Объем биокоагулятора определяется по формуле (64)
м3,
| где tбиок | – | продолжительность аэрации с избыточным активным илом или биологической пленкой, согласно [16, п. 6.116; 1], tбиок = 20 мин = 0,33 ч. |
Общий объем первичных отстойников с биокоагуляторами будет равен
,
| где W1 | – | объем принятого ранее типового первичного отстойника диаметром 18,0 м, W1 = 788,0 м3; |
| N | – | число ранее принятых первичных радиальных отстойников, N = 4. |
м3.
Общая площадь всех отстойников с биокоагуляторами определяется по формуле (65):
м2,
| где Нset | – | глубина проточной части, м, типового первичного отстойника, диаметром 18,0 м. |
Диаметр отстойника с биокоагулятором определяется по формуле:
, (66)
где Nотс с биок – число отстойников с биокоагуляторами.
Диаметр отстойника с биокоагулятором при Nотс. с биок. = 4 шт. определяется
м.
Принимаем типовой радиальный отстойник диаметром 24 м в количестве 4 шт. со встроенным биокоагулятором (рис. 12).
Рис. 12. Радиальный отстойник с биокоагулятором:
1 – подача исходной воды; 2 – отвод осветленной воды; 3 – отвод осадка; 4 – зона биокоагуляции; 5 – зона отстаивания воды; 6 – подача воздуха; 7 – подача активного ила или биологической пленки
Диаметр встроенного биокоагулятора определяется в следующей последовательности
м.
Аналогично вышеприведенному расчету производятся расчеты по определению параметров преаэратора встроенного в радиальный или вертикальный отстойник.
Расчет сооружений биологической очистки сточных вод
Очистка сточных вод биологическими методами заключается в окислении органических загрязнений при помощи микроорганизмов и, в основном, применяется для очищения хозяйственно-бытовых и, приближенных к ним по составу, производственных сточных вод. Основные загрязнения, содержащиеся в сточных водах – это БПК (биохимическое потребление кислорода), ХПК (химическое потребление кислорода), взвешенные вещества, соединения азота и соединения фосфора. Все эти загрязнения есть не что иное, как питательные вещества, необходимые для размножения и жизнедеятельности микроорганизмов.
Биологическая очистка осуществляется как в естественных, так и в искусственно созданных условиях. Наиболее распространенным является метод биологической очистки в искусственно созданных условиях. Он осуществляется в специальных сооружениях аэротенках и биофильтрах.
Биологическую очистку называют полной, если БПКполн очищенной воды составляет менее 20 мг/л, и неполной при БПКполн более 20 мг/л.
Биофильтры
Биофильтры допускается применять как основные сооружения биологической очистки от органических загрязнений при одноступенчатой схеме или в качестве одной или нескольких ступеней для очистки от органических загрязнений и/или аммонийного азота при многоступенчатой схеме очистки [1, п. 9.2.6.1].
Биологический фильтр – сооружение, в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биологической пленкой, образованной колониями микроорганизмов.
Рис. 13. Схема биологического фильтра:
1 – фильтрующая загрузка; 2 – водораспределительное устройство; 3 – дренажное устройство; 4 – подача воздуха; 5 – отвод сточной воды после биофильтра на вторичные отстойники
Биофильтр состоит из следующих основных частей:
| а) | фильтрующей загрузки (тело фильтра) из шлака, гравия, керамзита, щебня, пластмасс, асбестоцемента, помещенной в резервуаре с водопроницаемыми стенками; |
| б) | водораспределительного устройства, обеспечивающего равномерное с небольшими интервалами орошение сточной водой поверхности загрузки биофильтра; |
| в) | дренажного устройства для удаления профильтровавшейся воды; |
| г) | воздухораспределительного устройства, с помощью которого поступает необходимый для окислительного процесса воздух. |
По режиму работы биофильтры делятся на биофильтры работающие с рециркуляцией и без нее:
– биофильтр с объемной (зернистой) загрузкой принимается с рециркуляцией если Len > 300 мг/л, [16, п. 6.132];
– биофильтр с плоскостной загрузкой принимается с рециркуляцией если Len >250 мг/л, [16, п. 6.137].
По пропускной способности биофильтры бывают малой пропускной способности (капельные) и большой пропускной способности (высоко-нагружаемые).
По конструктивным особенностям загрузочного материала бывают биофильтры с объемной (зернистой) загрузкой и с плоскостной загрузкой [1, п. 9.2.6.3].
В данном примере рассмотрим расчет высоконагружаемого биофильтра с рециркуляцией и без нее, с объемной и плоскостной загрузками.
Концентрация загрязнений по БПКполн отстоянной воды, прошедшей механическую очистку, Len, мг/л, снижается:
– на 15–20 % при отсутствии преаэраторов и биокоагуляторов;
– на 20–25 % при наличии преаэраторов, совмещенных с первичными отстойниками;
– на 30–35 % в схемах с биокоагуляторами перед первичными отстойниками.
Для определения БПКполн после механической очистки воспользуемся формулой:
Len = Lср.БПК · (1 – Э), (67)
| где Э | – | эффект очистки по БПКполн после первичных отстойников в долях от единицы. При содержании взвешенных веществ в исходной воде более 300 мг/л рекомендуется применять преаэраторы [4, с. 124]. Если имеется в схеме преаэратор, то Э = 0,25, при наличии в схеме биокоагулятора Э = 0,3, при их отсутствии Э = 0,2; |
| Lср.БПК | – | концентрация БПКполн в смеси бытовых и производственных сточных вод, мг/л. |
Так как БПКполн в смеси бытовых и производственных сточных вод в нашем примере превышает 500 мг/л (допустимое значение для одноступенчатой биологической очистки), то в схеме механической очистки целесообразно принять биокоагулятор, имеющий совместно с первичными отстойниками, эффект очистки по БПКполн = 30–35 %.
Примем Э = 0,3, тогда
Len = 610 · (1 – 0,3) = 427 мг/л.