Ю. М. Ласков, Ю, В.
В. И. Калицун
f
ПРИМЕРЫ
Второе издание, переработанное и дополненное
«Допущено Министерством высшего и среднего специального
образования СССР в качестве учебного пособия для
студентов высших учебных заведений, обучающихся по специально
стям «Водоснабжение и канализация»
и
«Рациональное
ис
пользование водных ресурсов и обезвреживание промышлен*
ных стоков»
г #
МОСКВА
1987

unit ад ш i
*
УДК MM.OOI.2(075.8)
Рецензент — кафедра водоснабжения и канализации Горь*
ковского инженерно-строительного института им. В. П.
Чкалова (зав. кафедрой д-р техн. наук проф, В. В. Найденко)
Ласков Ю. М. и др.
26 Примеры расчетов канализационных сооруже
ний: Учеб. пособие для вузов/Ю. М. Ласков
>
Ю. В. Воронов, В. И. Калицун. — 2-е изд., перераб.
доп.— М.:-Стройиздат, 1987. — 255 с: ил.
Приведены примеры расчета необходимой степени очистки
сточных вод на основе современных проектных решений и достижений.
Расчеты произведены с учетом действующих нормативных документов.
Примеры охватывают практически все виды задач, встречающихся при
проектировании канализационных очистных сооружений. Настоящее
издание переработано в соответствии с новыми нормативными
документами.
Для студентов строительных вузов, обучающихся по
специальностям «Водоснабжение и канализация» и «Рациональное
использование водных ресурсов и обезвреживание промышленных стоков».
3206000000—589
047(01) — 87
172—87
ББК 38.761.2
Высшая школа, 1981
Строй над ат, 1987, с изменениями
. 1*.
¦

ПРЕДИСЛОВИЕ
Большое внимание охране природы, в том числе водных ресур
сов, уделено в Основных направлениях экономического и социаль
ного развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года
f
на XXVII съезде КПСС,
постановлении Верховного Совета «О соблюдении требований
законодательства об охране природы и рациональном нспользова-
природных ресурсов», принятом в июле 1985 г., намечен
леке мероприятий, направленных на защиту водоемов от эагрязне
ния и истощения, на внедрение малоотходных технологических про
также на разработку новых методов и сооружении по
очистке производственных и городских сточных вод.
Будущие специалисты по очистке городских и производственных
сточных вод должны обладать глубокими знаниями и способностью
самостоятельно решать сложные задачи по рациональному
использованию водоемов и предупреждению их от загрязнения и
ния. Основное назначение учебного пособия — помочь студентам
обучающимся по специальностям «Водоснабжение и канализация»
«Рациональное использование водных ресурсов и обезвреживание
промышленных стоков», выработать навыки применения теории
решении конкретных задач и тем самым освоить методику расчетов
степени очистки сточных вод и самих канализацион*
ных очистных сооружении.
пособие содержит разнообразные по тематике и слож
ности примеры, охватывающие основные разделы дисциплин
отведение и очистка сточных вод», «Водоотводящие системы про
мышленных предприятий» и «Технология очистки сточных вод».
едисловие, гл. I и о написаны д-ром техн, наук, проев.
Ю. М. Ласковым; гл. 3 и 4 — канд. техн. наук, доц. Ю. В. Вороно
вым; гл. 2 и 5 — канд. техн. наук, доц. В. И. Калицуном.
Авторы приносят свою благодарность заведующему кафедрой
и канализации Горьковского
инженерно-строительного института им. В. П. Чкалова, д-ру техн. наук В. В. Найденко
этой кафедры за полезные советы, сделан
t
также
иые при рецензировании рукописи
*
*

