Высоконагружаемые биологические фильтры

Аэрофильтры

6.132. БПК_полн сточных вод, подаваемых на аэрофильтры, не должна превышать 300 мг/л. При большей БПК_полн необходимо предусматривать рециркуляцию очищенных сточных вод. Коэффици­ент рециркуляции K_rc следует определять по фор­муле

(46)

где L_mix — БПК_полн смеси исходной и циркулирую­щей воды, при этом L_mix — не более 300 мг/л;

L_en, L_ex — БПК_полн соответственно исходной и очищенной сточной воды.

6.133. Для аэрофильтров надлежит принимать:

рабочую высоту H_af = 2—4 м;

гидравлическую нагрузку q_af = 10—30 м³/(м²×сут);

удельный расход воздуха q_a = 8—12 м³/м³ с учетом рециркуляционного расхода.

6.134. При расчете аэрофильтров допустимую величину q_af, м³/(м²×сут), при заданных q_a и H_af следует определять по табл. 38, где

.

Площадь аэрофильтров F_af, м², при очистке без рециркуляции необходимо рассчитывать по приня­той гидравлической нагрузке q_af, м³/(м²×сут), и суточному расходу сточных вод Q, м³/сут.

При очистке сточных вод с рециркуляцией пло­щадь аэрофильтра F_af, м², надлежит определять по формуле

Таблица 38

Примечание. Для промежуточных значений q_a, H_af и T_w допускается величину K_af определять интерполяцией.

(47)

6.135. Количество избыточной биологической пленки, выносимой из высоконагружаемых биофильтров, надлежит принимать 28 г/(чел×сут) по сухому веществу, влажность — 96 %.

6.136. Расчет биофильтров для очистки производственных сточных вод допускается выполнять по табл. 37 и 38 или по окислительной мощности, определяемой экспериментально.

Биофильтры с пластмассовой загрузкой

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

6.138. Для биофильтров с пластмассовой загрузкой надлежит принимать:

рабочую высоту H_pf = 3—4 м;

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

пористость загрузочного материала — 93—96 %, удельную поверхность — 90—110 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.

6.139. При расчете биофильтров с пластмассовой загрузкой надлежит определять:

гидравлическую нагрузку q_pf, м³/(м³×сут) — в соответствии с необходимым эффектом очистки Э, %, температурой сточных вод T_w, °С, и принятой высотой H_pf, м, по табл. 39;

объем загрузки и площадь биофильтров — по гид­равлической нагрузке и расходу сточных вод.

Таблица 39

Аэротенки

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

Аэротенки, действующие по принципу вытеснителей, следует применять при отсутствии залповых поступлений токсичных веществ, а также на второй ступени двухступенчатых схем.

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

6.141. Регенерацию активного ила необходимо предусматривать при БПК_полн поступающей в аэротенки воды свыше 150 мг/л, а также при наличии в воде вредных производственных примесей.

6.142. Вместимость аэротанков 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.

6.143. Период аэрации t_atm,ч, в аэротенках, ра­ботающих по принципу смесителей, следует опреде­лить по формуле

(48)

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 табл. 40;

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

(49)

здесь r_max — максимальная скорость окисления, мг/(г×ч), принимаемая по табл. 40;

C_O — концентрация растворенного кислорода, мг/л;

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

К_О — константа, характеризующая влияние кислорода, мг О₂/л, и принимаемая по табл. 40;

j — коэффициент ингибирования продук­тами распада активного ила, л/г, при­нимаемый по табл. 40.

Примечания: 1. Формулы (48) и (49) справедли­вы при среднегодовой температуре сточных вод 15 °С. При иной среднегодовой температуре сточных вод T_w продол­жительность аэрации, вычисленная по формуле (48), долж­на быть умножена на отношение 15/T_w.

2. Продолжительность аэрации во всех случаях не долж­на быть менее 2 ч.

Таблица 40

Примечание. Для других производств указанные параметры следует принимать по данным научно-исследовательских организаций.

6.144. Период аэрации t_atv, ч, в аэротенках-вытеснителях надлежит рассчитывать по формуле

(50)

где K_p — коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания: K_p = 1,5 при биологической очистке до L_ex = 15 мг/л; K_p = 1,25 при L_ex > 30 мг/л;

L_mix — БПК_полн, определяемая с учетом раз­бавления рециркуляционным расходом:

(51)

здесь R_i — степень рециркуляции активного ила, определяемая по формуле (52); обо­значения величин a_i, r_max, C_O, L_en, L_ex, K_l, K_O, j, s, следует принимать по фор­муле (49).

Примечание. Режим вытеснения обеспечивается при отношении длины коридоров l к ширине b свыше 30. При l/b < 30 необходимо предусматривать секционирование коридоров с числом ячеек пять-шесть.

6.145. Степень рециркуляции активного ила R_i, в аэротенках следует рассчитывать по формуле

(52)

где a_i — доза ила в аэротенке, г/л;

J_i — иловый индекс, см³/г.

Примечания: 1. Формула справедлива при J_i < 175 см³/г и a_i до 5 г/л.

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

6.146. 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 табл. 41.

Таблица 41

Примечание. Для окситенков величина J_i должна быть снижена в 1,3—1,5 раза.

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

(53)

где t_at — период аэрации, ч.

