Сооружения биологической очистки сточных вод. Аэротенки

Аэрация сточных вод в аэротенках может быть пневматической, механической и комбинированной. Аэротенки с механической аэрацией экономически целесообразно применять только на производительность до 6000 м3 сточных вод в сутки.

Высота аэрируемого слоя смеси сточных вод и активного ила в азротенке имеет решающее значение при подборе системы аэрирования.

Применение того или иного аэрационного устройства производится на основании технико-экономического обоснования. При этом основным показателем является коэффициент использования воздуха в различных конструкциях.

Коэффициент использования воздуха различными типами аэрационных устройств

Механические аэраторы — 25

Фильтросиые пластины и диффузоры — 12

Опускные трубы — 10

Дырчатые трубы — 6

Степень очистки сточных вод в аэротенках может быть полной, неполной или частичной. При полной очистке сточные воды, прошедшие очистку, имеют в своем составе нитраты и растворенный кислород, характеризуются высокой стойкостью (стабильностью) ; при неполной или частичной очистке снижение БПКП0Лн сточных вод происходит только на 40—80%.

Схемы работы аэротенков на полную, неполную и частичную очистку приведены на рис. 22 и показывают технологию очистки в аэротенках в зависимости от принятой степени очистки.

Рис. 22. Схемы очистки сточных вод в аэротенках: 1 — сточные воды, осветленные в первичных отстойниках; 2 — аэротенк; 3 — вторичный отстойник; 4 — регенератор; 5 — аэротенк первой ступени; 6 — вторичный отстойник после аэротенка первой ступени; 7 — аэротенк второй ступени; 8 — вторичный отстойник после аэротенка второй ступени; 9 — регенератор первой ступени; 10 — регенератор второй ступени; 11 — аэротенк-смеситель; 12 — аэротеик-отстойник; 13 — иловая смесь: 14 — очищенные сточные воды; 15 — возвратный активный ил; 16 — избыточный активный ил; 17 — возвратный активный ил первой ступени; 18 — возвратный активный нл второй ступени; 19 — избыточный активный или первой ступени; 20 — избыточный активный ил второй ступени; 21 — аварийный сброс.

Схема I предусматривает полную очистку сточных вод в одноступенчатых аэротенках без регенерации; схема II применяется для полной очистки сточных вод в одноступенчатых аэротенках с регенераторами; схема III обеспечивает очистку сточных вод так же, как и по схеме II, только без регенераторов; схема VI рекомендуется при полной очистке сточных вод в двухступенчатых аэротенках с регенераторами; схема V — на аэротенках-смесителях, и схема VI — на аэротенках-отстойниках.

Окислительная мощность аэротенка зависит от нагрузки по БПКполн, сточных вод на 1 г сухого беззольного вещества.

При полной очистке эта нагрузка может колебаться в пределах 200—500 мг/г в сутки, а при неполной очистке может доходить до 2000 мг/г. Концентрация активного ила в иловой смеси 1—3 г/л по сухому беззольному веществу.

Окислительную мощность аэротенка ОМ определяют по формуле

где п — нагрузка на 1 г сухого беззольного вещества активного ила, мг/г в сутки;

а — концентрация активного ила в иловой смеси по сухому беззольному веществу, г/л.

Количество возвратного активного ила Р определяется из уравнения

где Qи — объем возвратного активного ила, м3/сутки;

Кси — концентрация активного ила в иловой смеси, поступающей во вторичные отстойники, мг/л;

КСт — концентрация взвешенных веществ в поступающих сточных водах, мг/л;

Ки — концентрация возвратного активного ила, мг/л;

QCT — средний расход сточных вод, м3/сутки.

Объем аэротенка определяется исходя из количества воздуха, необходимого для очистки 1 м3 сточных вод, по формуле

где D — объем воздуха на 1 м3 очищаемых сточных вод, г/м3;

La — БПК20 поступающей сточной жидкости в аэротепки, мг/л;

К—коэффициент использования воздуха: для пористых пластин — 12 г/м4, для дырчатых труб — 6 г/м4;

Н — глубина слоя жидкости в аэротенке, м. Продолжительность аэрации в аэротенках t, работающих на полную биологическую очистку, определяется по формуле

где I — интенсивность аэрации в зависимости от БПК20 поступающей сточной жидкости (табл. 70).

Таблица 70. Интенсивность аэрации

В обычных аэротенках интенсивность аэрации назначается, исходя из расчетной величины ее в начале процесса, а в аэротен-ках-смесителях она принимается средней.

При расчете аэротенков без регенераторов La в формуле (151) рекомендуется принимать менее 250 мг/л, а для варианта с регенераторами формула применима только до La = 300 мг/л и вычисленная продолжительность аэрации при La<250 мг/л должна снижаться на 15%.

При частичной очистке сточных вод удельный расход воздуха D составляет

где L, — БПК20 очищенной сточной жидкости, мг/л;

d — дефицит кислорода, рекомендуемый СНиП П-Г. 6—62 (табл. 71).

Таблица 71. Значение коэффициента т и дефицита кислорода d

Продолжительность аэрации принимается по формуле

где т — коэффициент, рекомендуемый СНиП II-Г. 6—62 (табл. 71).

При частичной очистке сточных вод 50% аэротенков должны отводиться под регенераторы.

Одновременно с расчетом по приведенным формулам продолжительность аэрации в аэротенках, работающих на полную биологическую очистку, рекомендуется принимать по табл. 72.

Таблица 72. Продолжительность аэрации в аэротенках (СНиП II-Г. 6—62)

Приведенные в табл. 72 данные действительны для сточных вод со среднегодовой температурой +l5°C.

При другой среднегодовой температуре сточных вод время аэрации следует уточнять, умножая значения, взятые по табл. 72, на величину 15\t. Площадь аэротенка F можно определить по формуле

Объем аэротенка можно определить по формуле

или по формуле

При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается применение аэротенков-отстойников, аэротенков с двукратным впуском сточных вод, двухступенчатых и аэротенков-смесителей.