Класифікація аеротенків. Основи розрахунку і конструювання.

В зависимости от способа ввода сточных вод и активного ила, метода аэрации и ком­поновки аэрационных сооружений со вторичными отстойниками различают следую­щие типы аэротенков.

Аэротенки-смесители характеризуются равномерной подачей До длине сооружения исходной воды и активного ила и равномер­ным отводом иловой смеси. Полное смеше­ние в них сточных вод с иловой смесью обеспечивает выравнивание концентраций ила и скоростей процесса биохимического окисления, поэтому аэротенки-смесители более приспособлены для очистки концен­трированных производственных сточных вод (БПКполн до 1000 мг/л) при резких колеба­ниях их расхода, состава и количества загрязнений.

Аэротенки-вытеснители имеют сосредо­точенный впуск исходной воды и циркуля­ционного ила в начале сооружения и отвод иловой смеси в конце его. Повышенная концентрация загрязнений в начале сооружения обеспечивает увеличение скорости их окисления, что несколько сокращает общий период аэрации, но изменение состава воды по длине аэротенка затрудняет адаптацию ила и снижает его активность. В связи с этим аэротенки-вытеснители применяют для очистки сравнительно слабо загрязненных городских и подобных им производственных вод (БПК _ПОЛН до 500 мг/л).

Разновидностью аэротенков-вытеснителей является секционированный аэротенк, в котором для предотвращения возвратного движения воды коридоры сооружения раз­делены поперечными перегородками на пять-шесть последовательно проточных сек­ций (ячеек). Секционирование оказывается целесообразным при длине коридоров в аэротенках менее 60—80 м.

Аэротенки с рассредоточенным впуском сточной воды занимают промежуточное положение между смесителями и вытеснителями; их применяют для очистки смесей промышленных и городских сточных вод.

Двухступенчатая схема очистки, состоя­щая из аэротенков со вторичными отстой­никами после каждой ступени, применяется для очистки концентрированных сточных вод (БПКполн более 1000 мг/л) или вод, содержащих трудноокисляемые примеси. Для первой ступени целесообразно исполь­зовать аэротенки-смесители, для второй — вытеснители.

Аэротенки можно компоновать с отдель­но стоящими вторичными отстойниками или объединять в блок при прямоугольной фор­ме обоих сооружений в плане. Наиболее компактны комбинированные сооружения — аэротенки-отстойники. За рубежом этот тип сооружения круглой в плане формы с меха­ническими аэраторами получил название аэроакселатора.

 

 

Совмещение аэротенка с отстойником позволяет увеличить рециркуляцию иловой смеси без применения специальных насосных станций, улучшить кислородный режим в отстойнике и повысить дозу ила до 3—5 г/л, соответственно увеличив окислительную мощность сооружения.

Обобщенный метод расчета аэротенков

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

, где L_а и L_t — БПКполн поступающей в аэротенк и очищенной в нем сточной воды, мг/л; а — доза ила по сухому веществу, г/л; З_и—зольность ила, выраженная в долях единицы;  — скорость окисления, в мг БПКполн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч. Рабочий объем аэротенка: , где Q — расчетный расход воды, м³/сутки.

За расчетный расход принимают среднечасовой приток в течение су­ток, если коэффициент K_общ  Если K_общ >1,25, то подсчитывается среднечасовой приток за период, равный продолжительности аэрации в часы максимального поступления воды в аэротенки.

При проектировании аэротенков с регенераторами подсчитывают раздельно время, необходимое для очистки воды tаэр, ч, общее окисления загрязнений t₀, ч, и по разнице этих величин — время пребывания ила в регенераторе для окончания окислительных процессов переработки загрязнений t_рег, ч.

Расчитывают по ф-ле:

; ; t_рег = t₀ - t_аэр

а_аэр и а_рег – дозы ила соответственно в аэротенке и регенераторе, г/л;

- доля расхода циркуляционного ила от расчетного расхода СВ.

Объем сооружения:

W_аэр = t_аэр(Q+q); W_рег = t_регq; W = W_аэр+W_рег,

где W_аэр и W_рег – объем соответственно аэротенка и регенератора, м³; W – общий объем с-мы.

