Сооружения биологической очистки сточных вод

90

водораспределительной системы, например, (рис.13) назначаются статический напор воды у разбрызгивателей Нобщ высоту расположения оголовка спринклера над поверхностью загрузки hс и диаметр отверстий в нем dотв, а так же глубину заложения водораспределительной сети hв. При этом рекомендуется принимать:

- статический напор, м,

Hобщ = (1,25...1,5)Нсв,

(178)

здесь, Нсв – начальный свободный напор, Нсв ≈ 1,5 м;

-диаметр отверстий оголовка спринклера, dотв = 19…25 мм;

-глубину заложения водораспределительной сети h = 0,25…0,75 м. Далее в зависимости от величины начального свободного напора

определяется диаметр Dор и радиус Rор зоны орошения спринклера (рис.14), а также максимальный расход воды через него q'с.max (рис.15).

Разбрызгиватели следует располагать в шахматном порядке. При этом, расстояние между ними в каждом ряду и расстояние меду рядами , а также расстояния от них до стен сооружения принимаются соответственно:

lc =1,73Rор,	(179)
lp =1,5Rор,	(180)
lc′ = 0,5lc ,	(181)
l′p = 0,5lp.	(182)

				91
						h2
					Hобщ Нраб		Нб
						Нmin
						hc
H							h
h1
h3
				L
	lc'		lc
							Lб
	lc		lp
В	7	6	5	4	3	2	Вб
							1
lp'	8					lp'
	9
	10		lc
	lc'
Рис. 13. Схема спринклерной водораспределительной системы

капельного биофильтра.

1-10 – расчетные точки водораспределительной системы

92

Рис. 14. График зависимости диаметра зоны орошения от величины свободного напора.

1 – для спринклеров с диметром отверстия dотв=19мм; 2 – то же, dотв=22 мм; 3 – то же, dотв=25 мм.

Рис.15. График зависимости расхода воды через спринклер от свободного напора

1-3 – аналогично рис. 14

93

Количество рядов спринклеров:

п	р	=	L	.	(183)
			lp

Расчетное количество спринклеров в одном ряду

nc′ =	В	.	(184)
	lc

Примечание: Количество спринклеров в нечетных рядах рекомендуется принимать на один больше, чем в четных

Диаметр магистрального трубопровода водораспределительной сети секции биофильтра (отдельностоящего биофильтра), м,

Dм =	4qmax	,	(185)
	1000πv	м

где: vм – скорость движения сточной воды в магистральном трубопроводе, vм = 1 м/с.

Диаметр ответвлений указанной системы, м,

	D0 =	4qmax	,	(186)
		1000πv0пp

при чем, v0 – скорость движения воды в ответвлениях, v0=0,75 м/с.

94

Для нормальной работы водораспределительной системы необходимо, чтобы величина свободного напора Н'св.max у оголовка наиболее удаленного от дозирующего бака спринклера была приблизительно равна величине предварительно назначенного свободного напора .Нсв.max. Свободный напор Н'свmax , м, определяется по формуле:

Нсв′ .max = Hобщ −h,

здесь, h – суммарные потери напора в водораспределительной сети, м. Суммарные потери напора, м,

h = hдл +hм −hв,

где hдл – потери напора по длине трубопровода, м; hм – местные потери напора, м;

hв – восстановительный напор, м.

Потери напора по длине трубопровода, м,

h	= ∑к λln		vi2	,
дл		i=1 Dn 2g

(187)

(188)

(189)

здесь i – порядковый номер расчетной точки водораспределительной сети; к – число расчетных точек;

λ - коэффициент шероховатости трубопровода;

ln – длина участника трубопровода между i-й и (i+1)-й расчетными точками, м;

Dn – диаметра трубопровода на n-м участке, м;

95

vi – скорость движения воды в трубопроводе перед i-й расчетной точкой, м/с;

g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2. Местные потери напора, м,

				к			v2
	h		=	∑ ξ			i	,		(190)
		м				i 2g
				i=1
	где ξi – коэффициент местного		сопротивления в i-й расчетной							точке
	(табл.10).
	Восстановительный напор, м,
	h =			∑	vi2+1 −vi2				,	(191)
	в					2g

при этом, vi+1 – скорость движения воды в трубопроводе за (i+1)-й расчетной точкой, м/с.