ГЛАВА
СОСТАВ
СТОЧНЫХ
ВОД
РАСЧЕТ
НЕОБХОДИМОЙ СТЕПЕНИ
ИХ
ОЧИСТКИ
1
иды сточных вод и состав загрязнений
¦¦ L
; Сточные воды подразделяют на бытовые, производит
венные и атмосферные (дождевые).
Загрязнения, содержащиеся в сточных водах, бывают
минерального, органического и бактериального
проис
хождения и могут находиться в растворенном, коллоид
ном и нсрастворепном состояниях. Степень загрязненно
сти
сточных вод определяю!
по
ряду
показателей сани
тарно-химического анализа.
Для оценки работы сооружений механической очистки
основными показателями являются
ганатная окисляемость, содержание
БПК
»
хпк
»
перман
биогенных
элементов
, реакция среды, температура.
Известно.
что для одних и тех же сточных вод ХПК
всегда
больше
БПК/ХПК>0
При
этом
>
если
отношение
>
>
сточные воды
следует
направлять
* i
на
сооружения биологической очистки. В противном случае
их подвергают физико-химической обработке.
Для нормального хода процесса биологической очист
ки
тов
необходимо
присутствие
водах
биогенных элемен
азота и фосфора. По СНиП 2.04.03—85 содержание
азота
БПК:
фосфора должно
удовлетворять
соотношению
100 : 5: 1. Для контроля за ходом процесса
очистки в случае необходимости определяют содержание
воде токсичных веществ
»
которые
не должны превы
та
щать предельно допустимых концентраций (ПДК).
ким веществам относят ртуть, свинец, кадмий, цианиды
ПАВ
»
др.
Чтобы предотвратить нарушение кислородного
ма
водоеме
результате
сброса очищенных сточных
вод
>
определяют содержание растворенного кислорода
воде водоема, которое регламентируется «Правилами ох
раны поверхностных вод от загрязнения сточными вода
ми>
5 .
t *
\- « А* Л
i
Количество
загрязнений
>
находящихся
бытовых
сточных водах, iio отдельным ингредиентам определяют
+

по табл. 25 СНиП 2.04.03—85. Зная норму водоотведения
>
л/сут, и количество загрязнений а, приходящихся на
чел/сут, можно вычислить содержание их в единице
объема сточных вод, т. е. их концентрацию в мг/л:
ПЛ)
современных городах сточные воды промышленных
предприятии поступают в городскую канализационную
сеть, поэтому в городах воды обычно смешанные — смесь
бытовых и производственных. Концентрацию загрязне
нии, содержащихся в городских сточных водах, поступа
ющих на очистные сооружения, определяют по уравне
НИК);
#
"быт Сбыт + 2а *пр Qnp
см
t
(1.2)
Сбыт + i Qnp
где Рбыт, (?быт — концентрация загрязнений н расход бытовых сточ
ных вод, г/м8; Рпр, Qnp — концентрация загрязнений и расход про
изводственных сточных вод отдельных предприятий, г/м8.
. Расчет разбавления в реках, озерах
водохранилищах
Для расчета разбавления в средних и больших реках
наибольшее распространение получил метод Фролова
Родзиллера. Коэффициент смешения определяют по фор
муле
е
аУ L
•
(13)
(Q/q)e
а
где Q — расход воды (при 95 % -ной обеспеченности) в створе реки
места выпуска сточных вод, м3/с; а — расход сточных вод, м3/с;
длина русла от места выпуска сточных вод до расчетного ство
ра, м; а — коэффициент, зависящий от гидравлических условий сме
шения.
¦
4
¦ >
Коэффициент а вычисляют по формуле
Ъг
а = ?ф У Е/д
t
(1.4)
где ?— коэффициент, учитывающий место расположения выпуска
(для берегового выпуска С—1,
для руслового ?=* 1*5); ф -^коэффи
диент извилистости русла, определяемый как отнощение длины рсус-

