Биологическая очистка сточных вод

Н₂ – высота нейтрального слоя, равная 0,3м.

 

 

5. Определяем количество осадков:

 

 

Где p_mud – влажность осадка, равная 96%;

γ_mud – плотность осадка, равная 1 г/см³.

 

 

Вывод: Для удаления взвешенных частиц принимаем 2 первичных радиальных отстойника размерами: диаметр = 9м, высота = 3,8м, количество секций = 6.

 

4.4 Расчет аэротенка-вытеснителя с регенератором

 

Технологический расчет аэротенка-вытеснителя с регенератором производится по известной методике (СНиП 2.04.03−85) на основе исходных данных по качественному и количественному составу сточных вод. Определяются время пребывания сточной воды в аэротенке (период аэрации) для заданной степени очистки, доза активного ила в регенераторе, продолжительность регенерации, объем аэротенка, площадь и объем вторичного отстойника. Далее рассчитывается количество загрузки (например, по массе), которое необходимо поместить в аэротенки, чтобы закрепить на ней расчетное количество активного ила. Установлено, что оптимальное удельное количество активного ила на загрузке, при котором сохраняются удовлетворительные массообменные условия, составляет 0,3−0,4 кг/кг загрузки. Затем требуемая масса загрузки пересчитывается на ее объем, который сопоставляется с расчетным объемом аэротенка.

Исходные данные:

Суточный расход сточных вод Q = 6000м³/сут;

Расход стоков q_max = 250 м³/ч;

БПК_полн поступающей сточной воды L_en = 216мг/л;

БПК _полн очищенной сточной воды L_ex = 15 мг/л;

Концентрация взвешенных веществ C_cdp = 58 мг/л.

Для городских сточных  вод по табл. 1 Приложений [7,20] назначаем константы:

• максимальную скорость окисления ρ _max = 85 мг БПК_полн/(г*ч);
• константу, характеризующую свойства загрязнений K_l = 33 мг БПК_полн/л;
• константу, характеризующую влияние кислорода K₀ = 0,625 мгО₂/л;
• коэффициент ингибирования φ = 0,07л/г;
• зольность активного ила s = 0,3.

Дозу активного ила  в аэротенке принимаем равной первоначально a_i = 3,6г/л, значение илового индекса J_i = 80см³/г, концентрацию растворенного кислорода C₀ = 2 мг/л.

1. Рассчитывается степень рециркуляции активного ила:

 

 

2. Определяется БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды с учетом разбавления:

 

3. Рассчитывается продолжительность обработки воды в аэротенке:

 

 

4. рассчитывается доза активного ила в регенераторе:

 

 

5. рассчитывается удельная скорость окисления при дозе активного ила a_r:

 

 

6. Определяется общая продолжительность окисления органических загрязнений:

 

 

7. Определяется продолжительность регенерации:

 

 

8. Определяется продолжительность пребывания в системе аэротенк–регенератор:

 

 

9. Рассчитывается средняя доза активного ила в системе аэротенк–регенератор:

 

 

10. Рассчитывается нагрузка на активный ил:

 

По табл. 3.1. [7] находим иловый индекс при новом значении нагрузки q_i:

 

 

Проверяем погрешность  заданного значения и табличного илового индекса:

 

, что является вполне допустимым.

 

11. Определяется объем аэротенка и регенератора:

 

 

По табл.14 Приложений [7] в соответствии с общим объемом аэротенка и регенератора подбираем типовой проект аэротенка-вытеснителя № 902-2-195 со следующими характеристиками:

• число секций n_at = 1;
• число коридоров n_cor = 2;
• рабочая глубина H_at = 3,2м;
• ширина коридора b_cor = 4,5м;
• пределы длины секции – 36 – 42 м;
• пределы объема одной секции 1040 – 1213.

12. Определяется длина секции аэротенка:

 

Ширина аэротенка:

 

 

Отношение длины коридора к ширине:

 

м

 

Общую площадь отверстий  в каждой перегородке принимаем, исходя из скорости движения в них  иловой смеси не менее 0,2 м/с.

 

 

13. Рассчитывается прирост активного ила:

 

 

Где С_cdp – концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л;

К_g – коэффициент прироста, принимаемый для городских сточных вод 0,3.

 

.

 

Вывод: Для проведения биологической очистки сточных вод применяем аэротенк-вытеснитель с регенератором размер, которого составляет 9×30м. Так как отношение длины коридора к ширине 30*2/4,5 = 13,3<30, предусматриваем секционирование коридоров легкими перегородками с отверстиями.

 

4.4.1 Расчет системы аэрации коридорных аэротенков

Исходные данные:

Расчетный расход сточных  вод q_w = 250 м³/ч;

БПК _полн поступающей сточной воды L_en = 216 мг/л;

БПК _полн очищенной сточной воды L_ex = 15 мг/л;

Среднемесячная температура  сточной воды за летний период T_w = 20˚С;

На очистной станции  запроектирован аэротенк-вытеснитель с регенератором рабочей глубины H_at = 3,2м и шириной коридора b_cor = 4,5м;

Продолжительность пребывания сточной воды в системе аэротенк-регенератор t _a-r = 3,68 ч.

