
Задание:
-
Выполнить расчет сооружений биохимической очистки городских сточных вод, согласно темы курсовой работы, с учетом требований СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. М: Гос.ком СССР по делам строительства, 1986
-
Выполнить эскизные чертежи аэротенка и вторичного отстойника с указанием их геометрических размеров и высотных отметок основных элементов.
-
Дать предложения по совершенствованию технологии очистки сточных вод с целью снижения концентрации взвешенных веществ и органических веществ по БПК
Вариант 3:
Аэротенк-вытеснитель + вертикальный вторичный отстойник
Производительность станции, тыс. м3/сут |
15 |
Концетрация активного ила в аэротенке, г/дм3 |
2 |
Иловой индекс,см3/г |
100 |
Зольность активного ила, % |
15 |
БПКисх, мг/дм3 |
100 |
БПКочищ, мг/дм3 |
15 |
Концентрация взвеш.в-в, поступающих в аэротенк из первичного отстойника, мг/дм3 |
80 |
Концентрация активного ила в отстойной зоне вторичного отстойника, г/дм3 (доза ила) |
10 |
Следует рассчитать:
-
Период аэрации
-
Удельный расход воздуха
-
Интенсивность аэрации
-
Пневматическую систему аэрации
-
Прирост активного ила
-
Объем аэротенка
Аэротенк –вытеснитель
Период аэрации tatm , ч, в аэротенках-вытеснителях определяется по формуле:
(1)
где Kp -коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания: Kp = 1,5 при биологической очистке до Lex = 15 мг/дм3; Kp = 1,25 при Lex > 30 мг/дм3;
Len – БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании), мг/дм3 (исх.данные);
Lex – БПКполн очищенной воды, мг/дм3 (исх.данные);
ai – доза ила, г/дм3, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников (ai = 2г/дм3, исх.данные);
s – зольность ила (s = 0,3 –таблица №1);
ρmax – максимальная скорость окисления, мг/(ч*г),табл.1
Со – концентрация растворенного кислорода, мг/дм3, принимаемая Со = 2мг/дм3;
Кi – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПКполн/дм3, и принимаемая Кi =33 мг БПКполн/дм3;
Ко – константа, характеризующая влияние кислорода, мг О2/л, и принимаемая Ко =0,625 мг О2/дм3;
φ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, принимаемый φ =0,07 л/г.
Формула (1) справедлива
при среднегодовой температуре сточных
вод 15 °С. При иной среднегодовой
температуре сточных вод
продолжительность аэрации должна быть
умножена на отношение
.
Продолжительность аэрации во всех
случаях не должна быть менее 2 ч.
Таблица 1
Сточные воды
|
|
|
мг О2/л |
|
|
Городские
|
85
|
33
|
0,625
|
0,07
|
0,3
|
Чтобы посчитать период аэрации, необходимо учесть БПКполн, определяемая с учетом разбавления рециркуляционным расходом (Lmix.):
(2)
где Ri - степень рециркуляции активного ила, определяемая по формуле
(3)
где ai - доза ила в аэротенке, г/дм3, (исх. данные);
Ji -иловый индекс, см3/г, (исх. данные).
Формула справедлива при Ji < 175 см3/г и ai до 5 г/л.
Величина Ri должна быть не менее 0,3 для отстойников с илососами, 0,4-с илоскребами, 0,6-при самотечном удалении ила.
Отсюда находим Lmix:
Соответственно находим период аэрации:
Условие «Продолжительность аэрации во всех случаях не должна быть менее 2 ч» соблюдается.
Но нужно учесть,
что
продолжительность аэрации должна быть
умножена на отношение
,
потому что температура сточных вод
отличается от среднегодовой и равна 20
С.
Нагрузка на ил qi определяется по формуле:
(4)
где tatv – период аэрации, ч.
