КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Аэротенки
Введение
Биологической очистке подлежат сточные воды, содержащие растворенные органические вещества, подверженные биохимическому разложению, при условии, что отношение ХПК этих вод к их БПКполн не превышает 1,5. Она может осуществляться как в естественных, так и в искусственных условиях. При очистке в естественных условиях, используется самоочистная способность почвы (поля фильтрации) и ассимилирующая способность растений (поля орошения), а так же самоочистная способность водоемов (биологические пруды с естественной аэрацией). Очистка в искусственных условиях реализуется в специально созданных сооружениях (аэротенках, циркуляционных окислительных каналах, биологических фильтрах и т.д.), в результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила. В данной работе рассмотрены методики расчета наиболее часто используемых сооружений биологической очистки.
Основными типами этих сооружений, имеющими наиболее четкие конструктивные особенности, являются аэротенки–вытеснители и аэротенки–смесители. Первые из них рекомендуется использовать при отсутствии залповых поступлений токсичных веществ, а так же в качестве последней ступени двух и многоступенчатых аэротенков, вторые же практически не имеют ограничений к применению. Кроме того, если БПКполн сточной воды, подаваемой в аэротенк любого типа превышает 150 мг/л, то необходимо предусматривать регенерацию активного или в отдельностоящих регенераторах.
1.1. Расчет аэротенков–вытеснителей
Аэротенки этого типа, как правило, выполняют коридорными с отдельно стоящими отстойниками (рис. 1). В данном случае аэоротенк разделяется на параллельно работающие секции, которые включают в себя два и более продольных коридора.
Режим вытеснения обеспечивается при отношении длины коридора к его ширине более 30. Если указанное отношение составляет 30 и менее, следует предусмотреть секционирование коридоров продольными перегородками, отстоящими от поперечных стенок на 2…5 м, на 5…6 ячеек. Очищаемая сточная вода смешивается с активным илом и подается к аэротенку по каналу, затем поступает в секционные каналы, из которых так же по каналам поступает в коридоры. Обработанная вода собирается водосборными лотками и отводится по каналу и трубопроводу во вторичные отстойники. Продолжительность периода аэрации, ч,
(1)
где: φ – коэффициент ингибирования продуктами распада органических веществ активного ила, л/г, (табл. 1); аi – доза активного ила по сухому веществу, г/л, (табл.2); Рmax – максимальная скорость окисления органических веществ, мг/(г·ч) (табл. 1); С0 – концентрация растворенного кислорода, равная 1…2 мг/л; s – зольность активного ила, доли единицы (табл. 1); К0 – константа, характеризующая влияние кислорода, мг О2/л (табл. 1); Lcм – величина БПКполн, определяемая с учетом разбавления сточных вод рециркуляционным расходом возвратного активного ила, мг/л; Lt – величина БПКполн очищенной сточной воды, мг/л; Кl – константа, характеризующая свойства органических веществ, мг БПКполн/л (табл. 1); L0 – величина БПКполн поступающей в аэротенк сточной воды, мг/л; Кр – коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания на процесс очистки сточных вод: Кр=1,5 при очистке стоков до Lt=15 мг/л и Кр =1,25 – при Lt>30 мг/л. Величина БПКполн с учетом разбавления сточных вод рециркуляционным расходом возвратного активного ила, мг/л,
(2)
здесь: ri – коэффициент рециркуляции активного ила, доли единицы, определяемый по рис. 2, в зависимости от дозы активного ила по беззольному веществу аhi и величины илового индекса i или по формуле:
(3)
Примечание: 1. Формула (1) справедлива при i<175 см3/г и аi£5 г/л; 2. Величина ri должна быть не менее 0,3 для отстойников с илососами, 0,4 – с илоскребами, 0,6 – при самотечном удалении активного ила. Доза активного ила по беззольному веществу, г/л,
(4)
Величину илового индекса следует определять экспериментально. При отсутствии экспериментальных данных допускается принимать по табл. 3 в зависимости от нагрузки по БПКполн на 1 г беззольного вещества активного ила в сутки Ra, мг/(г . сут), равной:
(5)
где tр – продолжительность периода аэрации с учетом температуры сточной воды, ч, или рассчитывать по формуле:
(6)
Таблица 1 Основные расчетные данные характеристики процесса сточных вод в аэротенках
Примечание. Для других производств указанные параметры следует принимать по данным научно-исследовательских организаций.
