Сооружения биологической очистки сточных вод

2

УДК 628.33

ББК

Рецензент: к.т.н., профессор Н.Н. Лимарь

Растрыгин Н.В. Охрана вод. Сооружения биологической очистки сточных вод. Методические указания к выполнению курсового проекта. – СПб.:

СПГВК, 2003 г. - 108 с.

Представлены методики расчета и схемы основных типов сооружения биологической очистки сточных вод.

Предназначены для студентов гидротехнического факультета, обучающихся по специальности 320600 – "Комплексное использование и охрана водных ресурсов" в качестве методических указаний к курсовому проекту, выполняемому в рамках дисциплины "Охрана вод", а также могут быть использованы при выполнении курсовой работы по дисциплине "Экология техногенных объектов" и дипломных проектов по специализации 320605 – "Защита и восстановление природных и техногенных комплексов".

Могут быть рекомендованы студентами других факультетов при изучении дисциплин природоохранного направления.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций.

УДК 628.33

ББК

© Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций, 2003.

3

Содержание

Введение………………………………………………………………………..4 1. Аэротенки……………………………………………………………………4

1.1.Расчет аэротенков - вытеснителей……………………………………..5

1.2.Расчет аэротенков - смесителей………………………………………19

1.3.Расчет аэротенков с регенераторами активного ила………………...23

1.4.Расчет отстойников…………………………………………………….25

1.4.1.Вертикальные отстойники…………………………………………….26

1.4.2.Радиальные отстойники……………………………………………….34

1.4.3.Горизонтальные отстойники………………………………………….39

1.5.Сблокированные сооружения…………………………………………46

1.6.Система аэрации………………………………………………………..47

1.6.1.Пневматическая система аэрации……………………………………..48

1.6.2.Механические аэраторы……………………………………………….60

1.6.3.Пневмомеханические аэраторы……………………………………….67

2.Циркуляционные окислительные каналы………………………………68

3.Биологические пруды……………………………………………………69

3.1.Биологические пруды с естественной аэрацией……………………..76

3.2.Биологические пруды с искусственной аэрацией……………………80

4.Биологические фильтры…………………………………………………82

4.1.Капельные биологические фильтры………………………………….86

4.2.Высоконагружаемые биологические фильтры………………………98

4.3.Биологические фильтры с пластмассовой загрузкой………………105

Список литературы………………………………………………………….108

4

Введение

Биологической очистке подлежат сточные воды, содержащие растворенные органические вещества, подверженные биохимическому разложению, при условии, что отношение ХПК этих вод к их БПКполн не превышает 1,5. Она может осуществляться как в естественных, так и в искусственных условиях. При очистке в естественных условиях, используется самоочистная способность почвы (поля фильтрации) и ассимилирующая способность растений (поля орошения), а так же самоочистная способность водоемов (биологические пруды с естественной аэрацией). Очистка в искусственных условиях реализуется в специально созданных сооружениях (аэротенках, циркуляционных окислительных каналах, биологических фильтрах и т.д.), в результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила.

В данной работе рассмотрены методики расчета наиболее часто используемых сооружений биологической очистки.

1. Аэротенки

Основными типами этих сооружений, имеющими наиболее четкие конструктивные особенности, являются аэротенки–вытеснители и аэротенки–смесители. Первые из них рекомендуется использовать при отсутствии залповых поступлений токсичных веществ, а так же в качестве последней ступени двух и многоступенчатых аэротенков, вторые же практически не имеют ограничений к применению. Кроме того, если БПКполн сточной воды, подаваемой в аэротенк любого типа превышает

5

150 мг/л, то необходимо предусматривать регенерацию активного или в отдельностоящих регенераторах.

1.1.Расчет аэротенков–вытеснителей

Аэротенки этого типа, как правило, выполняют коридорными с отдельно стоящими отстойниками (рис. 1). В данном случае аэоротенк разделяется на параллельно работающие секции, которые включают в себя два и более продольных коридора.

Режим вытеснения обеспечивается при отношении длины коридора

кего ширине более 30. Если указанное отношение составляет 30 и менее, следует предусмотреть секционирование коридоров продольными перегородками, отстоящими от поперечных стенок на 2…5 м, на 5…6 ячеек.

Очищаемая сточная вода смешивается с активным илом и подается

каэротенку по каналу, затем поступает в секционные каналы, из которых так же по каналам поступает в коридоры. Обработанная вода собирается водосборными лотками и отводится по каналу и трубопроводу во вторичные отстойники.

Продолжительность периода аэрации, ч,

где: φ – коэффициент ингибирования продуктами распада органических веществ активного ила, л/г, (табл. 1);

аi – доза активного ила по сухому веществу, г/л, (табл.2);

6

Рmax – максимальная скорость окисления органических веществ, мг/(г·ч) (табл. 1);

С0 – концентрация растворенного кислорода, равная 1…2 мг/л; s – зольность активного ила, доли единицы (табл. 1);

К0 – константа, характеризующая влияние кислорода, мг О2/л (табл. 1); Lcм – величина БПКполн, определяемая с учетом разбавления сточных вод рециркуляционным расходом возвратного активного ила, мг/л;

Lt – величина БПКполн очищенной сточной воды, мг/л;

Кl – константа, характеризующая свойства органических веществ, мг БПКполн/л(табл. 1);

L0 – величина БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды, мг/л;

Кр – коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания на процесс очистки сточных вод: Кр=1,5 при очистке стоков до Lt=15 мг/л и Кр =1,25 – при Lt>30 мг/л.

Величина БПКполн с учетом разбавления сточных вод рециркуляционным расходом возвратного активного ила, мг/л,

здесь: ri – коэффициент рециркуляции активного ила, доли единицы, определяемый по рис. 2, в зависимости от дозы активного ила по беззольному веществу аηi и величины илового индекса i или по формуле:

7

Примечание: 1. Формула (1) справедлива при i<175 см3/г и аi≤5 г/л;

2. Величина ri должна быть не менее 0,3 для отстойников с илососами, 0,4 – с илоскребами, 0,6 – при самотечном удалении активного ила.

Доза активного ила по беззольному веществу, г/л,

Величину илового индекса следует определять экспериментально. При отсутствии экспериментальных данных допускается принимать по табл. 3 в зависимости от нагрузки по БПКполн на 1 г беззольного вещества

где tр – продолжительность периода аэрации с учетом температуры сточной воды, ч, или рассчитывать по формуле:

9

Примечание. Для других производств указанные параметры следует принимать по данным научно-исследовательских организаций.

10

Таблица 2

Основные технологические характеристики аэротенков