В зависимости от температуры воды

Температура сточной воды, 0С
α 0,66 0,80 0,90 1,00 1,14 1,30 1,50

Объем иловой камеры отстойника (Wос , м3) из расчета накопления в нем осадка за период Т = 8 ч(при механизированном удалении осадка) определяем по формуле:

Wос = bобщ ∙ qср.ч∙ Э ∙Т / (100 – Р) ∙ 106 ∙ N ∙ ρ,

где Р – влажность удаляемого осадка: Р = 93,5-94 % при удалении осадка плунжерными насосами, Р = 95 % при самотечном удалении осадка);

ρ – плотность осадка: ρ = 1000 кг/м3.

Для производственных сточных вод, для которых отсутствуют экспериментальные данные по закономерностям осаждения взвешенных частиц, может быть определен общий объем отстойников (Wобщ, м3) для продолжительности отстаивания Т = 2 ч:

Wобщ = qмакс.ч ∙ Т

Число отстойников:

N = Wобщ / Wз.о,

где Wз.о – объем зоны отстаивания (Приложение, табл.11).

2.5.2. Расчет горизонтальных отстойников

Длина горизонтального отстойника (L, м) определяется по формуле:

L = v ∙ Н / K ∙ u0,

где v – средняя расчетная скорость в проточной части отстойника, принимаемая 5-10 мм/с;

Н – глубина отстойника, м (Приложение, табл.12);

К – коэффициент использования объема проточной части отстойника (Приложение, табл.10.);

u0 – гидравлическая крупность частиц взвеси, мм/с (п. 2.5.1).

Отношение длины отстойника к глубине L / Н для бытовых сточных вод должно составлять 8-12, для производственных – до 20.

Число отстойников:

N = qмакс.ч / 3,6 ∙ Н ∙ В ∙ v,

где В – ширина отстойника: В = 2-5Н.

Проверяется фактическая скорость жидкости:

vф = qмакс.ч / 3,6 ∙ N ∙ В ∙ Н

В случае значительной разницы между величинами vф и v уточняется длина отстойника:

L = vф ∙ Н / K ∙ u0

Объем иловой части отстойников (Wос , м3) из расчета накопления в нем осадка за период Т = 8 ч(при механизированном удалении осадка) определяем по формуле:

Wос = bобщ ∙ qср.ч∙ Э ∙Т / (100 – Р) ∙ 106 ∙ ρ,

где Р – влажность удаляемого осадка: Р = 93,5-94 % при удалении осадка плунжерными насосами, Р = 95 % при самотечном удалении осадка);

ρ – плотность осадка: ρ = 1000 кг/м3.

Объем илового приямка одного отстойника:

W = Wос / N

2.5.3. Для принятого эффекта осветления (Э, %) рассчитывается вынос взвеси из первичных отстойников (b, г/м3):

b = bобщ (100 – Э) / 100

Вынос взвеси не должен превышать допустимого значения 150 г/м3 в осветленных сточных водах, подаваемых в аэротенки на полную биологическую очистку.

РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Расчет аэротенков

Расчет аэротенков состоит в определении их размеров, расходов циркулирующего активного ила и воздуха, необходимых для обеспечения требуемой степени очистки сточных вод в зависимости от расхода и состава сточной жидкости, БПКп отстоенной сточной жидкости, требуемого эффекта очистки и степени использования кислорода воздуха.

Для полной и неполной биологической очистки сточных вод применяются аэротенки различных типов (табл.7)

Таблица 7

Тип аэротенка в зависимости от параметров

поступающей в него воды

№пп   Тип аэротенка Параметры поступающей в аэротенк сточной воды
Аэротенк-вытеснитель с регенератором   БПКполн > 150 мг/л, наличие вредных производственных примесей
Аэротенк-отстойник Расход воды < 50 000 м3/сут  
Аэротенк-вытеснитель без регенератора БПКполн ≤150 мг/л
Аэротенк-смеситель БПКполн > 500 мг/л, наличие медленно окисляемых веществ, колебания состава
Аэротенк с нелинейно- рассредоточенным спуском сточных вод БПКполн > 500 мг/л, наличие медленно окисляемых веществ, колебания состава
Двухступенчатый аэротенк БПКполн > 1000 мг/л

3.1.1. Расчет периода аэрации в аэротенках-смесителях

Период аэрации (t, ч) в аэротенках, работающих по принципу смесителей, определяется по формуле:

t= (La-Lt) / ai∙ (1- s)∙ ρ,

где La – БПКп поступающей в аэротенк сточной воды, мг/л;

Lt - БПКп очищенной воды мг/л;

аi- доза ила, г/л (для бытовых сточных вод принимается (Приложение, табл.13); для производственных, в зависимости от модификации аэротенка, состава сточных вод, приведена в соот-ветствующем разделе /2/.

