Проектирование водоочистной станции (стр. 5 из 6)

K₃ — коэффициент качества воды, принимаемый для городских сточных вод 0,85;

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

здесь C_T — растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, принимаемая по справочным данным;C_T=10

C_O — средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л; в первом приближении С_О допускается принимать 2 мг/л

м³/м³ очищаемой воды

Интенсивность аэрации J_a, м³/(м²×ч) определяем по формуле

где H_at— рабочая глубина аэротенка, м;

t_at — период аэрации, ч.

м³/м²×ч

Если вычисленная интенсивность аэрации свыше J_a,max для принятого значения K₁, необходимо увеличить площадь аэрируемой зоны; если менее J_a,min дляпринятого значения K₂ — следует увеличить расход воздуха, приняв J_a,min по табл. 43.

В нашем случае J_a,max=50 >38,9;J_a,min=4 <38,9 что не противоречит данному условию, значит расчеты проведены правильно.

Нагрузку на ил q_i, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в сутки, надлежит рассчитывать по формуле(53)

мг/г×сут

Таблица 4. Сравнение аэротенков

Параметры	Аэротенки - смесители без регенераторов	Аэротенки-смесители с регенераторами
Длина, м	15	15
Глубина, м	4	4
Ширина, м	11,78	9
Период аэрации,ч	4	2

Для проектирования используем аэротенки – смесители с регенераторами, так как по расчетам они более компактные , а также в них меньшая нагрузка на ил.

2.2 Расчет биологических фильтров

Биологические фильтры (рис.) представляют собой резервуары, заполненные твердым кусковым материалом (шлак, кокс, щебенка, керамзит), через который фильтруется поступающая на поверхность загрузки сточная вода.

Поверхность всех частиц загрузки покрывается сплошной биологической пленкой за счет адсорбции микробов из сточной воды и последующего их размножения. Биологическая пленка играет роль основного активного агента в очистке воды.

Биологические фильтры следует проектировать в виде резервуаров со сплошными стенками и двойным дном: нижним — сплошным, а верхним — решетчатым (колосниковая решетка) для поддержания загрузки. При этом необходимо принимать: высоту междудонного пространства — не менее 0,6 м; уклон нижнего днища к сборным лоткам — не менее 0,01; продольный уклон сборных лотков — по конструктивным соображениям, но не менее 0,005. Капельные биофильтры следует устраивать с естественной аэрацией, высоконагружаемые — как с естественной, так и с искусственной аэрацией (аэрофильтры). Естественную аэрацию биофильтров надлежит предусматривать через окна, располагаемые равномерно по их периметру в пределах междудонного пространства и оборудуемые устройствами, позволяющими закрывать их наглухо. Площадь окон должна составлять 1 —5 % площади биофильтра. В качестве загрузочного материала для биофильтров следует применить щебень или гальку прочных горных пород, керамзит, а также пластмассы, способные выдержать температуру от 6 до 30 ° С без потери прочности. Загрузка фильтров по высоте должна быть выполнена из материала одинаковой крупности с устройством нижнего поддерживающего слоя высотой 0,2 м, крупностью 70—100 мм.

В зависимости от климатических условий района строительства, производительности очистных сооружений, режима притока сточных вод, их температуры биофильтры надлежит размещать либо в помещениях (отапливаемых или неотапливаемых), либо на открытом воздухе.

Капельные биологические фильтры

Рис.7 Капельный биофильтр

1-дозирующие баки сточной воды; 2-спринклеры; 3-загрузка биофильтров; 4-железобетонные стенки; 5-подача сточной воды на очистку.

БПК_полн сточных вод L_en=300 мг/л > 220 мг/л поэтому надлежит предусматривать рециркуляцию очищенных сточных вод.

Для капельных биофильтров надлежит принимать:

рабочую высоту H_bf = 1,5—2 м;

гидравлическую нагрузку q_bf = 1—3 м³/(м²×сут);

БПК_полн очищенной воды L_ex = 15 мг/л.

В качестве загрузочного материала берем керамзит.

Рассчитываем коэффициент рециркуляции

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

При расчете капельных биофильтров величину q_bf при заданных L_enи L_ex, мг/л, температуре воды T_wопределяем по табл. 37, где

.

Оптимальная температура t=10; гидравлическая нагрузка q_bf, м³/(м²×сут)=1; высота слоя загрузкиH_bf= 2м.

Определяем площадь биофильтра по формуле

Расчитываем объем загрузочного материала

W=F*Hм³

Исходя из того, что фильтр цилиндрической формы, определяем радиус R

м

Аэрофильтры

Аэрофильтры – высоконагружаемые биологические фильтры с искусственной аэрацией.

В аэрофильтрах необходимо предусматривать подачу воздуха в междудонное пространство вентиляторами с давлением у ввода 980 Па (100 мм вод. ст.). На отводных трубопроводах аэрофильтров необходимо предусматривать устройство гидравлических затворов высотой 200 мм.

БПК_полн сточных вод, подаваемых на аэрофильтры, не должна превышать 300 мг/л. При большей БПК_полн необходимо предусматривать рециркуляцию очищенных сточных вод.

БПК_полн сточных вод L_en =300 мг/л , следовательно коэффициент рециркуляции не предусматриваем.

При расчете аэрофильтров допустимую величину q_af, м³/(м²×сут), при заданных q_a и H_af следует определять по табл. 38, где

=20

Оптимальная температура t=10; гидравлическая нагрузка

Q_аf, м³/(м²×сут)=10; высота слоя загрузкиH_bf= 3,8м ; удельный расход воздуха q_a=12 м³/м³

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.

F_af,= Q,/ q_af=4546/10=454,6 м²

Расчитываем объем загрузочного материала

W=F*H=454,6×3,8=1727,48 м³

Количество аэрофильтров N=2, отсюда следует, что площадь одного аэрофильтра равна 454,6 /2 =227,3 м²

Объем загрузочного материала для одного фильтра равен

227,3×3,8=863,74 м³

Исходя из того, что фильтр цилиндрической формы, определяем радиус R

= 12 м

Таблица 5.Размеры одного аэрофильтра

Площадь, м2	Диаметр, м	Глубина, м
454,6	12	3,8

Таблица 6. Параметры аэрофильтра.

Параметры	Аэрофильтр
Количество, шт.	2
Площадь,м2	454,6
Диаметр ,м	12
Глубина,м	3,8
Объем загрузочного материала,м3	863,74

Проектируем аэрофильтр, так как из-за высокой БПК в капельном биофильтре нужно предусматривать многократную рециркуляцию сточных вод.

3. Вторичные отстойники

Горизонтальный отстойник

Вторичные отстойники всех типов после аэротенков надлежит рассчитывать по гидравлической нагрузке q_ssa, м³/(м²×ч), с учетом концентрации активного ила в аэротенке a_i, г/л, его индекса J_i, см³/г, и концентрации ила в осветленной воде a_t, мг/л, по формуле

где K_ss — коэффициент использования объема зоны отстаивания, принимаемый для радиальных отстойников — 0,4, вертикальных — 0,35, вертикальных с периферийным выпуском — 0,5, горизонтальных — 0,45;

a_t — следует принимать не менее 10 мг/л,

a_i — не более 15 г/л.

Нагрузку на 1 м сборного водослива осветленной воды следует принимать не более 8—10 л/с.

= (м²)

Количество вторичных отстойников в проекте должно быть не менее трех.