Аеротенків і вторинних відстійників. Технологічна схема з паралельним включенням первинних відстійників та з послідовним включенням аеротенків і вторинних відстійниківприведена на рис

Технологічна схема з паралельним включенням первинних відстійників та з послідовним включенням аеротенків і вторинних відстійниківприведена на рис. 3.3.

Описання технологічної схеми. Технологічна схема з паралельним включенням первинних відстійників та з послідовним включенням аеротенків і вторинних відстійників розроблена як альтернатива технологічній схемі ерліфтної циркуляції активного мулу і мулової суміші при послідовному включенні аеротенків та вторинних відстійників. Її перевага полягає в тому, що вона дозволяє легко виключати з роботи один з аеротенків на випадок якоїсь аварії чи ремонту. Для технологічної схеми з послідовним включенням аеротенків перехід на роботу з одним аеротенком потребує встановлення спеціальних пристроїв для виведення мулової суміші з першого аеротенка у вторинний відстійник. Такими пристроями можуть бути ерліфти або сифони з гідро затворами.

 

Рис. 3.3. Принципова технологічна схема з паралельним включенням двох первинних відстійників і двох аеротенків та послідовним включенням двох вторинних відстійників і з ерлітної циркуляцією активного мулу і мулової суміші: 1, 6 — вторинні відстійники; 2 — очищені стічні води на біоставки; 3,10 — надлишковий активний мул на ущільнення; 5, 11, 12 — засувки; 7 — суміш циркулюючого та надлишкового активного мулу; 8 — ерліфт для циркулюючого мулу; 9, 15 — мулова суміш; 13, 14 — циркулюючий активний мул; 16, 17 — циркулююча мулова суміш; 18, 20 — регенератори; 19, 21 — аеротенки; 22, 32, 33 — відстояні стічні води; 23 — автоматична система регулювання подачі стічних вод в аеротенки; 24, 31 — повітря на усереднення стічних вод; 25, 30 — аератори; 27 — сирий осад; 28 — стічні вод з вловлювачів піску

 

Стічні води 28 з вловлювачів піску самотужки потрапляють паралельно в два первинні радіальні відстійники 26 і 29. В цих відстійниках відбувається осідання сирого осаду і усереднення стічних вод за допомогою повітряних аераторів 25 і 31, в яких передбачено подачу повітря 24 і 31. Одночасно аерація дозволяє збільшити вміст розчиненого аміаку в стічних водах.

У первинних відстійниках кінгстони повністю або частково відкриті в нормальному стані. Це дає можливість вести процес відстоювання і усереднення в режимі коливання рівня стічних вод в цих апаратах. Тому що на лінії перепуску стічних вод в аеротенки встановлено регулятор подачі стічних вод, який працює в автоматичному режимі. Сирий осад 27 подається періодично на мулові майданчики за допомогою насосів (на схемі це не вказано). Збір плаваючих речовин здійснюється тільки в той час, коли рівень рідини сягає максимальної відмітки. На схемі вивід плаваючих речовин також не показано. Розподіл стічних вод по секціях аеротенків виконується за проектною схемою. Тобто стоки розподіляються таким чином: частина стоків подається в обидва регенератори 18 і 20 (приблизно 20 % від загального потоку), а основна маса входить в аеротенки 19 і 21 через вхідний лоток і розподіляється за допомогою шандорів. В регенераторах потоки відстояних стічних вод 32 і 33 необхідно подавати в середину цих апаратів. Це дає можливість зменшити регенераційну зону в регенераторах вдвічі. З обох аеротенків мулова суміш перетікає в вторинний відстійник 6, в якому здійснюється відстоювання очищених стоків. Освітлена вода 4 по підземному лотку з засувкою 5 перетікає у вторинний лоток 1, в якому додатково звільняється від осаду. Цей осад у вигляді потоку 3 разом з потоком 10 подається в резервуар і далі на ущільнення (схема вузлу ущільнення не показана). Освітлена вода 2 самопливом передається на біоставки (на схемі не показано).

Циркуляція активного мулу (потоки 13 і 14) здійснюється а допомогою ерліфта 8 (заміст насосу). В кожному аеротенку передбачено внутрішню циркуляцію мулової суміші за допомогою ерліфтів (потоки 16 і 17). Ця циркуляція зменшує час перебування активного мулу в регенераторах і зменшує негативний вплив на мікроорганізми при коливаннях вмісту забруднених речовин в стічних водах на вході в аеротенки. В аеротенках збережена можливість вести процес в режимі “нітрифікація–денітрифікація”. Ця можливість досягається шляхом обмеження подачі повітря в першу половину регенераторів і першу половину аеротенків. Такий режим дозволить поглибити ступінь віддалення азоту амонійного і розчинених фосфатів зі стічних вод.

Розрахунок аеротенку. Вихідні дані: розрахункова вартова витрата стічних вод = 373 м³/год, величина БПК_повн вихідної води = 150 мг/дм³; необхідна величина БПК_повн очищених вод =10 мг/дм³; припустимий винос мулу з вторинного відстійника першої ступені = 10 мг/дм³.

Значення констант розрахункових рівнянь наведені в таблиці 40 СНиП 2.04.03-85[1].

= 59 мг БПК_полн/(г^.год); = 30 мг/дм³;

= 1,06 мг/дм³; φ; = 0,10 дм³/г; S = 0,3.

Приймаємо дозу мулу = 3,5 г/дм³. і концентрацію розчиненого кисню = 2 мг/дм³.

Об’єм регенератора дорівнює об’єму аеротенку, тобто ступінь регенерації дорівнює 0,5. Однак, в даному випадку має місто циркуляція 200 м³/год мулової суміші через регенератор, а також передбачена подача вихідних стічних вод в регенератор в кількості 117 м³/год. Тому ступінь регенерації буде визначено таким чином:

= = 0,387.

Муловий індекс приймаємо за практичними даними = 100 см³/г.

Матеріальний баланс одного аеротенка з паралельним включенням двох первинних відстійників і двох аеротенків та послідовним включенням двох вторинних відстійників і з ерліфтною циркуляцією активного мулу і мулової суміші надано в табл. 3.3.

 

Таблиця 3.3. Матеріальний баланс одного аеротенка з пара-лельним включенням двох первинних відстійників і двох аеротенків та послідовним включенням двох вторинних відстійників і з ерлітною циркуляцією активного мулу і мулової суміші

 

Назва потоків	%	м3/год	м3/добу
Прихід
Стічні води з первинних відстійників В тому числі:	65,1
– в регенератор	20,4
– в аеротенк	44,7	256,0
Рецикл мулової суміші в регенератор	34,9
Активний мул в регенератор	34,9
Всього	100,0
Витрата
Мулова суміш в тому числі	100,0
– активний мул – стічні води	38,4 61,6
– рецикл мулової суміші	34,9
Всього	100,0

 

Визначаємо коефіцієнт рециркуляції активного мулу [2]

.

За смислом ступінь рециркуляції — це відношення кількості циркулюючого потоку активного мулу до кількості стічних вод, що потрапляють в аеротенк. Тому

.

Таким чином, для досягнення потрібної ступені очистки стічних вод циркулюючий активний мул повинен мати дозу мула = 3,5 г/дм³.

Середня швидкість окислювання в системі аеротенка з регенератором при = 3,5 г/дм³ визначається за формулою (49) СНиП 2.04.03-85[1], а значення констант вибираються з таблиці 40 СНиП 2.04.03-85[1].

= 29,7 мг×БПК_повн/(г×год).

Загальний період аерації в аеротенках, які працюють за принципом змішувачів, визначають так [3]:

= = 1,92 = 2 год.

Навантаження на мул розраховуємо за формулою [3]

= 4,9 мг×БПК_повн/(г×доба).

Загальний об’єм аеротенка визначаємо так [3]:

м³.

Період окислення органічних забруднюючих речовин визначаємо за формулою [2, 3]

= = 3,66 год.

Тут

= 6,741 г/дм³.

 

Як що =1,8 г/дм³, то

= 3,47 г/дм³.

 

=14,15 мг×БПКповн/(г×год).

 

.

 

= 5,89 г/дм³.

 

Період обробки води в аеротенку визначаємо за формулою

год.

год.

Період регенерації визначаємо за формулою

= 3,66 — 1,58 =2,08 год.

Місткість аеротенку

= 1,18(1+0,54)×373 = 1,87^.373= 697,51 м³.

Місткість регенератору

2,08^.0,54^.373 = 418,96 м³.

Приріст активного мулу в аеротенку

= 0,8.140 +0,3.150 = 112+45 = 57 г/дм³.

Фактичний об’єм:

– регенератору м³.

– аеротенку м³.

Таким чином, розрахунки за стандартною методикою вказують, що в діючих аеротенках мається великий запас робочого об’єму. Однак, аеротенки не забезпечують необхідну ступінь очищення стічних вод. Ця розбіжність може бути пояснена тим, що в аеротенки надходять стічні води з перемінною якістю. Тому активний мул не встигає пристосуватися до постійної і не передбаченої зміни умов біологічного окислення забруднень.

Розрахунок аеротенку при фактичних показниках. Вихідні дані: розрахункова вартова витрата стічних вод = 373 м³/год, величина БПК_повн вихідної води = 170 мг/дм³; необхідна величина БПК_повн очищених вод =10 мг/дм³; припустимий винос мулу з вторинного відстійника першої ступені = 10 мг/дм³.

Значення констант рівняння (49) наведені в таблиці 40 СНиП 2.04.03.85.

= 33 мг БПК_полн/(г×год); = 3 мг/дм³;

= 1,81 мг/дм³; j = 0,17 дм³/г; S = 0,3.

Муловий індекс приймаємо як h = 100 cм³/г.

Дозу мулу приймаємо за практичними даними г/дм³.

Визначаємо коефіцієнт рециркуляції активного мулу

Середня швидкість окислювання в системі аеротенка з регенератором при г/дм³ визначається за формулою (49) СНиП 2.04.03-85 [1], а значення констант вибираються з таблиці 40 СНиП 2.04.03-85 [1].

г×БПКповн/(г×год).

Загальний період аерації в аеротенках, які працюють за принципом змішувачів, визначають так:

= = 1,92 = 11,08 год.

Навантаження на мул розраховуємо за формулою

= 19, 7 мг×БПК_повн/(г×доба).

Термін окислення органічних речовин

= 2,33 год.

Так як СНИП рекомендує для вторинних відстійників з мулососами приймати не менш як 0,3, тому приймаємо = 0,3.

Дозу мулу в регенераторі розраховуємо так

= 1,8 = 4,08 г/дм³.

Період обробки води в аеротенку

= = 1,87×1,23 = 2,29 год.

Період регенерації

2,33 – 2,29 = 0,04 год.

Тобто регенерація непотрібна для визначених умов біологічного очищення.

Місткість аеротенку

= 2,29(1+0,3)373= 1119 м³.

Місткість регенератору

= 0,04×0,3×373 = 4,476 м³.

Отриманий результат є незадовільним тому що об’єм регенератору за розрахунком значно менш за фактичний.

 

 

3.4. Розрахунки ерліфтів для циркуляції активного мулу в системі “аеротенк — вторинний відстійник — регенератор”

 

Для циркуляції активного мулу між аеротенками і вторинними відстійниками можна замість насосів використовувати повітряні підйомники — ерліфти. Їхні переваги — простота конструкції й надійність роботи, відсутність частин, що рухаються; недоліки — низький ККД, необхідність заглиблення приймалень камер ерліфтів. Ефективність роботи ерліфта залежить від величини відносного занурення [2]:

k, (3.1)

де h — глибина занурення ерліфта (від рівня в камері до місця підведення повітря) м, Н — висота підйому рідини (від її рівня в камері до зливального отвору) м. Коефіцієнт k рекомендується приймати 0,5—0,6.

Питома витрата стисненого повітря на одиниці об'єму рідини, що підкачується, залежить від відношення L / H і визначається з наступної розрахункової залежності [3]:

, (3.2)

де L = H + h — довжина ерліфта, м; Q — розхід повітря, м³/с, q — розхід рідини, м³/с.

Ця залежність спостерігається тільки при H < 5 м і відношенні .

Мінімальний тиск стисненого повітря, Па, що підводиться до ерліфту, може бути прийнятий за формулою

, (3.3)

де h — глибина занурення ерліфта, м; g — об'ємна маса рідини, що відкачується, т/м³.

Швидкість плину рідини на вході у ерліфт звичайно дорівнює 1,2 — 2 м/с, а швидкість руху водоповітряної суміші у вихідного отвору не слід приймати більше 6 — 7 м/с. Швидкість руху стисненого повітря в трубопроводі, що підводить повітря, приймається 10 — 20 м/с залежно від тиску.

Діаметр і число отворів повітророзподільних пристроїв визначають, виходячи зі швидкості проходження повітря через отвори, рівної 2 — 3 м/с. Розрахункове число отворів з обліком можливого їхнього засмічення збільшують на 20 — 30 %.

КПД ерліфта визначається за формулою [2,3]

, (3.4)

де — тиск перед ерліфтом, Па; — атмосферний тиск, Па.

На подачу ерліфта впливає також конструкція його деталей. Так, наприклад, досвід показав, що доцільніше приймати трубопроводи зливу із плавним закругленням.

Недоліком цієї методики є незалежність витрати повітря від висоти підйому рідини. В довіднику рекомендується для невеликої висоти підйому рідини приймати питому витрату повітря від 1 до 2,5 м³/м³.