12.6. Расчет аэротенков

Многолетний опыт применения аэрационных сооружений для биологической очистки сточных вод сопровождался и накоплением данных, необходимых для расчета и проектирования этих сооружений. Метод их расчета^лостоян-но совершенствовался, при этом все более полно учитывались факторы, определяющие протекание очистных процессов в этих сооружениях и основанные на результатах многочисленных теоретических и экспериментальных исследований отечественных и зарубежных ученых в этой области их проверки в конкретных условиях применения. Конечной целью расчета аэрационных сооружений является определение необходимых для достижения требуемой степени очистки объемов этих сооружений и количества воздуха, а также объема образующегося в процессе очистки избыточного активного ила, подлежащего постоянному выведению из системы биологической очистки. Как было показано выше, факторами, обусловливающими вместимость аэротенков, являются расход поступающих на очистку сточных вод и длительность их пребывания (ее называют также периодом аэрации) в аэротенках. Учитывая тот факт, что длительность аэрации измеряется часами (по действующим нормативам она не должна быть менее 2 ч), для расчета вместимости аэротенков пользуются среднечасовым расходом за период, равный по длительности периоду аэра

ции, в течение которого поступает максимальное от суточного притока количество воды. Длительность же аэрации будет зависеть от типа сооружений, природы загрязнений и их исходной концентрации, требуемой степени очистки, поддерживаемой в сооружениях дозы ила и пр.

Применяемый в настоящее время в нашей стране метод расчета аэротенков основывается на следующих положениях.

1. Выбор типа аэрационного сооружения (аэротенк-вытес-нитель, аэротенк-смеситель, аэротенк с рассредоточенным впуском воды) и режим его работы (с регенерацией акивного ила или без нее) производится исходя из характеристик подлежащих очистке сточных вод (природы загрязнений, их концентрации и режима поступления, расхода стоков) и требуемой глубины их очистки.

2. Длительность аэрации является функцией одновременного воздействия таких факторов, как исходная и конечная концентрации загрязнений в сточной воде, природа загрязнений, доза ила в сооружениях, скорость окисления загрязнений активным илом, поддерживаемая в сооружении концентрация растворенного кислорода, гидродинамические условия в аэротенках. Поскольку степень влияния этих факторов на характер протекания биологических процессов будет зависеть от типа сооружения, то и методика расчета длительности аэрации будет различной для сооружений разных типов.

3. По расчетной длительности аэрации, т.е. длительности пребывания сточных вод в аэрационном сооружении, определяется расчетный расход сточных вод (по таблицам или графикам часового притока сточных вод в течение суток, соответствующего общему коэффициенту неравномерности притока).

4. Необходимый объем аэротенков без регенераторов определяется на основе расчетного расхода и длительности аэрации без учета рециркуляционного расхода активного ила, так как его смешение с поступающими на очистку сточными водами приводит к пропорциональному снижению исходной концентрации сточной воды, практически не изменяя общей нагрузки загрязнений на активный ил. Напротив, рециркуля-ционный расход ила учитывается при расчете соответствующих коммуникаций.

5. Вместимость аэротенков при наличии регенераторов активного ила, а также самих регенераторов определяется с

учетом длительности пребывания рециркуляционного расхода ила в них. Длительность регенерации рассматривается как разница между длительностью, необходимой для окисления загрязнений, и длительностью их пребывания в аэротенке, где они уже подверглись определенному ферментативному воздействию активного ила.

6. Выбор системы аэрации осуществляется с учетом мощности очистных сооружений, технико-экономической эффективности системы аэрации, наличия и возможностей получения выбираемого аэрационного оборудования, степени его долговечности и надежности в работе.

7. Расчет системы аэрации предусматривает определение необходимого количества воздуха (кислорода), расчетных параметров его подачи в аэротенки (расход и давление), числа воздухораспределительных устройств — аэраторов для обеспечения заданного кислородного режима и гидродинамических условий в аэротенке.

Длительность аэрации t^ в аэротенках-смесителях СНиП 2.04.03—85 рекомендует определять по следующей формуле:

t^=(L,-L,)/a,(l -S)p, (12.5)

где Z.^, L^ — БПКд^ соответственно поступающей в аэротенк и очищенной сточной воды, мг/л; в, — доза ила, г/л, определяемая из условий обеспечения требуемого качества осветления очищенной сточной воды во вторичных отстойниках; S — зольность ила, зависящая как от характера загрязнений сточных вод, так и глубины очистки и возраста ила; принимается либо по экспериментальным данным, либо по данным работающих в аналогичных условиях очистных сооружений; р — удельная скорость окисления, мг БПК^д на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч.

Как отмечалось ранее, иловый индекс, характеризующий седиментационную способность ила, зависит от нагрузки на ил, а следовательно, от нагрузки на ил будет зависеть и доза ила в аэрационном сооружении. Практика показывает, что а^ может находиться в пределах 3—5 г/л — при продленной аэрации; 3—4 г/л — при низкой нагрузке; 2,5—3,5 г/л — при средней и 2—3 г/л — при высокой нагрузке.

Удельная скорость окисления загрязнений является функцией условий реализации процесса и описывается уравнениями ферментативных реакций. По данным ВНИИ ВОДГЕО, эта зависимость имеет следующий вид:

где р^ — максимальная удельная скорость окисления тех или иных видов загрязнения, мг/(гч); С„ — концентрация растворенного кислорода, поддерживаемая в аэрационном сооружении, мг/л; Д", — константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг ВПК /л;

К — константа, характеризующая влияние кислорода, мг Од/л; <р — коэффициент ингибирования биологических процессов продуктами распада активного ила, л/ч.