Высоконагружаемыебиологические фильтры

Аэрофильтры

6.132. БПК_полнсточных вод, подаваемых на аэрофильтры, не должна превышать 300 мг/л. Прибольшей БПК_полн необходимо предусматривать рециркуляцию очищенныхсточных вод. Коэффициент рециркуляции K_rc следует определять по формуле

(46)

где L_mix - БПК_полн смесиисходной и циркулирующей воды, при этом L_mix - не более 300 мг/л;

L_en, L_ex - БПК_полн соответственноисходной и очищенной сточной воды.

6.133.Для аэрофильтров надлежит принимать:

рабочую высоту H_af = 2-4 м;

гидравлическую нагрузку q_af = 10-30 м³/(м²×сут);

удельный расход воздуха q_a = 8-12 м³/м³с учетом рециркуляционного расхода.

6.134.При расчете аэрофильтров допустимую величину q_af, м³/(м²×сут), при заданных q_a и H_af следует определять по табл. 38,где .

Площадь аэрофильтров F_af, м², при очисткебез рециркуляции необходимо рассчитывать по принятой гидравлической нагрузке q_af, м³/(м²×сут), и суточному расходусточных вод Q, м³/сут.

Таблица 38

qa, м3/м3	Haf, м	Коэффициент Kaf при Tw, °С, Haf, м, и qaf, м3/(м2×сут)
Tw = 8	Tw = 10	Tw = 12	Tw = 14
qaf = 10	qaf = 20	qaf = 30	qaf = 10	qaf = 20	qaf = 30	qaf = 10	qaf = 20	qaf = 30	qaf = 10	qaf = 20	qaf = 30
		3,02	2,32	2,04	3,38	2,55	2,18	3,76	2,74	2,36	4,3	3,02	2,56
	5,25	3,53	2,89	6,2	3,96	3,22	7,32	4,64	3,62	8,95	5,25	4,09
	9,05	5,37	4,14	10,4	6,25	4,73	11,2	7,54	5,56	12,1	9,05	6,54
		3,69	2,89	2,58	4,08	3,11	2,76	4,5	3,36	2,93	5,09	3,67	3,16
	6,1	4,24	3,56	7,08	4,74	3,94	8,23	5,31	4,36	9,9	6,04	4,84
	10,1	6,23	4,9	12,3	7,18	5,68	15,1	8,45	6,88	16,4		7,42
		4,32	3,88	3,01	4,76	3,72	3,28	5,31	3,98	3,44	5,97	4,31	3,7
	7,25	5,01	4,18	8,35	5,55	4,78	9,9	6,35	5,14	11,7	7,2	5,72
		7,35	5,83	14,8	8,5	6,2	18,4	10,4	7,69	23,1		8,83

Примечание. Для промежуточных значений q_a, H_af и T_wдопускается величину K_af определятьинтерполяцией.

При очистке сточных вод срециркуляцией площадь аэрофильтра F_af, м², надлежитопределять по формуле

(47)

6.135.Количество избыточной биологической пленки, выносимой из высоконагружаемыхбиофильтров, надлежит принимать 28 г/(чел×сут) по сухому веществу,влажность - 96 %.

6.136.Расчет биофильтров для очистки производственных сточных вод допускаетсявыполнять по табл.37 и 38 или по окислительноймощности, определяемой экспериментально.

Биофильтры спластмассовой загрузкой

6.137.БПК_полн сточных вод, подаваемых на биофильтры с пластмассовойзагрузкой, допускается принимать не более 250 мг/л.

6.138. Длябиофильтров с пластмассовой загрузкой надлежит принимать:

рабочую высоту H_pf = 3-4 м;

в качестве загрузки - блокииз поливинилхлорида, полистирола, полиэтилена, полипропилена, полиамида,гладких или перфорированных пластмассовых груб диаметром 50-100 мм или засыпныеэлементы в виде обрезков груб длиной 50-150 мм, диаметром 30-75 мм сперфорированными, гофрированными и гладкими стенками;

пористость загрузочногоматериала - 93-96 %, удельнуюповерхность - 90-110 м²/м³;

естественную аэрацию.

В случае возможногопрекращения притока сточных вод на биофильтр необходимо предусматриватьрециркуляцию сточных вод во избежание высыхания биопленки на поверхностизагрузки.

