Рис. 3.3. Схема есу•

\UeИHII ПOJ\eil

а- с закрытоii осу­ wитепьиой сетью;

сии; 3 - .аренажная труба; 4 - ocywи­

Tt.llьиas канава

орошения и полях фильтрации устраивают осушительную

водоотводящую сеть, которая состоит из дренажа, сбор­

ной сети, отводящих линий и выпусков.

Дренаж позволяет своевременно отводить лишнюю влагу из почвы и способствует прониканию воздуха в осу­

шаемый деятельный слой, без чего не может проходить

аэробный окислительный процесс. Устройство дренажа обязательно при залегании подземных вод на глубине ме­ нее 1,5 м от поверхности карт. В зависимости от xapal<·

тера грунтов дренажную сеть устраивают в виде откры­

тых осушительных канав или закрытого дренажа

(рис. 3.3): в слабопроницаемых грунтах (суглинках)­ закрытый дренаж; в сильнопроницаемых грунтах (nесок, суnесь)- открытые осушительные канавы.

§ J2. Биологические пруды

Процесс очистки в биологических прудах аналогичен

nроцессам, происходящим при самоочищении водоемов.

Для устройства биологических прудов могут быть ис­

пользованы естественные впадины местности, заброшен­

ные карьеры, а также специально созданные водоемы.

Пруды применяются для биологической очистки и глубо­

кой очистки городских, производственных и поверхност­

ных сточных вод.

Биологическую очистку сточных вод в прудах с есте­ ственной аэрацией осуществляют в тех случаях, когда БПКполн не превышает 200 мrjл, при большей БПКлопн

необходимо проводить этот nроцесс в прудах с искусст­

венной аэрацией. Если БПКполн nревышает 500 мгjл,

то поступающие сточные воды следует предварительно

очищать.

При глубокой очистке сточные воды направляются в

86

Рис. S.C. П.,.иcтyntii'IITWA СSио..оrнчеrкиl

ПРJ.О.

1 - nода•а сточных вод; 2 - впуск: 3 - oooepe'II!Ыe стекки из фашин или и:~ одет·

и11; 4 - разделительные валики; 5 - пере· nyar101e лоrки; 6 - sanacawe .выnуски д..и оnоро~~~:нении прудов: 7 - аыпrск.н очи· Dtet!IIIЬIX сточных вод; 1 - отаодвак кана·

88

пруды после их биологической или физико-химической очистки: в прудах с естественной аэрацией БПКnолк по­ ступающих сточных вод не должна превышать 25 мгjл,

а в прудах с иску.сственной аэрацией-50 мгjл. После

глубокой очистки БПКполн сточных вод может быть де· ведена до 2-3 мг/л летом и 1-2 мг/л зимой.

Биологические пруды, устраиваемые на нефильтрую­

щих или слабофильтрующих грунтах, должны состоят.

не менее чем из двух параллельна работающих секций:,

включающих от двух до пяти последовательно распQ.n.о­

женных ступеней (рис. 3.4). Эффект очистки в каждой ступени следует принимать около 50-60 %.

Конструктивные размеры каждой секции пруда с ес­

тественной аэрацией должны назначаться с учетом обес­

печения гидравлического режима, близкого к ндеально111у

вwтеснению, гарантирующему движение жидкости по

всему живому сечению пруда. Это достигается или соот­ ношением длины секции и ее ширины 11е менее 20: 1, или

конструкциями впускных и выпускных устройств. Рабо­

чая глубина прудов принимается равной 0,5-1 м.

В прудах с искусственной аэрацией форма цру;4а в

плане зависит от типа аэратора, обеспечивающего скtt­

рость .цш.rжения воды в любой точке пруда не мене~

0,05 мjс.

Рабочая глубина пруда зависит от БПКnо"и поступа·

tп

Применеине биологических прудов рекомендуется для

искусственной аэрацией; для глубокой очистки сточных вод при их расходах до 10 000 м3jсут в прудах с естест­ венной аэрацией, а более 1О 000 м3jсут с искусственной

аэрацией.