s – зольность ила (Приложение, табл. 14);

ρ – удельная скорость окисления, мг БПКп на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч, определяемая по формуле:

ρ= ρmax ∙ Lt ∙ Со / (Lt ∙ СО + Кl ∙ Со + Ко ∙ Lt) ∙ (1 + φ∙ ai),

где ρmax – максимальная скорость окисления, мг БПКп/(г·ч) (Приложение, табл.14);

СО – концентрация растворенного кислорода, мг/л (принимается 2 мг/л);

Кl – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПКп/л (Приложение, табл. 14);

КО – константа, характеризующая влияние кислорода, мг О2/л (Приложение, табл. 14);

φ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г (Приложение, табл. 14).

Формула для расчета продолжительности аэрации справедлива при среднегодовой температуре сточных вод 150С. При иной среднегодовой температуре сточных вод (tw) продолжительность аэрации, должна быть умножена на отношение 15/tw.

Во всех случаях продолжительность аэрации должна быть не менее 2 ч.

3.1.2. Расчет периода аэрации в аэротенках-вытеснителях

Период аэрации (t, ч) в аэротенках, работающих по принципу вытеснителей, определяется по формуле:

t= (1 + φ∙ ai) /ρmax ∙ Со ∙ ai ∙ (1- s)[(Со + Ко) ∙ (Lm-Lt) +

Кl ∙ Со ln (La / Lt)] ∙ Кр,

где φ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г (Приложение, табл. 14).

Аi- доза ила, г/л (для бытовых сточных вод принимается (Приложение, табл.13); для производственных, в зависимости от модификации аэротенка, состава сточных вод, приведена в соот-ветствующем разделе /2/.

ρmax – максимальная скорость окисления, мг БПКп/(г·ч) (Приложение, табл.14);

СО – концентрация растворенного кислорода, мг/л (принимается 2 мг/л);

s – зольность ила (Приложение, табл.14);

КО – константа, характеризующая влияние кислорода, мгО2/л (Приложение, табл.14);

La – БПКп поступающей в аэротенк сточной воды, мг/л;

Lt - БПКп очищенной воды мг/л;

Кl – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПКп/л (Приложение, табл.14);

Кр – коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания: Кр = 1,5 при биологической очистке до Lt = 15 мг/л; Кр = 1,25 при Lt> 30 мг/л;

Lm – БПКп, определяемая с учетом разбавления рециркуляционным расходом:

Lm = (La + Lt ∙ Ri) / (1 + Ri),

где Ri – степень рециркуляции активного ила (п.3.1.3).

3.1.3. Расчет степени рециркуляции активного ила

Степень рециркуляции активного ила (Ri) в аэротенках следует рассчитывать по формуле:

Ri = аi / (1000 / Ji – аi),

где Ji – иловый индекс, см3/г, принимается (Приложение, табл.15) в зависимости от нагрузки на ил (п.3.1.5).

Формула справедлива при Ji < 175 см3/г и аi 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.

3.1.4. Расчет рабочего объема аэротенков

Рабочий объем аэротенков рассчитывается по формуле:

W = qмакс.ч ∙ t

Число секций аэротенков (n) следует принимать не менее двух.

Объем одной секции определяется по формуле:

Wс = W / n

Принимается типовой проект аэротенка (Приложение, табл.16,17).

Длина секции рассчитывается по формуле:

l = Wс / nк ∙ bк∙ hк,

где nк – число коридоров аэротенка;

bк – ширина коридора, м;

hк – рабочая глубина аэротенка, м.

3.1.5. Расчет нагрузки на ил.

Нагрузка на ил (qi, мг БПКп на 1 г беззольного вещества ила в сутки) рассчитывается по формуле:

qi = 24 (La-Lt) / аi ∙ (1 – s) ∙ t,

где t – период аэрации, ч.

3.1.6. Расчет продолжительности обработки сточных вод в аэротенках с регенераторами.

При проектировании аэротенков с регенераторами продолжительность окисления органических загрязняющих веществ (tО, ч) определяется по формуле:

tО = (La-Lt) / Ri ∙ аr∙ (1 – s) ∙ ρ,

где ρ – удельная скорость окисления для аэротенков-смесителей и вытеснителей, определяемая по п.3.1.1. при дозе ила аr;

аr – доза ила в регенераторе, г/л, определяемая по формуле:

аr = аi (1 / 2 ∙ Ri + 1)

Продолжительность обработки воды в аэротенке (tа, ч) необходимо определять по формуле:

tа = 2,5 / √аi ∙ lg(La/ Lt)

Продолжительность регенерации (tr, ч) рассчитывается по формуле:

tr = tО – tа

Объем аэротенка (Wа, м3) следует определять по формуле:

Wа = tа ∙ (1 + Ri) ∙ qср.ч

Объем регенератора (Wr, м3) рассчитывается по формуле:

Wr = tr ∙ Ri ∙ qср.ч

Общий объем аэротенка с регенератором:

W = Wа + Wr

Число секций аэротенков (n) следует принимать не менее двух.

