Задание 6 Расчет аэротенков общие положения
Биологическая (биотехнологическая) очисткаприменяется для очистки сточных вод от растворенных органических веществ. Она основана на способности микроорганизмов использовать для питания содержащиеся в сточных водах органические вещества (углеводы, спирты, белки и т.п.). Используется для очистки бытовых и производственных сточных вод.
Очистка осуществляется на полях фильтрации, полях орошения, в биологических прудах, а также в специальных установках – биологических фильтрах, аэротенках и окситенках.
Сущность биологической очистки на полях заключается в том, что при фильтровании сточной воды через слой почвы в ней адсорбируются взвешенные и коллоидные вещества, которые затем образуют микробиологическую пленку. Эта пленка адсорбирует и окисляет задержанные органические вещества, превращая их в минеральные соединения.
В процессе фильтрования сточной воды через биофильтр на частицах фильтровальной загрузки (шлак, щебень, пластмасса, керамзит и т.п.) образуется биологическая пленка, микроорганизмы которой поглощают органические вещества.
Аэротенки по конструкции аналогичны отстойникам, в которые загружают активный ил (микроорганизмы) и подают сжатый воздух для интенсификации процесса окисления.
Рис. 2.10. Схема очистки сточных вод в одноступенчатых аэротенках с регенератором
1 – осветленная сточная вода; 2 – аэротенк; 3 – вторичный отстойник; 4 – регенератор; 5 – иловая смесь; 6 – очищенная сточная вода; 7 – возвратный активный ил; 8 – избыточный активный ил.
Окситенки обеспечивают более интенсивный процесс окисления за счет подачи в них технического кислорода.
Биологическая очистка сточных вод может осуществляться также микроводорослями и водными растениями. Осуществляется в биологических прудах. Среди биологических методов очистки являются значимыми также ферментные методы очистки сточных вод.
Выбор методов и оборудования для очистки сточных вод производится с учетом концентрации преобладающих загрязняющих веществ, объемов очищаемых вод, характеристики водоемов и возможности утилизации осадков. При отсутствии резко выраженных загрязнителей сточных воды усредняют.
Методика расчета
Продолжительность аэрации в аэротенкахt, ч, всех типов определяется по формуле:
где
La иLt — БПКполнпоступающей в аэротенк и очищенной в нем сточной воды, мг/л;
а — доза ила по сухому веществу, г/л;
Зи—зольность ила, выраженная в долях единицы;
р— скорость окисления, в мг БПКполнна 1 г беззольного вещества ила в 1 ч.
Рабочий объем аэротенка
W=t ∙ Q/24,
где Q — расчетный расход воды, м3/сутки.
За расчетный расход принимают среднечасовой приток в течение суток, если коэффициент Кобщ ≤1,25. Если Кобщ >1,25, то подсчитывается среднечасовой приток за период, равный продолжительности аэрации в часы максимального поступления воды в аэротенки.
При составлении формулы принято, что мерой активной части ила может служить беззольное вещество активного ила. Число клеток и их масса, а также активность клеток находятся в разной взаимозависимости на разных стадиях развития микробиальной культуры, а потому одно и то же количество беззольной массы ила может иметь неодинаковую скорость окисления.
В формуле принято также, что общая скорость окисления тем выше, чем больше концентрация ила. Это условие в действительности выражается более сложной зависимостью, так как величина р, в свою очередь, является функцией величиныа. Очевидно, чем больше ила в системе, тем меньше продолжительность процесса очистки, а также требуемый объем сооружения. Но выше указывалось, что концентрация ила в смеси, поступающей на отстаивание, лимитируется эффективностью работы вторичных отстойников и не должна превышать 1,5 - 3 г/л. Дозу ила рекомендуется принимать тем больше, чем выше исходная БПКполн. При значенииLa≤100 мг/л величинаа принимается равной 1,2 г/л, приLa=100...150мг/л —а=1,5 г/л, приLa=150...200мг/л —а=1,8 г/л, а приLa>200 мг/л —а=1,8...3 г/л. В аэротенках с полной минерализацией илаа = 5 г/л.
Зольность ила в аэротенках принимается равной 0,3, а при условии полной минерализации ила — 0,35.
Среднюю расчетную скорость окисления рдля городских сточных вод принимают по таблице 2.3.
Таблица 2.3
Значения р, мг БПКполнна 1 г беззольного вещества в