Оборудование для биотехнологического производства (стр. 3 из 6)
Klag-то же, последней ступени;
Klogи Klog принимаются для искусственных прудов с отношением длины секций к ширине 20:1 и более-0,8-0,9, при отношении 1:1-3:1 или для прудов, построенных на основе естественных местных водоемов (озер, запруд и т. п.),-0,35, для промежуточных случаев определяются интерполяцией;
Len-БПКполн воды, поступающей в данную ступень пруда;
Len-то же, для последней ступени;
Lex- БПКполн воды, выходящей из данной ступени пруда;
Lex -то же, для последней ступени;
Lfin-остаточная БПКполн, обусловленная внутриводоемными процессами и принимаемая летом 2-3 мг/л (для цветущих прудов-до 5 мг/л), зимой-1-2 мг/л;
k -константа скорости потребления кислорода, сут; для производственных сточных вод устанавливается экспериментальным путем; для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод при отсутствии экспериментальных данных k для всех промежуточных секций очистного пруда может быть принята равной 0,1 сут-1, для последней ступени k = 0,07 сут-1 (при температуре воды 20 °С).
Для прудов глубокой очистки k следует принимать, сут-1: для 1-й ступени-0,07; для 2-й ступени-0,06; для остальных ступеней пруда-0,05-0,04; для одноступенчатого пруда k = 0,06 сут-1.
Для температур воды, отличающихся от 20 °С, значение k должно быть скорректировано по формулам:
для температуры воды от 5 до 30 °С
(70)
для температуры воды от 0 до 5 °С
(71)где k -коэффициент, определяемый в лабораторных условиях при температуре воды 20 °С.
Общую площадь зеркала воды пруда Flag, м2, с естественной аэрацией надлежит определять по формуле
(72)где Qw-расход сточных вод, м3 ×сут;
Ca-следует определять по формуле (63);
Cex-концентрация кислорода, которую необходимо поддерживать в воде, выходящей из пруда, мг/л;
ra- величина атмосферной аэрации при дефиците кислорода, равном единице, принимаемая 3-4 г/(м2 ×сут);
Len ,, Lex , Klag-следует принимать по формуле (69).
Расчетную глубину пруда Hlag, м, с естественной аэрацией следует определять по формуле
(73)
Рабочая глубина пруда не должна превышать, м: при Lenсвыше 100 мг/л-0,5, при Lenдо 100 мг/л-1; для прудов глубокой очистки с Lenот 20 до 40 мг/л-2, с Lenдо 20 мг/л-3. При возможности замерзания пруда зимой Н должна быть увеличена на 0,5 м.
Время пребывания воды tlag, сут, глубокой очистки в пруде с искусственной аэрацией надлежит определять по формуле
(74)
где kd-динамическая константа скорости потребления кислорода, равная:
kd= b1 k , (75)
здесь b 1 - коэффициент, зависящий от скорости vlag, м/с, движения воды в пруде, создаваемой аэрирующими устройствами или перемещением воды по коридорам лабиринтного типа; величина b 1 , определяется по формуле
(76)Если vlag> 0,05 м/с, то b 1 = 7.
Для повышения глубины очистки воды до БПКполн 3 мг/л и снижения содержания в ней биогенных элементов (азота и фосфора) рекомендуется применение в пруде высшей водной растительности-камыша, рогоза, тростника и др. Высшая водная растительность должна быть размешена в последней секции пруда.
Площадь, занимаемую высшей водной растительностью, допускается определять по нагрузке, составляющей 10 000 м3/сут на 1 га при плотности посадки 150-200 растений на 1 м2.
12. Очистка сточных вод в аэротенках
Биотенк (Б.)– аэротенк с насадкой, изготовляемой в виде кассет или блоков из жестких элементов или гибких рулонных материалов. Кассеты или блоки заполняют кольцами, кусками пеноматериалов (пемза, пеностекло, и т.п.), гофрированными листами или сетками из пластмассы или волокнистых материалов. Насадка позволяет увеличить концентрацию ила в Б. за счет закрепления микроорганизмов на ней. С увеличением концентрации ила возрастает пропускная способность Б., которая в обычных условиях лимитируется работой вторичных отстойников, не способных разделить иловые смеси при концентрации свыше 4—6 г/л. При использовании в качестве насадки насыпных и волокнистых материалов (например, в виде ершей) необходима их периодическая регенерация от чрезмерного накопления биомассы путем интенсивной аэрации.
