Расчет биологических очистных сооружений

3.5 Расчет аэротенка I ступени

 

Аэротенк – сооружение для биохимического окисления загрязнений  сточных вод при помощи микроорганизмов  активного ила и кислорода воздуха, подаваемого в аэротенки.

Расчет ведем для аэротенков–вытеснителей  с регенераторами.

 

Продолжительность аэрации:

 ч

где L_а – БПК поступающей воды, мг/л;

L_t– БПК очищенной в аэротенке воды, L_т=10 мг/л;

α_аэр – доза ила для бытовых сточных вод, α_аэр=1,5 г/л.

Доля циркулирующего ила расчетного расхода сточных  вод:

где α_аэр – доза ила для бытовых сточных вод;

a_рег.=4 г/л.

Рабочий объем аэротенков, м³:

 м³

где Q – часовой приход стоков, поступающих в аэротенк, м³/ч;

α - доля циркулирующего ила;

T_a - продолжительность аэрации, ч.

Продолжительность окисления  загрязнений:

 ч

где W_ок – средняя скорость окисления загрязнений, W_ок=18,66 мг/г·ч;

a - доля циркулирующего ила;

S_u – зольность ила в долях единицы (S_u=0,3);

L_а – БПК поступающей воды, мг/л;

L_t– БПК очищенной в аэротенке воды, мг/л;

Продолжительность регенерации циркулирующего ила:

 ч

где Т₀ - продолжительность окисления загрязнений;

Т_а - продолжительность аэрации, ч.

 

 

Объем регенератора, м³:

 м³

где T_p - продолжительность регенерации циркулирующего ила, ч;

a - доля циркулирующего ила;

Q – часовой расход  стоков, поступающих в аэротенк, м³/ч.

Общий объем аэротенка с регенератором, м³:

 м³

где V_p - объем регенератора, м³;

V_a - рабочий объем аэротенков, м³.

Расчетная продолжительность  обработки сточных вод, ч:

 ч

где T_a – продолжительность аэрации, ч;

T_p - продолжительность регенерации циркулирующего ила, ч;

a - доля циркулирующего ила.

При объеме поступающей в аэротенк сточной воды 2411,66 м³/ч, количество секций аэротенка принимаем n=5. Тогда объем одной секции, м³:

 м³

где V - общий объем аэротенка с регенератором, м³.

Принимаем аэротенки – вытеснители трехкоридорные типа А3-4,5-4,4, типовой проект 902-2-192. Один коридор аэротенка отводится под регенератор. Параметры аэротенков, необходимые для расчетов, представлены в таблице 5.

Таблица 5– Параметры аэротенков

Число коридоров	Ширина коридоров, м	Рабочая глубина, м	Длина коридора, м	Число рядов фильтров от первого кор.
3	4,5	4,4	60	2+1+1

 

 

 

Длина секции, м:

 м

где V_секции - объем одной секции, м³;

m - число коридоров;

B - ширина коридоров, м;

H - рабочая глубина, м.

Длина секции принимается, кратной числу коридоров 3.

Удельный расход воздуха  в аэротенке, м³/м³:

 м³/ м³

где z– удельный расход кислорода на 1 мг снятой БПК_полн. Для полной очистки z=1,1;

k₁ – коэффициент, учитывающий тип аэратора (к₁=1,91);

k₂ – коэффициент, зависящий от глубины погрузки аэратора, (к₂=2,17);

n₁ – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод:

где t_ср – среднемесячная температура сточной воды за летний период, (t_ср=25^оС);

n₂ – коэффициент, учитывающий отношение скорости переноса кислорода в иловой смеси к скорости переноса его в чистой воде. Для промышленных сточных вод n₂=0,7;

 мг/л

где С_Т – растворимость О₂ воздуха в зависимости от температуры и давления, принимается С_Т=8,33 мг/л;

H - рабочая глубина аэротенка, м.

С – средняя концентрация кислорода в аэротенке, С=2 мг/л;

Интенсивность аэрации:

 м³/(м²/ч)

где Д – удельный расход воздуха в аэротенке, м³/м³;

H - рабочая глубина аэротенка, м;

T - Расчетная продолжительность обработки сточных вод, ч.

Прирост ила в аэротенках при очистке сточных вод мг/л:

 мг/л

 мг/л

где В´ - количество взвешенных веществ, поступающих в аэротенк, мг/л:

L_а – БПК поступающей воды, мг/л

3.6 Расчет вторичных радиальных отстойников

 

После аэротенков сточная  вода поступает во вторичные радиальные отстойники. Они предназначены для  выделения активного ила из иловой смеси, поступающей из аэротенков.

Общий расчетный объем  отстойников, м³:

 м³

где Q_max – часовой приход сточных вод из аэротенков, м³/ч;

T – продолжительность отстаивания, ч (T = 2часа),

Количество отстойников:

где V_{з.о .}– объем зоны отстаивания, м³ (V_{з.о .} = 2780 м³).

Так как количество отстойников должно быть не меньше трех рабочих, то принимаем N=3.

Фактическая продолжительность  отстаивания, ч:

 ч

где N – число отстойников;

V_з.о.– объем зоны отстаивания, м³;

Q_max – часовой приход сточных вод из аэротенков, м³/ч.