6.139.При расчете биофильтров с пластмассовой загрузкой надлежит определять:

гидравлическую нагрузку q_pf, м³/(м³×сут) - в соответствии снеобходимым эффектом очистки Э,%,температурой сточных вод T_w, °С, и принятой высотой H_pf, м, по табл. 39;

объем загрузки и площадьбиофильтров - по гидравлической нагрузке и расходу сточных вод.

Таблица 39

Эффект очистки Э, %	Гидравлическая нагрузка qpf, м3/(м3×сут), при высоте загрузки Hpf, м
Hpf = 3	Hpf = 4
Температура сточных вод Tw, °С
	6,3	6,8	7,5	8,2	8,3	9,1		10,9
	8,4	9,2			11,2	12,3	13,5	14,7
	10,2	11,2	12,3	13,3	13,7		16,4	17,9

Аэротенки

6.140.Аэротенки различных типов следует применять для биологической очистки городскихи производственных сточных вод.

Аэротенки, действующие попринципу вытеснителей, следует применять при отсутствии залповых поступленийтоксичных веществ, а также на второй ступени двухступенчатых схем.

Комбинированные сооружениятипа аэротенков-отстойников (аэроакселераторы, окситенки, флототенки,аэротенки-осветлители и др.) при обосновании допускается применять на любойступени биологической очистки.

6.141.Регенерацию активного ила необходимо предусматривать при БПК_полнпоступающей в аэротенки воды свыше 150 мг/л, а также при наличии в воде вредныхпроизводственных примесей.

6.142.Вместимость аэротенков необходимо определять по среднечасовому поступлению водыза период аэрации в часы максимального притока.

Расход циркулирующегоактивного ила при расчете вместимости аэротенков без регенераторов и вторичныхотстойников не учитывается.

6.143.Период аэрации t_atm, ч, в аэротенках, работающих по принципу смесителей, следуетопределить по формуле

(48)

где L_en - БПК_полн поступающей в аэротенксточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании), мг/л;

L_ex - БПК_полночищенной воды, мг/л;

a_i- доза ила, г/л, определяемая технико-экономическимрасчетом с учетом работы вторичных отстойников;

s - зольность ила, принимаемая по табл. 40;

r- удельная скорость окисления, мг БПК_полнна 1 г беззольного вещества ила в 1 ч, определяемая по формуле

(49)

здесь r_max - максимальная скоростьокисления, мг/(г×ч), принимаемая по табл. 40;

C_O - концентрация растворенного кислорода, мг/л;

K_l - константа, характеризующая свойства органическихзагрязняющих веществ, мг БПК_полн/л, и принимаемая по табл. 40;

К_О - константа,характеризующая влияние кислорода, мг О₂/л, и принимаемая по табл. 40;

j - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г,принимаемый по табл.40.

Примечания: 1. Формулы (48)и (49) справедливы при среднегодовой температуресточных вод 15 °С.При иной среднегодовой температуре сточных вод T_wпродолжительность аэрации, вычисленная по формуле (48), должна бытьумножена на отношение 15/T_w.

2.Продолжительность аэрации во всех случаях не должна быть менее 2 ч.

Таблица40

Сточные воды	rmax, мг БПКполгн/(г×ч)	Kl, мг БПКполн/л	КО, мг О2/л	j, л/г	s
Городские			0,625	0,07	0,3
Производственные:
а) нефтеперерабатывающих заводов:
I система			1,81	0,17	-
II система			1,66	0,158	-
б) азотной промышленности			2,4	1,11	-
в) заводов синтетического каучука			0,6	0,06	0,15
г) целлюлозно-бумажной промышленности:
сульфатно-целлюлозное производство			1,5		0,16
сульфитно-целлюлозное производство			1,6		0,17
д) заводов искусственного волокна (вискозы)			0,7	0,27	-
е) фабрик первичной обработки шерсти:
I ступень			-	0,23	-
II ступень			-	0,2	-
ж) дрожжевых заводов			1,66	0,16	0,35
з) заводов органического синтеза			1,7	0,27	-
и) микробиологической промышленности:
производство лизина			1,67	0,17	0,15
производство биовита и витамицина			1,5	0,98	0,12
к) свинооткормочных комплексов:
I ступень			1,65	0,176	0,25
II ступень			1,68	0,171	0,3

Примечание. Для других производствуказанные параметры следует принимать по данным научно-исследовательскихорганизаций.