Для повышения глубины очистки воды до БПКполн=

=3 мгfл и снижения содержания в ней биогенных эле­

ментов (азота и фосфора) рекомендуется разведение в последней ступени прудов высшей водной растительно­ стикамыша, рогоза, тростника и др. Площадь, зани­

маемая высшей водной растительностью, обычно опреде­

ляется нагрузкой по воде, составляющей 10000 м3fсут

на 1 га при плотности посадки 150-200 растений на 1 м2 •

§ 13. Аэротенки

Аэротенки применяют для полной и непалной биоло­ гической очистки сточных вод. Аэротенки представляют

собой резервуары, в которых очищаемая сточная вода и активный ил насыщаются воздухом и перемешиваются.

Сточные воды поступают в аэротенки, как правило,

после сооружений механической очистки. Концентрация

взвешенных веществ в них не должна превышать

150 мг/л, а допускаемая БПКполн зависит от типа аэро­ тенка. При очистке смеси производственных и бытовых

стоtшых вод должны соблюдаться требования по актив­ ной реакции среды, температуре, солевому составу, на­

личию вредных веществ, масел, содержанию биогенных элементов и т. д. Для обеспечения нормального хода про· цессса биологического окисления в аэротенк необходимо

непрерывно подавать воздух, что достигается с помощью

пневматической, механической или пневмомеханической

систем аэрации.

Аэротенки могут быть одноступенчатыми и двухсту­

пенчатыми, при этом в том и другом случае их применя­

ют как с регенерацией, так и без нее (рис. 3.5). Односту­ пенчатые аэротенки без регенерации применяют при БПКполн сточной воды не более 150 мгfл, с регенераци­ ейболее 150 мг/л и при наличии вредных производет­

венных примесей. Двухступенчатые аэротенки применя­

ют при очистке высококонцентрированных сточных вод.

В практике коммунального хозяйства применяют так-

88

а}

г

1

L1 ______8_

6)

г)

Рис. 3.5. Осиоанwе технологнчесаие схемы очистки сточных аоА • аsротеиках

а- с одностуnенчатым а!lротенком без регенерации ; б- то же, с реrенера·

цнеА; в- с двухстуnенчатым аэротенком беэ регенерации; а- то же, с ре· reнepaц11ell; 1 - подача неочищею1ых сточных вод; 2- аэротенк; 3 - выпуск

иловоll смеси; 4 - отстойник; 5 - выпуск очищенных сточных вод; 6 - вы• пуск отстоеиного активного ила; 7- илован насосна11 станции: 8 - подача

возвратного активного ила: 9 - выпуск избыточного активного ила; 10 - ре•

генератор; 11- выпуск сточных вод после 1 ступени очистки; 12- аэротенк

11 ступени; /3- регенератор 11 ступени

же многокамерные аэротенки и окситенки. Многокамер­ ный аэротенк представляет собой обычный аэротенк, раз­ деленный по длине на несколько камер (обычно пять­ девять) равного объема, что позволяет предотвратить

продольное перемешивание. Окситенкиэто герметиче­

ски закрытые резервуары, в которые подается техничес­

ский кислород. Окислительная мощность окситенков в несколько раз выше, чем у обычных аэротенков, а доза ила достигает 6-10 гjл.

По структуре движения потоков очищаемой сточной

воды и возвратного активного ила различают:

89

аэротенки-вытеснители (рис. 3.6, а) -сточная вода и возвратный активный ил подаются сосредоточенно с од­

ной из торцевых сторон аэротенка, а выпускаются также сосредоточенно с другой торцевой стороны;

аэротенки-смесители (рис. 3.6, б) -nодача и выпуск

сточной воды и ила осуrцествляется равномерно вдоль

длинных сторон коридора аэротенка;

аэротенки с рассредоточенной подачей сточной воды

(рис. 3.6, в)- сточная вода подводится в нескольких

точках по длине аэротенка, а отводится сосредоточенно

из его торцевой части; возвратный ил подается сосредо­

точенно в начало аэротенка.