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

(54)

где R_i — следует определять по формуле (52);

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

(55)

r — удельная скорость окисления для аэро­тенков — смесителей и вытеснителей, оп­ределяемая по формуле (49) при дозе ила a_r.

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

(56)

Продолжительность регенерации t_r, ч, надлежит определять по формуле

(57)

Вместимость аэротенка W_at, м³, следует опреде­лять по формуле

(58)

где q_w — расчетный расход сточных вод, м³/ч.

Вместимость регенераторов W_r, м³, следует опре­делять по формуле

(59)

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

(60)

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 = 0,3; при очист­ке сточных вод в окситенках величина K_g снижается до 0,25.

6.149. Необходимо предусматривать возмож­ность работы аэротенков с переменным объемом ре­генераторов.

6.150. Для аэротенков и регенераторов надлежит принимать:

число секций — не менее двух;

рабочую глубину — 3—6 м, свыше — при обосно­вании;

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

6.151. 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.

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

6.153. Заглубление аэраторов следует принимать в соответствии с давлением воздуходувного обору­дования и с учетом потерь в разводящих коммуника­циях и аэраторах (см. п. 5.34).

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

6.155. При необходимости в аэротенках надлежит предусматривать мероприятия по локализации пе­ны — орошение водой через брызгала или примене­ние химических антивспенивателей.

Интенсивность разбрызгивания при орошении следует принимать по экспериментальным данным.

Применение химических антивспенивателей должно быть согласовано с органами санитарно-эпи­демиологической службы и охраны рыбных запасов.

6.156. Рециркуляцию активного ила следует осу­ществлять эрлифтами или насосами.

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

(61)

где q_O — удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой БПК_полн, принимаемый при очистке до БПК_полн 15—20 мг/л — 1,1, при очистке до БПК_полн свыше 20 мг/л — 0.9;

K₁ — коэффициент, учитывающий тип аэрато­ра и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотноше­ния площадей аэрируемой зоны и аэро­тенка f_az /f_at по табл. 42; для среднепузырчатой и низконапорной K₁ = 0,75;

K₂ — коэффициент, зависимый от глубины погружения аэраторов h_a и принимае­мый по табл. 43;

K_T — коэффициент, учитывающий температу­ру сточных вод. который следует опре­делять по формуле

(62)

здесь T_w — среднемесячная температура воды за летний период, °С;

K₃ — коэффициент качества воды, принимае­мый для городских сточных вод 0,85; при наличии СПАВ принимается в зави­симости от величины f_az /f_at по табл. 44, для производственных сточных вод — по опытным данным, при их отсутствии допускается принимать K₃ = 0,7;

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

(63)

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

h_a — глубина погружения аэратора, м;

C_O — средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л; в первом приближении С_О допускается принимать 2 мг/л и не­обходимо уточнять на основе технико-экономических расчетов с учетом фор­мул (48) и (49).

Площадь аэрируемой зоны для пневматических аэраторов включает просветы между ними до 0,3 м.

Интенсивность аэрации J_a, м³/(м²×ч), надлежит определять по формуле

(64)

где H_at — рабочая глубина аэротенка, м;

t_at — период аэрации, ч.

Если вычисленная интенсивность аэрации свыше J_a,max для принятого значения K₁, необходимо уве­личить площадь аэрируемой зоны; если менее J_a,min для принятого значения K₂ — следует увели­чить расход воздуха, приняв J_a,min по табл. 43.

6.158. При подборе механических, пневмомеханических и струйных аэраторов следует исходить из их производительности по кислороду, определенной при температуре 20 °С и отсутствии растворенного в воде кислорода, скорости потребления и массообменных свойств жидкости, характеризуемых коэффициентами K_T и K₃ и дефицитом кислорода (C_a — C_O) /C_a и определяемых по п. 6.157.

Число аэраторов N_ma Для аэротенков и биологи­ческих прудов следует определять по формуле

(65)

где W_at — объем сооружения, м³;

Q_ma — производительность аэратора по кисло­роду, кг/ч, принимаемая по паспортным данным;

t_at — продолжительность пребывания жидкости в сооружении, ч; значения осталь­ных параметров следует принимать по формуле (61).

Примечание. При определенном числе механичес­ких аэраторов необходимо проверять их перемешивающую способность по поддержанию активного ила во взвешенном состоянии. Зону действия аэратора следует определять рас­четом; ориентировочно она составляет 5—6 диаметров рабочего колеса.

6.159. Окситенки рекомендуется применять при условии подачи технического кислорода от кисло­родных установок промышленных предприятий. Допускается применение их и при строительстве кислородной станции в составе очистных сооруже­ний.

Окситенки должны быть оборудованы механичес­кими аэраторами, легким герметичным перекрыти­ем, системой автоматической подпитки кислорода и продувки газовой фазы, что должно обеспечивать эффективность использования кислорода 90 %.

Для очистки производственных сточных вод и их

Таблица 42

Таблица 43

Таблица 44

смеси с городскими сточными водами следует при­менять окситенки, совмещенные с илоотделителем. Объем зоны аэрации окситенка надлежит рассчиты­вать по формулам (48) и (49). Концентрацию кислорода в иловой смеси окситенка следует прини­мать в пределах 6—12 мг/л, дозу ила — 6—10 г/л.