Биофильтры с пластмассовой загрузкой

9.3.6.1 БПК_полн сточных вод, подаваемых на биофильтры с пластмассовой загрузкой, допускается принимать не более 250,0 мг/л.

9.3.6.2 Для биофильтров с пластмассовой загрузкой надлежит принимать:

- рабочую высоту H_pf равную от 3,0 м до 4,0 м;

- в качестве загрузки следует использовать блоки из поливинилхлорида, полистирола, полиэтилена, полипропилена, полиамида, гладких или перфорированных пластмассовых груб диаметром от 50,0 мм до 100,0 мм или засыпные элементы в виде обрезков груб длиной от 50,0 мм до 150,0 мм, диаметром от 30,0 мм до 75,0 мм с перфорированными, гофрированными и гладкими стенками;

- с пористостью загрузочного материала от 93% до 96%, иудельной поверхностью от 90,0 м²/м³ до 110,0 м²/м³;

- естественную аэрацию.

В случае возможного прекращения притока сточных вод на биофильтр необходимо предусматривать рециркуляцию сточных вод во избежание высыхания биопленки на поверхности загрузки.

9.3.6.3 При расчете биофильтров с пластмассовой загрузкой надлежит определять:

а) гидравлическую нагрузку q_pf, м³/(м³×сут):

- в соответствии с необходимым эффектом очистки Э, %;

- температурой сточных вод T_w, °С;

- принятой высотой H_pf, м, по Таблице 9.15;

б) объем загрузки и площадь биофильтров:

- по гидравлической нагрузке;

- асходу сточных вод.

Таблица 9.15 - Значение гидравлической нагрузки q_pf,, при высоте загрузки H_pf,

 

Эффект очистки Э, %	Гидравлическая нагрузка qpf, м^3/(м^3×сут), при высоте загрузки Hpf, м
Hpf = 3	Hpf = 4
Температура сточных вод Tw, °С
	6,3	6,8	7,5	8,2	8,3	9,1	10,0	10,9
	8,4	9,2	10,0	11,0	11,2	12,3	13,5	14,7
	10,2	11,2	12,3	13,3	13,7	15,0	16,4	17,9

 

Аэротенки

 

9.3.7.1 Аэротенки различных типов следует применять для биологической очистки городских и производственных сточных вод.

9.3.7.2 Аэротенки допускается применять как в виде самостоятельных сооружений и в составе комбинированных установок (аэротенки - отстойники, мембранные биореакторы, флотенки и др.). Аэротенки, действующие по принципу вытеснителей, следует применять при отсутствии залповых поступлений токсичных веществ, а также на второй ступени двухступенчатых схем очистки.

Комбинированные сооружения типа аэротенков-отстойников (аэроакселераторы, окситенки, флототенки, аэротенки-осветлители и др.) при обосновании допускается применять на любой ступени биологической очистки.

9.3.7.3 Регенерацию активного ила необходимо предусматривать при БПК_полн сточной воды поступающей в аэротенки с содержанием взвешенных веществ свыше 150 мг/л, а также при наличии в воде повышенной концентрации токсичных веществ и вредных производственных примесей.

9.3.7.4 Концентрацию поступающей на аэротенки сточной воды БПК_полн надлежит принимать с учетом ее снижения при первичном отстаивании.

Допускаемое количество взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, определяется согласно техническими характеристиками и эксплуатационным материалам заводов изготовителей.

9.3.7.5 Для удаления соединений азота в аэротенках следует предусматривать специальные мероприятия, в том числе:

- выделять отдельные зоны с аэрацией и без аэрации (аноксидные зоны), обеспечивая подачу в последние иловой смеси (возвратного ила), содержащего нитраты, образованные в аэробных зонах;

- обеспечивать периодическое чередование аэробных и анаэробных условий;

- регулировать концентрацию растворенного кислорода для одновременного протекания аноксидных и аэробных процессов.

9.3.7.6 В аноксидных зонах (либо при аноксидных условиях) следует обеспечивать перемешивание для предотвращения оседания активного ила. Перемешивание рекомендуется осуществлять:

- электромеханическими мешалками;

- допускается при обосновании, осуществлять перемешивание соединений азота путем аэрации, обеспечив минимальное растворение в иловой смеси кислорода воздуха, либо рециркулирующего газа;

- с помощью пневмомеханических и других подобных устройств;

- допускается осуществлять перемешивание путем создания в двух и более коридорах аэротенка продольного циркуляционного потока со скоростью, достаточной для поддержания ила во взвешенном состоянии.

