2.6.2. Расчет перегнивателя

Полезный объем камеры перегнивания осадка одного осветлителя-перегнивателя W_п, м³, составляет:

, (55)

где m– число перегнивателей; принимается равным числу осветлителей с естественной аэрацией, то естьm=n;

W_сут– суточный объем осадка, поступающего во все перегниватели, м³/сут; равен сумме объемов осадка, поступающего из осветлителей W_{ос. осв}и из вторичных отстойников W_{вт. отст} .

На станциях с биофильтрами

. (56)

На станциях с аэротенками

. (57)

Значения А,, р₂,р₃– те же, что и в формулах (41) и (42);

d– суточная доза загрузки осадка в перегниватели, %, равна:

, (58)

где d₁ – суточная доза загрузки осадка влажностью 95% в перегниватели, %, принимаемая по таблице 7 в зависимости от среднезимней температуры сточных вод;

р_см– влажность смеси осадка, поступающего в перегниватели в %; определяется по формулам

для очистных станций с биофильтрами

, (59)

для очистных станций с аэротенками

. (60)

Далее принимают полезную высоту цилиндрической части перегнивателя h_{ц. п}. Для перегнивателей, устраиваемых из сборных железобетонных панелей высотой 6 м, имеем:

м. (61)

где h_б– высота борта перегнивателя, м; обычно h_б= 0,5 м.

Диаметр перегнивателя D_п, м, определяют из уравнения:

, (62)

где . (63)

Обычно d₁= 0,4 – 0,5 м; угол β ≥ 30⁰[16].

Строительная высота перегнивателя H_п, м, составит:

, (64)

Далее проверяют, чтобы ширина кольцевого пространства между стенами осветлителя и перегнивателя была не менее 0,7 м [16, 20, 21].

2.7. Высоконагружаемые биофильтры (аэрофильтры)

2.7.1. Расчет высоконагружаемых биофильтров (аэрофильтров)

Высоконагружаемые биофильтры применяются на очистных станциях производительностью до 50000 м³/сут. Они могут обеспечивать как полную биологическую очистку с доведением БПК_полндо L_t= 15 мг/л, так и неполную (частичную) очистку. Учитывая высокие требования к охране водоемов от загрязнения, в настоящее время обычно предусматривают полную биологическую очистку сточных вод.

При БПК_полнисходной воды до L_a≤ 300 мг/л биофильтры работают без рециркуляции, а при L_a> 300 мг/л – с рециркуляцией [16, 20, 21].

Конструктивно высоконагружаемые биофильтры могут быть прямоугольными в плане со спринклерной распределительной системой и круглыми с реактивными оросителями. Прямоугольные в плане биофильтры в настоящее время наиболее часто устраиваются в районах с суровым климатом, когда возникает необходимость располагать их в помещениях, а также при расходах сточных вод до 1000 м³/сут (капельные биофильтры). При устройстве сооружений на открытом воздухе наиболее часто применяют круглые в плане биофильтры с реактивными оросителями, схема которых приведена на рисунке 7. Существует много способов расчета биофильтров; обычно рекомендуется рассчитывать высоконагружаемые биофильтры (аэрофильтры) по приведенной ниже методике [16].

Рис. 7. Схема высоконагружаемого биофильтра с реактивным оросителем

В случае БПК_полн исходной воды до 300 мг/л первоначально определяют коэффициентК по формуле

, (65)

где L_a– БПК_полнисходной воды, мг/л;

L_t – БПК_полночищенной воды; при полной биологической очистке L_t= 15 мг/л.

Затем с помощью таблицы 9 по найденному коэффициенту К определяют при известной расчетной температуре сточных водТ (среднезимней) потребную рабочую высоту биофильтра, т.е. высоту загрузкиH, м, гидравлическую нагрузку на биофильтрq, м³/м²в сутки, и удельный расход воздухаВ, м³/м³воды. При отсутствии в таблице 9 значенийК, равных полученному, параметрыH,qиВнадлежит принимать по ближайшему большему значению К. Далее определяют суммарную потребную площадь биофильтровF, м², по формуле

, (66)

где Q_сут– суточный расход сточных вод, поступающих на очистные сооружения, м³/сут.

Таблица 9

Параметры для расчета высоконагружаемых биофильтров [16, 18]

Удельный расход воздуха, В, м3/м3	Высота загрузки биофильтра H, м	Коэффициент К при Т, 0С, и гидравлической нагрузке q, м3/м2·сут
		Т = 8			Т = 10			Т = 12			Т = 14
		q=10	q=20	q=30	q=10	q=20	q=30	q=10	q=20	q=30	q=10	q=20	q=30
	2	3,02	2,32	2,04	3,38	2,50	2,18	3,76	2,74	2,36	4,3	3,02	2,56
8	3	5,25	3,53	2,89	6,20	3,96	3,22	7,32	4,64	3,62	8,95	5,25	4,09
	4	9,05	5,37	4,14	10,4	6,25	4,73	11,2	7,54	5,56	12,1	9,05	6,54
	2	3,69	2,89	2,58	4,08	3,11	2,76	4,5	3,36	2,93	5,09	3,67	3,16
10	3	6,1	4,24	3,56	7,08	4,74	3,94	8,23	5,31	4,36	9,9	6,04	4,84
	4	10,1	6,23	4,9	12,3	7,18	5,68	15,1	8,45	6,88	16,4	10,0	7,42
	2	4,32	3,88	3,01	4,76	3,72	3,28	5,31	3,98	3,44	5,97	4,31	3,7
12	3	7,25	5,01	4,18	8,35	5,55	4,78	9,9	6,35	5,14	11,7	7,2	5,72
	4	12	7,35	5,83	14,8	8,5	6,2	18,4	10,4	7,69	23,1	12	8,83

Примечание: Для промежуточных значений В,НиTвеличинуКдопускается определять интерполяцией.

Площадь одной секции биофильтра f, м², составит:

, (67)

где n – число секций биофильтров, должно быть не менее 2 и не более восьми, все рабочие [16].

Далее принимают форму биофильтра в плане (круглый или прямоугольный) и определяют его размеры.

Диаметр D, м, секции круглого в плане биофильтра равен:

. (68)

Как правило, он не должен быть более 30 м. В таблице 10 приведены общие площади F, м², групп круглых в плане биофильтров различных диаметров при высоте загрузкиH= 2; 3 и 4 м, применяемых в практике.

Ширину bи длинуlпрямоугольных в плане биофильтров определяют из формулы

. (69)

Необходимый объем фильтрующей загрузки биофильтров W_з, м³, равен:

. (70)

Суточный расход воздуха W_в, м³/сут, потребный для искусственной вентиляции биофильтров, определяется по формуле

. (71)

Таблица 10

Площади групп биофильтров F, м², с высотой загрузкиH= 2; 3 и 4 м

Количество биофильтров в группе	Диаметр биофильтра D, м
	6	12	18	24	30
2 3 4 5 6 7 8	57 85 112 – – – –	226 339 452 565 – – –	509 763 1018 1272 1530 1781 2036	904 1356 1808 2260 2712 3164 3616	1414 2121 2828 3535 4242 4949 5656

При БПК_полн исходной воды более 300 мг/л необходимо предусматривать рециркуляцию воды на биофильтрах, то есть разбавление исходной воды сточной водой, прошедшей биологическую очистку.

Расчет биофильтров в этом случае производят в следующей последовательности.

Первоначально при известной потребной БПК_полночищенной воды L_t, мг/л, определяют коэффициентК по формуле

. (72)

По найденному значению Кнаходят из таблицы 9 величиныH,q,В.

Далее определяют допустимую БПК_полнсмеси исходной и рециркуляционной сточной воды L_см, мг/л, и коэффициент рециркуляции водыn_рпо формулам

, (73)

. (74)

Если в таблице 9 нет значений К, больших или равных значениюК, определенному по формуле (72), то принимают ближайшее меньшее значениеКи по нему из таблицы 9 определяют параметры H,qиВ, а по формулам (73) и (74) – значенияL_см и n_р.

Потребную суммарную площадь биофильтров с рециркуляцией F, м², и суточный расход воздухаW_в, м³/сут, определяют по формулам

, (75)

. (76)

В остальном расчет производится аналогично вышеизложенному.