Министерстерство образования и науки украины
Таблица 2.39. Эффективность работы биофильтров с засыпными загрузками
жүктеу/скачать 1.51 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Таблица 2.43
Таблица 2.39. Эффективность работы биофильтров с засыпными загрузками
2.9.2. Аэротенки На биохимические процессы в аэротенках влияют начальные концентрации сточных вод, которые согласно [6;12] в зависимости от конструкции сооружения допускаются в пределах 500…1000 мг/л. Конструктивные особенности аэротенков, особенно аэротенка – смесителя, при поступлении сточных вод с высоким БПК позволяет разбавлять эти концентрации со смесью жидкости и АИ, в результате чего процесс очистки протекает сравнительно с низкими концентрациями загрязнения в жидкости, из – за чего обеспечивается постоянное количество кислорода в воде по длине сооружения. При поступлении немедленно начинается сорбция нерастворенных взвешенных веществ на хлопья АИ. Этот процесс протекает быстро, и его значения сильно зависят от физического состояния хлопьев АИ. Далее процесс изъятия загрязнений сопровождается окислением, протекает медленно и занимает несколько часов:  ,
где Как видно из уравнения, именно связь БПК и скорости его потребления в совокупности описывают эффект работы аппарата. По нагрузке различают аэротенки с большой скоростью прироста активного ила и относительно низким эффектом очистки, на которых нагрузка принимается более 400 мг O2 на 1 г беззольного вещества АИ в сутки. Аэротенки с относительно меньшим приростом АИ и высоким эффектом очистки сточных вод, на которых органическая нагрузка колеблется в пределах 150…400 мг О2 на 1 г беззольного вещества в сутки, и аэротенки третьей группы низконагружаемые, в которых минимальный прирост АИ и очистка сопровождаются процессами нитрификации, где органическая нагрузка ниже 150 мг на 1 г беззольного вещества АИ в сутки. Кроме того, можно пользоваться нагрузкой О2 на объем сооружения, определяется как E = Len. Q2/W, где E = 1 г БПК м3/сут, приходящаяся на единицу объема аэротенков; W – объем аэротенка, м3. Например, если поступает БПК сточных вод 300 г/м3 со временем аэрации 24 ч, то будем иметь нагрузку 300 г О2/(м3.сут). Ориентированные параметры нагрузок и эффективность работы систем аэротенков приведены в табл. 2.40.
Продолжение таблицы 2.40
Нарушение состояния АИ при очистке преимущественно промышленных сточных вод обычно связано с присутствием в воде токсических веществ, превышающих ПДК. Отрицательное влияние на АИ оказывает наличие кислоты, солей тяжелых металлов, щелочей, синтетических и ПАВ, растворенных агрессивных газов и других трудно окисляемых веществ. Склонность к биохимической очистке определяется величиной соотношения среды БПК/ХПК. Например, присутствие в промышленных сточных водах пищевой промышленности жировых включений в аротенках повышает вспенивание иловой смеси и всплывание активного ила во вторичном отстойнике, снижает скорость окисления. Отрицательное влияние жиров на работу АИ наблюдается при их концентрации более чем 100 мг/л. Конструктивно аэротенки различают по назначению и режиму работы. Это такие аэротенки: смесители; вытеснители; c рассредоточенным впуском сточных вод; отстойники; аэроакселераторы; контактно – стабилизационные; осветлители; противоточные; аэроокислители; с низконапорной аэрацией; со струйной аэрацией; шахтные; колонные; с пластмассовой загрузкой (биотенки), окислители и др. Для биологической очистки сточных вод с активным илом разработаны процессы в режимах продленной аэрации и в классическом. Система продленной аэрации отличается от обычной значительно большей продолжительностью пребывания в аэротенках неочищенных сточных вод и полным возвратом ила в аэрационный бассейн. Продолжительность аэрации сточных вод в продленном режиме составляет 1 -3 сут. в зависимости от концентрации поступающих стоков по БПК. Режим продленной аэрации целесообразно применять при относительно невысоких БПК и малых расходах. Нагрузка на АИ и БПК принимается а пределах 0,05 кг/(кг.сут). Сооружения работают при дозе активного ила 3…5 г/л, Следовательно, объемная нагрузка достигает 0,15…0,25 кг БПК/(м3.