Расчет кислородного режима реки

Определение кислородного режима по руслу реки в критической точке минимального содержания кислорода проводим с учетом реаэрации. Этим расчетом проверяется, будет ли допустимое по БПК₂₀ загрязнение водоема ухудшать его кислородный режим, то есть, останется ли в воде минимально допустимое содержание кислорода при самых неблагоприятных условиях.

Средневзвешенную БПК_полн смеси речной и сточной воды в месте выпуска сточных вод определяем по формуле [5]:

, (7.20)

Время, при котором наблюдается наибольший дефицит кислорода, рассчитываем по формуле:

, (7.21)

, (7.22)

где Д_а – дефицит кислорода в речной воде до спуска сточных вод

,(7.23) (7.23)

здесь О_н – нормальное(насыщенное) количество растворенного в воде кислорода при заданной температуре и давлении воздуха 0,1 МПа, мг/л;

О_р – содержание кислорода в речной воде до места выпуска сточных вод, мг/л;

К₂ – константа скорости растворения кислорода, зависящая от гидрологического режима водоема [5].

Дефицит кислорода в речной воде в критической точке по прошествии Т_кр после спуска сточных вод определяем по формуле:

О_н - Д_т = В₁, (7.24)

Где Д_т рассчитать по ниже приведенной формуле

Содержание кислорода (В₁) должно быть больше 4 мг/л для водоемов II-ой категории и больше 6 мг/л – для водоемов I-ой категории.

В противном случае необходимо либо уменьшать L_ст, либо предусматривать в технологической схеме устройство по насыщению воды кислородом. Если при определении Т_кр аргумент логарифма отрицательная величина, то при сбросе сточных вод с рассчитанной L_ст критическое состояние в водоеме наступить не может.

К Вопросам 20 - 21

АЭРОТЕНКИ

Аэротенки применяют для полной и неполной биологической очистки сточных вод. Аэротенки представляют собой резервуары, в которых очищаемая сточная вода и активный ил насыщаются воздухом и перемешиваются.

Аэротенки могут быть одноступенчатыми или двухступенчатыми, при этом в том и другом случае их применяют как с регенерацией, так и без нее (рис 3.5). Одноступенчатые аэротенки без регенерации применяют при БПКполн сточной воды не более 150мг/л, с регенерацией – более 150 мг/л и при наличии вредных производственных примесей. Двухступенчатые аэротенки применяют при очистке высококонцентрированных сточных вод.

Аэротенки-вытеслители (рис 3.6., а) – сточная воды и возвратный активный ил подаются сосредоточенно и одной из торцевых сторон;

Вопрос 20

РАСЧЕТ АЭРОТЕНКА-ВЫТЕСНИТЕЛЯ (БЕЗ РЕГЕНЕРАТОРА)

Расчет ведется по СНиП «Канализация. Наружные сети…»

В виду отсутствия залповых поступлений токсичных органических веществ к расчету принимаем аэротенки-вытеснители, работающие на полную биологическую очистку.

К расчету принимаем аэротенк-вытеснитель без регенератора

Расчет ведется в следующей последовательности [11]:

1. Задаемся иловым индексом I = 100 см³/г и дозой ила а = 3 г/л;

2.Определяем степень рециркуляции активного ила

, (8.14)

где: а- доза ила, г/л;

I – иловый индекс, см³/г.

По полученным значениям смотим в СНиП как работает вторичный отстойник и в зависимости от этого принимаем степень рециркуляции 0,3-0,6

2. Рассчитываем БПК_полн (L_mix) сточной воды, поступающей в аэротенк- вытеснитель с учетом разбавления циркуляционным активным илом:

, (8.15)

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.

3. Определяем период аэрации: (формулу не учим, но знаем что в нее входит!)

(8.16)

где: φ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, 0,07 [1, табл. 40];

a – доза ила г/л;

p_max – максимальная скорость окисления, 85 мг БПК/ (г ч) [1, табл. 40];

C_o – концентрация растворенного кислорода, 2 мг/л;

s – зольность ила, 0,3 [1, табл. 40];

K_o – константа, характеризующая влияние кислорода, 0,625 [1, табл. 40];

K_l – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, 33мг БПК/л [1, табл. 40];

K_p – коэффициент учитывающий влияние продольного перемешивания K_p = 1,5 при биологической очистке до L_ex = 15 мг/л

4. Рассчитываем нагрузку на активный ил (q _i):

, (8.17)

5. По [1, табл. 41] для q_i уточняем иловый индекс равен I см³/г.

Определяем степень рециркуляции:

, (8.18)

Если R >R1 произведенный расчет в коррективах не нуждается.

6. Определяем объем аэротенка:

W_at= t_at ∙ (1+ R) ∙ q_w, (8.19)

где: q_w – максимальный часовой расход сточных вод, м³/ч

7. Принимаем количество аэротенков N , тогда объем одного аэротенка равен

, (8.20)

8. Определяем длину аэротенка, принимая аэротенк с параметрами [11]:

n – количество коридоров

Н – рабочая глубина

В – ширина коридора

, (8.21)

9. Рабочий объем аэротенка

W= B n H L, м³ , (8.22)

10 .Определяем прирост активного ила:

, (8.23)

11. Рассчитываем удельный расход воздуха:

, (8.24)

где: q₀ – удельный расход кислорода воздуха, 1,1мг на 1 мг снятой БПК_полн, принимаемый при очистке до БПК_полн = 15 – 20 мг/г [1];

K₁ – коэффициент, учитывающий тип аэратора, принимается в зависимости от отношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка

f_az/f_at = b/B,

где b – ширина зоны аэрации в коридоре аэротенка, равна 0,9 м (принимаем в качестве аэраторов керамические фильтросные пластины 0,3 ∙0,3м при числе рядов фильтросных пластин в коридоре -3), тогда f_az/f_at = 0,9/4,5 = 0,2 по

[1, табл. 42] находим, что K₁ = 1,68;

K₂ – коэффициент, зависящий от глубины погружения аэраторов h_a

[1, табл. 43];

K_Т – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод,

K_Т = 1 + 0,02(Т_w – 20), (8.25)

где: Т_w – среднемесячная температура воды за летний период18⁰С;

K_Т = 1 + 0,02(18 – 20) = 0,96; (8.26)

K₃ – коэффициент качества воды, K₃ = 0,68;

С_а – растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л

, (8.27)

где: С_Т – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, принимается по справочным данным (С_Т = 9,4 мг/л при Т_w = 18 ⁰С) [11]

С_о – средняя концентрация кислорода в аэротенке, 2 мг/л

12. Определяем интенсивность аэрации I, м³/(м² ч)

, (8.28)

где: H_at – рабочая глубина аэротенка м;

t_at – период аэрации, ч.

Необходимо обеспечение условия I_min < I < I_max [1,табл. 42, табл. 43].

Общий расход воздуха:

Q_возд = q _air q_w , м³/ч (8.29)

Вопрос 21