Таблица 2 Основные технологические характеристики аэротенков
Период аэрации с учетом температуры сточных вод, ч,
(7)
здесь: T – среднегодовая температура сточных вод, 0С. Концентрация возвратного активного ила, г/л,
. (8)
Таблица 3 Значение илового индекса
Концентрация активного ила в иловой смеси с учетом концентрации возвратного ила и коэффициент рециркуляции, г/л,
(9)
где: Свв – концентрация взвешенных веществ в поступающих в аэротенк сточных водах, г/л; Ки=0,80…0,85.
Продолжительность периода аэрации с учетом рециркуляции возвратного активного ила, ч,
(10)
Рабочий объем аэротенка, м3,
(11)
Здесь: q – расчетный расход сточных вод, м3/ч, принимаемый в зависимости от величины коэффициента неравномерности притока сточных вод: - при коэффициенте неравномерности не более 1,25 – q равен среднечасовому расходу сточных вод; - при коэффициенте неравномерности более 1,25 – q равен среднему расходу в часы максимального притока сточных вод; N – количество аэротенков. Рабочий объем секции аэротенка, м3,
(12)
при чем, Nc – количество секций в аэротенке, Nc ³2. Примечание: Количество секций в аэротенке ориентировочно рекомендуется принимать для станций производительностью до 50000 м3/сут равное 4…6, для станций большей производительности – 8…10.
Ширина коридора, м,
(13)
где: Кb = 1…2; h1 – рабочая глубина аэротенка, h1 = 3…6. Ширина секции аэротенка, м,
(14)
здесь n – количество коридоров в секции, n = 2…4. Длина коридоров аэротенка (рабочая длинна аэротенка), м,
(15)
Примечание: Так как, сооружения с большими габаритными размерами принято выполнять из сборного железобетона, то длина коридоров должна быть кратна 6 м и составлять 36…114 м. Если это условие не выполняется, то необходимо скорректировать ширину коридоров, их количество, количество секций или количество аэротенков. Общее число секций в аэротенке:
(16)
здесь Nc.p. – число резервных секций, определяемое из условия, что их пропускная способность должна составлять не менее 50% производительности рабочих секций, т.е.
(17)
Ширина аэротенка, м,
(18)
Полная глубина аэротенка, м,
(19)
где h2 – высота бортов аэротенка, h2 = 0,3…0,5 м. Диаметр магистрального трубопровода подачи сточных вод к аэротенкам, м,
(20)
здесь vсв – скорость движения воды в трубопроводе, м/с, равная при напорном движении – 3 м/с, при безнапорном движении – 0,8…1,0 м/с.
Диаметр трубопровода подачи сточных вод к аэротенку, м,
(21)
Расход рециркулирующего возвратного активного ила для одного аэротенка, м3/ч, (22)
Диаметр трубопровода подачи рециркулирующего возвратного активного ила к аэротенку, м,
(23)
здесь vил – скорость движения активного ила в трубопроводе, vил = 3 м/с. Ширина канала подачи иловой смеси к аэротенку, м,
(24)
где: Кк=1,10…1,25; D' – расчетный диаметр трубопровода, принимаемый при Dсв.а.>Dил - D'=Dсв.а., при Dсв.а.< Dил - D'=Dил.
