Расчет аэротенка

Так как требуется эффективная очистка от аммонийного азота, то: 1) желательно использовать аэротенк-вытеснитель, в котором нитрификация идет более эффективно, чем в аэротенке-смесителе; 2) необходим режим полной биологической очистки с нитрификацией.

Исходя из этого принимаем коридорный аэротенк-вытеснитель с пневматической аэрацией.

Расчет объема аэротенка выполним на основе достижения заданной глубины очистки по БПК и аммонийному азоту, полагая, что в этом случае будет достигнут заданный эффект очистки от нефтепродуктов (в режиме полной биологической очистки с нитрификацией эффект очистки от нефтепродуктов составляет не менее 8090%, в данном случае требуется 70%).

Объем аэротенка , необходимый для заданной глубины очистки по аммонийному азоту, найдем, задав возраст активного ила равным 7 сут.:

м³,

где  период аэрации, ч.

Период аэрации связан с возрастом активного ила соотношением:

,

где  концентрация активного ила, мг/л.

Зададим концентрацию активного ила в аэротенке в диапазоне от 1,5 до 3,5 г/л, например 3000 мг/л. Тогда требуемый период аэрации сточной воды составит:

Принимаем период аэрации 2 часа.

Объем аэротенка:

м³.

Объем аэротенка, необходимый для заданной глубины очистки по БПК найдем по СНиП 2.04.03-85, пп. 6.1446.146 [6].

1. Степень рециркуляции активного ила в аэротенке :

,

где  иловый инднкс, принимаем =77 см³/г.

 условие СНиП 2.04.03-85 [6] выполнено.

2. Период аэрации в аэротенке-вытеснителе рассчитываем по формуле:

,

где  коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, принимаем по табл. 40 СНиП  2.04.03-85 [6] =85 мг БПК_п/(гч);  концентрация растворенного кислорода в аэротенке, принимаем =2 мгО₂/л;   константа, характеризующая влияние кислорода, принимаем по табл. 40 =0,625 мгО₂/л;   константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, принимаем по табл. 40 =33 мгБПК_п/л;  показатель БПКп на выходе аэротенка, согласно заданию =10 мгБПК_п/л;   коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания, при биологической очистке до =10 мг/л, =1,58.

, мг/л.

мг/л.

ч.

Объем аэротенка:

м³.

Выбираем наибольший из рассчитанных объемов, при котором будет происходить эффективная очистка и по органическим веществам, и по аммонийному азоту, а именно 135 000 м³. Из конструктивных соображений окончательно принимаем объем аэротенка равным 140 000 м³. Количество секций – 10 шт., объем одной секции – 14 000 м³.

Для обеспечения режима, близкого к вытеснению, необходимо, чтобы отношение длины коридоров к их ширине составляло не менее 30 (п. 6. 144 СНиП 2.04.03-85 [6]). Принимаем 3-коридорные аэротенки гидравлической шириной коридора, =8 м; гидравлической глубиной =5 м. Длина всех трех коридоров составляет:

м.

Длина одного коридора: м. Отношение длины аэротенка к ширине коридора: , т.е. условие обеспечения режима вытеснения выполняется.

Принимаем толщину перегородок:

• между коридорами – 0,15 м;

• между секциями – 0,2 м.

Гидравлическая ширина аэротенка составит:

м.

Строительная ширина:

м.

Гидравлическая длина аэротенка в сумме с толщиной двух перегородок между секциями даст величину строительной длины аэротенка: м.

Строительная глубина аэротенка – м.

Расчет системы аэрации

Потребность в кислороде на окисление органических веществ и нитрификацию определяется по формуле:

,

где  концентрация аммонийного азота на входе аэротенка, мг/л;  концентрация аммонийного азота на выходе аэротенка, мг/л.

мгО₂/л.

Принимаем мелкопузырчатую аэрацию с коэффициентом типа аэратора 1,7. Для обеспечения эффективной нитрификации – концентрацию растворенного кислорода 3 мгО₂/л. Глубина погружения аэраторов – 4,8 м.

Интенсивности аэрации :

, м³/(м²ч),

где  расход воздуха на аэрацию, м³/ч;  площадь зеркала аэротенка, м².

м².

Расход воздуха найдем по формуле:

, м³/ч,

где  коэффициент, учитывающий тип аэратора и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от отношения площади аэрируемой зоны и аэротенка по табл. 42 СНиП 2.04.03-85 [6]; для среднепузырчатой и крупнопузырчатой аэрации =0,75. Принимаем мелкопузырчатую систему аэрации, с соотношением =0,2, тогда =1,7.

- коэффициент, зависящий от глубины погружения аэраторов (обычно аэраторы располагаются на расстоянии 30 см от дна аэротенка), рассчитывается по формуле:

;

;

- коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, определяется по формуле:

,

где - средняя летняя температура сточной воды, С. Тогда:

;

- коэффициент качества воды, принимаемый для городских и близких к ним по составу сточных вод равным 0,85;

- растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л, определяется по формуле:

,

где - растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления (при температуре 18С и атмосферном давлении 760 мм рт. ст. =9,18 мг/л);

мг/л;

м³/ч.

Тогда

м³/(м²ч)

Полученное в расчете значение сравнивается с величиной , приведенной в табл. 43 СНиП 2.04.03-85 [6] для соответствующего значения . Должно выполняться условие , что необходимо для поддержания активного ила во взвешенном состоянии. Если данное условие не выполняется, задаются другой и расчет повторяют. Согласно табл. 43 СНиП 2.04.03-85 [6] при =4,7 м, =3,1 м³/(м²ч). Расчетное значение >, следовательно расчет закончен.