Реферат: Охрана водоёмов от загрязнения сточными водами

Таблица 2.1

Загрузка	Удельная площадь поверхности загрузочного материала, м2/м3	Пористость загрузки, %	Плотность загрузки, кг/м3	Средняя нагрузка по БПК5, кг/(м3.сут)
Полиэтиленовые листы с гофром типа "сложная волна":
С прокладкой плоскими листами	125	93	68	3
Без прокладки	90	95	50	2,2
Полиэтиленовые листы гофрированные:
С прокладкой плоскими листами	250	87	143	2,6
Без прокладки	140	93	68	2,2
Асбестоциментные листы гофрированные	60	80	500	1,2
Пеносткло-блоки размером см	250	85	190	1,5

Расчёт биофильтров с плоскостной нагрузкой ведётся по методу С.В. Яковлева и Ю. Воронова, а именно – критериальный комплекс определяется в зависимости от требуемой степени очистки (БПК5) очищенных сточных вод – L2:

L2, мг/л	10	15	20	30	35	40	45	50
	3,3	2,6	2,25	1,75	1,6	1,45	1,3	1,2

По среднезимней температуре сточных вод Т, 0С, подсчитывается константа скорости биохимических процессов

Кт=К20.1,047Т-20

Где К20 – константа скорости биохимических процессов в сточной воде при температуре 20 0С.

В зависимости от требуемой степени очистки назначается высота слоя загрузки Н, м. При эффекте 90% Н=4,0 м. Величина пористости загрузочного материала Р, %, определяется видом выбранной нагрузки. Далее подсчитывается допустимая масса органических загрязнений по БПК5, поступающих в сутки на единицу площади поверхностного материала биофильтра F, г/(м2.сут).

По исходной БПК5 поступающих сточных вод L1, мг/л, и конструктивному размеру удельной площади поверхности загрузочного материала Sуд, м2/м3, определяется допустимая гидравлическая нагрузка qn, м3/(м3.сут).

В заключении определяется объём загрузочного материала биофильтров W, м3, их число и конструктивные размеры

где Q – расход сточных вод, м3/сут.

Для осветления биологической очищенной сточной воды за биофильтром предусматривают вертикальные вторичные отстойники с временем пребывания 0,75 ч. Масса избыточной биологической плёнки принимается равной 28 г по сухому веществу на 1 человека в сутки, влажность плёнки – 96%.

Хотя биофильтры с плоскостной загрузкой лишены основных недостатков классических биофильтров с зернистой загрузкой ( заиливание, неравномерное обростание загрязки по высоте биоплёнкой, охлаждение воды при применении рециркуляции сточных вод и т.п.), они всё-таки имеют ряд недостатков по сравнению с аэротенками: необходимость подачи сточных вод на биофильтр насосом (так как на фильтрах теряется напор не менее 3 м), относительно большой расход дефицитной пластмассы для изготовления загрузки и высокая стоимость. 

Глава 3

Аэрационные сооружения

§ 3.1 Сущность процесса очистки и классификация сооружений аэрации

                Метод биохимической очистки жидкости в аэротенках активным илом заключается в переработке скопления аэробных микроорганизмов органических веществ загрязнений при их частичной  или полной минерализации в присутствие подаваемого в аэрационный бассейн (аэротенк) кислорода воздуха и последующем разделении прореагировавшей смеси во вторичном отстойнике с возвратом  активного ила в аэротенк.

                В стационарных условиях работы установок различаются 5 фаз работы  и развития  активного ила.

                I фаза – биосорбция органического вещества хлопьями активного ила. В этой фазе  происходит сорбция  растворённых  и коллоидных органических веществ. Одновременно начинается прирост массы активного ила (лаг – фаза).

                II фаза – биохимическое окисление легко окисляемых углеродосодержащих органических веществ сточной жидкости с выделением энергии, используемой микроорганизмами для синтеза  клеточного вещества активного ила. Прирост массы ила даёт интенсивно (фаза логарифмического роста).

               III фаза – синтез клеточного вещества активного ила  при замедленной скорости роста. Масса ила остаётся  здесь относительно постоянной  (стационарная фаза).