Объем одной секции определяется по формуле:

Wс = W / n

Принимается типовой проект аэротенка (Приложение, табл.16,17). По отношению W : Wrпринимается решение, сколько коридоров аэротенка отводится под регенератор.

Длина секции рассчитывается по формуле:

l = Wс / nк ∙ bк∙ hк,

где nк – число коридоров аэротенка;

bк – ширина коридора, м;

hк – рабочая глубина аэротенка, м.

3.1.7. Прирост активного ила (Рi, мг/л) в аэротенках определяется по формуле:

Рi = 0,8 ∙ b + Кпр ∙ La,

где b – концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л (п. 2.5.3);

Кпр – коэффициент прироста: для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод Кпр = 0,3; при очистке сточных вод в окситенках величина Кпр снижается до 0,25.

3.1.8. Площадь аэрируемой зоны для пневматических аэраторов (f, м2) включает просветы между ними шириной до 0,3 м. Фильтросные пластины (аэраторы) размером 0,3×0,3 м укладывают в три ряда вдоль длинной стороны аэротенка. Площадь аэрируемой зоны для пневматических аэраторов (f, м2) рассчитывается по формуле:

f = 0,3 ∙ 5 ∙ l

Площадь одного коридора аэротенка определяется по формуле:

F = bк ∙ l

Отношение f / F используется при определении удельного расхода воздуха в аэротенке (п.3.1.9).

3.1.9. Удельный расход воздуха (qв, м33 очищаемой воды) при пневматической системе аэрации рассчитывается по формуле:

qв = qо ∙ (La-Lt) / К1 ∙ К2∙Кт∙К3∙ (Са – Со),

где qо – удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой БПКп: принимается при очистке до БПКп 15-20 мг/л равным 1,1; при очистке до БПКп свыше 20 мг/л – 0,9;

К1 – коэффициент, учитывающий тип аэратора: для мелкопузырчатых аэраторов (фильтросные пластины) принимается в зависимости от отношения площади аэрируемой зоны к площади аэротенка

f / F; для среднепузырчатой и низконапорной аэрации К1 = 0,75 (Приложение, табл.18);

К2 – коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора (hа) (Приложение, табл.19);

Кт – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который следует определять по формуле:

Кт = 1 + 0,02 (Тw – 20),

Здесь Тw – среднемесячная температура воды за летний период, 0С;

К3 – коэффициент качества воды, принимаемый для городских сточных вод 0,85; при наличии СПАВ принимается в зависимости от величины f / F (Приложение, табл.20), для производственных сточных вод – по опытным данным, при их отсутствии допускается принимать К3 = 0,7;

Са – растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л, определяемая по формуле:

Са = (1 + hа / 20,6) Ст,

здесь Ст – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, принимаемая по справочным данным /4/;

hа – глубина погружения аэратора, м;

Со – средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л (принимается 2 мг/л).

3.1.10. Интенсивность аэрации (Jа, м3/(м2∙ ч)) определяется по формуле:

Jа= qв ∙ Н / t,

где Н – рабочая глубина аэротенка, м;

t – период аэрации, ч.

Если вычисленная интенсивность аэрации свыше Jа,max для принятого значения К1, необходимо увеличить площадь аэрируемой зоны; если менее Jа,min для принятого значения К2 – следует увеличить расход воздуха, приняв Jа,min (Приложение, табл.19).

3.1.11. Расход воздуха, подаваемого в аэротенк (Hв, м3/ч), рассчитывается по формуле:

V = qв qмакс.ч

Необходимый напор определяется по формуле:

Hв= h + hф + hдл + hм,

где h – глубина слоя жидкости в аэротенке (h = 3,20 м);

hф – потери напора в фильтросных элементах (пластинах, трубах) с запасом на увеличение сопротивления во время эксплуатации hф = 0,70 м;

hдл – потери напора по длине воздуховодов от воздуходувки до наиболее удаленного стояка к фильтросам, м;

hм – потери напора на местные сопротивления в воздуховодах, м.

Суммарные потери напора на местные сопротивления и сопротивления на трение в воздуховодах не должны превышать 0,30-0,35 м, поэтому принимается hдл + hм = 0,35 м.

Воздуходувки подбираются в зависимости от общего напора и расчетного расхода воздуха (Приложение, табл.21).

Наши рекомендации