Очистка сточных вод в аэротенках.

6.1. Очистка сточных вод в аэротенках.

Аэротенк представляет собой сооружение с постоянно протекающей внутри сточной водой, во всей толщине которой развиваются аэробные микроорганизмы, потребляющие субстрат, т. е. "загрязнение" сточной воды. Сточные воды поступают в аэротенк, как правило, после стадии механической очистки. Для обеспечения нормального процесса БХО в аэротенках необходимо непрерывно подавать воздух, что достигается с помощью пневматической, механической или пневмомеханической аэрации.

По структуре движения потоков очищаемой сточной воды и возраста ила активного различают: аэротенки- вытеснители; аэротенки - смесители; аэротенки с рассредоточенным впуском воды; типа АНР (по К. Бойте) (см. рис 2.):

Рис. 2. Схемы аэротенков

а - вытеснители; б - смесители; в- с рассредоточенным впуском воды; г - типа АНР; д- с регенераторами; е - ячеечного типа; I - сточная вода; II - активный ил; III - иловая смесь; 1- аэротенк; 2 - вторичный отстойник; 3 - регенератор.

В аэротенках - вытеснителях сточная вода и возвратный ил подаются сосредоточенно с одной из торцовых сторон сооружения, а выпускаются также сосредоточенно с другой торцовой стороны.

Подача и выпуск сточной воды и ила в аэротенках - смесителях осуществляется равномерно вдоль длинных сторон коридора аэротенка.

В аэротенках с рассредоточенной подачей сточной воды сточная вода подводится рассредоточено в нескольких точках по длине аэротенка , а отводится сосредоточенно из его торцовой части. Возвратный ил подается сосредоточенно в начале аэротенка.

Аэротенки-вытеснители целесообразно применят при концентрации загрязнений БПКполн поступающей воды до 300 мг/л, а аэротенки-смесители до 1000 мг/л по БПКполн.

Расчет аэротенков включает в себя определение вместимости и габаритов сооружения, объема, требуемого воздуха и избыточного ила. Вместимость аэротенков определяется по среднечасовому поступлению сточных вод за период операции в часы максимального притока сточной воды. Продолжительность аэрации в аэротенке-смесителе t (час) определяется по формуле:

T=(La-Lt)/(a(1-S)p)

(1)

где La - БПКполн очищенной сточной воды, мг/л;

a - доза ила, г/л;

S - зольность ила.

Доза ила в аэротенках-смесителях без регенерации 3 г/л, а с регенерацией от 2 до 4.5 г/л. Для стоков, близких к бытовым S=0.3.

p - удельная скорость окисления БПКполн/1г. беззольного вещества активного ила в час.

P=Pмах*(Lt*C)/(9Lt+Kl*C+K0*Lt)*(1/(1+fi*a) ,

(2)

где Pмах - максимальная скорость окисления , мг/(г час);

С - концентрация растворенного кислорода, мг/;

Kl - константа, характеризующая свойства органических загрязнений, мг/л;

К0 - константа, характеризующая влияние растворенного кислорода, мг/л;

fi - коэффициент ингибирования продукта или распада активного ила , л/г.

Для городских и близких к ним производственных сточных вод p=85 мг/г час, Kl- 33мг/л, К0=0.625мг/л, fi=0.07 л/г.

Для других различных видов сточных вод эти данные приведены в табл. 40 действующего СниП.

Режим вытеснения в эротенке обеспечивается соотношением длины и ширины коридора более чем 30:1.Если это отношение меньше, то необходимо осуществить секционирование коридоров. Степень рециркуляции ила R рассчитывается по формуле:

R=a/(1000/J-a),

(3)

где J-индекс ила, см/г.

Нагрузка на 1г беззольного вещества в сутки

q_и=24(La-Lt)/(a(1-S)t)

(4)

При расчете аэротенков - вытеснителей продолжительность аэрации определяется по формуле:

T=1+/(pмах(1+a)Ca)((C-K0)(L0-Lt)-Kl*C*ln(L0/Lc))*Kr

(5)

где Kr - коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания. При полной БХО до Lt=15 мг/л, Kr=1.5, при Lt>30 мг/л Kr=1.25; Са - концентраия кислорода.

При проектировании аэротенков с регенераторами необходимо рассчитать продолжительность окисления загрязнений:

(6)

где а_р - доза ила в регенераторе, (г/л).

(7)

где а - доза ила в аэротенке,

R - коэффициент рециркуляции ила.

При подсчете t_о аэротенков-вытеснителей БПК_полн поступающей сточной воды определяется с учетом разбавления рециркулирующим илом:

(8)

Продолжительность пребывания сточной воды в аэротенке:

(9)

Период регенерации:

(10)

Объем аэротенка V_a и объем регенератора V_p:

(11)

(12)

где Q_расч - расчетный расход сточных вод, (м³/ч).

Прирост активного ила в аэротенке определяется по формуле:

(13)

где В_в - концентрация взвешенных веществ, поступающих в аэротенк; К_П - коэффициент прироста активного ила (0,3 - 0,5).

Удельный расход воздуха D, (м³/м³) определяется отношением расхода кислорода, требуемого для обработки 1 м³ сточной воды к расходу используемого О₂ с 1 м³ подаваемого воздуха:

(14)

где z - удельный расход воздуха, (мг/мг снятой БПК_полн); К₁ - коэффициент, учитывающий тип аэратора; К₂ - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора; n₁ - коэффициент, учитывающий температуру сточной воды.

(15)

где t_cp - среднемесячная температура сточных вод; n₂ - коэффициент качества сточных вод; С_р - растворимость кислорода в воде.

(16)

где С_Т - растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и давления;

С - средняя концентрация кислорода в аэротенке.

Площадь аэрируемой зоны принимается по площади, занимаемой пневматическими аэраторами, включая просветы между ними до 30 см. По найденным D и t определяется интенсивность аэрации:

(17)

где Н - рабочая глубина аэротенка, 3 - 6 м.

Отношение ширины к рабочей глубине принимается от 1:1 до 2:1. При проектировании аэротенков и регенераторов число секций должно быть не менее двух. Для станций производительностью до 50000 м³/сут - 4 - 6 секций, а производительностью более 50000 м³/сут - 6 - 8 секций.

Все секции должны быть рабочими, каждая из которых состоит из 2 - 4 коридоров. В практике проектирования используют типовые проекты, разработанные "Союзводоканалпроектом". Систему аэрации в аэротенках применяют, как правило, пневматическую и механическую. В зависимости от вида аэратора различают мелко-, средне- и крупно-пузырьчатую аэрацию с крупностью пузырьков соответственно 1 - 4 мм, 5 - 10 мм, более 10 мм.

При устройстве пневматической системы аэрации производят расчет воздуховодов и воздуходувов. Воздуходувки подбираются по каталогам, исходя из общей потери напора и расчетного расхода воздуха. Число воздуходувок при производительности более 5000 м³/ч применяется не менее двух. Если число рабочих не превышает трех, то принимается одна резервная воздуходувка, если больше, то две резервные.