книги из ГПНТБ / Шабалин А.Ф. Очистка сточных вод предприятий черной металлургии учебное пособие для техникумов

При длине секции биологического фильтра /1 = 30 м число рядов разбрыз­ гивателей составит

и =: а = 30 : 2,46 12,

а число разбрызгивателей в каждом ряду

пг ~ В : Ь = 20: 2,84^7 шт.

Для того чтобы брызги не выносились за пределы фильтра, принимаем расстояние крайних разбрызгивателей до стенок фильтра равным R = 1,65 м. Тогда расстояние между рядами составит

Рис. 145. Схема расположения разбрызгивателей:

Н = 1,5 м равен ? уазбр.макс = 52,5 л!мин, а при Нй = 0,375 м =<7разбр-мин =

= 25 л/мин, откуда средний расход

<?РазбР= 1>05 52’5+25- = 40,7 л/мин.

Расход через все разбрызгиватели секции при минимальном горизонте во­ ды в дозирующем бачке Н$

происходило за /нэп = 8 мин. при среднем притоке сточных вод на одну сек­ цию ?ср = 15,5 л!сек

Продолжительность опорожнения бачка ^оп при 78 разбрызгивателях и среднем притоке 15,5 л/сек будет определяться по следующей формуле:

Полный цикл работы дозирующего бачка

/ = 8 + 3,31 = 11,31 мин.

Рабочая глубина воды в дозирующем бачке

Н1 — Н3 = 2,0 —0,5 = 1,5 м.

Диаметр отводящей трубы при скорости 1 м/сек принимаем d — 300 мм. Диаметр колокола сифона D = 2d = 2 • 0,3 = 0,6 м.

Расчет сети разводящих труб ведут так же, как расчет тупиковой водо­ проводной сети.

Аэрофильтры представляют собой биологические фильт­ ры, оборудованные устройствами для искусственной подачи воз­ духа с целью' интенсификации процессов очистки сточных вод. Поступающие на аэрофильтры сточные воды подвергаются

предварительному отстаиванию в первичных отстойниках с дове­

дением БПК20 до 150 мг/л и не более.

чая поддерживающие слои. Крупность загрузочного материала

аэрофильтров принимают для поддерживающего слоя (0,2 м)— 50—70 мм и для рабочего слоя (3,8 л/)—30—40 мм. Воздух по­ дается вентиляторами в поддренажное пространство, закрытое по периметру глухими боковыми стенками. Очищенная сточная вода собирается в поддренажном междудонном пространстве и отводится лотком через гидравлический затвор. Высота между-

донного пространства не менее 0,4 м.

Как видно из табл. 33, окислительная мощность аэрофильт­ ров значительно больше окислительной мощности обычных био­ логических фильтров (табл. 32).

При температуре сточных вод иной, чем +10°, окислительную мощность, приведенную в табл. 33, следует увеличивать или уменьшать пропорционально отношению фактической температу­

ры к +10°.

Практически рекомендуется принимать 30 м3 воздуха на 1 м3 загрузки фильтра. Давление воздуха должно составлять 100 мм вод. ст. (у ввода в аэрофильтр).

Расчет аэрофильтров ведут по формулам, приведенным выше для расчетов биологических фильтров, с использованием данных табл. 33 вместо данных табл. 32.

1 Нормы и технические условия проектирования канализации населенных мест (НиТУ 141—56), Государственное издательство литературы по строи­ тельству и архитектуре, 1957.

Таблица 33

Окислительная мощность, г кислорода в сутки на 1 м3 загрузки аэрофильтра

при средней зимней температуре очищаемой воды +10°

Аэрофильтры применяют при больших количествах сточных вод и ограниченности площадей, которые могут быть использо­ ваны под очистные сооружения (биологические фильтры требу­ ют значительно больших площадей, чем аэрофильтры).

Строительство аэрофильтров в районах Урала, Сибири и

Дальнего Востока, взамен биологических фильтров, целесооб­ разно как по технологическим условиям, так и по экономическим показателям.

В ы с о ко н а гр у ж а е м ы е биофильтры отличаются от обычных биофильтров тем, что в них предусматривается не пол­ ная биологическая очистка бытовых сточных вод, а лишь частич­ ная очистка с окислением только легко окисляемых органических веществ. Вследствие этого нагрузка как по количеству воды, так и по ее загрязнениям на 1 м2 площади биофильтра принимается

увеличенной по сравнению с нагрузкой на обычные биофильтры. Для нормальной работы высоконагружаемых биофильтров необходимо, чтобы ВПК поступающей воды не превышала 200 мг/л, что достигается путем разбавления поступающей воды уже прошедшей очистку водой; материал загрузки должен быть

только гладким (щебень).

Аэрационные бассейны (аэротенки)

Аэрационные бассейны (аэротенки) представляют собой обычно железобетонные резервуары, разделенные перего­ родками на коридоры, по которым протекает очищаемая сточная

вода. В эту воду в месте входа ее в бассейн вводят активный ил (осадок из вторичных отстойников, заселенный большим коли­ чеством аэробных бактерий). Кроме того, через специальные рас­ пределители подается под давлением воздух, являющийся источ­

328 Биологическая очистка фенольных сточных вод

ником кислорода для жизнедеятельности бактерий. В результа­ те жизнедеятельности бактерий или непрерывной подаче воздуха происходит окисление и минерализация органических' веществ, содержащихся в сточных водах. Биологический процесс очистки бытовых сточных вод в аэрационных бассейнах протекает зна­

чительно интенсивнее, чем в биологических фильтрах (окисли­ тельная мощность в аэрационных бассейнах принимается 500—

800 г на 1 м3 их объема, в то время как в биологических фильт­ рах она составляет 300—500 г/м3 загрузки).

Воздух в аэрационный бассейн подается обычно воздуходув­ кой через фильтросы или дырчатые трубы. Активный ил под­ держивается в воде во взвешенном состоянии, в результате чего механические и растворенные загрязнения адсорбируются актив­

ным илом и вместе с ним осаждаются во вторичном отстойнике.

Фильтросы изготовляются Люблинским комбинатом треста «Мосочиствод» и опытным заводом Харьковского института ог­ неупоров из кокса, бакелитового лака и растворителя, с размером плит 300 X 300 X 40 мм. При пропуске в минуту 200 л воздуха через пластину, находившуюся предварительно 24 часа в воде, максимальная потеря напора составляет 200 мм вод. ст. Сущест­ венной особенностью аэрационных бассейнов является то, что в зависимости от количества вводимого в очищаемую воду ак­ тивного ила, количества вдуваемого воздуха и продолжительно­

сти пребывания воды в бассейне может быть достигнута различ­

ненности сточных вод и степени очистки, которая требуется по местным условиям. Обычно количество активного ила, вводимого в воду, колеблется от 1 до 3 г/л (в пересчете на сухое вещество ила). Продолжительность пребывания воды в бассейне зависит также от начальной концентрации загрязнений и находится в пределах 4—8 час. (обычно не превышает 12 час.).

Схема станции полной биологической очистки бытовых сточ­

ных вод в аэрационном бассейне показана на рис. 146.

Под полной очисткой понимается такая очистка сточных вод, при которой биохимическая потребность в кисло­

роде очищенной воды снижается до 12—20 мг/л О2 и вода ста­ новится незагнивающей.

При неполной очистке бытовых сточных вод за время пребыва­ ния их в бассейне около 15—30 мин. происходит лишь частичное снижение БПК этих сточных вод (примерно наполовину). Сточ­ ная вода сохраняет способность к загниванию. В этом случае

ил, отделяемый во вторичных отстойниках, не обладает адсорби­

рующей способностью и для восстановления ее нуждается в до­

(такой же бассейн, как и аэрационный), а затем в аэрационный

бассейн, как и в первой схеме.

Рис. 146. Схема станции полной биологической очистки бытовых сточных

сточных вод в аэрационном бассейне показана на рис. 147.

Рис. 147. Схема станции неполной биологической очистки бытовых сточных вод в аэрационном бассейне с регенератором активного ила:

} — приемник сточных вод; 2—первичный отстойник; 3 — лотки; 4—аэрационный бассейн; 5 — регенератор активного ила; 6 — насосно-воздуходувная установка; 7 — вторичный отстойник; 8 — шламопроводы

Расчет аэротенков ведется по среднечасовому притоку сточ­ ных вод за период аэрации в часы суток с наибольшим притоком сточных вод. Расчет на полную очистку ведется с разделением хода процесса очистки по стадиям.

330 Биологическая очистка фенольных сточных вод

Продолжительность аэрации t в час определяется как сумма продолжительностей первой стадии процесса Л и второй стадии процесса t2 очистки.

Первой стадией процесса очистки считается та, в период которой в очищаемой сточной воде нет запаса раство­ ренного кислорода и скорость его поглощения равна или больше скорости растворения; второй стадией — та, в период ко­ торой уже не весь растворившийся кислород успевает поглощать­

ся и в сточной воде образуется некоторый запас растворенного кислорода.