6.144.Период аэрации t_atv, ч, ваэротенках-вытеснителях надлежит рассчитывать по формуле

(50)

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

L_mix- БПК_полн,определяемая с учетом разбавления рециркуляционным расходом:

(51)

здесь R_i- степень рециркуляции активного ила,определяемая по формуле (52); обозначения величин a_i,r_max, C_O,L_en, L_ex, K_l, K_O, j, s,следует принимать по формуле (49).

Примечание. Режим вытесненияобеспечивается при отношении длины коридоров l к ширине b свыше 30. При l/b <30 необходимо предусматривать секционирование коридоров с числом ячеекпять-шесть.

6.145.Степень рециркуляции активного ила R_i, в аэротенках следует рассчитывать по формуле

(52)

где a_i - доза ила в аэротенке, г/л;

J_i - иловый индекс, см³/г.

Примечания: 1.Формула справедлива при J_i <175 см³/г и a_i до 5 г/л.

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

6.146.Величину илового индекса необходимо определять экспериментально при разбавлениииловой смеси до 1 г/л в зависимости от нагрузки на ил. Для городских и основныхвидов производственных сточных вод допускается определять величину J_i по табл. 41.

Таблица41

Сточные воды	Иловый индекс Ji, см3/г, при нагрузке на ил qi, мг/(г×сут)
Городские
Производственные:
а) нефтеперерабатывающих заводов	-
б) заводов синтетического каучука	-
в) комбинатов искусственного волокна	-
г) целлюлозно-бумажных комбинатов	-
д) химкомбинатов азотной промышленности	-

Примечание. Для окситенков величина J_i должна быть снижена в 1,3-1,5 раза.

Нагрузку на ил q_i, мг БПК_полн на 1г беззольного вещества ила в сутки, надлежит рассчитывать по формуле

(53)

где t_at - период аэрации, ч.

6.147.При проектировании аэротенков с регенераторами продолжительность окисленияорганических загрязняющих веществ t_O, ч, надлежит определять по формуле

(54)

где R_i- следует определять по формуле (52);

a_r - доза ила в регенераторе,г/л, определяемая по формуле

(55)

r - удельная скоростьокисления для аэротенков - смесителей и вытеснителей, определяемая по формуле (49)при дозе ила a_r.

Продолжительность обработкиводы в аэротенке t_at, ч, необходимо определятьпо формуле

(56)

Продолжительностьрегенерации t_r, ч, надлежит определять поформуле

(57)

Вместимость аэротенка W_at, м³, следуетопределять по формуле

(58)

где q_w - расчетный расход сточных вод, м³/ч.

Вместимость регенераторов W_r, м³, следуетопределять по формуле

(59)

6.148.Прирост активного ила P_i, мг/л, в аэротенках надлежит определять по формуле

(60)

где C_cdp - концентрация взвешенныхвеществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л;

K_g- коэффициентприроста; для городских и близких к ним по составу производственных сточных водK_g= 0,3; приочистке сточных вод в окситенках величина K_g снижается до 0,25.

6.149.Необходимо предусматривать возможность работы аэротенков с переменным объемомрегенераторов.

6.150.Для аэротенков и регенераторов надлежит принимать:

число секций - не менеедвух;

рабочую глубину - 3-6 м,свыше - при обосновании;

отношение ширины коридора крабочей глубине - от 1:1 до 2:1.

6.151.Аэраторы в аэротенках допускается применять:

мелкопузырчатые - пористыекерамические и пластмассовые материалы (фильтросные пластины, трубы, диффузоры)и синтетические ткани;

среднепузырчатые - щелевые идырчатые трубы;

крупнопузырчатые - трубы соткрытым концом;

механические ипневмомеханические.

6.152.Число аэраторов в регенераторах и на первой половине длины аэротенков-вытеснителейнадлежит принимать вдвое больше, чем на остальной длине аэротенков.

6.153.Заглубление аэраторов следует принимать в соответствии с давлениемвоздуходувного оборудования и с учетом потерь в разводящих коммуникациях иаэраторах (см. п.5.34).

6.154.В аэротенках необходимо предусматривать возможность опорожнения и устройствадля выпуска воды из аэраторов.

6.155.При необходимости в аэротенках надлежит предусматривать мероприятия по локализациипены - орошение водой через брызгала или применение химическихантивспенивателей.

Интенсивность разбрызгиванияпри орошении следует принимать по экспериментальным данным.

