Продолжительность отстаивания СВ в покое в зависимости от эффекта осветления

Табл. №6

Эффект осветления, %

Продолжительность отстаивания взвешенных веществ в цилиндре глубиной 500 мм

Для коагулирующих (n=0,24)

Для мелкодисперсных минеральных взвесей плотностью 2-3 г/см³ (n=4)

Для структурных тяжёлых плотностью 5-6 г/см³(n=6)

Концентрация, мг/л

Продолжительность отстаивания взвешенных веществ была выбрана равной t=360 мм.

Значения вертикальной составляющей скорости движения воды в отстойнике

Табл. №7

v, мм/с
, мм/с		0,05	0,1	0,5

Вертикальная составляющая скорости движения воды в отстойнике была выбрана в соответствии со скорость v = 10 мм/с, то есть .

Значения

Табл. №8

Высота отстойника H, м	для отстойников
радиальных	горизонтальных
	-	-
1,15	1,08	1,11
2,0	1,16	1,19
3,0	1,29	1,32
4,0	1,38	1,41
5,0	1,46	1,50

При высоте отстойника равной Н=3 м, .

После определения R радиальных отстойников уточняется значение v:

Выбираем первичный радиальный отстойник с периферийным выпуском СВ диаметром 18м и рабочим объёмом 790м³.

Вторичные отстойники.

Вторичные отстойники служат для задерживания вторичного ила, поступающего вместе с очищенной водой из аэротенков, или для задерживания биологической плёнки, поступающей с водой для биофильтров.

1. Рабочая глубина отстойника определяется по формуле:

где v - скорость движения воды, м/с;

t - продолжительность отстаивания, ч;

2. Общий объём проточной части всех отстойников:

W- общий объём проточной части всех отстойников, м;

Q - расход воды, м³/сут.

3. Полезная площадь отстойника:

Продолжительность отстаивания сточной жидкости и максимальна? скорость движения жидкости во вторичных отстойниках принимаются в зависимости от назначения отстойника.

Диаметр отстойника, м	Гидравлическая глубина отстойника, м	Глубина зоны отстаивания, м	Высота иловой зоны, м	Диаметр трубопровода	Объём зоны	Расчётная пропускная способность, м³/ч, при Т = 1,5 ч.
подводящего	отводящего	иловой	отстойной
	3,7	3,1	0,6
	3,7	3,1	0,6
	3,7	3,1	0,6
	4,35	3,65	0,7
	5,3	4,6	0,7

Характеристика выбираемого отстойника:

Диаметр отстойника 40 м

Гидравлическая глубина отстойника 4,35 м

Глубина зоны отстаивания 3,65 м

Высота иловой зоны 0,7 м

Диаметр трубопровода:

подводящего – 2000

отводящего – 1200

Объём зоны:

иловой – 315 м

отстойной – 4580 м

Расчётная пропускная способность, м³/ч, при Т = 1,5 ч. – 3053 м³/ч

Аэротенки

Основным биоокислителем в составе очистных сооружений является аэротенк.

По структуре потоков различают:

· Аэротенки-вытеснители, в которые СВ и возвратный ил впускаются сосредоточенно с одной из торцовых сторон аэротенка и выходят так же сосредоточенно с другой торцевой стороны сооружения;

· Аэротенки-смесители, в которых подвод и отвод СВ и ила осуществляется равномерно вдоль длинных сторон коридора аэротенка; при этом считается, что происходит полное смешение поступающей СВ с находящейся в аэротенке;

· Аэротенки с ассредоточенной подачей СВ, в которых последняя подводится в нескольких точках по длине аэротенка.

В табл. №9 представлены параметры аэротенков с нелинейно рассредоточенной подачей СВ.

Расчётные параметры аэротенков с нелинейно рассредоточенной подачей СВ

Табл. №9

Условие обозначения типа аэротенков	Ширина коридора, м	Рабочая глубина, м	Пределы измерения габаритов одной секции	Оптимальные пределы пименимости
Длины, м	Рабочего объёма, м	Число секций, шт.	Пропускная способность очистной станции, тыс. м³/с
ЛНР – 2-6, 0-4,4		4,4	36-78	1900-4120	3-6	25-70
АНР – 4-6, 0-4,4		4,4	90-120	9500-12660	3-6	100-280
АНР – 2-9, 0-4,4		4,4	36-90	2850-7120	3-6	35-140
АНР – 4-9, 0-4,4		4,4	90-120	14250-19000	3-6	140-280 и более
АНР – 4-9, 0-5,0			90-120	16200-21600	3-6	140-280 и более
АНР (-м) – 12,4,4		4,4	36-72	1900-3800	3-6	25-50

2.4.1. Обобщённый метод расчёта аэротенков

Продолжительность аэрации в аэротенках (t, ч) всех типов определяется по формуле:

где

– БПК_полн поступающей в аэротенк и очищенной в нём СВ, мг/л;

a – доза ила по сухому веществу, г/л;

– зольность ила, выраженная в долях идиницы;

ρ– скорость окисления, в мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в 1 г.

