Сооружения биологической очистки сточных вод

80

где: V – объем пруда, м3;

Н – расчетная глубина пруда, м.

Примечание: Общая площадь пруда должна быть не менее общей площади зеркала воды пруда определенной по условию аэрации. Поэтому, если площадь сооружения по производительности по формуле (166) получилось меньше означенной величины, то в качестве общей площади пруда следует принимать последнюю.

Расчетная глубина пруда, м,

H =	K(CT −Ct )rаt	.	(167)
	CT (L0 − Lt )

Примечание: Расчетная глубина пруда, вычисленная по формуле (167) не должна превышать значений этого параметра, приведенных в табл. 17. Если это условие не выполняется, следует принимать глубину пруда равной табличному значению.

3.2. Биологические пруды с искусственной аэрацией

Необходимый объем пруда определяется по формуле (159). При этом время пребывания воды в нем, сут.

N		L
t = 2,3K		L	0	−1
	N		− L		,	(168)
	d	0	t

81

здесь: Кd – динамическая константа скорости потребления кислорода, сут-1:

Кd = β1K1,

(169)

при чем β1 – коэффициент, зависящий от скорости движения воды в пруде, создаваемой аэратором или перемещением воды по коридорам лабиринтного типа:

β1 =1+120v,

(170)

где, v – скорость движения воды в пруде, м/с.

Примечание: Если скорость движения сточной воды в биологическом пруде более 0,05 м/с, то коэффициент β1 = 7.

					Таблица 17
Рабочая глубина биологического пруда естественной аэрацией
	БПКполн сточных вод, поступающих в биологический
			пруд, мг/л.
	Пруд для очистки сточных			Пруд для доочистки
		вод		сточных вод
				20…40
	более 100		до 100		до 20
Рабочая
глубина	0,5		1,0	2	3
пруда, м, не
более

Примечание: При возможности замерзания пруда зимой рабочая глубина должна быть увеличена на 0,5 м.

82

Площадь пруда рассчитывается по выражению (166). При этом расчетную глубину пруда следует принимать равной 3,0…4,5 м.

Расчет системы аэрации в биологических прудах рассматриваемого типа производится аналогично аэротенкам (см. п.п. 1.6.1 – 1.6.3).

После прудов с искусственной аэрацией необходимо предусматривать отстаивание очищенной воды в течение 2,0…2,5 ч. Для этих целей могут быть использованы отдельностоящие отстойники, рассчитываемые аналогично вторичным отстойникам аэротенков (см. п.п. 1.4.1 – 1.4.3) или последняя не аэрируемая ступень пруда, рассчитываемая как горизонтальный отстойник (см. п. 1.4.3).

4.Биологические фильтры

Биологические фильтры представляют собой сооружения, в которых сточная вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биологической пленкой, образованной колониями микроорганизмов.

Эти сооружения могут работать на полную и неполную биохимическую очистку. Их классификация производиться по различным признакам, основным из которых является конструктивная особенность загрузочного материала (табл. 18).

Загрузка фильтров по высоте должна быть выполнена из материала одинаковой крупности с устройством нижнего поддерживающего слоя высотой 0,2 м, крупностью 70…100 мм.

			83
							Таблица 18
	Основные типы биологических фильтров и характеристики загрузочного материала
		Область		Характеристики загрузочного материала
Группа	Тип	применения по
		расходам	Вид загрузочного материала					Высота
биофильтров	биофильтра			Крупность,	Плотность,		Пористость,
		сточных вод,		мм	кг/м	3	%	слоя,
		м3/сут. не более						м
	Капельные	1000		20…30				1…2
	биофильтры
Биофильтры	Высоко-
	нагружаемые	50000	Гравий, шлак, керамзит,	40…60				2…4
с объемной	биофильтры				500…1500		40…50
			щебень, и др.
загрузкой	Биофильтры
	большой	50000		60…80				8…16
	высоты
	(башенные)
	Биофильтры с		керамические, пластмассовые,
	жесткой
		10000	металлические, засыпные		100…600		70…90	1…6
	засыпной
			элементы
	загрузкой
	Биофильтры с		гофрированные и плоские
Биофильтры	жесткой	50000	листы или пространственные		40…100		90…97	2…16
с	блочной		элементы из пластмасс,
плоскостной	загрузкой		листы из асбестоцемента		200…250		80…90	2…6
загрузкой
			металлические сетки,
	Биофильтры с		пластмассовые пленки,
	мягкой или	10000	синтетические ткани (нейлон,		5…60		94…99	3…8
	рулонной		капрон), укрепленные на
	загрузкой		каркасах или уложенные
			рулонами

84

Биологические фильтры (рис.12) должны выполняться в виде резервуаров со сплошными стенками и двойным дном: нижним – сплошным, верхним - решетчатым, набираемым из колосниковых решеток

ипредназначенным для поддержания загрузки. При этом:

-высота междудонного пространства – не менее 0,6 м;

-уклон нижнего днища в сторону водосборных лотков – не менее 0,01;

-продольный уклон водосборных лотков – по конструктивным соображениям, но не менее 0,005.

Взависимости от типа рассматриваемые сооружения могут выполняться с естественной или искусственной аэрацией (вентиляцией). При этом, капельные биофильтры, а так же биофильтры с жесткой засыпной и мягкой или рулонной загрузками, следует проектировать с естественной аэрацией. Для этого в пределах междудонного пространства равномерно по периметру сооружения предусматриваются вентиляционные окна, оборудуемые устройствами, позволяющими закрывать их наглухо. Площадь таких окон должна составлять 1…5% площади биофильтра в плане.

