В зависимости от требуемой величины очищенных вод по БПК5 определяют критериальный комплекс η. Значение БПКполн в воде после биофильтров принимают 15 мг/л (что соответствует БПК5 = 9,1 мг/л [1, табл. 19, прим. 4]). Значение критериального комплекса для бытовых сточных вод принимают в зависимости от БПК5 по таблице 16 [6, табл. 12.5]; η = 3,3.
Таблица 16
Определение критериального комплекса η
| Lex | h | Lex | h |
| 3,30 | 1,60 | ||
| 2,60 | 1,45 | ||
| 2,25 | 1,30 | ||
| 2,00 | 1,20 | ||
| 1,75 |
По заданной величине среднезимней температуры сточных вод определяют значение KT по формуле
(80)
или принимают интерполяцией по нижеприведенным данным.
| Т, °С | |||||||||||||
| KT | 0,115 | 0,120 | 0,126 | 0,132 | 0,138 | 0,145 | 0,151 | 0,158 | 0,166 | 0,174 | 0,183 | 0,19 | 0,20 |
Так для условий нашего примера, для Tw = 14,0 °С KT = 0,151.
Высота слоя загрузки H принимается в пределах 3–4 м. Принимаем H = 4,0 м [16, п. 6.138].
Для условий нашего примера принимаем загрузку «Тракпор».
Определяется величина пористости загрузки P исходя из конструктивных размеров по паспорту завода-изготовителя. Так по [16, п. 6.138] P = 93–96 %, а по [6, табл. 12.1] для загрузки «Тракпор» P = 94 %, удельная поверхность Sуд = 187 м2/м3 загрузки, плотность ρ = 48 кг/м3.
Значение удельной массы органических загрязнений по БПК5, поступающей в сутки на единицу поверхности загрузочного материала биофильтра Mуд, г/м2·сут, определяем по формуле
г/м2·сут. (81)
Значение величины удельной допустимой гидравлической нагрузки определяется по формуле
, м3/м3×сут, (82)
| где La | – | допустимая концентрация органических загрязнений по БПК5 в сточной воде, поступающей на биофильтры. По [16, п. 6.137] эта величина по БПКполн должна быть не более 250 мг/л. |
, (83)
| где кп | – | коэффициент пересчета из БПКполн в БПК5, для осветленной воды составляет кп = 1/1,2 = 0,833 [1, табл. 19, прим. 4]. |
мг/л,
м3/м3×сут
Объем загрузки определяется по формуле
, м3, (84)
| где Kрец | – | коэффициент рециркуляции, определяется по формуле (68) |
,
| где Len | – | концентрация сточных вод по БПК20, в нашем примере Len =427 мг/л; |
| Lmin | – | допустимая на биофильтры концентрация сточных вод по БПК20, Lmin = 250 мг/л; |
| Lex | – | концентрация по БПК20 в сточных водах после биофильтра, Lex = 15 мг/л. |
м3.
Число биофильтров определяется по формуле
шт. (85)
| где F1 | – | площадь биофильтра, м2, принимаем по табл. 15. |
шт.
При условии оптимальной эксплуатации биофильтров принимаем число биофильтров N=4 шт., тогда высота слоя загрузки составит
м.
Размер здания в осях 24´42 м, общее число зданий 2.
Дальнейший расчет производится по формулам (73)–(79).
Приток сточной воды qприт, м3/с, в бак вычисляется по формуле
м3/с = 155 л/с.
Минимальный расход qmin, л/с, из бака:
qmin = 1,5 · 155 = 232,5 л/с = 13950 л/мин.
Диаметр спрыска спринклера и их количество определяется с учетом обеспечения равномерного распределения подачи воды по площади биофильтра и времени наполнения и опорожнения распределительного бака (7–10 мин).
Принимаем диаметр спрыска dспр = 25 мм.
При минимальном напоре Нmin = 0,5 м минимальный расход спрыска qmin cпр = 64 л/мин. При максимальном напоре Нmax = 1,5 м максимальный расход спрыска qmax спр = 115 л/мин.
Определяем средний расход воды qср спр, л/мин, из спринклера
л/мин = 1,64 л/с.
Рассчитываем число спринклерных головок nспр, шт.
шт.
время опорожнения бака должно быть 1–5 минут. Принимаем tоп = 3 мин, тогда емкость бака Wб, м3:
л = 36,454 м3.
Время наполнения бака tнап, мин, рассчитываем по формуле
мин.
Продолжительность цикла tцикл, мин, составит
tцикл = 3 + 4 = 7 мин.
Аэротенки
Аэротенк – это резервуар, в котором медленно движется смесь активного ила и очищаемой воды, предназначенный для биологической очистки сточных вод. Для лучшего и непрерывного контакта, вода и ил постоянно перемешиваются путем подачи сжатого воздуха или с помощью специальных устройств.
Активный ил – это биоценоз микроорганизмов-минерализаторов, способных сорбировать на своей поверхности и окислять в присутствии кислорода органические вещества сточной жидкости. Эффект очистки в аэротенке, качество и окислительная способность активного ила определяются составом и свойством сточных вод, гидродинамическими условиями перемешивания, температурой и активной реакцией среды, наличием элементов питания и другими факторами.
В сточной воде содержится достаточно много биогенных элементов. К наиболее важным относятся азот, фосфор и сера. Попадая в водоемы, биогенные элементы способствуют развитию условий, угнетающих отдельные виды гидробионтов, организмов, постоянно обитающих в водной среде, а в некоторых случаях вызывают их гибель.
Поступление большого количества азота и фосфора в водные объекты приводит к их эвтрофированию – насыщению водоемов биогенными элементами, сопровождающееся ростом биологической продуктивности водных бассейнов, что приводит к ухудшению качества воды водоема и его «цветению».
Для удаления соединений азота и фосфора в аэротенках следует предусматривать специальные мероприятия [1, пп. 9.2.7.5 и 9.2.7.7], а именно организации аэробных, аноксидных и анаэробных зон.
В данной главе мы рассмотрим расчет аэротенков без удаления биогенных элементов и с их удалением.