Рабочий объём аэротенка

где

Q – расчётный расход сточных вод, м³/сут.

Исходя из расчёта продолжительности аэрации в аэротенках (t, ч) и рабочего объёма аэротенка выберем аэротенк по табл. №9 марки ЛНР – 2-6-0-4,4.

Дозу ила рекомендуется принимать тем больше, чем выше исходная БПК_полн. При значении величина а принимается равной 1,2 г/л, при а = 1,5 г/л, а при а = 1,8 г/л, а при а = 1,8-3,0 г/л. В аэротенках с полной минерализацией ила а = 5 г/л.

Зольность ила в аэротенках принимается равной 0,3, а при условии полной минерализации ила 0, 35.

Среднюю расчётную скорость окисления принимают по табл. №10.

Значения , мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества в 1 г (при а > 1,8 г/л)

Табл. №10

, мг/л При

50 и более

500 и более

Для промежуточных величин значения определяются путём интерполяции.

Удельный расход воздуха (D, м³/м³) при очистке в аэротенках определяют отношением расхода кислорода, требующего для обработки 1 м³ подаваемого воздуха:

где

z – удельный расход кислорода мг/мг снятой БПК_полн;

– коэффициент учёта типа аэратора, определяемый по таблице №11. ;

– коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора и определяемый по таблице 12.

– коэффициент для учёта температуры СВ, определяемый по формуле

Т – среднемесячная температура СВ за летний период, ;

– коэффициент, зависящий от свойства СВ, принимаемой равным 0,7-0,85;

С_р – растворимость кислорода в зависимости от глубины слоя воды h над аэратором, мг/л;

С_т- растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры по таблицам растворимости, мг/л;

С – допустимая минимальная концентрация растворённого кислорода в аэротенке, мг/л.

Величина z (мг/мг) принимается равной:

- для полной очистки – 1,1;

- для неполной очистки – 0,9;

- для аэротенков с полной минерализацией ила 2,2.

Коэффициент k₁ учитывает условия массопередачи кислорода из воздуха в СВ в зависимости от вида аэрации, а так же отношения площади аэрируемой зоны f к площади аэротенка F.

Величина f принимается по площади, занимаемой аэротенками.

Значения коэффициента k₁ и интенсивности аэрацииI_макс, м³/ (м³*ч)

табл. №11

Показатель При f/F

0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,75 1,0

k₁ 1,34 1,47 1,68 1,89 1,94 2,13 2,3

I_макс, м³/ (м³*ч)

Значения коэффициента k₁ и интенсивности аэрацииI_мин, м³/ (м³*ч)

табл. №12

Показатель При h, м

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

k₂ 0,4 0,46 0,6 0,8 0,9 1,0 2,08 2,52 2,92 3,7

I_мин, м³/ (м³*ч) 48,00 42,00 38,0 32,0 28,0 24,00 4,00 3,50 3,00 2,5

По найденным значения D и t определяется интенсивность аэрации

,

где

H – рабочая глубина аэротенка, м.

Определение прироста ила (Пр, мг/л) в эаротенках всех систем производится по формуле:

где

– содержание взвешенных веществ в воде, поступающей в аэротенки, мг/л.

2.5. Расчёт илоуплотнителей

Осаждающийся во вторичных отстойниках активный ил имеет высокую влажность (99,2-99,5%). Основная часть этого ила поступает на регенерацию и снова подаётся в аэротенк (является основным биоокислителем в составе очистных сооружений); этот ил называют рециркуляционным. Так как в результате деятельности микроорганизмов масса активного ила непрерывно увеличивается, то образуется так называемый избыточный активный ил, который отделяется от рекурциляционного и направляется на дальнейшую переработку.

Направлять на дальнейшую переработку (например, в метантенки - устройства для анаэробного брожения жидких органических отходов с получением метана) огромную массу избыточного активного ила с высокой влажностью нерентабельно, поэтому его предварительно уплотняют. Применяемые для этого сооружения называются илоуплотнителями. Устройство илоуплотнителей на современных станциях аэрации обязательно. Илоуплотнители предназначаются для предварительного уплотнения

избыточного ила перед подачей его из вторичных отстойников в метантенки.