сут). Режим продленной аэрации характеризуется малым приростом активного ила и малым содержанием органических загрязнений, а также окислением азотистых соединений. Режим продленной аэрации отличается простотой эксплуатации, устойчивостью к неравномерности, к перерывам поступления стоков, но слишком энергоемких и легко подвергается переохлаждению. Кинетика процесса незначительно отличается от процессов деструкции органики в классических аэротенках. При использовании эрлифтной системы можно успешно решить вопрос удаления всплывшего активного ила на свободной поверхности зоны отстаивания. В схемах продленной аэрации удаление избыточного ила можно не устраивать. В этих реакторах допустимо увеличение дозы активного ила с последующим механическим отбором один раз в несколько месяцев. Прирост составляет около 50 мг/(л.сут). Центральным институтом типового проектирования (ЦИТП) разработаны проекты станции биологической очистки сточных вод в режиме продленной аэрации (блок емкостей) на расход 100, 200, 400, 700 м3/сут. Схема сооружения, показана на рис. 2.9 - вариант блока емкостей, предназначенный для очистки слабо концентрированных бытовых и промышленных сточных вод при отсутствии в них трудно окисляемых, токсичных и агрессивных веществ и концентрации взвешенных веществ в среднем до 250 мг/л. Сточные воды во всех случаях перед поступлением в аэрационную часть должны быть очищены на решетках и в специальной иловой камере смешиваться с циркуляционным активным илом. В иловую камеру эрлифтным устройством подают активный ил из вторичных отстойников. Такой способ подачи ила жидкостной смеси обеспечивает равномерное смешивание и выравнивание залповых нагрузок. При длительном пребывании сточных вод в аэрационной зоне сооружения, которое составляет более 12 ч, загрязнения полностью изымаются по классической схеме. Смесь очищенной сточной воды минерализованного активного ила поступает в отстойники для разделения. Далее активный ил с эрлифта возвращается в иловую камеру, смешивается с новой порцией неочищенных вод и процесс повторяется. Осветленные сточные воды направляются в контактную камеру на обеззараживание и затем выпускаются в водоем с БПК очищенных вод, как правило, не выше, чем 15 мг/л.
Продолжительность аэрации определяют параметрами поступающей воды и эффектом очистки. Контрольные параметры: S = 0,3 – зональность ила в долях единицы;  - скорость окисления по данным АКХ им. К.Д. Памфилова составляет 63 – 125 мг/(г . сут). Основные параметры, определяющие интенсивность биохимического процесса, в режиме продленной аэрации связаны между собой зависимостью: T = [(Len - Lex)24]/[ (1 - S)].
Таблица 2.41. Технико – экономические показатели типовых проектов
Примечание. 1 – длина аэротенков изменяется добавлением трехметровых вставок. Глубина рабочей части аэротенка – 3 м; 2 – воздух в аэротенках подается через дырчатые трубы. При данном относительном эффекте очистки уравнение принимает вид: t = [(Len - 20)24 . Э]/[ где Э – относительный эффект очистки.
Продолжение таблицы 2.42
Продолжительность отстаивания, ч,  ,
где i3 – величина илового индекса, см3/ч. Таблица 2.43Технико – экономические показатели некоторых типовых проектов установок заводского изготовления
Примечание. В показатели таблицы вошла стоимость сооружения биологической очистки без учета других затрат. Общий объем блока емкостей можно определять как сумму аэрационной и отстойной частей: Wоб = (Wаэр + Wот), где объем аэротенков составляет Wаэр = Qt, а отстойников Wот = Qtот. Пример 2. Рассчитать комплекс сооружений, работающих в режиме продленной аэрации типа “Блок емкостей” при следующих исходных данных: Q = 200 м3/сут; Len = 250 мг/л; Lex = 15 мг/л. Необходимое время аэрации при относительном эффекте очистки: Объем аэрационной части Wаэр = 200 . 0,98 = 196 м3. Продолжительность отстаивания:  ч.
Продолжительность отстаивания связана с физическими характеристиками активного ила. Объем отстойника  м3.
Получается большое число соотношения аэрационной и отстойной частей: 196/30 = 6,5:1, что свойственно именно этому режиму очистки и допустимо только для малых расходов. Общий объем блока емкостей Wоб = 196 + 30 = 226 м3.
Относительный эффект очистки Необходимое время аэрации:
Объем аэрационной части Продолжительность отстаивания при тех же параметрах (см. пример 2) останется без изменения и будет равна 3,35 ч. Тогда объем отстойника Общий объем блоков емкостей Wоб = 413 + 45 = 458 м3. Сравнение результатов расчета с предыдущим примером показывает, что изменение БПК при постоянных параметрах активного ила требует значительного увеличения аэрационного объема. Разработана компактная установка аэротенк – отстойник с аэробным сбраживанием. Эта установка (рисунок 2.10) применяется на ряде объектов.