9.3.7.7 Для осуществления процесса улучшенного биологического удаления фосфора следует организовывать в аэротенках в дополнение к аноксидным и аэробным зонам, также анаэробные зоны, обеспечивая в них возможно низкое содержание не только растворенного кислорода, но и нитратов. Следует также принимать меры по предотвращению избыточного растворения кислорода в сточной воде, поступающей на такие сооружения, избегая значительных перепадов потока на водосливах, столкновений потоков и т.п. Биологическое удаление фосфора рекомендуется предусматривать вместе с биологическим удалением азота.

9.3.7.8 При расчете аэротенков следует определять, как минимум:

- ля всех типов технологий - периоды нахождения в различных технологических зонах, объем зон сооружений, расходы технологических рециклов, потребление кислорода, расход воздуха, характеристики используемой аэрационной системы, прирост избыточного активного ила;

- ля всех технологий, предусматривающих окисление аммонийного азота - аэробный возраст ила;

- ля технологий биологического удаления фосфора - предельную эффективность этого процесса для данной сточной воды.

9.3.7.9 При использовании биологического удаления азота и фосфора следует обеспечивать максимальную эффективность использования органических загрязнений сточной воды как субстрата для процессов денитрификации и дефосфотизации. При использовании в технологической схеме стадии осветления сточной воды ее эффективность должна регулироваться исходя из обеспечения оптимального поступления органических загрязнений на стадию биологической очистки (с учетом энергоэффективности сооружений в целом).

Выбор оборудования используемого для биологического удаления азота и фосфора из сточных вод (процессы нитри-денитрификации и дефосфотации) проводится по данным заводов изготовителей с учетом производительности, требуемой степени очистки и состава подвергаемых очистке сточных вод. Степень очистки проверяется лабораторным путем.

9.3.7.10 При расположении зон с различным кислородным режимом в пределах одного коридора (без применения продольных циркуляционных потоков) следует разделять зоны друг от друга полупогружными перегородками, с возможностью протекания иловой смеси как над, так и под перегородкой.

9.3.7.11 В конце открытых отводящих каналов иловой смеси на вторичные отстойники рекомендуется предусматривать устройства по сбору и удалению пены, которая может образовываться на поверхности аэротенков в результате развития биологических процессов вспенивания активного ила.

При необходимости в аэротенках надлежит предусматривать мероприятия по локализации пены орошением водой через брызгала или применением химических антивспенивателей. Интенсивность разбрызгивания при орошении следует принимать по экспериментальным данным.

Применение химических антивспенивателей должно быть согласовано с уполномоченными государственными органами, осуществляющими санитарно-эпидемиологический и экологический надзор, охрану водных ресурсов.

9.3.7.12 Тип аэраторов в аэротенках надлежит определять с учетом их характеристик (потери напора, размеры пузырьков воздуха, устойчивость к засорению, долговечность, простота обслуживания и т. д.).

9.3.7.13 В качестве воздухоподающего оборудования допускается применять воздуходувки, газодувки и нагнетатели, механические, пневмомеханические и струйные аэраторы. Рабочее давление воздухоподающего оборудования нагнетательного типа следует принимать в соответствии с заглублением аэраторов, потерями напора в коммуникациях и аэраторах (с учетом их сопротивления на конец расчетного срока службы), а также с учетом сезонных и климатических факторов, влияющих на физические свойства воздуха.

9.3.7.14 Расход воздуха, требуемый на очистку сточных вод в аэротенках при использовании пневматической аэрации, надлежит принимать по расчету. Расчет принимается на основании содержания БПК и аммонийного азота в сточных водах, необходимой эффективности удаления загрязняющих веществ, используемой технологии, удельной эффективности растворения кислорода воздуха используемыми аэраторами, глубины аэротенка, температуры сточных вод, коэффициента качества сточных вод (альфа-фактор). Количество используемых аэраторов следует определять расчетом по данным производителей с учетом зависимости эффективности растворения кислорода от нагрузки на аэраторы и снижения эффективности на конец расчетного срока эксплуатации.

Оборудование для механической аэрации следует подбирать по данным компаний-производителей и инжиниринговых организаций.

9.3.7.15 Вместимость аэротенков необходимо определять по среднечасовому поступлению воды за период аэрации в часы максимального притока.

Расход циркулирующего активного ила при расчете вместимости аэротенков без регенераторов и вторичных отстойников не учитывается.