мг
БПКполн/1г
вещ-ва
Продолжительность обработки воды в аэротенке:
(5)
Вместимость аэротенка Wat , м3, следует определять по формуле
(6)
где qw -расчетный расход сточных вод, м3/ч. qw =15000/24=625м3/ч
Прирост активного
ила
,
мг/дм3, в аэротенках надлежит определять
по формуле
,
(7)
где
- концентрация взвешенных веществ в
сточной воде, поступающей в аэротенк,
мг/л (дано: Сcdp
= 80мг/дм3);
- коэффициент
прироста; для городских и близких к ним
по составу производственных сточных
вод
= 0,3.
.
Возраст ила определяем по формуле:
(8)
где Wаэр, Wкан ,Wотс.з.- объемы, соответственно аэротенка, впускной трубы, отстойной зоны сооружения илоотделения, м3;
ai – доза ила, г/дм3, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников (ai = 2г/дм3);
Прирост активного
ила
,
мг/л (
);
производительность станции, Q = 15 тыс. м3/сут = 625 м3/ч;
Wаэр= 1632,8 м3,
Wтрубы = π*R2*h, Wтрубы =3,14*0, 82*3 = 6 м3,
Wотс.з= Sотс з* h = 78,3*3 = 234,9 м3,
Удельный расход воздуха qair, м3/м3 очищаемой воды, при пневматической системе аэрации определяется по формуле:
(9)
qo – удельный расход кислорода воздуха, мг на 1мг снятой БПКполн, принимаемый при очистке до БПКполн 15-20мг/дм3 – 1,1;
К1
– коэффициент, учитывающий тип аэрации
и принимаемый для мелкопузырчатой
аэрации в зависимости от соотношения
площадей аэрируемой зоны и аэротенка
faz/fat,(принимаем
0,2), K1=1,68,
=20
м3/(м2*ч)
К2 – коэффициент зависимый от глубины погружения аэраторов ha и принимаемый К2 = 2,08 (глубина погружения аэраторов ha = 3м),
-
- коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который следует определять по формуле:
,
где Tw – среднемесячная
температура воды за летний период,
равная 18С, следовательно
- коэффициент
качества воды, принимаемый для городских
сточных вод 0,85;
- растворимость
кислорода воздуха в воде, мг/л, определяемая
по формуле
(10)
здесь
- растворимость кислорода в воде в
зависимости от температуры и атмосферного
давления, принимаемая по справочным
данным ( СТ
= 8 мг/дм3 – для лета, при Тw
= 18°С);
- глубина погружения
аэратора, м, принимаем ha
= 3м;
- средняя концентрация
кислорода в аэротенке, мг/л; в первом
приближении
допускается принимать 2 мг/дм3;
Производительность станции, Q =15 тыс. м3/сут ;
Для аэротенков и регенераторов надлежит принимать рабочую глубину Hat = 3-6 м, свыше - при обосновании;
;
- средняя концентрация
кислорода в аэротенке, мг/дм3; в первом
приближении
допускается принимать 2 мг/дм3;
Удельный расход воздуха составляет
Интенсивность
аэрации
,
куб.м/(кв.м · ч) надлежит определять по
формуле
(11)
где
- рабочая глубина аэротенка, м, (Hat
= 4м);
- период аэрации,
ч, (tatw
= 1,81 ч).
Следовательно:
,
Вычисленная
интенсивность аэрации не превышает
,для
принятого значения
,
,=20
м3/(м2*ч).И
не ниже минимального предела Ja,min=4
м3/(м2*ч),
соответствующему принятому значению
К2=2,08.
Определим число аэраторов для аэротенков:
(12)
где
-
объем сооружения, м
;
-
производительность аэратора по кислороду,
кг/ч, принимаемая по паспортным данным;
-
продолжительность пребывания жидкости
в сооружении, ч;.
Зная производительность и период аэрации можно найти объем аэротенка Vаэ по следующей формуле:
(13)
Теперь можно найти площадь аэротенка:
(14)
Вывод:
В данной работе необходим аэротенк размеры, которого следующие:
-
Площадь аэротенка – 282,8м2;
-
Период аэрации составляет
,
-
Прирост и возраст активного ила
,
,
-
Удельный расход воздуха составляет qair=4,6м3/м3;
-
Интенсивность аэрации
;
-
объем аэротенка:.
Чертеж аэротенка-вытеснителя представлен в приложении А.