Расчет аэротенка-нитрификатора

Принимаем двухступенчатую схему очистки сточных вод. В качестве первой ступени принимаем аэротенки-нитрификаторы. В качестве второй ступени принимаем денитрификатор.

БПК_полн сточных вод после первой ступени биологической очистки составит: L₁=6 мг/л. Эту степень очистки по БПК обеспечивает натрификатор.

1. При очистке сточных вод в режиме продленной аэрации в случае окисления и органических веществ и аммонийного азота константы процесса принимаются по справочному пособию:

*Максимальная скорость окисления р_макс =70 мг БПК/г*час

*Константа, характеризующая свойства органических веществ к₁=65мгБПК/л

*Константа, характеризующая влияние кислорода к₀ =0,625 мг О₂ /л

*Коэффициент ингибирования активного ила продуктами распада µ=0,14 л/г

2. Определяется µ_ni (сут^-1 ) – удельная скорость микроорганизмов – нитрификаторов. Именно она является диктующей в процессе тк она значительно меньше чем скорость роста других микроорганизмов. µ_ni показывает, на какую долю от исходного количества увеличивается ежесуточно масса нитрифицирующего ила.

µ_{ni =}K_pH +K_T + K_oc +K_c + µ_max +K * (N/ K_п+N),где

*µ_max – максимальная скорость роста нитрифицирующих микроорганизмов, определяемая экспериментально в принятых стандартных условиях рН=8,4 и температуре 20°С. Отсутствие токсикантов µ_max =1.77 сут^-1 .

*коэффициенты K_pH K_T K_c учитывают отличие реальных условий от стандартных, принимаем по таблицам справочного пособия рН=7 K_pH=0,6 при температуре 8°С K_T=0,26 приотсутствии токсикантов K_c=1.

*Коэффициент K_oc учитывает влияние концентрации растворенного кислорода: K_oc= С₀/(К₀+С₀) =2/(2+2)=0,5, Где

С₀ концентрация растворенного кислорода в иловой смеси С₀₌ 2 мг/л

К₀ – константа полунасыщенного кислорода, к₀ 2 мг/л.

*Множитель (N/ K_п+N) учитывает требуемую концентрацию аммонийного азота в очищенной воде N=1.94 мг/л, К_п константа полунасыщенного аммонийного азота К_п=25 мг/л.

=> µ_{ni =}0,6+0,26+0,5*1*1,77*(2/25+2)=0,0102 сут^-1.

Это значит, что количество нитрифицирующего ила ежесуточно увеличивается на 1,02 %.

3. Следовательно, минимальный допустимый возраст ила составляет:

Θ=1/ µ_ni=1/0,0102 сут^-1.

Параметр «возраст ила»показывает, за какое время ил в системе полностью обновится.

4. Удельная скорость окисления органических веществ в аэротенке – нитрификаторе определяется по экспериментальной формуле:

Р=К_э+0,0417*К_р/ Θ, где

*К_э энергетический физиологический коэффициент К_Э=3,7 мгБПК/г*час.

*К_р физиологический коэффициент роста микроорганизмов активного ила К_р=864 мг БПК/г => Р=3,7+0,0417*864/98=4,07 мгБПК/г*час.

5. По п. 6.143 СНиП 2.04.03-85, зная р находим а_i – концентрацию беззольной части углероджсодержащего активного ила при заданной L_ex=6 мг/л: Р=р_max*(L_ex*C_o/L_ex*C_o+K_l*C_o+Ka_o*L_ex)*(1/1+µ*a_i)

Р=70*(6*2/ 6*2+65*2+0.625*2)*(1/1+0.14*a_i) Отсюда a_i=2 г/л.

6. Продолжительность обработки сточных вод в аэротенке-смесителе с нитрификацией аммонийного азота определяется по СНиП:

T_atm=(L_en-L_ex)/ (a_i*p)=(48-6)/(2*4.07)=3,44 час.

Объем аэротенка-нитрификатора: W = Q*t/24 =600*3,44/24=85,99=86 м³

7. Концентрация нитрифицирующего ила в иловой смеси: a_ni=1,2*a_i*ΔC_n/t

где: a_is концентрация нитрифицирующего ила.

ΔС_n снижение концентрации аммонийного азота = (27-2) мг/л.

T продолжительность обработки сточных вод t=4,48 час.

a_ni=1,2*0,035*(27-2)/3,44=0,0679 г/л.

8. Общая концентрация беззольного вещества ила:

A_орг=a_i+a_ni=2+0.0679=2.07 г/л.

9. Удельный прирост ила:

Kg=(41.7*a*t_atm)/(L_en-L_ex)*θ=41.7*2.96*3,44/(48-6)*98=0.103 мг/мгБПК

10. Суточное количество избыточного ила:

Y=0.103-(48-6)*600/1000=3,28 кг/сут.

11. Расход воздуха, подаваемого в аэротенк – нитрификатор, определяется по п. 6.159 МНиП 2.04.03-85.

Q_air=q₀(L_en-L_ex)+1.1(N_en-N_ex)*4.6/K₁K₂K_tK₃(C_a-C₀)

Расчет денитрификатора.

1. Принимается денитрификатор – смеситель. В качестве источника углерода в денитрификатор добавляется метанол. Расчет процесса в реакторе-смесителе ведется по п.6.143 СНиП 2.04.03-85 /1/.

2. Удельная скорость денитрификации , мг/г·ч:

_где- требуемая концентрация азота нитратов на выпуске сточных вод в водоем; по заданию, =9,1 мг/л;

- доза ила в денитрификаторе по беззольному веществу, принимается примерно равной дозе ила в нитрификаторе =2г/л;

значения кинетических констант принимаются на основе экспериментальных данных по пособию /3/, см.таблицу 7.5:

Значение кинетических констант денитрификации

Таблица 1.

Вид органического субстрата	Максимальная скорость денитрификации	Константа, характеризующая свойства обрабатываемых соединений,	Коэффициент ингибирования активного ила продуктами распада,
Метанол	58,8	40	0,19

3. Продолжительность обработки сточных вод в денитрификаторе:

где: S – зольность ила, S=0,3;

- концентрация нитратного азота в сточных водах перед денитрификатором, из балансовой схемы =25мг/л.

4. Объем денитрификатора: