Очистка сточных вод промышленного предприятия

    И уровень БПК в осветленных  сточных водах будет иметь  следующее значение: 
 

    Приступаем  к непосредственному расчету  первичного радиального отстойника:

1. определяем гидравлическую крупность

 

где - глубина проточной части в отстойнике, для радиального отстойника м, примем глубину проточной части 5м;

            - коэффициент использования  объема, для радиального  отстойника ;

      - продолжительность  отстаивания, для  городских сточных  вод допускается  принимать по таблице  продолжительности  отстаивания воды  в зависимости  от эффекта ее  осветления в слое  ; при концентрации взвешенных веществ 223,72 мг/л и эффекте осветления 55% принимаем методом интерполяции

      

      - глубина слоя;

       – показатель степени, для  городских сточных вод определяется  по графику,

     ; 

2. принимаем количество отделений отстойника не менее 2-х (принимаем n=4) и определяем диаметр отстойника:

 

       – скорость турбулентной  составляющей, мм/с, принимается по таблице СНиПа в зависимости от скорости рабочего потока υ_w (в радиальном отстойнике υ_w  =5-10мм/с, . 

     Принимаем первичный радиальный отстойник  из сборного железобетона диаметром 50 м:

     глубина зоны отстаивания -  4,7м;

     расчетный объем зоны осадка - 1180 м³;

     расчетный объем отстойной зоны – 9220 м³;

     пропускная  способность при времени отстаивания 1,5 часа - 6150 м³/час.

     находим производительность одного отстойника: 

      - диаметр впускного  устройства, 0,9м;

      

     рассчитывается  скорость на середине радиуса отстойника: 
 

      - условие выполняется, принимаем 4 радиальных отстойника диаметром 50м.

     определяем  общую высоту отстойника: 

       – высота борта над слоем воды 0,3-0,5м (примем ;

      - высота нейтрального  слоя (от дна на  выходе), 0,3м. 

     определяем  количество осадка, улавливаемого за сутки: 

      - суточный расход сточных вод,104848,1 ;

      - влажность осадка, равная 94-96% (примем 95%);

      - плотность осадка, равная 1г/см³ 
 
 

     9. РАСЧЕТ ВТОРИЧНЫХ ОТСТОЙНИКОВ 

     Вторичные отстойники располагаются в технологической  схеме после сооружений биологической  очистки (аэротенков), служат для выделений активного ила из очищенной воды. Эффективность осветления во вторичных отстойниках определяет общий эффект очистки воды и эффективность работы всего комплекса очистных сооружений биологической очистки. Кроме того для технологических схем с аэротенками вторичные отстойники во многом определяют объем аэрационных сооружений, который зависит помимо прочего, от концентрации возвратного ила и степени его рециркуляции.

     Иловая  смесь, поступающая из аэротенков во вторичные отстойники, представляет собой многофазную систему, в которой основным компонентом служат хлопки активного ила размером 20 – 300 мкм, сформированные в виде сложной трехуровневой клеточной структуры, окруженной экзоклеточным веществом биополимерного состава.

     Важнейшим свойством иловой смеси является ее агрегативная неустойчивость – изменение диаметра хлопков ила в зависимости от интенсивности перемешивания. При снижении интенсивности турбулентного перемешивания и последующем отстаивании иловой смеси в результате биофлокуляции происходит агрегирование хлопков ила диаметром 20-300 мкм в хлопья размером 1-5мм.

     В качестве вторичного отстойника применим радиальный отстойник, схема которого показана на рисунке 3.

     Иловая  смесь подводится к центральному распределительному устройству – коническому  раструбу внутри металлического цилиндра. Осветленная вода собирается в кольцевой  желоб по периметру отстойника. Активный ил удаляется самотеком под гидростатическим давлением через щели подвижного илососа в иловую камеру с регулируемым водосливом. Недостаток этих отстойников заключается в сложности эксплуатации скребковых механизмов.

     

     Произведем  расчет вторичных радиальных отстойников:

     рассчитывается  нагрузка воды на поверхность отстойника:

     после аэротенков эта нагрузка рассчитывается по формуле: 
 

       – доза активного  ила в аэротенке, 1,5 г/л;

      - требуемая концентрация  ила в осветленной  воде, не менее  10мг/л, примем ;

      - коэффициент использования  объема зоны отстаивания,  принимаемый для  радиальных отстойников 0,4;

       – рабочая глубина отстойной части, 1,5-5м, примем 3м;

      - иловый индекс (120,641см³/г).

     принимаем количество отделений отстойников  не менее 3, примем n=3;

     определяем  площадь одного отделения отстойников:

     после аэротенков 
 

     где - максимальный часовой расход воды, м³/час;

     по  формуле определяем диаметр отстойника: 
 

     Принимаем типовой отстойник со следующими параметрами:

     ;

       – гидравлическая глубина;

       – глубина зоны отстаивания;

     высота  иловой зоны – 0,7м,

     объем иловой зоны – 915 м³,

     объем отстойной зоны – 4580 м³,

     пропускная  способность при времени отстаивания 1,5ч - 3053 м³/час

     определяем  общую высоту отстойника 

       – высота борта над слоем воды, 0,3-0,5м (0,3м);

       – высота нейтрального слоя от дна на выходе, равная 0,3м;

      - высота слоя ила,  равная 0,3-0,5м (0,5м).

     определяем  количество осадка, выделяемое при  отстаивании:

     после аэротенков вычисляется по формуле: 
 

     где - влажность активного ила, равная 99,2-99,7% (примем 99,5%);

      - плотность активного  ила, равная 1 г/см³.

     Расчет  произведен после проектирования сооружений биологической очистки – аэротенков. 

     10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АЭРОТЕНКОВ – СМЕСИТЕЛЕЙ 

     В данном проекте применен аэротенк, работающий по принципу смесителя. Период аэрации t_atm ч такого аэротенка следует определять по формуле: 

где L_en — БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании, вычислено в п.3.4.1), 167,84мг/л;

    L_ex  -  БПК_полн очищенной воды, 17,36 мг/л;

    a_i  - доза ила, <4г/л, примем a_i = 1,5 г/л, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников;

    s  - зольность ила, принимаемая по табл.40 СниП 2.04.03-85, s =0,3;

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

здесь r_max — максимальная скорость окисления, мг/(г×ч), принимаемая по табл.40 СНиП 2.04.03-85, r_max = 85 БПК_полн/г∙ч;

     C₀ — концентрация растворенного кислорода, 2 мг/л;

     K_l — константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, 33 мг БПК_полн/л, и принимаемая по табл. 40 СНиП 2.04.03-85;

     К_О — константа, характеризующая влияние кислорода, 0,625 мг О₂/л, и принимаемая по табл. 40 СНиП 2.04.03-85;

     j — коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила,0,07л/г, принимаемый по табл. 40 СНиП 2.04.03-85. 
 

    Продолжительность аэрации не должна быть менее 2 ч. По расчетам продолжительность аэрации  составила 6ч >2ч   = >  условие выполнено.

    Далее вычисляем степень рециркуляции активного ила в аэротенках: 

где: a_i — доза ила в аэротенке, г/л;

    J_i — иловый индекс, см³/г.

    Иловый  индекс определяется в зависимости  от нагрузки на активный ил, вычисляемой  по формуле: 
 

      – период аэрации, 6 часов.

    По  вычисленной нагрузке на активный ил методом интерполяции определяем иловый индекс (табл. 41 СНиП 2.04.03-85); J_i = 120,641см³/г.

    Степень рециркуляции активного ила: 

    БПК поступающей на очистку воды > 150 мг/л, значит следует запроектировать регенератор;

    Определяем  дозу ила в регенераторе: 
 

     Продолжительность окисления органических загрязняющих веществ t_O, ч, надлежит определять по формуле: 
 

     Продолжительность обработки воды в аэротенке: 
 

     Вместимость аэротенка вычисляется по формуле: 

     Принимаем типовой аэротенк смеситель:

       Глубина - 5м;

       число коридоров - 3;

       ширина  коридора - 6м;

       длина секции - 60м;

       объем секции - 5400м³;

       число секций - 3шт.

     Продолжительность регенерации следует определять по формуле: 
 

     Вместимость регенераторов W_r, м³, следует определять по формуле: 
 

      - максимальный часовой  расход воды.

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

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