Высоконагружаемые биологические фильтры

Аэрофильтры

6.132. БПК_полн сточных вод, подаваемых на аэрофильтры, не должна превышать 300 мг/л. При большей БПК_полн необходимо предусматривать рециркуляцию очищенных сточных вод. Коэффици­ент рециркуляции К_rc следует определять по фор­муле

(46)

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

L_en, L_ex - БПК_полн соответственно исходной 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/м³ с 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 K_af = L_en/L_ex

Площадь аэрофильтров F_af, м², при очистке без рециркуляции необходимо рассчитывать по приня­той гидравлической нагрузке q_af, м³/(м² ·сут), и суточному расходу сточных вод Q, м³/сут.

При очистке сточных вод с рециркуляцией пло­щадь аэрофильтра F_af, м², надлежит определять по формуле

Таблица 38

qaf, 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 5,25 9,05	2,32 3,53 5,37	2,04 2,89 4,14	3,38 6,2 10,4	2,5 3,96 6,25	2,18 3,22 4,73	3,76 7,32 11,2	2,74 4,64 7,54	2,36 3,62 5,56	4,3 8,95 12,1	3,02 5,25 9,05	2,56 4,09 6,54
		3,69 6,1 10,1	2,89 4,24 6,23	2,58 3,56 4,9	4,08 7,08 12,3	3,11 4,74 7,18	2,76 3,94 5,68	4,5 8,23 15,1	3,36 5,31 8,45	2,93 4,36 6,88	5,09 9,9 6,4	3,67 6,04 10	3,16 4,84 7,42
		4,32 7,25 12	3,88 5,01 7,35	3,01 4,18 5,83	4,76 8,35 14,8	3,72 5,55 8,5	3,28 4,78 6,2	5,31 9,9 18,4	3,98 6,35 10,4	3,44 5,14 7,69	5,97 11,7 23,1	4,31 7,2	3,7 5,72 8,83
Примечание. Для промежуточных значений qa, Haf и Tw допускается величину Кaf определять интерполяцией.

СНиП 2.04.03-85 Стр. 35

(47)

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

6.136. Расчет биофильтров для очистки произ­водственных сточных вод допускается выполнять по табл. 37 и 38 или по окислительной мощности, определяемой экспериментально.

Биофильтры с пластмассовой загрузкой

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

6.138. Для биофильтров с пластмассовой загруз­кой надлежит принимать:

рабочую высоту H_pf = 3 - 4 м;

в качестве загрузки — блоки из поливинилхлорида, полистирола, полиэтилена, полипропилена, полиамида, гладких или перфорированных пластмассо­вых труб диаметром 50-100 мм или засыпные эле­менты в виде обрезков труб длиной 50-150 мм, ди­аметром 30-75 мм с перфорированными, гофриро­ванными и гладкими стенками;

пористость загрузочного материала — 93-96 %,. удельную поверхность — 90-110м² /м³;

естественную аэрацию.

В случае возможного прекращения притока сточ­ных вод на биофильтр необходимо предусматривать рециркуляцию сточных вод во избежание высыха­ния биопленки на поверхности загрузки.

6.139. При расчете биофильтров с пластмассовой загрузкой надлежит определять:

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

объем загрузки и площадь биофильтров — 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	13,6	13,7		16,4	17,9

Аэротенки

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

Аэротенки, действующие по принципу вытеснителей, следует применять при отсутствии залповых поступлений токсичных веществ, а также на второй ступени двухступенчатых схем.

Комбинированные сооружения типа аэротенков-отстойников (аэроакселераторы, окситенки, флототенки, аэротенки-осветлители и др.) при обоснова­нии допускается применять на любой ступени био­логической очистки.

6.141. Регенерацию активного ила необходимо предусматривать при БПК_полн поступающей в аэротенки воды свыше 150 мг/л, а также при наличии в воде вредных производственных примесей.

