5.2. Аеротенки

Розрахункова величина БПК_повн, стічних вод, які пройшли механічне очищення і надійшли на біологічне очищення в аеротенк, складає L_en, = 244,22 мг/л і в процесі очищення повинна бути знижена до L_ex = 16,46 мг/л (див. підрозділи 4.7, 3.8.2 відповідно).

Аеротенки розраховуються на повне біологічне очищення і повинні мати регенератори, бо БПК_повн стічної води, що надходить, перевищує 150 мг/л.

У даному випадку доцільно застосувати аеротенки-витискувачі 2 — 4-коридорного типу, конструкція яких дозволяє відводити 25—50 % їх об'єму під регенератори (рис. 5.1).

Розрахунок виконується в такій послідовності [1, 3].

Р ис. 5.1. Аеротенк-витискувач з регенерацією (50 %):

1 — стічна вода після первинних відстійників; 2 —коридори аерації; 3 — мулова суміш з аеротенків; 4 — вторинний відстійник; 5 — очищена вода; 6 — мулова камера; 7, 8 — циркуляційний і надлишковий мул відповідно; 9 — повітря від повітродувок; 10 — аераційна система для розподілу повітря в авротенку; 11, 12 — розподільчі верхній і нижній канали; 13 — канал активного мулу; 14 — канал відведення суміші стічних вод і активного мулу до вторинних відстійників

Визначається ступінь рециркуляції або витрата циркулюючого активного мулу в частках від розрахункового припливу стічних вод:

(5.1)

де а_і — доза мулу в аеротенку;

J_і — муловий індекс.

Орієнтовано приймаються а_і = 3 г/л, J_і = 90 см³/г.

Тоді

R_і = 3/(1000/90 - 3) = 0,37 (5.2)

Розраховується БПК_повн стічних вод, які надходять в аеротенк-витискувач, з урахуванням розбавлення циркуляційним мулом за формулою:

L_mix = (L_en + L_ex × R_і ) / (1+ R_і ) = (244,22 + 16,46 × 0,37) /(1 + 0,37) =

= 182,71 мг/л. (5.3)

Визначається тривалість перебування стічних вод у самому аеротенку:

t_at = 2,5 / a_і × lg( L_mix / L_ex) = 2,5 / 3^0,5 × lg(182,71/16,46) = 1,54 год. (5.4)

Відповідно до [1] прийнято t_at = 2 год.

У коридорах аеротенка забезпечується контакт активного мулу з забрудненнями такої тривалості, якої достатньо тільки для вилучення забруднень з води, що очищається, і яка складає 1,5—2,5 год аерації.

Аерація мулу в регенераторі потребує значно більшої тривалості. Виконується попередній підрахунок дози мулу в регенераторі:

a_r = a_i × [1/(2 × R_і ) + 1] = 3 × [1/(2 × 0,37) + 1] = 7,05 г/л. (5.5)

Питома швидкість окислення, мг/(г × год), в регенераторі визначається:

ρ ⁼ ρ_max × [ L_ex × C₀ /(L_ex × C₀ + K_L × C₀ + K₀ × L_ex )] × [1 / (1 + φ × а_r )]. (5.6)

При максимальній швидкості окислення ρ_max = 85 мг/(г × год), константах К_L = 33 і К₀ = 0,625 мг/л коефіцієнт інгібування φ = 0,07 л/г і зольності мулу S = 0,3 (відповідно до [1]), концентрації кисню в аерогенну С₀ = 2 мг/л розраховується питома швидкість окислення в регенераторі:

ρ = 85 × 16,46 × 2/(16,46 × 2 + 33 × 2 + 0,625 × 16,46) × [1 / (1 + 0,07 × 7,05)] = =17,19 мг/(г × год). (5.7)

Тривалість окислення забруднень, год, у системі «аеротенк — регенератор» визначається за формулою:

t₀ = (L_en – L_ex) / (R_і × a_r × (1 – S) × ρ ), (5.8)

де S — зольність мулу, рівна 0,3.

Таким чином,

t₀ = (244,22 - 16,46) /(0,37 × 7,05 × (1 - 0,3) × 17,19) = 7,26 год. (5.9)

Період регенерації мулу

t_r = t₀ - t_at = 7,26 - 2 = 5,26 год. (5.10)

Тривалість перебування води в системі «аеротенк — регенератор» :

t_im = (1 + R_і)× t_at + R_і × t_r = (1 + 0,37) × 2 + 0,37 × 5,26 = 4,68 год. (5.11)

Для уточнення мулового індексу слід визначити середню дозу мулу в системі «аеротенк — регенератор»:

a_im = [(1 + R_і)× t_at × a_i + R_i × t_r × a_r] / t_im =

= [(1 + 0,37) × 2 × 3+0,37 × 5,26 × 7,05] /4,68 = 4,69 г /л. (5.12)

Навантаження на мул q_i, мг, БПК_повн на 1 г беззольної речовини мулу на добу, визначається:

q_i = 24 ×(L_en – L_ex ) /(а_im × (1 - S) × t_im)=

= 24 ×(244,22 - 16,46)/(4,69 × (1 - 0,3) × 4,68) =355,87 мг/(г × добу) (5.13)

Таблиця 5.1