Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Очистные сооружения канализации. Учебное пособие
.pdf
территории нашей страны применятся крайне редко, а если и
применяется, то только для аэротенков, размещаемых в отапливаемых помещениях. В открытых аэротенках механические
аэраторы в зимний период обрастают наледью, которая затрудняет их работу. В Российской Федерации наибольшее распространение получила пневматическая система подачи воздуха с
более эффективной мелкопузырчатой системой его распределения. Пневмомеханическая аэрация, сочетающая пневматическую и механическую аэрацию, используется крайне редко.
Интенсивность аэрации в аэротенках зависит от концентрации органических загрязнений, принятой системы подачи и
системы распределения воздуха. Минимальная интенсивность
аэрации 2,5 м3/(м2·ч) принимается исходя из необходимости
поддержания активного ила во взвешенном состоянии. Максимальная интенсивность аэрации ограничивается исключением
диспергации активного ила, что приводит к ухудшению процесса осаждения ила во вторичных отстойниках.
Из существующих систем распределения воздуха на сегодня наибольшее распространение получила мелкопузырчатая
система распределения воздуха. До 1990-х гг. из-за ограниченного выпуска в стране мелкопузырчатых аэраторов часто применялась даже для станций крупной производительности (более
500 тыс. м3/сут) среднепузырчатая аэрация. В то время использовалась даже крупнопузырчатая система распределения воздуха через открытые концы труб для станций малой производительности (100–1000 м3/сут). В качестве мелкопузырчатых аэраторов раньше использовались фильтросные пластины или трубы, а также тканевые аэраторы. В настоящее время на рынке
представлен широкий спектр мелкопузырчатых аэраторов: пористые полиэтиленовой трубы, дисковые аэраторы, мембранные
аэраторы с лазерной насечкой отверстий. Коэффициент использования кислорода при крупнопузырчатой системе распределения воздуха составляет 3 %; среднепузырчатой – 6 %, мелкопузырчатой через фильтросные пластины или трубы, а также тканевые аэраторы составляет 12 %. Современные аэраторы имеют
101
более высокий коэффициент использования кислорода, который
достигает 15–18 % (пористые полиэтиленовые трубы) или 25 %
(мембранные аэраторы).
Мелкопузырчатые трубчатые аэраторы АПКВ-2.0х120
фирмы «ЭКОТОН» имеет следующие технические характеристики: наружный диаметр – 120 мм; пористость – 35–50 %; длина элемента – 2 м; размер пузырьков при их отрыве – 2–3 мм;
расстояние между трубами – 480 мм (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Трубчатые мелкопузырчатые аэраторы
АПКВ-2.0х120
Дисковые мелкопузырчатые мембранные аэраторы AFD
350 Airflex фирмы SSI (США) имеют следующие технические
характеристики: диаметр аэратора – 350 мм, размер пузырьков
при отрыве – 1–3 мм; количество перфорированных отверстий
на мембране – 10 155 шт.; расстояние между осями аэраторов на
распределительной трубе – 700 мм; расстояние между осями
распределительных труб – 700 мм (рис. 3.6).
Интенсивность аэрации в аэротенках зависит от концентрации органических загрязнений, принятых систем подачи и распределения воздуха. Минимальная интенсивность аэрации
2,5 м3/(м2·ч) принимается, исходя из необходимости поддержания активного ила во взвешенном состоянии. Максимальная интенсивность аэрации ограничивается 100 м3/(м2·ч) исключением
измельчения хлопочков активного ила, что приводит к ухудше-
102
нию процесса осаждения ила и его выносу из вторичных отстойников.
Рис. 3.6. Мелкопузырчатый аэратор AFD 350 Airflex
Вынос ила из вторичных отстойников может наблюдаться
и при «вспухании» активного ила, спровоцированного многими
факторами: поступлением в аэротенк специфических стоков,
постоянным дефицитом в аэротенке растворенного кислорода,
протекающих процессов гниения актвного ила или осадка в
первичных отстойниках, постоянными резкими колебаниями
нагрузки на активный ил. «Вспухание» активного ила может
явиться причиной потери из биологической системы большой
массы активного ила.
