Основы биологической очистки промстоков ЦБП (стр. 12 )

При значениях технологических параметров, типичных для действующих очистных сооружений (l0 ≈ 0,3 кг/м3, Xa ≈ 2 кг/м3,  ф ≈ 0,5), коэффициент  К1  рассчитывается по более простому уравнению:

  К1 = К1 wmin + 0,25 (1 − К1 wmin) ln;  (3.38)

Из приведенных соотношений следует:

  Z*l  = б* ln;  (3.39)

  б* = ;  (3.40)

Расчеты по формулам (3.40), (3.36) − (3.38) показывают, что коэффициент б* в первом приближении (с точностью до 10%) не зависит от глубины очистки. Это позволяет на практике находить величину  Z*l  по уравнению (3.39), используя табличные значения коэффициента б*  (см. табл.3.3). 

  Таблица 3.3

Значения коэффициента б*  в односту­пенчатой системе

БПК сточной во­ды, кг/мЗ	СФА	СФА + СФИ	СФИ
ПА	МА, ПМА	ПА	МА, ПМА
0,1 − 0,4 0,4 − 1,0 свыше 1,0	0,6 0,75 1,0	0,55 0,6 0,6	0,5 0,6 0,75	0,45 0,5 0,55	0,45 0,5 0,55

Пример: Найти расход кислорода и количество турбоагрегатов АПМ−55 ф* = 110  кг/ч, расход воздуха на один аэратор 1300м3/ч) при расходе СФА-стоков  Q = 20000м3/ч, БПК5 стоков l0 = 0,3 кг/м3 и БПК5 очищенных стоков l = 0,02 кг/м3.

Решение.  По табл.3.3. находим:  б*  = 0,55. Из формулы (3.39):

  Z*l  =  0,55 ln = 1,49 кг О2/кг БПК5.

Согласно (3.28) расход кислорода составит:

  R* = 20000 · 0,3∙1,49 = 8940 кг О2/ч.

Необходимое количество турбоаэраторов АПМ−55:

  n = = 81 шт.

Исходя из условия рациональной расстановки аэраторов, в аэротенке может быть принято 80 шт. При этом расход воз­духа на аэраторы должен составлять: 1300·80 = 104000м3/ч.

Биосорбционная одноступенчатая система (см. рис. 2.1.в).

В биосорбционной системе очистки часть растворенных и кол­лоидных веществ удаляется в результате абсорбции на активном иле в первичных отстойниках и далее не поступает в аэротенк, где возможно их биоокисление кислородом, В результате при той же глубине очистки по БПК5 расход кислорода ниже, чем в простой одноступенчатой системе, рассмотренной выше. Но учитывая, что эти различия не превышают 20%, а также возмож­ность перехода в процессе эксплуатации очистных сооружений от биосорбционной схемы к простой одноступенчатой (без пода­чи избыточного ила в первичные отстойники), расход кислорода рассчитывается по тем же зависимостям (ур. 3.39, табл. 3.3).

Двухступенчатая система (рис. 2.2.а). Расчет расхода кислорода на 1 ступени двухступенчатой системы ничем не от­личается от расчета для одноступенчатых схем. На второй ступени расход кислорода складывается из его затрат на био­окисление растворенных органических веществ стоков и самоокисление активного ила, выносимого с первой ступени очистки. В области наибольшей эффективности двухступенчатых систем (эффект очистки по БПК5 на первой ступени 70 − 80%) и выносе активного ила с первой ступени 0,05 − 0,2 кг/м3, удельный расход кислорода на второй ступени может быть найден по формуле:

  Zl 2* = б2 * ln;  (3.41)

где б2 * −  коэффициент, определяемый по табл. 3.4; l1 −  БПК5 стоков на выходе первой ступени (входе второй ступени) кг/м3; l  − БПК5 стоков на выходе системы очистки, кг/м3.

Таблица 3.4

Значения коэффициента б2 *

Эффект очистки по БПК5 на первой ступени, %	БПК5 сточной воды, кг/м3
0,1 − 0,4	0,4 −1,0	свыше 1,0
70 − 75 80	1,0 1,5	0,85 1,2	0,75 1,0

Общий расход кислорода составит:

  R* = R*1 + R*2 = Q∙l0· Zl1*+ Q∙l1∙ Zl 2*  (3.42)

  Zl1*= б1* ln;  (3.43)

где коэффициент  б1* находится по табл. 3.3.

       В двухступенчатой системе расход кислорода меньше, чем в одноступенчатой, что связано с меньшей глубиной самоокис­ления активного ила. При значительной величине выноса актив­ного ила с 1 ступени и отклонении эффективности первой сту­пени от оптимальной области эти различия сглаживаются (двух­ступенчатая система вырождается в одноступенчатую − см. разд. 2.1,2.5.).

