздушной смтруи из отверстий, v_o = 5…10 м/с.

Площадь одного отверстия аэратора, м,

, (166)

где, d_о – диаметр отверстий в аэраторе, d_о = 0,003…0,004 м.

Расстояние между центрами отверстий в аэраторе, м,

, (167)

здесь, n_o.p. – число рядов отверстий в аэраторе

. (168)

Стабилизированный осадок после стабилизатора подвергается уплотнению, в отдельно стоящих гравитационных уплотнителях или в уплотнителях сблокированных со стабилизатором. Их расчет в том и другом случае производится в соответствии с методиками изложенными в главе 1 данных методических указаний. При этом следует учесть, что продолжительность уплотнения стабилизированного осадка не должна превышать 5 часов, а влажность уплотненного осадка следует принимать равной 96,5…98,5%.