Задание:
-
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
-
Выполнить эскизные чертежи аэротенка и вторичного отстойника с указанием их геометрических размеров и высотных отметок основных элементов.
-
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. м3/сут |
15 |
Концетрация активного ила в аэротенке, г/дм3 |
2 |
Иловой индекс,см3/г |
100 |
Зольность активного ила, % |
15 |
БПКисх, мг/дм3 |
100 |
БПКочищ, мг/дм3 |
15 |
Концентрация взвеш.в-в, поступающих в аэротенк из первичного отстойника, мг/дм3 |
80 |
Концентрация активного ила в отстойной зоне вторичного отстойника, г/дм3 (доза ила) |
10 |
Следует рассчитать:
-
Период аэрации
-
Удельный расход воздуха
-
Интенсивность аэрации
-
Пневматическую систему аэрации
-
Прирост активного ила
-
Объем аэротенка
Аэротенк –вытеснитель
Период аэрации tatm , ч, в аэротенках-вытеснителях определяется по формуле:
(1)
где Kp -коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания: Kp = 1,5 при биологической очистке до Lex = 15 мг/дм3; Kp = 1,25 при Lex > 30 мг/дм3;
Len – БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании), мг/дм3 (исх.данные);
Lex – БПКполн очищенной воды, мг/дм3 (исх.данные);
ai – доза ила, г/дм3, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников (ai = 2г/дм3, исх.данные);
s – зольность ила (s = 0,3 –таблица №1);
ρmax – максимальная скорость окисления, мг/(ч*г),табл.1
Со – концентрация растворенного кислорода, мг/дм3, принимаемая Со = 2мг/дм3;
Кi – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПКполн/дм3, и принимаемая Кi =33 мг БПКполн/дм3;
Ко – константа, характеризующая влияние кислорода, мг О2/л, и принимаемая Ко =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 БПКполн, определяемая с учетом разбавления рециркуляционным расходом (Lmix.):
(2)
где Ri - степень рециркуляции активного ила, определяемая по формуле
(3)
где ai - доза ила в аэротенке, г/дм3, (исх. данные);
Ji -иловый индекс, см3/г, (исх. данные).
Формула справедлива при Ji < 175 см3/г и ai до 5 г/л.
Величина Ri должна быть не менее 0,3 для отстойников с илососами, 0,4-с илоскребами, 0,6-при самотечном удалении ила.
Отсюда находим Lmix:
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 qi определяется по формуле:
(4)
где tatv – период аэрации, ч.
мг БПКполн/1г вещ-ва
Продолжительность обработки воды в аэротенке:
(5)
Вместимость аэротенка Wat , м3, следует определять по формуле
(6)
где qw -расчетный расход сточных вод, м3/ч. qw =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: Сcdp = 80мг/дм3);
- коэффициент прироста; для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод = 0,3.
.
Возраст ила определяем по формуле:
(8)
где Wаэр, Wкан ,Wотс.з.- объемы, соответственно аэротенка, впускной трубы, отстойной зоны сооружения илоотделения, м3;
ai – доза ила, г/дм3, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников (ai = 2г/дм3);
Прирост активного ила , мг/л ();
производительность станции, Q = 15 тыс. м3/сут = 625 м3/ч;
Wаэр= 1632,8 м3,
Wтрубы = π*R2*h, Wтрубы =3,14*0, 82*3 = 6 м3,
Wотс.з= Sотс з* h = 78,3*3 = 234,9 м3,
Удельный расход воздуха qair, м3/м3 очищаемой воды, при пневматической системе аэрации определяется по формуле:
(9)
qo – удельный расход кислорода воздуха, мг на 1мг снятой БПКполн, принимаемый при очистке до БПКполн 15-20мг/дм3 – 1,1;
К1 – коэффициент, учитывающий тип аэрации и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка faz/fat,(принимаем 0,2), K1=1,68, =20 м3/(м2*ч)
К2 – коэффициент зависимый от глубины погружения аэраторов ha и принимаемый К2 = 2,08 (глубина погружения аэраторов ha = 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 ( СТ = 8 мг/дм3 – для лета, при Тw = 18°С);
- глубина погружения аэратора, м, принимаем ha = 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, (Hat = 4м);
- период аэрации, ч, (tatw = 1,81 ч).
Следовательно:
,
Вычисленная интенсивность аэрации не превышает ,для принятого значения , ,=20 м3/(м2*ч).И не ниже минимального предела Ja,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 Vаэ 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.