В качестве илоуплотнителей используются вертикальные отстойники.

Прирост активного ила зависит от содержания в очищаемой воде растворенных и нерастворённых (преимущественно органических) веществ и от эффективности работы первичных отстойников. Чем лучше работают первичные отстойники, тем меньше образуется излишков активного ила.

Содержание избыточного активного ила:

где

α – коэффициент, принимаемый равным при работе аэротенков на полную очистку 1,25-1,35 (в среднем 1,3).

В – вынос взвешенных веществ из первичных отстойников, мг/л;

в – вынос активного ила из вторичных отстойников, мг/л.

Прирост активного ила колеблется в течение года, уменьшаясь в летние месяцы. Максимальное его содержание (Р_макс, мг/л):

,

где

k – коэффициент месячной неравномерности прироста ила, равный 1,15 – 1,2.

Расчёт илоуплотнителей ведётся на максимальной часовой приток избыточного активного ила, м³/г:

где

Р_макс – содержание избыточного активного ила, г/м³;

Q – расход сточных вод, м³/сут;

с – концентрация уплотнённого избыточного активного ила, г/м³.

Высота проточной части (отстойной) илоуплотнителя, м:

,

где

v – скорость движения жидкости, мм/с;

t – продолжительность уплотнения, ч.

При этом значения концентрации избыточного активного ила, продолжительность отстаивания, скорость движения жидкости в отстоянной зоне принимаются по данным таблицы №1.

Характеристика избыточного ила Влажность уплотнённого ила, % продолжительность отстаивания, ч Скорость движения жидкости в отстоянной зоне вертикального илоуплотнителя, мм/с

Тип илоуплотнителей

Вертикальный радиальный вертикальный радиальный

Активный ил из аэротенков, работающих на полную биологическую очистку: а) иловая смесь из аэротенков с концентрацией 1,5 – 3, г/л ___ 97,3 ___ 5 – 8 ___

б) активный ил из вторичных отстойников с концентрацией 3,5 – 6,5 г/л 97,3 10 - 12 9 - 11 Не более 0,1

в) то же, с концентрацией 7 – 9 г/л 97,3 14 - 16 11 - 14 Не более 0,1

Иловая смесь из аэротенков, работающих на неполную биологическую очистку, с концентрацией 1,5 – 2,5 г/л Не более 0,2

Основные данные для расчёта илоуплотнителей таблица№13

Полезная площадь поперечного сечения илоуплотнителя:

где

q_ж - максимальное количество жидкости, м³/ч, отделяемой в процессе уплотнения ила;

P₁ – влажность поступающего ила, равная 99,2%;

P₂ – влажность уплотнённого ила, равная при полной очистке 98% и при неполной очистке 95%.

Площадь поперечного сечения центральной трубы, м²:

где

v_тр – скорость движения жидкости в вертикальной трубе, равная 0,1 м/с.

Общая площадь илоуплотнителя, м²:

Диаметр илоуплотнителя, м:

где

n – число илоуплотнителей.

Минимальное число илоуплотнителей принимают n=2, наибольший диаметр илоуплотнителя D=10 м.

В нашем случае число илоуплотнителей n=4, D=7,3 м

Заключение

В результате выполнения курсового проекта была рассмотрена и принята технологическая схема внеплощадной очистки производственных сточных вод. Так же в ходе работы были рассчитаны и выбраны основные параметры аэротенка, а так же посчитаны параметры решёток (принята ширина прозоров в решётках 0,16 мм), песколовок, первичных отстойников, вторичных отстойников и иллоуплотнителей.

В соответствии с этими расчётами была принята модель аэротенка ЛНР – 2-6,0-4,4. У этого типа аэротенка ширина коридора составляет 6 м, рабочая глубина 4,4 м, пределы измерения габаритов одной секции по длине 78 м, рабочий объём 4120 м³. Число секций может составлять от 4 штуки, припускная способность очисткой станции составляет от 70 тыс. м³/с.

Список литературы

1. Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. Учебник для вузов. – М.: Лесн. пром-сть, 1989. – 496 с.

2. Елкин В.А., Брызгалов Л.И.. Материальные расчёты и подбор оборудования по очистке сточных вод гидролизных предприятий. Ленинград: Изд.№103, 1981. – 53 с.

3. http://bobych.ru/referat/97/27001/1.html

4. Елкин В.А. и др. Оборудование и проектирование предприятий гидролизной и лесохимической промышленности. - М., 1991. - 310 с