Высоконагружаемые и башенные биофильтры и биофильтры с жесткой блочной загрузкой могут быть запроектированы как с естественной, так и с искусственной аэрацией. В последнем случае указанные сооружения часто называют аэрофильтрами. Системы искусственной аэрации предусматривают подачу воздуха в междудонное пространство с помощью вентиляторов под давлением у ввода 980 Па (100 мм вод. ст.).

	85
		h2
Н
		h'1
		h1
		h''1
i≤0,01	i≤0,01	h3
	hл
	bл
	L
	Рис. 12 Схема биологического фильтра

86

Для распределения сточных вод по поверхности биофильтров используют разбрызгиватели и реактивные оросители. При проектировании разбрызгивателей следует принимать:

-начальный свободный напор – примерно 1,5 м;

-конечный напор – не менее 0,5 м;

-диаметр отверстий – 13…40 мм;

-высота расположения оголовка над поверхностью загрузочного материала – 0,15…0,20 м;

-продолжительность орошения на капельных биофильтрах при

максимальном притоке воды – 5…6 мин. А при проектировании реактивных оросителей:

-число и диаметр распределительных труб – по расчету при условии движения сточных вод в их начале со скоростью 0,5…1,0 м/с;

-число и диаметр отверстий в распределительных трубах – по расчету при условии истечения жидкости из отверстий со скоростью не менее 0,5 м/с, при чем диаметр отверстий – не менее 10 мм;

-напор у оросителя – по расчету, но не менее 0,5 м;

-расположение распределительных труб – выше поверхности загрузочного материала на 0,2 м.

Количество секций биофильтров или количество отдельностоящих биофильтров должно быть не менее двух и не более восьми. При этом все они являются рабочими.

4.1. Капельные биологические фильтры

При расчете биофильтров данного типа следует принимать:

-максимальную допустимую величину БПКполн подаваемых на фильтр сточных вод – не более 200 мг/л. Если БПКполн стоков, подлежащих

87

очистке превышает указанную величину, то необходимо предусмотреть рециркуляцию очищенных вод с целью снижения этой величины до допустимой;

-БПКполн очищенных сточных вод – 15 мг/л;

-рабочую высоту слоя загрузки – 1,5…2,0 м;

-гидравлическую нагрузку – 1…3 м3/(м2 .сут).

Расчет начинается с определения коэффициента очистки сточных вод по формуле

	К =	L0	,	(171)
		L
		t

где: L0 – величина БПКполн подаваемых на биофильтр сточных вод, мг/л; Lt – величина БПКполн очищенных сточных вод, мг/л.

Затем по полученному значению коэффициента К и среднезимней температуре очищаемых стоков, используя данные табл. 19, определяют рабочую высоту загрузки фильтра h1, м, и гидравлическую нагрузку gs, м3/(м2 .сут).

Необходимая площадь фильтров, м2, при работе без рециркуляции очищенных вод и с ней рассчитывается соответственно, по формулам:

F =		Q	,		(172)
		qs
F =	Q(1+ Kr )			,	(173)
	qs

88

здесь: Q – суточный расход сточных вод, подлежащий очистке, м3/сут.;

Кr – коэффициент рециркуляции очищенных сточных вод, доли единицы, равный:

Кr =	L0 − Lmix	,	(174)
	Lmix − Lt

при чем, Lmix – БПКполн смеси исходной и циркулирующей воды, Lmix ≤ 220 мг/л.

Таблица 19 Основные характеристики капельных биофильтров

	Гидравлическая	Коэффициент К при температурах Tw 0C, и высоте h1, м
	нагрузка qs .
		Тw=8		Тw=10		Тw=12		Тw=14
	м3/(м2 . сут)
						h1=1,5
		h1=1,5	h1=2	h1=1,5	h1=2		h1=2	h1=1,5		h1=2
	1					10,7
		8	11,6	9,8	12,6		13,8	11,4		15,1
	1,5	5,9	10,2	7	10,9	8,2	11,7	10		12,8
	2	4,9	8,2	5,7	10	6,6	10,7	8		11,5
	2,5	4,3	6,9	4,9	8,3	5,6	10,1	6,7		10,7
	3	3,8	6	4,4	7,1	6	8,6	5,9		10,2

Примечание: Если значение К превышает табличное, то необходимо предусмотреть рециркуляцию.

89

Площадь одной секции биофильтра или одного отдельностоящего

биофильтра, м2,
F =	F	,	(175)
1	N

где, N – число секций биофильтра или отдельностоящих биофильтров, N=2…8.

Размеры сооружения в плане определяются в зависимости от его формы. Как правило, эти сооружения имеют прямоугольную или круглую форму. В случае прямоугольной формы длина и ширина связаны между собой соотношением:

	L	=1,0...1,5.	(176)
	B

В капельных биофильтрах для распределения очищаемых сточных вод используют оросительные системы с разбрызгивателями (спринклерами). Расчет производится по максимальному расходу сточных вод (л/с), определяемому по формуле:

	qmax =	KQ	,	(177)
		N 24 3,6

при чем, К – коэффициент общей неравномерности подачи сточных вод,

К=2,73.

В соответствии с указанными выше общими расчетными характеристиками рассматриваемой системы орошения с учетом схемы