Сооружения биологической очистки сточных вод

6.2.1. Биологические фильтры с плоскостной загрузкой

Биофильтр – сооружение, в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал, покрытый биологической пленкой, образованной колониями микроорганизмов.

Рассмотрим расчет биофильтров с плоскостной загрузкой.

1. В зависимости от требуемой величины очищенных вод по БПК₅ определяют критериальный комплекс . Значение БПК₅ в воде после биофильтров принимают 10 мг/л (что соответствует БПК₂₀=15 мг/л). Значение критериального комплекса для бытовых сточных вод принимают по учебнику [Яковлев С.В., Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод. М., 2002. 703 с.] табл. 12.5

2. По заданной величине Т_w = 12, 6 °С (среднезимней температуре сточных вод) определяют значение К_т по формуле:

;

3. Назначается высота слоя загрузки Н, которая принимается в пределах 3 ÷ 4 м. Принимаем Н= 4, 0 м (п. 6.133);

4. Определяется величина пористости загрузки Р исходя из конструктивных размеров по паспорту завода – изготовителя. Принимаем загрузку «Тракпор» с пористостью Р=94%, удельной поверхностью загрузки S_уд=187 м²/м³, плотностью ρ = 48 кг/м³;

5. Значение удельной массы органических загрязнений по БПК₅ поступающей в сутки на единицу поверхности загрузочного материала биофильтра М_уд, г/м^2. cут, определяем по формуле:

;

6. Значение величины удельной допустимой гидравлической нагрузки определяется по формуле:

где L_a – допустимая концентрация органических загрязнений по БПК₅ в сточной воде, поступающей на биофильтры. По СНиП п.6.137 эта величина по БПК_пол должна быть не более 250 мг/л:

где к_п- коэффициент пересчета из БПК_пол в БПК₅, к_п=0, 875,

,

;

7. Объем загрузки определяется по формуле:

где К_рец- коэффициент рециркуляции, определяется по формуле:

где L_en – средняя концентрация сточных вод по БПК ₂₀

L_min- допустимая на биофильтры концентрация сточных вод по БПК₂₀,

L_min=250 мг/л;

L_ex- концентрация по БПК₂₀ в сточных водах после биофильтра, L_ex=15 мг/л,

;

8. Число фильтров определяется по формуле

где F₁ – площадь биофильтра, м², принимаем по [8] табл.1.

Принимаем к проектированию 3 биологических фильтра.

Приток сточной воды q_прит= /с=133 л/с

Минимальный расход q_min, л/с, из бака:

q_min=1.5·q_прит=1, 5∙ 133 =199, 5л/с=11970 л/мин.

Принимаем диаметр спрыска d_спр=25 мм.

При минимальном напоре H_min =0.5м минимальный расход спрыска q_{min спр} =115 л/мин.

При максимальном напоре H_max = 1.5 м максимальный расход спрыска q_{max спр}=64 л/мин.

Определяем средний расход воды q_{ср спр}, л/мин, из спринклера:

q_{ср спр} = 1, 1 (q_{max спр}+q_{min спр})/2 =1, 1(115+64)/2=1, 64 л/с.

Рассчитываем число спренклерных головок n_спр, шт:

n_спр=q_min/q_{min спр}=11970/64=187, 03=188 шт.

Время опорожнения бака должно быть 1-5 минут.

Принимаем t_оп=3 мин, тогда емкость бака W_б, м

W_б=(q_{ср спр} ·n_спр-q_прит)∙ t_оп∙ 60=(1, 64∙ 188-133)∙ 3∙ 60=35487 л=31, 557 м³

Время наполнения бака t_нап, мин, рассчитываем по формуле:

T_нап= мин.

Продолжительность цикла t_цикл, мин, составит

t_цикл = t_оп+t_нап=3+4=7 мин.

6.2.2. Вторичные горизонтальные отстойники в схемах

с биофильтрами.

Вторичные отстойники служат для задержания биологической пленки, поступающей из биофильтров. Вторичные отстойники бывают вертикальные и горизонтальные. Для станций большой и средней производительности принимаем горизонтальные отстойники в схеме с биофильтрами.

Определим гидравлическую нагрузку , м³ /(м² ^. ч), на поверхность отстойника:

где Кset – коэффициент использования объема, принимается по табл.31[1].

Для горизонтальных отстойников Кset=0, 5.

Uo – гидравлическая крупность биологической пленки, при полной биологической очистке, Uo=1, 4 мм/с [1, п.6.160].

.

Определим общую площадь отстойников F, м²:

.

Параметры типовых отстойников принимаются по [4]:

B_ssb= 6м; L_ssb= 24м; H_ssb= 3, 1м.

Тогда количество отстойников N, шт., равно:

Принимаем 6 горизонтальных отстойников. Их число следует принимать не менее трех, принимаем все рабочие согласно [1 п.6.58].

Время отстаивания Т, ч., принимаем по формуле:

.

6.2.4 Расчет сооружений обеззараживания сточных вод

Расчет УФ - установок

При соблюдении критериев качества сточных вод, поступающих на обеззараживание УФ облучением, согласно МУ 2.1.5.732-99 «Санитарно-эпидемиологический надзор за обеззараживанием сточных вод ультрафиолетовым излучением» допускается: взвешенные вещества-до 10 мг/л, ХПК-до 50 мг/л."

Фактическое содержание взвешенных веществ в сточных водах, прошедших полную биологическую очистку, составляет 10 — 15 мг/л. Содержание взвешенных веществ в сточных водах при которых обеспечивается обеззараживание до требований СанПиН 2.1.5.980-00 дозой облучения 30 мДж/см" составляет:

• средние значения - 10 - 20 мг/л;

• максимальные значения - до 30 мг/л.

Подбор УФ-оборудования осуществляется по максимальному часовому расходу.

Таблица 1.

Q_max.сут=К_сут.max*Q_ср.сут=1, 2*24000=26400м³/сут

Следовательно 1.558

Количество рабочих установок следует определять по формуле:

n_уст=Q_{max. час.}/ Q_усл.

Выбираем установку типа УДВ-120А350

Таблица 2. «Условная» производительность УФ установок, (при эффективной дозе —30 мДж/см², для коэффициента пропускания - 60%)

.

Принимаем 2 рабочие установки и одну резервную. Размер здания 10, 5× 18, 0 м.

Проектирование УФ-систем

При проектировании УФ-комплексов для проведения технического обслуживания рабочего УФ-оборудования; в частности, химической промывки предусматривается резервное оборудование: для УФ-комплексов на базе корпусного УФ-оборудования - одна резервная УФ-установка, для УФ комплексов на базе лоткового УФ оборудования – один резервный УФ-модуль.