При нормальной работе аэротенков для поддержания активного ила нужной концентрации производится его ежесуточное обновление. Из системы удаляется избыток, который образуется по мере изъятия из сточной жидкости растворимых и нерастворимых загрязнений.
3.2.1. Тип применяемого аэротенка зависит от величины за-
грязнений (БПК
), характера поступления стоков, выбранной
полн
схемы очистки и расхода поступающих стоков (табл. 3.2).
103
Таблица 3.2
полн
полн
Тип применяемого аэротенка
Тип
аэротенка
Условия применения данного типа
аэротенка
Для любой производительности;
Аэротенквытеснитель
при отсутствии залповых поступлений
токсичных веществ;
для первой и второй ступеней биологической очистки
Аэротенк-
вытеснитель
с регенератором
При наличии в воде вредных производственных примесей;
для любой производительности
при БПК
свыше 150 мг/л
Для любой производительности;
Аэротенксмеситель
Аэротенкотстойник
при резких колебаниях расхода и состава
сточных вод;
при БПК
до 1000 мг/л
Для станций производительностью
до 50 тыс. м3/сут
Окситенк При наличии технического кислорода
Аэротенк
с механической
аэрацией
При БПК
для станций небольшой
производительности
= 150–250 мг/л;
полн
Примечание:
1. Согласно [1, п. 6.150] количество секций аэротенка рекомендуется принимать не менее двух. Однако, исходя из многолетнего опыта
эксплуатации, количество секций аэротенка для станций любой производительности должно быть не менее четырех.
2. На станциях производительностью до 2 тыс. м
меняться однокоридорные аэротенки.
3. При выборе типового проекта аэротенка предпочтение следует
отдавать более глубокому аэротенку, так как такой тип обеспечивает
наивысший коэффициент использования кислорода. В Японии применяются аэротенки глубиной 100–150 м, в Европе на некоторых очистных сооружениях применяют аэротенки глубиной 18–50 м.
3
/сут могут при-
104
4. Выбор системы аэрации (пневматическая, механическая или
L C C K K L 1 a
⋅
⋅ + ⋅ + ⋅ + ϕ⋅
пневмомеханическая) определяется технико-экономическими показателями. Для районов Сибири, Востока и районов, приравненных к
Крайнему Северу, работа механических аэраторов в зимних условиях
неустойчивая. Из существующих систем распределения воздуха мелкопузырчатая система имеет наиболее высокий коэффициент использования кислорода.
Расчетные формулы аэротенков
3.2.2.
Удельная скорость окисления, мг БПК
на 1 г без-
полн
зольного вещества ила, ч:
L C
ρ = ρ ⋅
max
ex 0
1
,
где ai – доза ила в аэротенке, желательно принимать в пределах
от 1,5 до 5 г/л, причем, чем выше доза, тем больше размеры
вторичных отстойников и меньше размеры аэротенков;
ρ – для аэротенка с регенератором определяется по [1, фор-
мула (49)] при аi = аr, для предварительных расчетов аr принимается по табл. 3.3;
ar – доза ила в регенераторе, г/л, определяется по [1, формула (55)]:
aa
ir
1
+⋅= 1
;
R2
i
φ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, принимается по [1, табл. 40];
ρ
– максимальная скорость окисления, мг/(г·ч), принима-
max
ется по [1, табл. 40];
105
Таблица 3.3
q 24 .
= ⋅ ρ
Доза ила в регенераторе в зависимости от дозы активного ила
в аэротенке и степени его рециркуляции
Значение ar, г/л при ai, г/л
Ri
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
0,3 2,7 4,0 5,3 6,7 8,0 9,3 10,7 12, 13,4
0,4 2,3 3,4 4,5 5,6 6,8 7,9 9,0 10,1 11,3
0,6 1,8 2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3 8,2 9,2
Примечание. Степень рециркуляции Ri, принимается равной:
0,3 – при удалении активного ила илососом;
0,4 – при удалении активного ила илоскребом;
0,6 – при удалении активного ила самотеком.
Со – концентрация растворенного кислорода в аэротенке,
мг/л, принимается согласно [1, п. 6.157];
K0 – константа, характеризующая влияние кислорода на
процессы окисления, принимается по [1, табл. 40];
Kl – константа, характеризующая свойства органических
загрязнений, принимается по [1, табл. 40];
L
– БПК
ex
очищенной сточной жидкости (при полной
полн
биологи ческой очистке – 15 мг/л, при неполной
20–30 мг/л).
3.2.3. Ориентировочная нагрузка на активный ил, мг/(г·сут):
i
3.2.4.
Требуемая степень рециркуляции активного ила, определяется по [1, формула (52)] и должна удовлетворять условию, указанному в [1, п. 6.145, примечание 2]:
106
a
(q 24 )
= ⋅ ρ
⋅
+
x
15
t (C K )(L L ) K C ln K ,
C a (1 S) L T
x
15
t ;
R a 1 S T
−
1000
J
i
i
,
a
i
R−=
i
где Ri – степень рециркуляции активного ила
Ji – иловый индекс, мл/г, находится по [1, табл. 41] после
определения суточной нагрузки qi
i
.
Значение БПК
3.2.5.
лирующего активного ила, поступающей в аэротенк (
смеси сточной жидкости и цирку-
полн
аэр
L ), рас-
mix
считывается по [1, формула (51)]:
аэр
L
=
mix
RLL
iexen
+
R1
.
i
3.2.6.
Продолжительность аэрации сточной жидкости в
аэротенке-вытеснителе, определяется по [1, формула (50)]:
+ ϕ⋅
1 a
= ⋅ + − + ⋅
atv 0 0 mix ex l 0 p
ρ −
max 0 i ex
i
аэр
L
cdp
ω
где K
– коэффициент, учитывающий влияние продольного пе-
р
ремешивания, принимается согласно [1, п. 6.144].
3.2.7. Продолжительность обработки сточной жидкости в
аэротенке-вытеснителе с регенерацией активного ила определяется по [1, формулы (54), (56), (57)]:
L L
cdp ex
= ⋅
0
ρ⋅ −
i r
( )
ω
107
x
L
2,5 15
t lg ;
L T
ω
r 0 at
t t t ,
= ⋅ ⋅
at
a
i
cdp
ex
= −
где t0 – общая продолжительность аэрации в аэротенке с реге-
нератором, ч;
tat – продолжительность аэрации собственно в аэротенке, ч;
tr – продолжительность аэрации в регенераторе, ч.
3.2.8. Продолжительность обработки сточной жидкости в
аэротенке-смесителе без регенератора определяется по [1, формула (48)]:
−
LL
15
excdp
= ,
t
atm
i
( )
−⋅ρ
S1a
⋅
x
T
ω
где S – зольность ила в аэротенке в долях единицы, принимает-
ся по [1, табл. 40];
L
– БПК
cdp
осветленной сточной жидкости, поступаю-
полн
щей на биологическую очистку:
L
= Len – 0,01 Э
cdp
осв Cen
(1 – S),
Len – БПК
сточной жидкости, поступающей в первичные
полн
отстойники, мг/л;
Э
– эффект осаждения взвешенных веществ в первичных
осв
отстойниках, %;
Cen – концентрация взвешенных веществ в сточной жидкости, поступающей в первичные отстойники, мг/л;
x
T
– средняя температура сточной жидкости самого хо-
ω
лодного месяца, °С [1, примечание 1, п. 6.143].
