Задание:

1. Выполнить расчет сооружений биохимической очистки городских сточных вод, согласно темы курсовой работы, с учетом требований СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. М: Гос.ком СССР по делам строительства, 1986

2. Выполнить эскизные чертежи аэротенка и вторичного отстойника с указанием их геометрических размеров и высотных отметок основных элементов.

3. Дать предложения по совершенствованию технологии очистки сточных вод с целью снижения концентрации взвешенных веществ и органических веществ по БПК

Вариант 3:

Аэротенк-вытеснитель + вертикальный вторичный отстойник

Производительность станции, тыс. м^3/сут	15
Концетрация активного ила в аэротенке, г/дм^3	2
Иловой индекс,см^3/г	100
Зольность активного ила, %	15
БПКисх, мг/дм^3	100
БПКочищ, мг/дм^3	15
Концентрация взвеш.в-в, поступающих в аэротенк из первичного отстойника, мг/дм^3	80
Концентрация активного ила в отстойной зоне вторичного отстойника, г/дм^3(доза ила)	10

Следует рассчитать:

1. Период аэрации

2. Удельный расход воздуха

3. Интенсивность аэрации

4. Пневматическую систему аэрации

5. Прирост активного ила

6. Объем аэротенка

Аэротенк –вытеснитель

Период аэрации t_atm , ч, в аэротенках-вытеснителях определяется по формуле:

(1)

где K_p -коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания: K_p = 1,5 при биологической очистке до L_ex = 15 мг/дм3; K_p = 1,25 при L_ex > 30 мг/дм3;

L_en – БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании), мг/дм3 (исх.данные);

L_ex – БПК_полн очищенной воды, мг/дм3 (исх.данные);

a_i – доза ила, г/дм3, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников (a_i = 2г/дм3, исх.данные);

s – зольность ила (s = 0,3 –таблица №1);

ρ_max – максимальная скорость окисления, мг/(ч*г),табл.1

С_о – концентрация растворенного кислорода, мг/дм3, принимаемая С_о = 2мг/дм3;

К_i – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПК_полн/дм3, и принимаемая К_i =33 мг БПК_полн/дм3;

К_о – константа, характеризующая влияние кислорода, мг О₂/л, и принимаемая К_о =0,625 мг О₂/дм3;

φ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, принимаемый φ =0,07 л/г.

Формула (1) справедлива при среднегодовой температуре сточных вод 15 °С. При иной среднегодовой температуре сточных вод продолжительность аэрации должна быть умножена на отношение . Продолжительность аэрации во всех случаях не должна быть менее 2 ч.

Таблица 1

Сточные воды	, мг /(г · ч)	, мг /л	К0, мг О2/л	, л/г
Городские	85	33	0,625	0,07	0,3

Чтобы посчитать период аэрации, необходимо учесть БПК_полн, определяемая с учетом разбавления рециркуляционным расходом (L_mix.):

(2)

где R_i - степень рециркуляции активного ила, определяемая по формуле

(3)

где a_i - доза ила в аэротенке, г/дм3, (исх. данные);

J_i -иловый индекс, см³/г, (исх. данные).

Формула справедлива при J_i < 175 см³/г и a_i до 5 г/л.

Величина R_i должна быть не менее 0,3 для отстойников с илососами, 0,4-с илоскребами, 0,6-при самотечном удалении ила.

Отсюда находим L_mix:

Соответственно находим период аэрации:

Условие «Продолжительность аэрации во всех случаях не должна быть менее 2 ч» соблюдается.

Но нужно учесть, что продолжительность аэрации должна быть умножена на отношение , потому что температура сточных вод отличается от среднегодовой и равна 20 С.

Нагрузка на ил q_i определяется по формуле:

(4)

где tatv – период аэрации, ч.

мг БПКполн/1г вещ-ва

Продолжительность обработки воды в аэротенке:

(5)

Вместимость аэротенка W_at , м³, следует определять по формуле

(6)

где q_w -расчетный расход сточных вод, м³/ч. q_w =15000/24=625м³/ч

Прирост активного ила , мг/дм3, в аэротенках надлежит определять по формуле

, (7)

где - концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л (дано: С_cdp = 80мг/дм3);

- коэффициент прироста; для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод = 0,3.

.

Возраст ила определяем по формуле:

(8)

где W_аэр, W_кан ,W_отс.з.- объемы, соответственно аэротенка, впускной трубы, отстойной зоны сооружения илоотделения, м³;

a_i – доза ила, г/дм3, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников (a_i = 2г/дм3);

Прирост активного ила , мг/л ();

производительность станции, Q = 15 тыс. м³/сут = 625 м³/ч;

W_аэр= 1632,8 м³,

W_трубы = π*R²*h, W_трубы =3,14*0, 8²*3 = 6 м³,

W_отс.з= S_{отс з}* h = 78,3*3 = 234,9 м³,

Удельный расход воздуха q_air, м³/м³ очищаемой воды, при пневматической системе аэрации определяется по формуле:

(9)

q_o – удельный расход кислорода воздуха, мг на 1мг снятой БПК_полн, принимаемый при очистке до БПК_полн 15-20мг/дм3 – 1,1;

К₁ – коэффициент, учитывающий тип аэрации и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка f_az/f_at,(принимаем 0,2), K1=1,68, =20 м³/(м²*ч)

К₂ – коэффициент зависимый от глубины погружения аэраторов h_a и принимаемый К₂ = 2,08 (глубина погружения аэраторов h_a = 3м),

• - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который следует определять по формуле: ,

где Tw – среднемесячная температура воды за летний период, равная 18С, следовательно

- коэффициент качества воды, принимаемый для городских сточных вод 0,85;

- растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л, определяемая по формуле

(10)

здесь - растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, принимаемая по справочным данным ( С_Т = 8 мг/дм3 – для лета, при Т_w = 18°С);

- глубина погружения аэратора, м, принимаем h_a = 3м;

- средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л; в первом приближении допускается принимать 2 мг/дм3;

Производительность станции, Q =15 тыс. м³/сут ;

Для аэротенков и регенераторов надлежит принимать рабочую глубину Hat = 3-6 м, свыше - при обосновании;

;

- средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/дм3; в первом приближении допускается принимать 2 мг/дм3;

Удельный расход воздуха составляет

Интенсивность аэрации , куб.м/(кв.м · ч) надлежит определять по формуле

(11)

где - рабочая глубина аэротенка, м, (H_at = 4м);

- период аэрации, ч, (t_atw = 1,81 ч).

Следовательно:

,

Вычисленная интенсивность аэрации не превышает _,для принятого значения , ,=20 м³/(м²*ч).И не ниже минимального предела J_a,min=4 м³/(м²*ч), соответствующему принятому значению К2=2,08.

Определим число аэраторов для аэротенков:

(12)

где  - объем сооружения, м;

 - производительность аэратора по кислороду, кг/ч, принимаемая по паспортным данным;

 - продолжительность пребывания жидкости в сооружении, ч;.    

Зная производительность и период аэрации можно найти объем аэротенка V_аэ по следующей формуле:

(13)

Теперь можно найти площадь аэротенка:

(14)

Вывод:

В данной работе необходим аэротенк размеры, которого следующие:

• Площадь аэротенка – 282,8м²;

• Период аэрации составляет _,

• Прирост и возраст активного ила , ,

• Удельный расход воздуха составляет qair=4,6м3/м3;

• Интенсивность аэрации ;

• объем аэротенка:.

Чертеж аэротенка-вытеснителя представлен в приложении А.