               IV фаза – фаза отмирания  или постепенного уменьшения массы ила, соответствующая  фазе эндогенного дыхания. Органическое вещество клеток  биомассы в этой фазе подвергается эндогенному окислению до конечных продуктов NH3 , CO2 , H2O , что приводит к уменьшению общей массы ила.

               V фаза – фаза конечного заката. Здесь происходят процессы  нитрификации и денитрификации с дальнейшей деградацией и минерализацией активного ила.        

    Таким образом, применяемые для очистки малых расходов сточных вод малогабаритные аэрационные сооружения классифицируются следующим образом

1.   По технологическому принципу:

а) аэротенки  продлённой аэрации с полным окислением

    органических загрязнителей

б) аэротенки с отдельной стабилизацией активного ила.

2.  По режиму протока сточных вод:

а) проточные установки

б) установки, работающие на контактном режиме с периодическим 

    выпуском сточных вод

3.   По гидродинамическим условиям циркуляции  смеси в камере

аэрации

а) аэротенки – вытеснители

б) аэротенки смесители.

4. По месту изготовления:

а) установки заводского изготовления;

б) установки местного изготовления.

3.2 Основные расчётные параметры аэрационных сооружений

основными технологическими параметрами характеризующими процесс биохимической очистки сточных вод в аэротенках и определяющими эффективность работы сооружений, являются: концентрация активного ила в камере аэрации, нагрузка на ил, объёмная нагрузка, скорость окисления, окислительная мощность сооружения, продолжительность аэрации, возраст и прирост или.

Концентрация или доза активного ила по сухому веществу Sc или бензольному веществу Sб, г/м3, составляет для аэротенков продлённой аэрации Sc=3-6 г/л при зольности 25-35%.

Нагрузка на ил – общее количество органических загрязнений, поступающих в сооружение за единицу времени (час, сутки), отнесённые к общему количеству сухой бензольной массы или в системе

где Lo – концентрация органических загрязнений (БПКП), поступающей сточной жидкости, г/м3; Q – расход сточных вод, м3/сут; W – объём камеры аэрации, м3.

Если нагрузка на ил вычисляется не по всему поступающему количеству загрязнений, а только по удалённой части, т.е. по снятой БПКп, то этот параметр называется удельной скоростью окисления (изъятия) загрязнений активным илом , г БПК п/г или в сутки

где Lt – БПКП очищенной сточной воды, г/м3.

 

Удельная скорость окисления  всегда менише нагрузки на ил и составляет в зависимости от эффекта очистки 90-95 % от последней.

От величины нагрузки и скорости окисления зависит глубина протекания процессов биологической очистки: чем меньше удельная скорость окисления (до 0,3г БПКП на 1г илив сутки), тем выше эффект очистки сточной жидкости, выше возраст и зольность ила, а также прирост или. В расчётах аэротенков продлённой аэрации (полного окисления) величина  обычно принимается равной 6 мг/л органического вещества активного ила в час.

Количество загрязнений, которое подаётся на единицу объёма аэрационной камеры в единицу времени, называется объёмной нагрузкой b, г БПКП/м3.сут)

Окислительная мощьность (ОМ), г БПКП/(м3.сут) – это количество загрязнений, удалённое в единицу времени, сут, и отнесённое к 1м3 объёма аэрационной камеры.

окислительная мощьность зависит от нагрузки на ил и количества бензольного вещества ила

Продолжительность аэрации сточной жидкости для процесса биологической очистки в аэротенках – промежуток времени t, ч, за который происходит изьятие органических загрязнений активным илом и стабилизация самого ила,

где  - зольность ила в долях единицы; Т – среднегодовая температура сточной воды, %.

Активность ила характеризуется его возрастом, т.е. продолжительностью пребывания активного ила в аэрационном сооружении А, сут, определяемой по формуле

где - абсолютное количество приросшего по бензольному веществу ила, г/(м3.сут).

для увеличения или уменьшения возраста или изменяют соотношение между количеством возвратного и избыточного ила. Максимальные концентрации ила в иловой смеси и возраст ила достигаются повашением количества циркулирующего активного ила. При большом выносе активного ила с очищенной сточной жидкостью возраст ила снижается.

Одним из важнейших технологических параметров сооружений аэрации является прирост активного или. Различают относительный и удельный прирост ила. В стационарном процессе прирост ила равен количеству удаляемого из системы ила (избыточный ил и вынос ила с очищенной водой).

Относительный прирост ила – количество прирошего ила на единицу массы ила в сооружении по бензольноу веществу, г/(г.сут)

удельный прирост ила – количество приросшего ила по бензольному веществу с общего снятого количества загрязнений сточной жидкости по БПКП в сутки, г/(г БПКП.сут)

Чем меньше величина удельного прироста ила, тем глубже процесс биохимической очистки сточных вод и выше степень стабилизации и минирализации ила.

При очистке бытовых сточных вод прирост активного ила г/(м3.сут) может быть определён по формуле

где So – концентрация взвешенных веществ в поступающей в аэротенк сточной воде, г/м3.

Показателем качества активного ила является его способность к оседанию. Эта способность оценивается величиной илового индекса, мл/л, представляющего собой объём активного ила, мл, после отстаивания в течении 30 мин иловой смеси объёмом 100 мл, отнесённой к 1 г сухого вещества ила. При нормальном состоянии активного ила его иловый индекс имеет величину 60-150 мл/г.

Возраст ила – среднее время пребывания ила в аэрационном сооружении. Измеряется в сутках.

3.3      Расчёт аэраторов

Для пневматических аэраторов удельный расход воздуха, м3 /м3 определяется по формуле

где z – удельный расход кислорода , мг О2/мг БПКПОЛН  обычно равен 1,1

К1 принимается равным 1,34 – 2,3

К2 принимается равным 2,08 – 2,92

n1  = 1 + 0,02 (tCP – 20)

n2 = 0,85

СР  растворимость кислорода воздуха в воде

где СТ – растворимость кислорода воздуха в воде по табличным данным, мг/л

С – средняя концентрация кислорода в аэротенке

По найденным значениям D и t (продолжительность аэрации) определяется интенсивность аэрации I, м3/(м2ч)

где h – рабочая глубина аэротенка

Для механических аэраторов требуемое количество кислорода на аэротенк, кг/ч, определяется по формуле

где Q – расход сточных вод м3/ч.

Число аэраторов n определяют по формуле

где Пк производительность по кислороду одного аэратора, кг/ч

    

3.4  Компактные очистные установки промышленного изготовления

    Установка КУО – 25 (рис 2.3)

Монтируется на месте сваркой 2 металлических элементов. На входе сточных вод в установку вмонтирована решётка с ручной очисткой. Аэрационная камера с импеллерным аэратором рассчитана на режим полного окисления органических загрязнений сточных вод при низких нагрузках на активный ил. Вторичный отстойник вертикального типа имеет взвешенный слой активного ила, возврат которого осуществляется с помощью подсоса импллерным аэратором. На выходе установки вмонтированы резервуары для подачи раствора хлорной извести и хлорной воды.

                    Компактная установка  КУО – 50 (рис. 3.3) является аэротенком отстойником  без принудительного возврата активного ила. По бокам установки расположены 2 зоны отстаивания. Камера аэрации с импеллерным аэратором рассчитана на режим полного окисления. Концентрация активного ила может достигать 4 г/л возврат активного ила производится  через нижнюю щель под действием силы тяжести и подсоса циркуляционного потока в аэрационной камере. Осветлённые сточные воды по лоткам отводятся на обеззараживание.

                    Компактная установка КУО – 100 (рис. 3.4) оборудована роторным механическим аэратором, который обеспечивает поддержание активного ила в взвешенном состоянии и насыщение сточных вод кислородом. В начале сточные воды проходят через решётку и песколовку, а затем подаются в аэрационную камеру. Далее вода поступает во вторичный отстойник. Осветляемые сточные воды проходят через взвешенный слой активного ила и удаляются на обеззараживание. Осевший активный ил, через нижнюю щель возвращается в камеру аэрации.

3.5  Кольцевые окислительные блоки (рис. 3.5, 3.6, 3.7 ,3.8)

Страницы: 1, 2, 3, 4