Примечание. Если отличие Н'св.max от Нсв.max будет значительным, то следует произвести полный перерасчет водораспределительный сети или предусмотреть подачу воды в дозирующий бак ниже либо выше принятого первоначально.

Минимальный суммарный расход воды через спринклеры должен быть больше полуторократного ее максимального притока в дозирующий бак qmax. В противном случае водораспределительная сеть будет работать непрерывно, что приведет к непрерывному орошению поверхности загрузки биофильтра и ухудшению его работы. Другими словами,

96
qс.min ≥1,5qc.maxnc ,	(192)

где, qc.min – минимальный суммарный расход очищаемой воды через спринклеры, л/с, равный

qc.min = qc′.minnc ,

(193)

при чем, q'c.min – расход воды через один спринклер, л/с, при минимальном свободном напоре Нсв.min (Нсв.min ≥ 0,5 м), определяемый по рис. 15.

Рабочая глубина дозирующего бака, м,

Нраб = Нобщ −(Нсв.min −hmin ),

(194)

здесь, hmin – потери напора при минимальном расходе сточных вод, м,

		′
	qc.min
hmin	= h		.	(195)
	qc′.max
Объем указанного бака, м3,

V =

(qcp −qmax )tonnc

,

(196)

бак	1000

где: qср – средний расход воды через спринклеры, обслуживаемые дозирующим баком, л/с,

			97
	qcp	=		1,1(qc′.max +qc′.min )nc	;	(197)
			2

ton – продолжительность опорожнения дозирующего бака, с, tоп=1…5 мин. Полная глубина дозирующего бака, м,

Нб = Нраб + h'3 ,

(198)

при этом, h'3 – высота бортов бака, h'3 = 0,3…0,5 м. Продолжительность наполнения бака, мин.,

tнап =	1000 Vбак .	(199)
	60 qmax

Продолжительность полного цикла работы дозирующего бака, мин.,

t = tоп +tнап,

(200)

здесь tоп – продолжительность опорожнения бака, мин.

Примечание. Для капельных биофильтров продолжительность полного цикла работы дозирующего бака должен быть не менее 5…6 мин.

В биофильтрах рассматриваемого типа, как отмечалось выше, предусматривается естественная аэрация. При этом, площадь вентиляционных окон, м2,

98
Fв = (0,01...0,05)F1.			(201)
Площадь одного вентиляционного, окна, м2,
f	в	= F1 ,	(202)
		n
		в

где, nв – количество вентиляционных окон.

Означенные окна равномерно распределяются по периметру сооружения в верхней трети высоты междудонного пространства и могут иметь круглую или прямоугольную форму. При этом, соответственно, их диаметр или высоту рекомендуются принимать не более 0,25 h3. В случае прямоугольных окон длина этих устройств должна быть в 3…5 раз больше ширины.

4.2. Высоконагружаемые биологические фильтры

Как отмечалось выше, биофильтры этого типа могут быть выполнены с естественной или искусственной аэрацией, но в большинстве случаев используют последний тип системы аэрации, т.е. они представлены собой аэрофильтры. Рассмотрим методику расчета именно этих сооружений.

Для указанного варианта высоконагружаемых биофильтров следует принимать:

-величину БПКполн очищаемых сточных вод – не более 300 мг/л. При большей величине БПКполн необходимо предусматривать

99

рециркуляцию очищенных вод с целью снижения указанной величины до допустимого значения.

-рабочую высоту – 2…4 м;

-гидравлическую нагрузку – 10…30 м3/(м2 . сут);

-удельный расход воздуха – 8…12 м3/м3 с учетом рециркулирующей воды.

Расчет необходимой площади фильтрования и площади одного

сооружения производится аналогично капельным биофильтрам по формулам (171) – (175). При этом, рабочую высоту фильтра h1 и гидравлическую нагрузку, qs, а также удельный расход воздуха qа, определяют по табл. 20.

Рассматриваемые биофильтры могут иметь прямоугольную или круглую форму в плане.

Прямоугольные биофильтры оборудуются водораспределительной системой со спринклерами. Их расчет производится по описанной выше методике расчета капельных биофильтров.

Круглые в плане сооружения снабжаются реактивными

оросителями (рис.16). Диаметр биофильтра
D =	4F1 .	(203)
	π

Примечание. Диаметр биофильтра должен составлять 6…30 м. Если это условие не выполняется, следует изменить число рабочих сооружений

N.