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

Расход циркулирующего активного ила при расчете вместимости аэротенков без регенераторов и вторичных отстойников не учитывается.

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

(48)

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

L_ex — БПК_полн очищенной воды, мг/л;

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

s — зольность ила, принимаемая по табл.40;

ρ — удельная скорость окисления, мг, БПК_полн на 1 г беззольного вещест­ва ила в 1 ч, определяемая по фор­муле

(49)

здесь ρ_тах - максимальная скорость окисления, мг/(г·ч), принимаемая по табл. 40;

C_O - концентрация растворенного кисло­рода, мг/л;

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

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

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

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

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

Стр. 36 СНиП 2.04.03-85

Т а б л и ц а 40

Сточные воды	ρтах, мг БПКполн/(г·ч)	Kl, мг БПКполн/л	КO, мг О2/л	φ л/г	s
Городские			0,625	0,07	0,3
Производственные: а) нефтеперерабатывающих заводов: I система II “			1,81 1,66	0,17 0,158	- -
6) азотной промышленности			2,4	1,11	-
в) заводов синтетического каучука			0,6	0,06	0,15
г) целлюлозно-бумажной промышленности: сульфатно-целлюлозное производство сульфитно-целлюлозное “			1,5 1,6		0,16 0,17
д) заводов искусственного волокна (вискозы)			0,7	0,27	-
с) фабрик первичной обработки шерсти: I ступень II “			- -	0,23 0,2	- -
ж) дрожжевых заводов			1,66	0,16	0,35
з) заводов органического синтеза			1,7	0,27	-
и) микробиологической промышленности: производство лизина “ биозита и витамицина			1,67 1,5	0,17 0,98	0,15 0,12
к) свинооткормочных комплексов: I ступень II “			1,65 1,68	0,176 0,171	0,25 0,3
Примечание. Для других производств указанные параметры следует принимать по данным научно-исследовательских организаций.

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

(50)

где К_р - коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания: К_р =1,5 при биологической очистке до L_ex=15 мг/л; К_р=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 а_i, ρ_max, C_O, L_en, L_ex, К_l, К_O, φ, s следует принимать по фор­муле (49).

Примечание.Режим вытеснения обеспечивается при отношении длины коридоров l к ширине b свыше 30. При l/b <30 необходимо предусматривать секционирование коридоров с числом ячеек пять-шесть.

6.145. Степень рециркуляцииактивного ила R_i ваэротенках следует рассчитывать по формуле

(52)

где а_i — доза ила в аэротенке, г/л;

J_i — иловый индекс, cм^з/г.

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

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

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

Таблица 41

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 Ji должна быть снижена в 1,3 - 1,5 раза.

СНиП 2.04.03-85 Стр.37

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

(53)

где t_at - период аэрации, ч.

6.147. При проектировании аэротенков с регене­раторами продолжительность окисления органичес­ких 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)

ρ - удельная скорость окисления для аэро­тенков — смесителей и вытеснителей, оп­ределяемая по формуле (49) при дозе ила а_r.

Продолжительность обработки воды в аэротенке t_at, ч, необходимо определять по формуле

(56)

Продолжительность регенерации t_r, ч, надлежит определять по формуле

(57)

Вместимость аэротенка W_at, м³, следует опреде­лять по формуле

(58)

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

Вместимость регенераторов W_r, м³, следует опре­делять по формуле

W_r = t_r R_i q_w . (59)

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

Pi = 0,8 C_cdp + K_g L_en. (60)

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

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

6.149. Необходимо предусматривать возмож­ность работы аэротенков с переменным объемом ре­генераторов.

6.150. Для аэротенков и регенераторов надлежит принимать: .

число секций — не менее двух;

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

отношение ширины коридора к рабочей глубине - от 1:1 до 2:1.

6.151. Аэраторы в аэротенках допускается приме­нять:

мелкопузырчатые — пористые керамические и пластмассовые материалы (фильтросные пластины, трубы, диффузоры) и синтетические ткани;

среднепузырчатые — щелевые и дырчатые трубы;

крупнопузырчатые — трубы с открытым концом;

механические и пневмомеханические.

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

6.193. Заглубление аэраторов следует принимать в соответствии с давлением воздуходувного обору­дования и с учетом потерь в разводящих коммуника­циях и аэраторах (см. п. 5.34).

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

6.155. При необходимости в аэротенках надлежит предусматривать мероприятия по локализации пе­ны — орошение водой через брызгала или примене­ние химических антивспенивателей.

Интенсивность разбрызгивания при орошении следует принимать по экспериментальным данным.

Применение химических антивспенивателей должно быть согласовано с органами санитарно-эпидемиологической службы и охраны рыбных запасов.

6.156. Рециркуляцию активного или следует осу­ществлять эрлифтами или насосами.

6.157. Удельный расход воздуха q_air, м³/м³ очи­щаемой воды, при пневматической системе аэрации 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 до БПК_полн свыше 20 мг/л - 0,9;

K₁ — коэффициент, учитывающий тип аэрато­ра и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотноше­ния площадей аэрируемой зоны и аэро­тенка f_az/f_at по табл. 42; для среднепузырчатой и низконапорной K₁ = 0,75;

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

К_T — коэффициент, учитывающий температу­ру сточных вод, который следует опре­делять по формуле

К_T = 1 + 0,02 (T_w - 20) , (62)

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

K₃ - коэффициент качества воды, принимае­мый для городских сточных вод 0,85; при наличии СПАВ принимается в зави­симости от величины f_az/f_at по табл. 44, для

Стр. 38 СНиП 2.04.03-85

производственных сточныхвод — по опытным данным, при их отсутствии допускается принимать K₃=0,7;

С_a — растворимость кислорода воздуха в во­де мг/л, определяемая по формуле

(63)

здесь С_T - растворимость кислорода в воде в за­висимости oт температуры и атмосфер­ного давления, принимаемая по спра­вочным данным;

h_a - глубина погружения аэратора, м;

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

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

Интенсивность аэрации J_a, м³/(м²·ч), надлежит определять по формуле

(64)

где H_at — рабочая глубина аэротенка, м;

t_at — период аэрации, ч.

Если вычисленная интенсивность аэрации свыше J_a,max для принятого значения K₁, необходимо уве­личить площадь аэрируемой зоны; если менее J_a,min для принятого значения К₂ — следует увели­чить расход воздуха, приняв J_a,min по табл. 43.

6.158. При подборе механических, пневмомеханических и струйных аэраторов следует исходить из их производительности по кислороду, определенной при температуре 20 °С и отсутствии растворенного в воде кислорода, скорости потребления и массообменных свойств жидкости, характеризуемых коэффициентами K_T и K₃ и дефицитом кислорода (С_a — С_O) /С_a и определяемых по п. 6.157.

Число аэраторов N_ma для аэротенков и биологи­ческих прудов следует определять по формуле

(65)

где W_at — объем сооружения, м³;

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

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

Примечание. При определенном числе механичес­ких аэраторов необходимо проверять их перемешивающую способность по поддержанию активного ила во взвешенном состоянии. Зону действия аэратора следует определять рас­четом; ориентировочно она составляет 5-6 диаметров ра­бочего колеса.

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

Окситенки должны быть оборудованы механичес­кими аэраторами, легким герметичным перекрыти­ем, системой автоматической подпитки кислорода и продувки газовой фазы, что должно обеспечивать 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)

Таблица 43

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 производственных сточных вод и их смеси с городскими сточными водами следует при­менять окситенки, совмещенные с илоотделителем. Объем зоны аэрации окситенка надлежит рассчиты­вать по формулам (48) и (49). Концентрацию кис­лорода в иловой смеси окситенка следует прини­мать в пределах 6-12 мг/л, дозу ила - 6-10 г/л.

СНиП 2.04.03-85 Стр. 39