Аэротенки испQльзуют в чрезвычайно широком дна­

пазоне расходов сточных вод от нескольких сот до мил­

лионов кубических метров в сутки.

Аэротенки-вытеснители целесообразно применять при БПКполн поступаюrцей сточной воды до 300 мгfл, а аэро­ текки-смесители- при БПКполn до 1000 мгf л.

Расчет аэротенков включает определение вместимости и габаритов сооружения, объема требуемого воздуха и избыточного активного ила. Вместимость аэротенков оп­

ределяется по среднечасовому поступлению сточных вод

за период аэрации в часы максимального притока. Про­ li.Олжительность аэрации в аэротенках-смесителях t, ч, вычисляется по формуле

90

где La- БПКnопн поступающеil в аэротенк сточной ВОАЫ (е учетом

снижения БПК nри первичном отстаивании), wг/л; Lt- БПКnоАн

очищенных сточных вод, wгjл; а- доза ила, rjл (в аэротенках-сме­

сителях без регенерации а=3 г/л, с регенерацией а=2+4,5 r/л); S-

здесь Рмамсмаксимальная скорость окисления, мг/(r·ч); С- кон­

центрация растворенного кислорода, мrjл; KL- константа, харак·

теризующая свойства органических загрязнений, мr БПКrrQл"/л; Ко - ·

константа, характеризующая влияние кислорода, мr О2jл; IP- ко­ эффиuнент ннгнбнрования продуктамн распада активного ила , л/г.

Для городских и близких к ним по составу nроизвод­

ственных сточных водрмакс=85мг БПКполн/(г·ч); К1. = =33мг БПК"0""/л; КоV=0,625мг02/л; «р=0,07 л/г; S=

= 0,3. Для различных видов производственных сточных

вод эти расчетные параметры приведены в табл 40 [6].

При расчете аэротенков-смесителей с регенерацией доза

ила принимается равной дозе ила в регенераторе. Про­

должительность аэрации в аэротенках-вытеснителях вы­

( .9)

где Kr- коэффициент, учитывающий влияние продольного переме­ wивання; при полной биологической очистке до Lt= 15 мгjл К, = 1,5;

nри Lt>30 мг/л Kr= 1,25.

Доза активного ила при расчете аэротенков-вытесни­ телей примимается без регенерации равной 3-5 г/л. а

при регенерацйи 2-4,5 r 1л. При расчете аэротеНI<Ов-вы­

теснителей без регенерации величина La оnределяется с учетом разбавления рециркулирующим расходом.

Режим вытеснения в аэротенке обесnечивается nри соотношении д.11ины и ширины коридоров более 30: 1, ес­

ли это отношение меньше, то необходимо осуществлить

секционирование коридоров с пятью-шестью ячейками.

9\

необходимо рассчитывать продолжительность оiшс.Тiения загрязнений to, ч:

Удельная скорость окисления для аэротенков-смеси­

телей и аэротенков-вытеснителей с регенераторами оп­

ределяется при дозе ила ар.

БПКполн поступающей сточной воды определяется с уче­ том разбавления рециркуляционным расходом:

Следует иметь в виду, что при расчете аэротенков с

регенерацией активного ила fa определяется с учетом

разбавления циркулирующим расходом, а tо-без учета разбавления.

U2

Продолжительность пребывания сточных вод в соб·

Прирост активного ила в аэротенках П, мг/л, подсчи­ тывается по формуле

где в.- концентрация взвешенных веществ, nостулающих в аэро­ тенк, мгjл; Кпкоэффициент nрироста активного ила; для город• скнх и лроизводственных сточных вод Кп=0,3+0,5.