 

 

 

Удельный расход воздуха (м³/м³ ) определяется отношением расхода кислорода, требующегося для обработки 1 м³ воды, к расходу используемого кислорода с 1 м³ подаваемого воздуха:

; ;  (П_р = 0,8В + 0,3L_a, (прирост акт. ила))

где z – удельный расход кислорода, мг/мг снятой БПК_полн; k₁ – коэф. учета типа аэратора; k₂ – коэф., зависящий от глубины погружения аэратора; n₁ – коэф. учета температуры СВ: n₁ = 1+0,02(Т-20); Т – среднемесячная температура СВ за летний период, ⁰С; n₂ – коэф. качества воды; С_р – растворимость кислорода воздуха в зависимости от глубины слоя воды над аэратором; С_Т – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и давления, мг/л; С – допустимая минимальная концентрация кислорода в аэротенке, мг/л; В – содержание взвешенных веществ в воде, поступающей на аэротенки, мг/л; В – содержание взвешенных веществ в воде, поступающей на аэротенки, мг/л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22.Технологічні схеми і споруди для обробки осаду і активного мулу на ОС водовідведення.

Після механічної та біологічної очистки СВ на станціях водовідведення утворюється осад в розмірі до 1% від загальної витрати СВ. Вологість осаду міських СВ складає 92…96%. При цьому 65…75% становлять речовини органічного походження і 25…30% - мінерального. Переважний органічний склад та високе БСК осаду (до 10000 мг/л). обумовлюють використання анаеробного біологічного очищення. Для обробки осаду застосовують: септики (витр.СВ до 25 м³/доб); двох’ярусні відстійники (до 3000 м³/доб); метантенки (більше 5000 м³/доб); аеробна стабілізація осаду (на всі діапазони); мулові майданчики для зневоднення осаду. Аэробная стабилизация осадков осуще­ствляется в открытых сооружениях типа аэротенков (стабилизаторах). Основными расчетными параметрами процесса являют­ся продолжительность стабилизации и расход воздуха. Продолжительность стабилизации t₂₀ из­быточного активного ила городских и близ­ких по составу промышленных сточных вод при расчетной температуре 20°С определя­ют по формуле:

t₂₀=1+5L

где L — нагрузка на аэротенк, г БПК/г ила в I сут.

При другой расчетной температуре про­должительность стабилизации t_T вычисляют по формуле:

t_T = t₂₀*1.08^(T-20)

где Т — расчетная температура, °С.

При стабилизации смеси избыточного ила с сырым осадком из первичных отстойников продолжительность стабилизации t_с опреде­ляется по формуле:

t_с = t_и (1+0,5B),

где — t_и продолжительность стабилизации ила определяемая по формуле; В — соотношение по массе количества осадка из первичных от­стойников к количеству избыточного активного ила. Удельный расход кислорода q_c в этом случае составит:

, где q — удельный расход кислорода при стабили­зации активного ила.

Процесс аэробной стабилизации может осуществляться по нескольким технологиче­ским схемам.

 

 

Для очистных сооружений без первичных отстойников рекомендуется применять схему 1, в соответствий с которой избыточный активный ил, образующийся в результате очистки неотстоенной сточной воды, поступает в стабилизатор или непосредственно из вторичного отстойника (схема 1а), или после предварительног о сгущения в илоуплотнтеле (схема 1б). При использовании схемы 2 осадок из первичных отстойников может подаваться в стабилизатор или сбраживаться в метантенках. Этот вариант наиболее целесообразен при расширении очистных сооружений.

1-подача СВ; 2-решетка, песколовка; 3-первичный отстойник; 4-аэротенк; 5-вторичный отстойник; 6-очищенный сток; 7-избыточный активный ил; 8-стабилизатор; 9-иловая вода; 10-уплотнитель; 11-осадок из первичного отстойника; 12-метантенк; 13-стабилизированный осадок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вторичные отстойники служат для задержания активного ила, пос-тупающего вместе с очищенной водой из аэротенков, или для зад-ержания биолог пленки, поступающей с водой из биофильтров.

Вторичные отстойники бывают вертикальными, горизонтальными и радиальными. Для очистных станций небольшой пропускной способ-ности обычно применяют вертикальные, а для больших и средних станций — горизонтальные и радиальные вторичные отстойники.

Вертикальные вторичные отстойники конструктивно не отличаются от первичных отстойников, но имеют меньшую высоту.

Расчет вертикальных отстойников состоит в определении их глубины и диаметра по заданным скоростям движения воды V и продолжительности отстаивания t, от которых зависит эффект задержания ила.

Расчет вертикального отстойника производится по общеизвестным формулам:

; ; .                                                                 

Здесь h— рабочая глубина отстойника, м; V — скорость движения воды, м/с; t — продолжительность отстаивания, ч; W— общий объем проточной части всех отстойников, м³; Q — расход воды, м³/сутки; К_ч — коэффициент часовой неравномерности водоотведения; F' — полезная_площадь отстойника, м², равная F—f (где F —полная площадь;  f — площадь центральной трубы).