Применение химическихантивспенивателей должно быть согласовано с органами санитарно-эпидемиологическойслужбы и охраны рыбных запасов.

6.156.Рециркуляцию активного ила следует осуществлять эрлифтами или насосами.

6.157. Удельныйрасход воздуха q_air, м³/м³ очищаемой воды, при пневматической системеаэрации надлежит определять по формуле

, (61)

где q_O - удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой БПК_полн,принимаемый при очистке до БПК_полн 15-20 мг/л - 1,1, при очистке доБПК_полн свыше 20 мг/л - 0,9;

K₁ - коэффициент, учитывающий тип аэратора и принимаемый длямелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны иаэротенка f_az /f_at по табл. 42; для среднепузырчатойи низконапорной K₁= 0,75;

K₂ - коэффициент,зависимый от глубины погружения аэраторов h_a и принимаемый по табл. 43;

K_T - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод. который следуетопределять по формуле

(62)

здесь T_w - среднемесячная температура воды за летний период, °С;

K₃ - коэффициент качества воды, принимаемый длягородских сточных вод 0,85; при наличии СПАВ принимается в зависимости отвеличины f_az/f_at по табл. 44, для производственныхсточных вод - по опытным данным, при их отсутствии допускается принимать K₃ = 0,7;

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

(63)

здесь C_T - растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферногодавления, принимаемая по справочным данным;

h_a - глубина погруженияаэратора, м;

C_O - средняяконцентрация кислорода в аэротенке, мг/л; в первом приближении С_О допускается принимать 2мг/л и необходимо уточнять на основе технико-экономических расчетов с учетом формул (48)и (49).

Площадь аэрируемой зоны дляпневматических аэраторов включает просветы между ними до 0,3 м.

Интенсивность аэрации J_a, м³/(м²×ч), надлежит определять поформуле

(64)

где H_at - рабочая глубина аэротенка, м;

t_at - период аэрации, ч.

Если вычисленнаяинтенсивность аэрации свыше J_a,max для принятого значения K₁, необходимо увеличитьплощадь аэрируемой зоны; если менее J_a,min для принятого значения K₂ - следует увеличить расход воздуха, приняв J_a,min по табл. 43.

6.158.При подборе механических, пневмомеханических и струйных аэраторов следуетисходить из их производительности по кислороду, определенной при температуре 20°С и отсутствии растворенного в водекислорода, скорости потребления и массообменных свойств жидкости,характеризуемых коэффициентами K_T и K₃ и дефицитом кислорода (C_a - C_O) /C_a иопределяемых по п. 6.157.

Число аэраторов N_ma Для аэротенков ибиологических прудов следует определять по формуле

(65)

где W_at - объем сооружения, м³;

Q_ma-производительность аэратора по кислороду, кг/ч, принимаемая по паспортнымданным;

t_at - продолжительность пребывания жидкости в сооружении,ч; значения остальных параметров следует принимать по формуле (61).

Примечание. При определенном числемеханических аэраторов необходимо проверять их перемешивающую способность поподдержанию активного ила во взвешенном состоянии. Зону действия аэратораследует определять расчетом; ориентировочно она составляет 5-6 диаметроврабочего колеса.

6.159.Окситенки рекомендуется применять при условии подачи технического кислорода откислородных установок промышленных предприятий. Допускается применение их и пристроительстве кислородной станции в составе очистных сооружений.

Окситенки должны бытьоборудованы механическими аэраторами, легким герметичным перекрытием, системойавтоматической подпитки кислорода и продувки газовой фазы, что должнообеспечивать эффективность использования кислорода 90 %.

Таблица 42

faz/fat	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,75
K1	1,34	1,47	1,68	1,89	1,94		2,13	2,3
Ja max, м3/(м2×ч)

Таблица43

ha, м	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
K2	0,4	0,46	0,6	0,8	0,9		2,08	2,52	2,92	3,3
Ja,min, м3/(м2×ч)								3,5		2,5

Таблица 44

faz /fat	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,75
K3	0,59	0,59	0,64	0,66	0,72	0,77	0,88	0,99

Для очистки производственныхсточных вод и их смеси с городскими сточными водами следует применятьокситенки, совмещенные с илоотделителем. Объем зоны аэрации окситенка надлежитрассчитывать по формулам (48) и (49).Концентрацию кислорода в иловой смеси окситенка следует принимать в пределах6-12 мг/л, дозу ила - 6-10 г/л.