Продолжительность аэрации в аэротенках на полное

окисление (аэротенки с продленной аэрацией) определя­ ется по формуле (3.7) при удельной скорости окисления

р=6 мг БПКполн/(г·ч) [4 мг БПКs/(г·ч)], дозе ила а::::~

=3+4 г/л и зольности S=0,35; количество избыточного активного ила принимается равным 0,35 кг на 1 кг

БПКполн (0,5 кг на 1 кг БПКs).

Удельный расход воздуха D, м3/мз, при очистке сточ·

ных вод в аэротенках определяется отношением расхода

кислорода, требующегося для обработки 1 м3 воды, к расходу используемого кислорода с 1 мз подаваемого

воздуха:

БПКполн: при полной очистке равняется 1,1 мгjмг, при непалной очи­

стке- 0,9 мг;мг, а для аэротенков на nолное окисление- 1 мгjмг

(1,42 мr/мг БПК5); k1- коэффициент, учитывающий тиn аэратора:

лрннимается для мелкоnузырчатой аэрации в зависимости от соот­

ношения nлощадей аэрируемой зоны и азротенка (//F) по табл. 3.3,

лринимается по табл. 3.4; n1- коэффициент, учитывающий темле­

ратуру сточных вод:

93

(эдесь т.,- среднемесячная температура сточных вод за летниii пе­

риод "С); n2 - коэффн~U~еит качества сточных вод; для городских сточных вод n2 -0,85, для пронзводственных сточных вод приннма­

ется по опытным данным, при их отсутствии пр11нимается равнъrм

(здесь С,- растворимость кислорода воздуха в воде в зависимо­ сти от температуры и давления; прнннм.ается по табл. 3.5); С­

средн~m концентрация кислорода в аэротенке; приближенно прнни­

маетсJI равной 2 мr/n.

Т А & Jl И Ц Л 3.&. РАСТВОРИМОСТЬ I(HCJIOPOДЛ В ЧИСТОА ВОДЕ ПРИ

.AIIШ!fiHH 0,1 Mna

Площадь аэрируемой зоны f приннмается по площа­

ди, занимаемой пневматическими аэраторами, включая nросветы между ними до 0,3 м. По найденН\о\М значени­

rде Н- рабочая глубина аэротенха, м.

94

Ваэротенках-вытеснителях удельный расход воздуха

иинтенсивность аэрации рассчитываются по формулам (3.20) и (3.23). Если вычисленная интенсивность аэра­

ЦIIИ более !маис для принятого значения k,, следует уве­

личить площадь аэрируемой зоны; если менее минималь­

ной lмик для принятого значения k 2, следует увеличить расход воздуха, приняв lмин по табл. 3.4.

При подборе механических, пневмомеханических и

струйных аэраторов следует исходить из их производи­

тельности по кислороду, скорости потребления кислоро­

да и массаобменных свойств сточных вод, характеризу­

емых коэффициентами n1, n2 н дефицитом кислорода.

Рабочую глубину аэротенков примимают от 3 до 6 м,

отношение ширины коридора к рабочей глубине аэро­ тенков-от 1: 1 до 2: 1.

Для аэротенков и регенераторов число секций долж­

но быть не менее двух. Для станций производительно­

стью до 50 тыс. м3/сут наиболее целесообразное число

секций 4-6, а при большой производительности-6-8;

все секции рабочие, каждая состоит нз двухчетырех

коридоров. В практике проектнрования и стронтельств~

аэротенков используют типовые проекты, разработанные Союзводоканаллроектом (табл. 3.6) и ЦНИИЭП ниже-

т Л В J1 Н Ц Л 3.8. OCHOBHЬII! ПАРАМI!Т,.Ы ТИRОВЫХ

ЛЭРОТЕНКОа-СМI!СИТЕЛ ER

•

8)

s

Рис. 3.7. Системw ООА&qи 80SAYX& в ааротенки

а- пневматнческая мепкопузырчатая; 6 - пневматнческая среднепузырча·

тая: в- nневматнческая ннзконапорная; г- механическая поверхностная;

1 - воздухаподводящие стояки; 2- воэдушныА канал с фнпьтроснымн пла­

стинами: 3 - дырчатые трубы; 4 - поверхностныА аэратор днекового типа ; 5 - стабнпнзатор потока

нерного оборудования (табл. 3.7). Систему аэрации в

аэротенках применяют, как правило, пневматическую

или механическую (рис. 3.7).