Установки БТ (БТФ) предназначены для очистки бытовых и близких к ним по составу производственных сточных вод объемом 25-3000 м3/сутки от органических веществ, взвешенных веществ, азота, фосфора и ряда других примесей с УФ-обеззараживанием очищенных стоков.
Установки БТ работают по принципу биотенка-отстойника в режиме денитрификации и биологической детофосфотации с усреднением расхода стоков за счет специальной конструкции лотка осветленной воды. Предварительная механическая очистка сточных вод, уплотнение и стабилизация осадка совмещены в одной зоне из которой избыточный ил периодически откачивается эрлифтом.
Одним из наиболее распространенных биоокислителей для очистки производственных сточных вод является аэротенк. Небольшие предприятия пищевой промышленности часто используют в качестве биоокислителя очистную компактную биоустановку КУ-200 производительностью до 200 м3 в сутки с пневмоподачей сжатого воздуха. Установка состоит из трёх частей: аэротенка, где происходит деструкция органических загрязнений, отстойной части, где осветляется очищенный промсток и оседает активный ил, и стабилизатора избыточного активного ила.
Наличие биоконтактных элементов в биотенке позволяет снизить потребность в сжатом воздухе и, следовательно, электроэнергии втрое, а также значительно уменьшить период аэрации сточных вод в аэротенке.
Особенность биотенков нового типа позволяет рекомендовать их для очистки концентрированных по органическим загрязнениям промстоков различных пищевых производств и агропромышленных комплексов. Они могут быть использованы также для интенсификации работы существующих очистных сооружений.
В первой зоне происходит механическая очистка стоков от песка и грубодисперсных взвешенных веществ, анаэробная предотчистка от органических веществ, а также уплотнение и сбраживание осадка в анаэробно-аэробном режиме. Первая зона оборудована эрлифтом избыточного ила.
Во второй зоне, оборудованной системой мелкопузырчатой аэрации и блоками плоскостной загрузки, протекают процессы аэробно-аноксидного окисления органических веществ, нитрификации, денитрификации и биологической дефосфотации. Вторая зона имеет несколько последовательно соединенных отделений.
В третьей зоне происходит отстаивание активного ила, который перекачивается в первую зону установки. Третья зона оборудована блоком тонкослойного отстаивания, одним или двумя эрлифтами активного ила и лотками осветленной воды.
13. Биофильтры, виды, работа, основные параметры расчета.
Биофильтры
В этих сооружениях биоразлагаемые органические вещества жидких отходов сорбируются и окисляются в аэробных условиях популяций гетеротрофных факультативных бактерий, образующих биологическую пленку на поверхности насадки (загрузочного материала, субстрата). Для орошения насадки вода с загрязнениями периодически или непрерывно подается в верхнюю часть сооружения через неподвижные разбрызгиватели (спринклеры) или реактивные вращающиеся водораспределители. Активная часть биопленки распространяется на глубину 70…100 мкм. В слоях пленки, прилегающих к насадке, создаются анаэробные условия, образуются органические кислоты (и газы СН4 и H2S), величина рН снижается, происходит частичное отмирание клеток. Под воздействием гидравлической нагрузки такие части пленки отрываются от субстрата и выносятся с водой.
Пропускная способность биофильтра определяется площадью поверхности, занятой биопленкой, и возможностью свободного доступа кислорода воздуха к ней. Чем больше площадь поверхности биопленки (при одинаковой массе) и чем легче к ней доступ кислорода, тем выше пропускная способность биофильтра.
Важнейшая составная часть биофильтра — загрузочный материал. По типу загрузочного материала все биофильтры делят на две категории: с объемной и плоскостной загрузкой.
Биофильтры с объемной загрузкой подразделяются на капельные с малой пропускной способностью 0,9…9 м3/(м2.сут) (рис. 5.7), высоконагружаемые с большой пропускной способностью 9…40 м3/(м2.сут) (рис. 5.8) и башенные.
Рис. 5.7. Капельный биофильтр:
1 — дозирующие баки сточной воды; 2 — спринклеры: 3 — железобетонная стенка; 4— загрузка биофильтра; 5 — подача сточной воды; 6 — отводящий лоток.
Рис. 5.8. Высоконагружаемый биофильтр с реактивным оросителем.
Биофильтры с плоскостной загрузкой делятся на категории по типу загрузки: с жесткой засыпной, жесткой блочной и мягкой (рис. 5.9).