108
3.2.9.
m i
q P
∑
m i
q q ,
∑
atr
atv
atr
at
r
atm
Среднечасовой расход сточной жидкости (qm) за пе-
риод аэрации (t0, t
или t
atv
) в часы максимального притока:
atm
t
2
Q
=
100t
i t
,
=
1
где Рi – расход в % от суточного притока для периода суток с
максимальным поступлением стоков, принимается по
табл. 3.4 в зависимости от коэффициента неравномерности
K
qen max.
t1 – час начала периода с максимальным поступлением сто-
ков;
t2 – час конца периода с максимальным поступлением стоков;
t – округленное до целых t0, t
или t
atv
atm
:
t = t2 – (t1 – 1).
При выполнении дипломного проекта по рассчитанной в
разделе «Канализационные сети города» таблице распределения
суточного стока от города (от населения, предприятий и общественных зданий) по часам суток средний расход определяется
следующим образом:
t
2
1
=
t
t
– расчетная продолжительность аэрации при определе-
atr
i t
=
1
нии объема аэротенка:
для аэротенка-вытеснителя
для аэротенка-вытеснителя с регенератором
для аэротенка-смесителя
без регенератора
t
= t
;
t
;
t
= t
.
109
Таблица 3.4
at m atr
W q t .
График поступления сточной жидкости от жилой
застройки по часам суток
Часы
суток
0–1 1,60 1,90 2,10 2,30 2,50 2,60 2,75 2,90 3,00
1–2 1,60 1,90 2,10 2,30 2,50 2,60 2,75 2,90 3,00
2–3 1,60 1,90 2,10 2,30 2,50 2,60 2,75 2,90 3,00
3–4 1,60 1,90 2,10 2,30 2,50 2,60 2,75 2,90 3,00
4–5 1,60 1,90 2,10 2,30 2,50 2,60 2,75 2,90 3,00
5–6 1,90 2,20 2,30 2,50 2,70 2,80 2,95 3,15 3,20
6–7 3,40 3,85 4,05 4,30 4,50 4,60 4,75 4,90 5,00
7–8 6,50 6,25 6,20 6,15 6,10 5,60 5,25 5,10 5,00
8–9 10,40 8,80 7,90 7,10 6,70 6,50 6,30 6,10 6,00
9–10 10,40 8,80 7,90 7,10 6,70 6,50 6,30 6,10 6,00
10–11 10,40 8,80 7,90 7,10 6,70 6,50 6,30 6,10 6,00
11–12 5,10 4,95 4,90 4,85 4,80 5,00 4,90 4,80 4,60
12–13 4,30 4,00 4,25 4,10 3,90 4,20 4,30 4,10 3,80
13–14 5,30 5,00 5,10 5,15 4,70 5,00 5,05 4,90 5,00
14–15 6,50 5,25 6,20 6,15 6,10 5,60 5,25 5,10 5,00
15–16 6,50 6,25 6,20 6,15 6,10 5,60 5,25 5,10 5,00
16–17 5,00 5,55 5,50 5,45 5,40 5,30 5,25 5,10 5,00
17–18 3,70 4,00 4,20 4,40 4,50 4,60 4,70 4,75 4,80
18–19 3,00 3,55 3,75 3,85 3,90 4,00 4,10 4,15 4,20
19–20 2,50 3,25 3,45 3,65 3,70 3,800 3,70 3,75 3,80
20–21 2,10 2,75 2,85 3,05 3,10 3,20 3,30 3,35 3,40
21–22 1,80 2,45 2,65 2,85 2,90 3,00 3,10 3,15 3,20
22–23 1,60 1,90 2,10 2,30 2,50 2,60 2,75 2,90 3,00
23–24 1,60 1,90 2,10 2,30 2,50 2,60 2,75 2,90 3,00
Распределение сточных вод по часам суток при К
2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44
0,38 0,45 0,50 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71
qen max
и К
qen min
3.2.10. Объем аэротенка-вытеснителя и аэротенка-смеси-
теля без регенерации активного ила:
=
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]