Время пребывания ила  в иловой зоне отстойников должно быть не больше двух часов во избежание  уменьшения активности ила:

 ч

Т_и ≤ 2 ч; условие выполняется (0,57£ 2 ч).

где V_и – объем иловой зоны отстойников, V_и=280 м³;

g_ц – расход циркулирующего активного ила, м³/ч:

м³/ч

g_и – расход избыточного активного ила, м³/ч:

 м³/ч

где П_р – прирост ила в аэротенках при очистке, мг/л;

C – концентрация активного ила, С=4000мг/л.

Снижение БПК в отстойнике –  на 20%:

 мг/л

Снижение концентрации взвешенных веществ – на 50%:

 г/м³

3.7 Расчет аэротенков II ступени

 

Биохимически очищенные  стоки после вторичных радиальных отстойников поступают в аэротенки II ступени. Для пополнения биогенных элементов в аэротенки II ступени подаются хозфекальные стоки АО «Башгазавтоматика» в количестве 20 м³/ч.

 Расчет ведем для аэротенков–вытеснителей  с регенераторами.

Продолжительность аэрации:

 ч

где L_а – БПК поступающей воды, мг/л (L_а=393,5);

L_t – БПК очищенной в аэротенке воды, L_т=10 мг/л;

α_аэр – доза ила для бытовых сточных вод, α_аэр=1,5 г/л.

Доля циркулирующего ила расчетного расхода сточных  вод:

где α_аэр – доза ила для бытовых сточных вод;

a_рег.=4 г/л;

Рабочий объем аэротенков, м³:

 м³

где Q – часовой приход стоков, поступающих в аэротенк, м³/ч;

α - доля циркулирующего ила;

T_a - продолжительность аэрации, ч.

Продолжительность окисления  загрязнений:

 ч

где W_ок – средняя скорость окисления загрязнений, W_ок=18,66 мг/г·ч;

a - доля циркулирующего ила;

S_u – зольность ила в долях единицы, S_u=0,3;

L_а – БПК поступающей воды, мг/л;

L_t– БПК очищенной в аэротенке воды, мг/л;

Продолжительность регенерации  циркулирующего ила:

 ч

где Т₀ - продолжительность окисления загрязнений;

Т_а - продолжительность аэрации, ч.

Объем регенератора, м³:

 м³

где T_p - продолжительность регенерации циркулирующего ила, ч;

a - доля циркулирующего ила;

Q – часовой расход  стоков, поступающих в аэротенк, м³/ч.

Общий объем аэротенка с регенератором, м³:

 м³

где V_p - объем регенератора, м³;

V_a - рабочий объем аэротенков, м³.

Расчетная продолжительность  обработки сточных вод, ч:

 ч

где T_a – продолжительность аэрации, ч;

T_p - продолжительность регенерации циркулирующего ила, ч;

a - доля циркулирующего ила.

При объеме поступающей в аэротенк сточной воды 2411,66 м³/ч, количество секций аэротенка принимаем n=5. Тогда объем одной секции, м³:

 м³

где V - общий объем аэротенка с регенератором, м³.

Принимаем аэротенки  – вытеснители трехкоридорные типа А3-4,5-4,4, типовой проект 902-2-192. Один коридор аэротенка отводится под регенератор. Параметры аэротенков, необходимые для расчетов, представлены в таблице 5.

 

Таблица 6– Параметры аэротенков

Число коридоров	Ширина коридоров, м	Рабочая глубина, м	Длина коридора, м	Число рядов фильтров от первого кор.
3	4,5	4,4	60	2+1+1

 

Длина секции, м:

 м

где V_секции - объем одной секции, м³;

m - число коридоров;

B - ширина коридоров, м;

H - рабочая глубина, м.

Длина секции принимается, кратной числу коридоров 3.

 

 

Удельный расход воздуха в аэротенке, м³/м³:

 м³/м³

где Z – удельный расход кислорода на 1 мг снятой БПК_полн. Для полной очистки Z=1,1;

k₁ – коэффициент, учитывающий тип аэратора, к₁=1,91;

k₂ – коэффициент, зависящий от глубины погрузки аэратора, к₂=2,17;

n₁ – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод:

=1+0,02∙(25-20)=1,1

где t_ср – среднемесячная температура сточной воды за летний период, t_ср=25^оС;

n₂ – коэффициент, учитывающий отношение скорости переноса кислорода в иловой смеси к скорости переноса его в чистой воде. Для промышленных сточных вод n₂=0,7;

 мг/л

где С_Т – растворимость О₂ воздуха в зависимости от температуры и давления, принимается С_Т=8,33 мг/л;

H - рабочая глубина аэротенка, м.

С – средняя концентрация кислорода в аэротенке, С=2 мг/л;

Интенсивность аэрации, м³/(м²·ч):

 м³/(м²/ч)

где Д – удельный расход воздуха в аэротенке, м³/м³;

H - рабочая глубина аэротенка, м;

T - Расчетная продолжительность обработки сточных вод, ч.

Прирост ила в аэротенках при очистке сточных вод мг/л:

 мг/л

 мг/л

 

3.8 Расчет третичных радиальных отстойников

 

После аэротенков II ступени сточные воды по самотечным трубопроводам направляются в третичные радиальные отстойники.

Расчет третичных радиальных отстойников проводится при продолжительности  отстаивания 1,5 ч аналогично расчету  вторичных радиальных отстойников.