Продолжительность отстаивания сточной жидкости и максимальная скорость движения жидкости в горизонтальных, вертикальных и ради­альных отстойниках принимаются в зависимости от назначения отстойника.

Центральную трубу рассчитывают на суммарный расход сточной воды q и активного ила q_ил при скорости протока не более 30 мм/с; собственно отстойник — только на расход воды q, так как через рабочее сечение отстойника протекает только очищенная вода, а активный ил, поступающий вместе с водой, выпадает на дно и удаляется из отстойника.

Нижняя часть отстойников устраивается пирамидальной или конусной для того, чтобы ил хорошо сползал вниз; уклон стенок этой части должен быть не менее 50° (для пирамидальных) и 45° (для конусных).

 

 

Между проточной (рабочей) частью отстойника и иловой его частью необходимо предусматривать нейтральный слой высотой 0,5 м.

В тех случаях когда нижний срез центральной трубы размещается в воронкообразной части отстойника, необходимо, чтобы в его сечении на уровне выхода воды из трубы скорость подъема жидкости не пре­вышала 0,8—0,9 мм/с.

Величину зазора между отражательным щитом и центральной тру­бой назначают с таким расчетом, чтобы скорость потока в этом кольце­вом сечении была не более 15 мм/с.

Осадок из вторичных отстойников удаляют под гидростатическим на­пором: для отстойников после капельных и высоконагружаемых био­фильтров — не менее 1,2 м, а для отстойников после аэротенков — не ме­нее 0,9 м. Объем иловой камеры принимают равным объему выпадающего осадка: для вторичных отстойников после биофильтра — за период не более 2 суток, а для вторичных отстойников после аэротенков — не бо­лее 2 ч. Диаметры иловых труб для удаления ила или биопленки из отстой­ников следует принимать по расчету, но не менее 200 мм. На крупных очистных станциях большое распространение получили радиальные вторичные отстойники.

тр-від подачі СВ; 2-центральна частина; 3-робоча зона; 4-лоток; 5-тр-від відвед. очищ. СВ; 6-скребковий механізм; 7-бункер для плаваючих речовин; 8- бункер для осаду; 9- тр-д АМ.

 

 

 

23. Технологічні схеми механічного зневоднення осадів стічних вод.

Для механического обезвоживания осадка могут быть применены вакуум-фильтрация, цент­рифугирование и фильтрпрессование.

Вакуум-фильтрация. Горизонтально расположен­ный барабан, боковая поверхность которого име­ет перфорированную обечайку и обтянута сверху фильтровальной тканью..

Внутренняя полость барабана продольными радиальными перегородками делится на несколь­ко изолированных секторов — самостоятельных камер.

Барабан вращается на валу, совершая один оборот за 4—7 мин. На конце вала установлена распределительная головка фильтра, соединен­ная с вакуум-насосом и линией сжатого воздуха. Барабан погружен в корыто, куда посту­пает подлежащий обезвоживанию осадок. Через распредели­тельную головку он подключен к линии вакуума, значение которого зависит от вида обезвоживаемого осадка. Таким образом, осадок налипает на ткань, а вода отделяется от твердых частиц. Налипшее очищается скребком.

Схема механического обезвоживания осадка:

1—метантенк; 2—сборный резервуар; 3—плунжерный насос; 4 — подача воды; 5—подача сжа­того воздуха; 6 — промывка осадка; 7 — уплотнитель; 8 — резервуар уплотненного осадка; 9 — подача коагулянта; 10—отделение коагулирования; 11—вакуум-фильтр; 12 — транспортер; 13— подача

в отделение термической сушки

 

 

 

Технологическая схема обра­ботки и обезвоживания сырого осадка

1 — отстойники, 2 — насосная станция перекал­ки осадка, 3—резервуар — регулятор расхода осадка и химических реагентов, 4—барабанные вакуум фильтры с непрерывной регенерацией фильтровальной ткани, 5—конвейер для обезвоженного осадка, 6 — бункер

Центрифугирование.

1 — труба для подачи осадка; 2 — отверстия для выгрузки фугата; 3 — бункер для вы­грузки фугата; 4—от­верстие для поступ­ления осадка в ротор; 5 — бункер для вы­грузки кека; 6—ро­тор, 7—полый шнек; 8 — отверстия для вы­грузки кека

 

Фугат после центрифугирования сброженного осадка направляют на иловые площадки.