В зависимости от вида пневматического аэратора

различают мелко-, средне- и крупнопузырчатую аэра­

цню; крупность пузырьков воздуха соответственно состав­

.rJяет 1-4, 5-10 и более 10 мм. К. мелкопузырчатым

аэраторам относят керамические, тканевые и пластико­

вые, а также аэраторы форсуночного и ударного тиnа, к

среднепузырчатымперфорированные трубы, щелевые

аэраторы и др. ; к крупнопузырчатым-открытые снизу

вертикальные трубы, а также сопла.

Наиболее распространенным типом мелкопузырчато­

го аэратора является фильтроспая пластина размером

ЗООХЗОО мм и толщиной 35 мм. Фильтросные пластины

заделывают в железобетонные каналы, устраиваемые на дне коридора аэротенка у стенки, вдоль длинной его

96

стороны. П.1астины укладывают обычно в два или три

ряда для обесnечения подачи в аэротенки необходимого объема воздуха, который подается по магистральным

воздуховодам и стоякам в канал, перекрытый nлаС1'ина­

мн. Стояки размещают через каждые 20-30 м. Исполь­ зуют также пористые керамические трубы диаметром 300 мм и длиной 500 мм.

Для среднепузырчатой аэрации чаще всего nрименя­

ют дырчатые трубы с отверстиями диаметром 3-4 мм. Трубы укладывают на дне аэроте1ша, воздухоnадающие

стояки устанавливают через 20-30 м. Круnноnузырчатые аэраторы могут выnолняться из

труб диаметром 50 мм с открытыми концами, оnущенных

вертикально вниз на глубину 0,5 м от дна аэротеш<а.

Заглубление аэраторов nри низконап.орной системе аэрации 0,5-1 м; nри других системах 3-6 м в зависи­ мости от глубины аэротенка.

Принциn работы механических аэраторов основан на вовлечении воздуха непосредственно из атмосферы Вра­

щающимнея частями аэратора (ротором) и переметива­ нии его со всем содержимым аэротенка. Конструкция

ротора может быть конической, дисковой, цилиндричес­ l<ОЙ, турбинной, колесной, винтовой, а ось вращения мо­

жет расnолагаться вертикально и горизонтально. По nринциnу действия механические аэраторы делят на им­ nеллерные и поверхностные. Наиболее широко распрост­

ра иены механнчесi<ие аэраторы nоверхностного тиnа.

При устройстве пневматической системы аэрации не­ обходимо nроизвести расчет воздуховодов, который со­

стоит в подборе диаметров трубопроводов и определении потерь напора в них. Скорость движения воздуха в об­

щем и распределительном воздуховодах обычно nрини­ мают равной 10-15 м/с; в воздуховодах небольшого

диаметра-4-5 м/с. Суммарная величина потерь напора

за счет местных сопротивлений и сопротивления на тре­

ние в воздуховодах не должна превышать 0,3-0,35 м. При определении общего напора воздуходувки расчет­

ные потери напора в аэраторах с учетом увеличения со­

nротивления в период эксплуатации следует приннмать:

для мелкопузырчатых аэраторов не более 0,7 м; для ~реднепузырчатых (располагаемых на глубине более

3 м) 0,15 м; в системах низконапорной аэрации (при ско­

рости выхода воздуха из отверстия-5-10 м/с) 0,02-

0,05 м.

98