Глубина канала подачи иловой смеси к аэротенку, м,
(25)
здесь vк - скорость движения иловой смеси в канале, vк = 0,8…1,0 м/с. Ширина секционных каналов подачи иловой смеси, м,
(26)
Ширина каналов подачи иловой смеси к коридорам аэротенка, м,
(27)
Диаметр трубопровода, отводящего иловую смесь от аэротенка в отстойники, м,
(28)
где vотв – скорость движения иловой смеси в трубопроводе, принимаемая аналогично скорости движения сточной воды в магистральном трубопроводе ее подачи к аэротенкам.
Ширина канала, отводящего иловую смесь от аэротенка, м,
(29)
Глубина этого канала, м,
(30)
здесь vотв.к. – скорость движения иловой смеси в канале, vотв.к. = 0,8…1,0 м/с. Ширина водосборного лотка, м,
(31)
При небольших расходах сточных вод аэротенки–вытеснители могут быть запроектированы как полнообъемные сооружения. В этом случае из их конструкции исключаются коридоры, а ширина секций определяется как ширина коридора по выражению (11). В остальном методика расчета аналогична представленной выше, соответственно, расчет основных параметров выполняется с использованием формул (1)–(12), (15) - (26), (28)–(31).
2.1. Расчет аэротенков–смесителей Аэротенки–смесители представляют собой, как правило, полнообъемные сооружения, в которых порции поступающей сточной воды быстро перемешиваются со всей массой смеси жидкости с активным илом. Быстрое перемешивание позволяет равномерно распределить органические примеси и растворенный кислород, что, в свою очередь, обеспечивает работу сооружения при высоких нагрузках. Технологической и конструктивной особенностью данных аэротенков является наличие рассредоточенных впусков сточной воды и активного ила и рассредоточенного выпуска иловой смеси, расположенных вдоль противоположных продольных стен сооружения (секции) (рис. 3). Продолжительность периода аэрации, ч,
(32)
где Р – удельная скорость окисления мг/(г . ч), определяемая по формуле:
(33)
Объемы аэротенка и его секций определяется соответственно, по формулам (11) и (12) с учетом выражений (2) – (10).
Ширина секции аэротенка, м,
(34)
здесь: Кb = 1…2; h1 – рабочая глубина аэротенка, h1 = 3…6 м. Ширина аэротенка В и рассчитывается по формуле (18) с учетом формул (16) и (17), рабочая длина (длина секции) – по формуле (15), а полная глубина - по (19). Для определения диаметра трубопровода подачи сточных вод к сооружениям можно использовать уравнения (21) и (21) соответственно. Ширина канала, подводящего очищаемый сток к аэротенку, м,
(35) где: Кк = 1,1…1,25; Dсв.а. – диаметр трубопровода подачи вод к аэротенку, м. Глубина всех подводящих каналов, как правило, принимается одинаковой и равной:
(36)
здесь vк – скорость движения вода в каналах, vк = 0,8…1,0 м/с. Ширина распределительных водопадающих каналов, м,
(37)
Расход рециркулирующего возвратного активного ила для одного аэротенка и диаметр трубопровода подачи этого ила к аэротенку следует определять, соответственно, по формулам (22) и (23). Кроме того, диаметр трубопровода, подводящего указанный ил к секциям сооружения, м,
(38)
Тогда, ширина распределительного лотка возвратного ила, м,
(39)
а его глубина, м,
(40)
где vил.л. – скорость движения активного ила в лотке, vил.л.=0,8…1,0 м/с. Диаметр трубопровода отводящего иловую смесь от аэротенка к отстойникам, м,
(41)
здесь vотв – скорость движения иловой смеси в трубопроводе: при напорном движении – vотв = 3 м/с при безнапорном – vотв = 0,8…1,0 м/с. Ширина канала, отводящего иловую смесь, м,
(42)
Глубина этого канала, м,
(43)
где vотв.к. – скорость движения иловой смеси в канале, vотв.к.= 0,8…1,0 м/с. Ширина и глубина водосборного лотка, м,
(44)
Дата добавления: 2015-04-30; Просмотров: 735; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |