Биологические пруды предназначены для окончательной биологической очистки и для доочистки сточных вод в комплексе с другими очистными сооружениями. Различают пруды с естественной и искусственной аэрацией. Аэрирование сточных вод в прудах с искусственной аэрацией осуществляется с помощью пневматических, механических или комбинированных аэраторов.
Принимаем к проектированию 2 ступени биологических прудов с искусственной аэрацией вод при помощи механических аэраторов,установленных на понтонах. Схема аэрируемых прудов показана на рис. 7.10.
Рис. 7.10 Схема биологических прудов
1-подача сточной воды; 2 – секции пруда; 3-валики; 4-перепускные лотки; 5-запасные выпуски из биопрудов; 6-отводные каналы
Время пребывания воды в прудах определяется по формуле:
где kd – динамическая константа скорости потребления кислорода:
где - коэффициент, зависящий от скорости движения воды в пруде, создаваемой аэрируемыми устройствами (при скорости более 0,05м/с =7).
N – число последовательных ступеней пруда.
Len – БПК воды, поступающей в данную ступень прудов
Lfin – остаточная БПК, принимаем 1мг/л
k – константа скорости потребления кислорода (для 1 ступени 0,07, для 2 ступени 0,06), определяемая по формуле (при температуре воды от5 до 300С):
Для 1 ступени:
Для 2 ступени (назначаем эффект очистки в первой ступени 40%):
Объем 1 ступени пруда: W1=129300·0,59=76287м3
Объем 2 ступени пруда: W2=129300·0,92=118956м3
Принимаем глубину 1 ступени пруда 2м, 2 ступени – 4,3м, тогда площадь 1 ступени составит 76287/2=38144м2, 2 ступени – 118956/4,3=27664м2. Принимаем размеры 1 ступени в плане 143×267м, 2 ступени - 103×269м.
Принимаем к проектированию в качестве аэрирующего устройства дисковый механический аэратор поверхностного типа с характеристиками: диаметр 1м, производительность по кислороду Qa=9,58кг/ч, количество лопастей – 12, мощность 3,4кВт, высота лопасти 13см, длина лопасти 21см.
Назначаем глубину погружения аэратора 0,1м, тогда растворимость кислорода в воде составит:
Количество аэраторов для каждой ступени определяем по формуле:
Len – БПК воды, поступающей в данную ступень прудов, мг/л;
Leх – БПК воды, выходящей из данной ступени прудов, мг/л;
W – объем данной ступени прудов, м3;
Z – удельный расход кислорода, мг/мг снятой БПКПОЛН (при полной очистке Z=1,1 мг/мг);
n1 – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод;
n2 – коэффициент качества сточных вод (для городских сточных вод n2=0,85);
Cex – требуемая концентрация кислорода в воде, выходящей из пруда (принимается не менее 1-2мг/л). Назначаем Cex=2мг/л.
Принимаем к проектированию два параллельно работающих биологических пруда по 2 ступени в каждом.