9.3.7.16 Период аэрации t_atm, ч, в аэротенках, работающих по принципу смесителей, следует определить по формуле:

(9.32)

 

где L_en - БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании), мг/л;

L_ex - БПК_полн очищенной воды, мг/л;

a_i - доза ила, г/л, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников;

s - зольность ила, принимаемая по Таблице 9.15;

r - удельная скорость окисления, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в 1 час, определяемая по формуле:

(9.33)

 

где r_max - максимальная скорость окисления, мг/(г×ч); по Таблице 9,16;

C_O - концентрация растворенного кислорода, мг/л;

K_l - константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПК_полн/л, и принимаемая по Таблице 9.16;

К_О - константа, характеризующая влияние кислорода, мг О₂/л, и принимаемая по Таблице 9.16;

j - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, принимаемый по Таблице 9.16.

 

ПРИМЕЧАНИЕ 1 Формулы (9.32) и (9.33) справедливы при среднегодовой температуре сточных вод 15°С. При иной среднегодовой температуре сточных вод T_w продолжительность аэрации, вычисленная по формуле (9.32), должна быть умножена на отношение 15/ T_w.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 Продолжительность аэрации во всех случаях не должна быть менее 2 часов.

 

Таблица 9.16 - Значения параметров: максимальной скорости окисления, константы, характеризующей свойства органических загрязняющих веществ, константы, характеризующей влияние кислорода, коэффициента ингибирования продуктами распада активного ила и зольности ила в зависимости от вида сточных вод

Сточные воды	rmax, мг БПКполгн/(г×ч)	Kl, мг БПКполн/л	КО, мг О2/л	j, л/г	s
Городские	85,0	33,0	0,625	0,07	0,30
Производственные:
а)нефтеперерабатывающих заводов:	I система	33,0	3,0	1,810	0,170	-
II система	59,0	24,0	1,660	0,158	-
б) азотной промышленности	140,0	6,0	2,400	1,110	-
в) заводов синтетического каучука	80,0	30,0	0,600	0,060	0,15
г) целлюлозно-бумажной промышленности:	сульфатно-целлюлозное производство	650,0	100,0	1,500	2,000	0,16
сульфитно-целлюлозное производство	700,0	90,0	1,600	2,000	0,17
д) заводов искусственного волокна (вискозы)	90,0	35,0	0,700	0,270	-
е) фабрик первичной обработки шерсти:	I ступень	32,0	156,0	-	0,230	-
II ступень	6,0	33,0	-	0,200	-
ж) дрожжевых заводов	232,0	90,0	1,660	0,160	0,35
з) заводов органического синтеза	83,0	200,0	1,700	0,270	-
и) микробиологической промышленности:	производство лизина	280,0	28,0	1,670	0,170	0,15
производство биовита и витамицина	1720,0	167,0	1,500	0,980	0,12
к) свинооткормочных комплексов:	I ступень	454,0	55,0	1,650	0,176	0,25
II ступень	15,0	72,0	1,680	0,171	0,30
ПРИМЕЧАНИЕ Для других производств указанные параметры следует принимать по данным научно-исследовательских организаций.

 

9.3.7.17 Период аэрации t_atv, ч, в аэротенках-вытеснителях надлежит рассчитывать по формуле:

(9.34)

 

где K_p - коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания:

K_p равен 1,5 при биологической очистке до L_ex равной 15,0 мг/л;

K_p = 1,25 при L_ex более 30,0 мг/л;

L_mix - БПК_полн, определяемая с учетом разбавления рециркуляционным расходом:

(9.35)

 

где R_i - степень рециркуляции активного ила, определяемая по формуле (9.36); обозначения величин a_i, r_max, C_O, L_en, L_ex, K_l, K_O, j, s, следует принимать по формуле (9.33).

 

ПРИМЕЧАНИЕ Режим вытеснения обеспечивается при отношении длины коридоров l к ширине b свыше 30. При l/b менее 30 необходимо предусматривать секционирование коридоров с числом ячеек от пяти до шести.

 

9.3.7.18 Степень рециркуляции активного ила R_i, в аэротенках следует рассчитывать по формуле:

(9.36)

где a_i - доза ила в аэротенке, г/л;

J_i - иловый индекс, см³/г.

 

ПРИМЕЧАНИЕ 1 Формула справедлива при J_i менее 175 см³/г и a_i до 5 г/л.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 Величина R_i должна быть не менее 0,3 для отстойников с илососами, 0,4 - с илоскребами, 0,6 - при самотечном удалении ила.

 

9.3.7.19 Величину илового индекса необходимо определять экспериментально при разбавлении иловой смеси до 1 г/л в зависимости от нагрузки на ил. Для городских и основных видов производственных сточных вод допускается определять величину J_i по Таблице 9.17.