Одновременно поступление сточных вод и возвратного ила обеспечивает хорошее их смешивание, а это в свою очередь дает эффективное изъятие загрязнений. Осветленные сточные воды собираются в отводной лоток вторичного отстойника, устроенного на поверхности жидкости, и отводятся вне сооружения на обеззараживание. Избыточный активный ил направляется в отсек для аэробного сбраживания, перекачивается в сбраживатель аналогично ЦАИ за счет энергии механического аэратора. Сброженный избыточный активный ил осаждается, уплотняется и через иловую трубку периодически выпускается на иловые площадки. Некоторые параметры установки сведены в таблице 2.44.
Размеры одной установки в плане 6 14 м. Рассчитаны они на полную биологическую очистку и принимаются в количестве одной секции на 200 м3/сут, двух секций на 400 м3/сут и трех секций – на 700 м3/сут. Ориентировочная стоимость одной секции около 14 тыс.грн. Разработаны проекты аэротенков для очистки высококонцентрированных промышленных стоков на расход 100, 150, 250 м3/сут, а также на 500 – 2000 м3/сут в металлическом и железобетонном исполнении. Установки на расход 500 – 700 м3сут скомпонованы так, что аэрационные отделения состоят из двух последовательно работающих зон аэрации, оборудованных аэраторами. Такая компоновка позволяет перераспределять расход сточных вод (для малых расходов до 150 м3/сут). Разработана также конструкция блока аэротенка и отстойника без сбраживания избыточного ила. Эта установка (рисунок 2.11) строится в виде прямоугольного резервуара, который разделен на аэрационную и отстойную секции с дегазационной камерой. Последовательность и принцип обработки сточных вод аналогичны выше приведенным. Расход возвратного ила в 4…6 раз выше расхода сточных вод, что дает возможность системе работать с высокими дозами активного ила и малыми органическими нагрузками. Объем аэрационной емкости составляет 100 м3, продолжительность аэрации рассчитывает в зависимости от скорости окисления и параметров сточных вод. Отстаивать смеси предусматривается в среднем 1 ч при восходящем потоке со скоростью 0,0003 м/с. Конструкция блока аэротенка с отстойником с переменным рабочим уровнем жидкости решает вопрос неравномерности поступления стоков и предложена (рис. 2.12) Б.И. Репиным [5]. Установка состоит из вертикального отстойника, расположенного в середине двух аэротенков классического типа, оборудованных подводящими трубопроводами и системой пневматической аэрации через фильтросные пластины. Она снабжена поплавками, дозаторами и сифоном, перемещающимся в вертикальном направлении направляющими устройствами.
Установка работает следующим образом. Неочищенные сточные воды по трубопроводу поступают в аэрационную емкость. При этом оба аэротенка имеют автономный подвод сточных вод и воздуха. В аэротенке сточная вода смешивается с активным илом , контакт с воздухом осуществляется по классической схеме. Поступление сточных вод меняет уровень жидкости в аэротенке. Вдоль направляющих движется поплавок, снабженный дозатором постоянного расхода сифонного типа. Через дозаторы, отрегулированные на среднечасовой расход, очищенная жидкость переливается в отстойник и через лотки отстоянная вода отводится за пределы. Такая конструкция позволяет при существенных комбинациях расхода поступающей жидкости равномерно ее подавать на вторичные отстойники, что способствует уменьшению объема этих отстойников. Кроме того, аэрационная часть не находится под залповыми нагрузками и работает одновременно как усреднитель. Приведенные системы для очистки малых количеств сточных вод, работающих с активным илом в режиме аэротенк – отстойник с принудительным его возвратом, рассчитывают обобщенным методом согласно [12]. При отсутствии данных о где Количество возвратного активного ила: Qв = где Q – расход воды, м3/ч; i – иловый индекс, см3/г, принимается по [5;12] или на основе экспериментов. Прирост активного ила определяют по эмпирической формуле: Пр = 0,8 Cen + Kп Len, где Cen – концентрация взвешенных веществ, мг/л; Кп – коэффициент прироста для городских вод 0,5, для высоких концентраций – 0,8. Пример 4. Определить объем аэротенков и вторичных отстойников при исходных данных: Q = 1200 м3/сут; доза активного ила = 5 г/л; Len = 200 мг/л и Lex = 15 мг/л.
Определяем удельную скорость окисления при  мг/(г. ч).
Необходимая продолжительность аэрации:  ч;  м3.