Принимаем глубину погружения аэраторов  . По табл. 3.2 находим растворимость кислорода при температуре воды 20˚С: .

1. Рассчитываем растворимость кислорода в воде:

 

 

Для аэрации принимаем  мелкопузырчатый аэратор из перфорированных  труб, соотношение площадей аэрируемой зоны и аэротенка принимаем: . По табл. 3.3 находим значение коэффициента, учитывающего тип аэратора: К1 = 1,47; коэффициент качества воды для городских сточных вод: К3= 0,85. По табл.3.4 находим коэффициент, зависящий от глубин погружения аэратора: К2 = 2,03 [7].

2. Рассчитывается коэффициент, учитывающий температуру сточных вод:

 

 

3. Рассчитывается удельный расход воздуха:

 

 

Где q₀ – удельный расход кислорода воздуха, мг/мг снятой БПК _полн, принимаемой по очистке до БПК _полн до 15 – 20 мг/л – 1,1.

 

 

4. Определяется средняя интенсивность аэрации, при этом в формулу поставляется продолжительность пребывания сточных вод в системе аэротенк-регенератор:

 

5. Рассчитывается интенсивность аэрации на первой половине аэротенка и регенератора: и на второй: .

 

 

По табл. 4 Приложений [7] подбираем дырчатые трубы диаметром 88 мм с отверстием 3 мм, число отверстий на 1 м – 120, находим удельный расход воздуха на единицу рабочей поверхности аэраторов I_ad = 110 м³/(м²*ч)

6. Определяется количество рядов аэраторов в первой половине аэротенка: и на второй половине: .

 

 и 

 

Принимаем на первой половине аэротенка и регенератора 4 ряда дырчатых труб, на второй – 2 ряда труб.

7. Определяется общий расход воздуха:

 

.

 

4.4.2 Расчет воздуходувного хозяйства коридорных аэротенков

Исходные данные: На очистной станции 1 секция двухкоридорного аэротенка длиной l_at = 30 м, шириной коридора b_cor = 4,5м, и рабочей глубиной H_at = 3,2м. Коридор аэротенка разделен на 6 ячеек, при длине коридора 30м. Для расчетов ориентировочно принимаем давление воздуха 0,14МПа.

Выбираем наиболее удаленный  от воздуходувной станции стояк, составляем монтажную схему до этого  стояка и определяем потери напора по длине h_тр, мм и местных сопротивлениях h_М, мм на всех расчетных участках воздуховодов по формулам:

 

;

 

где

i – потери напора на единицу длины воздуховода, мм/м;

l_тр – длина участка воздуховода, м;

ζ – коэффициент, зависящий от вида местного сопротивления;

ν – скорость движения воздуха на участке, м/с;

ρ – плотность воздуха, при расчетной температуре, кг/м³;

α_p – поправочный коэффициент на изменение температуры;

α_t – поправочный коэффициент на изменение давления.

 

 

где

p = 0,14 МПа – давление воздуха.

 

 

Расчет потерь напора ведется в табличной форме.

Расчет потерь напора в воздуховодах аэротенка.

Номера участк-ов и точек	Длина учас-тка lтр, м	Расход возду-ха Q, м3/с	Диа-метр труб d, мм	Ско-рость ν, м/с	i, мм/м	i·lтр, мм	hтр, мм	Вид местного сопротив-ления	ζ	hм, мм
1-2	70	0,954	300	11,50	0,51	35,7	56,05	Три колена, задвижка,  тройник на проход	1,1	14,26
2-3	10	0,621	300	8,20	0,28	2,80	4,39	переход, тройник на проход	0,18	1,98
3-4	10	0,415	200	8,90	0,52	5,20	8,16	Тройник в ответвле-ние	1,5	3,19
4-5	0,95	0,126	150	5,90	0,32	0,30	0,47	переход, тройник на проход	0,18	0,16
5-6	4	0,054	100	5,60	0,48	1,92	3,01	Колено, задвижка, колено,  выход из трубы	0,8	1,46

 

h_тр = 72,08 мм;

h_м = 21,05 мм.

 

Требуемый общий напор  воздуходувок:

 

 

Полное давление воздуха:

 

Вывод: Для обеспечения  аэрации необходима одна рабочая  и одна резервная воздуходувки марки ТВ – 42 – 1,4 производительностью 2,5 тыс. м³/час, мощностью 46 кВт.

 

4.5 Расчет вторичного радиального отстойника

 

Исходные данные:

Суточный расход сточных  вод Q = 6000м³/сут;

Максимальный секундный  расход сточных вод q_max = 250м³/ч;

Максимальный часовой расход сточных вод q_w = 360м³/ч;

БПК в поступающей  на очистку сточной воде Len = 216 мгО₂/л;

Количество БПК _полн в сточной воде на одного жителя в сутки составляет а = 15 г/(чел*сут).

1. Рассчитывается нагрузка воды на поверхность:

 

,

 

Где H_set – рабочая глубина отстойника, м;

а_i – доза активного ила в аэротенка, равная 3,6г/л;