 

Таблица 9.17 - Значения илового индекса J_i

 

Сточные воды	Иловый индекс Ji, см^3/г, при нагрузке на ил qi, мг/(г×сут)
Городские
Производственные:
а) нефтеперерабатывающих заводов	-
б) заводов синтетического каучука	-
в) комбинатов искусственного волокна	-
г) целлюлозно-бумажных комбинатов	-
д) химкомбинатов азотной промышленности	-
ПРИМЕЧАНИЕ Для окситенков величина Ji должна быть снижена в от 1,3 раза до 1,5 раза.

 

Нагрузку на ил q_i, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в сутки, надлежит рассчитывать по формуле:

(9.37)

 

где t_at - период аэрации, ч.

9.3.7.20 При проектировании аэротенков с регенераторами продолжительность окисления органических загрязняющих веществ t_O, ч, надлежит определять по формуле:

 

(9.38)

 

где R_i - следует определять по формуле (9.36);

a_r - доза ила в регенераторе, г/л, определяемая по формуле:

 

(9.39)

r - удельная скорость окисления для аэротенков - смесителей и вытеснителей, определяемая по формуле (9.34) при дозе ила a_r.

Продолжительность обработки воды в аэротенке t_at, ч, необходимо определять по формуле:

(9.40)

 

Продолжительность регенерации t_r, ч, надлежит определять по формуле:

 

(9.41)

 

Вместимость аэротенка W_at, м³, следует определять по формуле:

 

(9.42)

 

где q_w - расчетный расход сточных вод, м³/час.

 

Вместимость регенераторов W_r, м³, следует определять по формуле:

 

(9.43)

 

9.3.7.21 Прирост активного ила P_i, мг/л, в аэротенках надлежит определять по формуле:

(9.44)

 

где C_cdp - концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л;

K_g - коэффициент прироста.

Для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод K_g равен 0,3. При очистке сточных вод в окситенках величина K_g снижается до 0,25.

9.3.7.22 Необходимо предусматривать возможность работы аэротенков с переменным объемом регенераторов.

9.3.7.23 Для аэротенков и регенераторов надлежит принимать:

- число секций не менее двух;

- рабочую глубину от 3,0 м до 6,0 м, глубину свыше 6,0 м при обосновании;

- отношение ширины коридора к рабочей глубине от 1:1 до 2:1.

9.3.7.24 Аэраторы в аэротенках допускается применять:

- мелкопузырчатые пористые керамические и пластмассовые материалы (фильтросные пластины, трубы, диффузоры) и синтетические ткани;

- среднепузырчатые щелевые и дырчатые трубы;

- крупнопузырчатые трубы с открытым концом;

- механические и пневмомеханические.

9.3.7.25 Число аэраторов в регенераторах и на первой половине длины аэротенков-вытеснителей надлежит принимать вдвое больше, чем на остальной длине аэротенков.

9.3.7.26 Заглубление аэраторов следует принимать в соответствии с давлением воздуходувного оборудования и с учетом потерь в разводящих коммуникациях и аэраторах в соответствии с 8.3.14.

9.3.7.27 В аэротенках необходимо предусматривать возможность опорожнения и устройства для выпуска воды из аэраторов.

9.3.7.28 Рециркуляцию активного ила следует осуществлять эрлифтами или насосами.

9.3.7.29 Удельный расход воздуха q_air, м³/м³ очищаемой воды, при пневматической системе аэрации надлежит определять по формуле:

 

, (9.45)

 

где q_O - удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой БПК_полн, принимаемый при очистке:

- до БПК_полн от 15,0 мг/л до 20,0 мг/л - 1,1;

- при очистке до БПК_полн свыше 20,0 мг/л - 0,9;

K ₁ - коэффициент, учитывающий тип аэратора и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка f_az /f_at по Таблице 9.18; для среднепузырчатой и низконапорной K ₁ равный 0,75;

K ₂ - коэффициент, зависимый от глубины погружения аэраторов h_a и принимаемый по Таблице 9.19;

K _T - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который следует определять по формуле:

 

(9.46)

 

где T_w - среднемесячная температура воды за летний период, °С;

K ₃ - коэффициент качества воды, принимаемый для городских сточных вод 0,85; при наличии СПАВ принимается в зависимости от величины f_az/f_at по Таблице 9.20, для производственных сточных вод - по опытным данным, при их отсутствии допускается принимать K ₃ равный 0,7;

C_a - растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л, определяемая по формуле:

(9.47)

 

где C_T - растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, принимаемая по справочным данным;

h_a - глубина погружения аэратора, м;

C₀ - средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л; в первом приближении С₀ допускается принимать 2 мг/л и необходимо уточнять на основе технико-экономических расчетов с учетом формул (9.32) и (9.33).

 

Таблица 9.18 - Значение коэффициента K ₁, учитывающего тип аэратора