Гидравлическая нагрузка, м3/(м2. ч), определяется по формуле:  ,
где Рабочий объем отстойника: Аэротенки – осветлители (разработанные в институте НИКТИГХ) рассчитывают для полной биологической очистки сточных вод с БПКполн до 500 мг/л и взвешенным веществом до 150 мг/л на средние и большие расходы до 1000 – 1400 м3/сут. Применение аэротенков – осветлителей позволяет сократить время аэрации. Из технологической схемы изымается отдельно стоящий вторичный отстойник, а также насосная станция циркуляционного активного ила. 
Рис.2.13 Аэротенк – осветлитель: 1 – подача сточных вод; 2 – отвод осветленных вод; 3 – зона осветления; 4 – зона аэрации; 5 – подача сжатого воздуха; 6 – выпуск избыточного ила. Аэротенки – осветлители (рис. 2.13) – это прямоугольные в плане резервуары преимущественно с наклонными боковыми стенками. В таких аэротенках зона аэраций устраивается в центральной части сооружения, между зонами осветления. Зоны осветления отделены от зоны аэраций наклонными, не доходящими до дна перегородками, в верхней части которых устроены окна для перелива смеси активного ила и сточной воды из аэрационной зоны в зону осветления. Возле переливных окон устраиваются дегазационные щели, которые одновременно служат для создания нисходящего потока смеси. В нижней части зоны осветления между наружной стеной аэротенка и разделительной наклонной перегородкой образуется щель, через которую укрупненные хлопья активного ила возвращаются в зону аэрации. В зону аэрации сжатый воздух подается через перфорированные трубы или диффузоры. Неочищенные сточные воды на очистку подают в нижнюю часть аэрационной зоны по всей длине по перфорированным трубам. Смесь при поступлении в нижнюю коническую часть осветлителя делится на два потока: первый устремляется в щель и с достаточно высокой скоростью поступает в аэрационную зону, второй – поднимает вверх и образует взвешенный слой. Осветленная вода с верхней зоны осветления лотками отводится на обеззараживание. Избыточный ил из нижней части взвешенного слоя выпускается периодически на обработку. В зоне осветления, а именно во взвешенном слое наблюдаются интенсивные процессы окисления. По последним исследованиям в зоне осветления происходит также процесс денитрификации. Сооружения рассчитывают по гидравлической нагрузке на поверхность взвешенного слоя, а объем аэротенка как сумму объемов аэрационной, дегазационной и взвешенной частей. Пропускная способность сооружения Qmax = Wв.сq, где Wв.с – площадь поверхности взвешенного слоя ила, м2; q – гидравлическая нагрузка в объеме взвешенного слоя, м3/(м2. ч): Коэффициент неравномерности 1,15 1,2 1,25 1,35 1,4 и более q, м3/( м2.ч) 0,96 0,98 1,01 1,05 1,08 Полный расчетный объем Расход воздуха определяется из условия Qв = Например, требуется определять объем аэротенка – осветлителя при исходных данных: Q = 1300 м3/сут; Len = 250 мг/л; Lex = 12 мг/л; Кнер = 1,4. Определяем пропускную способность:  м2;
Qmax = 50 Кнер = 70 м3/ч. Объем аэротенка – осветлителя (рабочий объем)
В некоторых случаях по местным условиям, состоянию грунтовых вод для малых расходов экономично использовать низконапорные аэротенки. Разработаны ряд типовых аэротенков с низконапорной аэрацией (таблица 2.45). Низконапорные аэротенки предназначены для очистки средних количеств промышленных сточных вод отдельно стоящих объектов. В низконапорных аэротенках, в основном коридорного типа, сточные воды подают по лотку вдоль коридора. Вода равномерно распределяется через пять выпусков. Возвратный активный ил попадают сосредоточенно в начало коридора. С противоположной стороны коридора, вдоль стены, на глубине 0,8 м от свободной поверхности расположены аэраторы из перфорированных труб. Перфорация на подачу 15 м3/ч воздуха на 1 м3 объема аэротенка, что обеспечивает скорость окисления загрязнени1 до 50 г/(м3.ч). таблица 2.45 жүктеу/скачать 1.51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
сут.
.
сут, или 33 ч.
м3.
м3.
,
- максимальная скорость окисления для городских и близких к ним по составу сточных вод 85 мг/(г. ч); C0 – концентрация растворенного кислорода, мг/л; KL – константа БПК, равная для городских сточных вод 33; K0 = 0,5 – константа кислорода; 
- коэффициент ингибирования для слабоконцентрированных стоков (равняется 0,07 г/г).
- коэффициент использования отстойника (по [12] для вертикальных отстойников с 
м3.
, где 
мг/(г.ч) – для городских и близких к ним по составу промышленных стоков. Прирост Пр = Q
L
, где 
и при 
м3.