Определение продолжительности аэрации ведется по следую­ щей формуле:

сточной воды 10—12°);

b — конечная концентрация БПК20 сточной воды >в аэротен­

Расход воздуха D для очистки 1 мэ сточных вод определяет­

ся по следующим формулам:

для первой стадии процесса очистки

332 Биологическая очистка фенольных сточных вод

б) интенсивность аэрации сточных вод / в м3!час воздуха на 1 л2 площади аэротенка при средней зимней температуре сточ-' ных вод +10° принимать по табл. 34.

Таблица 34

Интенсивность аэрации на 1 мг площади аэротенка

Площадь поверхности аэрационного бассейна при найденной интенсивности аэрации / определяют по следующей формуле:

Полезный объем аэрационного бассейна V при принятой глу­ бине слоя воды в нем Н будет

При неполной очистке сточных вод до 50% рабочего объема бассейна отводится под регенератор.

Задавшись шириной бассейна В, определяют его длину

Обычно ширину бассейна В принимают равной от Н до 2Н. Аэрационные бассейны и регенераторы должны состоять не менее чем из двух секций. По конструктивным условиям аэраци­ онные бассейны устраивают в виде двух, трех или четырех смеж­

ных коридоров длиной больше, чем ширина, в 10 раз.

Общую строительную высоту аэрационного бассейна прини­ мают на 0,4—0,5 м выше уровня воды в нем.

Зная объем бассейна V и среднечасовое количество очищае­

мой сточной воды Qcp, можно проверить расчетную продолжи­ тельность аэрации сточной воды по формуле (VII-24).

во воздуха, проникающего через фильтросы, характеризуется коэффициентом их проницаемости (количество воздуха в м3, про­ ходящего через 1 м2 площади фильтроса в одну минуту). Сопро­ тивление фильтросов не должно превышать 200 мм вод. ст. при слое воды над ними 0,5 м и количестве проходящего воздуха

2 м31м2 мин. По мере загрязнения филь­ тросов сопротивление их увеличивает­ ся. Общая площадь, занимаемая филь­ тросами, составляет 5—8% от площади дна бассейна. Фильтросы располагают в один ряд, смещая их к одной стороне

к фильтросам 3—5 м)сек. Общие потери напора в трубах, стояках и фильтросах не должны превышать

0,5 м.

F = W ■ / = 834:2,5 = 334,6 м2.

Полезный объем бассейнов

V = F ■ Н = 334,6 ■ 2 « 669 л<3.

Принимаем ширину коридора бассейна В = Н = 2 м. Тогда общая длина всех коридоров должна быть

Принимаем бассейн из двух секций по 3 коридора в секции. Тогда длина каждого коридора

Вторичные отстойники

Во вторичных отстойниках, устраиваемых после биологиче­

ских фильтров и аэрационных бассейнов, происходит выделение

из воды отработавшей биологической пленки вместе с разрушен­ ным материалом (после биофильтров) и активного ила (после аэротенков). Вторичные отстойники конструируют как и первич­ ные отстойники вертикальными, горизонтальными и радиаль­ ными.

Осадок из вторичных отстойников, в случае устройства их

после биофильтров, удаляется ежедневно на перегнивание в ме­ тантенки и из них или на вакуум-фильтры, или на иловые пло­ щадки; осадок из вертикальных отстойников после аэротенков удаляется непрерывно. При расчете вторичных отстойников для выделения нерастворенных веществ после биофильтров прини­ мают, согласно нормам, приведенным в табл. 30: время пребы­ вания воды в отстойнике — 0,75 часа, скорость протекания воды в горизонтальных и радиальных отстойниках vT = 10 мм/сек и в вертикальных — ув = 0,7 мм/сек.. Объем иловой части отстойни­ ков находят, исходя из нормы осадка, указанной в табл. 31,—в

количестве 0,2 л)сутки на одного человека при влажности осадка

96%. Продолжительность хранения осадка в отстойнике прини­ мают до 2 суток.

Осадок из вторичных отстойников, в случае устройства их

после аэротенков, используется как активный ил и перекачивает­ ся частично снова в аэротенки, а избыток на обезвоживание в

вакуум-фильтры или на иловые площадки. Количество циркули­

рующего ила составляет 30—50% от очищаемой в аэротенке.во­ ды. Количество избыточного ила из вторичных отстойников пр нормам, приведенным в табл. 30, составляет 4 л)сутки на одного человека при влажности осадка 99,2%. Избыточный ил, прежде

чем направить его на обработку с целью дальнейшего исполь­ зования, направляют сначала в илоуплотнители.