Пример. Найти расход кислорода, количество турбоаэраторов и расход аэрирующего воздуха для двухступенчатой системы (первая ступень − аэротенк-смеситель с пневмомехани­ческой аэрацией, вторая − аэротенк-вытеснитель с пневмо-аэрацией) при очистке смешанного стока ЦБК (сульфатно-сульфитный сток) с расходом  Q = 15000 м3/ч;  l0 = 0,45 кг/м3 и БПК5 очищенных стоков 0,015 кг/м3.

Решение. Для первой ступени по табл. 3.3 находим: б1* = 0,45. В силу сравнительно низкой величины БПК5 стоков для обеспечения достаточной специфичности биоценоза второй ступени (см. разд. 2.1) принимаем эффект очистки по БПК5 на 1 ступени минимальным  − 70%. Тогда по табл. 3.4: б2*  = 0,85.

Находим l1:

  l1  = (1 − 0,7) ∙ 0,45 = 0,135 кг/м3.

По формуле (3.43) удельный расход кислорода на первой ступени составит:

  Zl1* = 0,45·ln= 0,54 кг О2/кг БПК5.

Расход кислорода на первой ступени:

  R*1 = 15000∙0,45·0,54 = 3645 кг/ч.

При использовании аэраторов АПМ−40 (ф = 100 кг/ч, расход воздуха на один аэратор 1200 м3/ч)  их число составит:

  n = = 36 шт.

Расход воздуха на турбоаэраторы первой ступени:

  Ql1 = 1200∙36 = 43200 м3/ч.

Удельной расход кислорода на второй ступени по формуле (3.41): 

  Zl 2* = 0,85 ln = 1,87 кг О2/кг БПК5.

Расход кислорода на второй ступени:

  R*2 = 15000·0,135∙1,87 = 3787 кг/ч.

При использовании дырчатых труб, установленных на глу­бине 5м (К = 5,5·10−3 кг/м3, На = 5м), расход воздуха на второй ступени составит:

  Ql 2 = = 137710 м3/ч. 

Общий расход воздуха (необходимая производительность воздуходувной станции) в двухступенчатой системе:

  Ql = Ql1 + Ql 2 =  43200 + 137710 = 180910 м3/ч.

Общий расход кислорода: 

  R* = R*1+  R*2 = 3645 + 3787 = 7432 кг/ч.

Если бы для очистки указанных стоков использовалась одноступенчатая система с пневмомеханической аэрацией, то расход кислорода составил бы (по формулам 3.39, 3.28)  10331 кг/ч, т. е.  в 1,39 раза больше, чем в рассмотренной двухступенча­той системе.

Аэрируемые пруды доочистки. В прудах доочистки применяются механические аэраторы. Расход кислорода рассчитывается по формулам:

  R*пр = Q∙ la· Zl*пр ;  (3.44)

  Zl*пр =  б*пр∙ln;  (3.45)

где la − БПК5 стоков на выходе аэротенков (входе прудов до­очистки), кг/м3; б*пр определяется по табл.3.5 в зависимости от состава промстоков и эффекта биологической очистки в аэротенках (в системе до прудов).

Таблица 3.5

Значения коэффициента б*пр

Сточная вода	Эффект очистки по БПК5 в аэротенках, %
80	90	92	95	97	98
СФА СФА + СФИ СФИ	1,2 1,2 1,2	2,1 2,4 2,7	2,5 3,1 3,4	3,8 4,9 5,7	5,8 8,1 9,7	6,5 9,6 11,8

Пример. Заданы БПК5 исходных стоков сульфитно-целлюлозного производства  l0 = 0,4 кг/м3, стоков на выходе аэротенков la = 0,018 кг/м3 и очищенных стоков l = 0,15 кг/м3. Найти расход кислорода и необходимое число всасывающих аэраторов (ф* = 84кг/ч) в прудах доочистки при расходе стоков 10000м3/ч.

Решение. Находим  эффект очистки стоков в аэротенках:

  Еа = .

По табл.  3.5 путем экстраполяции принимаем: б*пр = 6,5. По формуле (3.45):

  Zl*пр = 6,5 ln = 1,185 кг О2/кг БПК5.

Расход кислорода в пруде составит:

  R*пр = 10000·0,018∙1,185 = 213 кг/ч.

Необходимое количество всасывающих аэраторов:

  n = 3 шт.

3.3. ПРИРОСТ АКТИВНОГО ИЛА

На очистных сооружениях общее количество избыточного активного ила определяется его приростом как за счет взвешенных веществ промстоков (принимается, что взвешен­ные вещества не биоокисляются), так и за счет утилизации микроорганизмами растворенных и коллоидных веществ: