7.2. Сооружения биологической очистки сточных вод

Метод биологической очистки сточных вод основан на способности микроорганизмов использовать разнообразные вещества, содержащиеся в сточных водах, в качестве источника питания в процессе жизнедеятельности. Таким образом, искусственно культивируемые микроорганизмы освобождают воду от загрязнений. Биологическую очистку называют полной, если БПК_полн очищенной воды составляет 20 мг/л, и неполной при БПК_полнболее 20 мг/л.

7.2.1. Аэротенки.

Аэротенк – это резервуар, в котором медленно движется смесь активного ила и очищаемой воды, предназначенный для биологической очистки сточных вод. Для лучшего и непрерывного контакта вода и ил постоянно перемешиваются путем подачи сжатого воздуха или с помощью специальных устройств.

Активный ил – это биоценоз микроорганизмов-минерализаторов, способных сорбировать на своей поверхности и окислять в присутствии кислорода органические вещества сточной жидкости. Эффект очистки в аэротенке, качество и окислительная способность активного ила определяются составом и свойством сточных вод, гидродинамическими условиями перемешивания, температурой и активной реакцией среды, наличием элементов питания и другими факторами.

Рассмотрим расчет аэротенка.

Концентрация загрязнений по БПК_полнводы, прошедшей механическую очистку,L_enмг/л, определяется по формуле:

L_en=L_cpБПК∙ (1 – Э) = 380 ∙ (1-0.3) = 266 мг/л,

где Э – эффект очистки по БПК_полнпосле первичных отстойников в долях от единицы. Э=0.3

Ведется расчет аэротенка с регенератором, т. к. L_en> 150 мг/л.

Продолжительность обработки воды в аэротенке определяется по формуле

где =3,0 г/л.

Нагрузка на ил q_i, м/г БПК_полнна 1 г беззольдного вещества ила в сутки, определяется по формуле

q_i=мг/(г)

где s- зольность ила. Принимается по табл. 40s=0,3

По табл. 41 определяем значение илового индексаJ_i,J_i=f(q_i).

Для q_i=1591.5 мг/(г)J_i=130 см³/г.

Степень рециркуляции активного ила R_i

R_i==0,64

Удельная скорость окисления ρ, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч

ρ=ρ_maxмг/(г)

где ρ_max- максимальная скорость окисления, принимается по табл. 40,

ρ_max= 85 мг/(г);

С₀– концентрация растворенного кислорода, принимается С₀= 2 мг/л;

К_!– константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, принимается по табл. 40К_!= 33 мг/л;

К₀– константа, характеризующая влияние кислорода, принимается по табл. 40К₀= 0,625 мг/л;

φ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, принимается по табл. 40 φ=0,07 л/г.

Доза ила в регенераторе а_r, г/л определяется по формуле

=г/л.

Продолжительность окисления t_0, ч, органических загрязняющих веществ в аэротенках с регенераторами

t₀=ч

Продолжительность регенерации t_r, ч,

t_r=t₀-t_at=4.49-1.8=2.69 ч.

Вместимость аэротенка W_at, м³,

W_at= t_at1.8м³.

Вместимость регенераторов W_r, м³,

W_r=t_r∙=2.69∙0,64∙1592=2736.8 м³.

Если температура сточных вод отлична от 15⁰С, то необходимо вводить поправочный коэффициент. Тогда

_at=(15/15.24)∙4704.5=4629.95 м³

=∙W_r=(15/15.24)∙2736.81=2693.5 м³

Где t– температура сточных вод,⁰С.

Общий объем W, м³

W==4629.95+2693.5=7323.42 м³.

Процент регенерации А, %,

Принимаем аэротенк с размерами: H_at=3,2;b_at=4,5; число коридоровn=4 шт.; число секцийN=3 шт., тогда длина аэротенка

L_at=

Принимаем L_at= 46 м. Отношение длины аэротенка к ширине коридора должно быть более 10:

Общая ширина аэротенка B_at, м,

B_at== 4.5∙4∙3=54 м.

Удельный расход воздуха q_air, м³/м³,

q_air=q₀∙(L_en-L_ex)/K₁∙K₂∙K_T∙K₃∙(C_a-C₀)=1,1∙(266-15)/1,89∙1,97∙0,91∙0,85∙(9,85-2)=12.25 м³/м³

где q₀ – удельный расход кислорода воздуха, принимается поq₀=1,1 мг/мг;

К₁– коэффициент, учитывающий тип аэратора. Для мелкопузырчатой аэрации при соотношении площадей аэрируемой зоны и аэротенкаf_az/f_at= 0,3, К₁=1,89;

К₂ – коэффициент, зависящий от глубины погружения аэраторов и принимаемый по табл. 43К₂=1,97;

К_Т– коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который следует определять по формуле:

К_Т=1+0,02∙(T_w - 20) = 1+0,02∙(15.24-20)=0.91

T_w – среднемесячная температура воды за летний период,⁰С;

К₃– коэффициент качества воды, принимается поК₃ = 0,85;

С_а– растворимость кислорода воздуха в воде, определяется по формуле:

С_а=г/л

С_Т– растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, определяется по табл. 3.5С_Т=8,67;

h_a– глубина погружения аэратора, м.

Интенсивность аэрации J_a, м³/(м²∙ч),

J_a=q_air∙H_at/t_at=12.25∙3,2/1.8=21.81м³/(м²∙ч).