ла от выпуска до расчетного створа по фарватеру к расстоянию меж
ду этими сечениями по прямой; Е — коэффициент турбулентной
Диффузии, который находят но формуле
"ср //Ср/200;
(1.5)
здесь t>cp — средняя скорость течения поды в реке на участке меж
ду выпуском и расчетным створом, м/с; 77ср — средняя глубина ре
ки на том же участке, м.
Для определения кратности разбавления в расчетных
створах следует применять формулу
0.6)
Согласно «Правилам охраны поверхностных вод от
загрязнения сточными водами» расчетным створом на
зывают створ, расположенный на проточных водоемах
на 1 км выше но течению от ближайшего пункта водо
пользования (водозабор для хозяйственно-питьевого во
доснабжения, места купания и организованного отдыха
9
территория населенного пункта и т. п.), а на непроточных
водоемах и водохранилищах — створы на расстоянии
км в обе стороны от пункта водопользования [5].
Для расчета разбавления сточных вод в озерах и во
дохранилищах можно пользоваться методами М. А. Руф
ф'еля и Н. Н. Лапшева.
Метод Н. Н. Лапшева применим для рассеивающих
сосредоточенных выпусков при скорости истечения сто*!
ных вод более 2 м/с. По этому методу предполагается
что выпуск находится на некотором удалении от берега
»
>
а глубина в месте устройства выпуска составляет более
30 диаметров выпускного отверстия. Наименьшее
разбавление, наблюдающееся на расстоянии от места выпуска
сточных вод в озеро или водохранилище, определяют по
формуле
n = A(0,2Ld
, «.«w /1*0/ ,
PS
(1.7)
где А — параметр, определяющий изменение разбавления при
применении рассеивающего выпуска (при сосредоточенном выпуске
1); L — расстояние от места выпуска до расчетного створа; do
диаметр выпускного отверстия; Р — параметр, зависящий от сте
пени проточности водоема и нагрузки сточных вод на него; с>—па
рамётр, определеямый относительной глубиной водоема.
Если известна скорость течения в озере или в водо
хранилище, то
п/(0,000015t>0 + v
ш»
(1.8)
п — скорость течения в проточном озере или водохранилище,
м/а; vo т- скорость истечения из выпуска, м/с.

Параметр S зависит от глубины Н в месте
вычисляется по формуле
4
4
I
325Я
360+(ип/Уп)105
I
875.
(1.9)
Расчет необходимой степени очистки сточных вод
Водоемы обладают самоочищающей способностью,
что следует учитывать при проектировании очистных
сооружений и определении необходимой степени очистки.
Необходимую степень очистки сточных вод,
спускаемых в водоем, находят по следующим показателям: ко
личество взвешенных веществ, потребление растворенно
го кислорода, допускаемая ВПК смеси речных и сточных
вод, изменение активной реакции воды, а также
предельно допустимые концентрации токсических примесей
других вредных веществ.
«Правилах охраны поверхностных вод от загрязне
ния сточными водами» различают две категории водое
мов: водоемы питьевого и культурно-бытового водо
пользования и водоемы, используемые в рыбохозяйствен
ных целях.
Водоемы питьевого и культурно-бытового водопользо
вания делятся на два вида: первый — участки водоемов
t
используемые в качестве источника для централизован
ного и нецентрализованного питьевого водоснабжения
также водоснабжения предприятий пищевой промышлен
ности; второй — участки водоемов, используемые для ку
пания, спорта и отдыха населения, а также водоемы, на
ходящиеся в пределах населенных пунктов. *ч какому
виду водопользования относится данный участок
водоема, определяют органы Государственного санитарного
надзора.
Водоемы для рыбохозяйственных целей также
разделяются на два вида: первдяй — водоемы, используемые
для воспроизводства и сохранения ценных пород рыб;
второй — водоемы, используемые для других рыбо
хозяйственных целей. Вид рыбохозяйственного
использования водоема определяется органами рыбо-
охраны.
Расчет необходимой степени очистки сточных вод по
взвешенным веществам. Предельно допустимое содержа

нве взвешенных веществ m, г/м3, в спускаемых в водоем
сточных водах определяют по формуле
//I ч* Р (aQ/q
$
(1.10)
где F — допустимо* санитарными нормами увеличение содержания
извещенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, г/м"
наименьший среднемесячный расход воды в водоеме 95%-ной обес
печепности, м3/с; Ъ — содержание взвешенных веществ в водоеме ДС
спуска в него сточных вод, г/м3.
т- *
Степень необходимой очистки по взвешенным вещеет
вам может быть определена в %:
т
т) 100/С
»
(Ы!)
где С — содержание взвешенных веществ до очистки, мг/л.
Расчет необходимой степени очистки сточных вод по
растворенному в воде водоема кислороду. В соответствии
правилами спуска сточных вод в воде водоема после
смешения ее со сточной водой содержание растворенного
кислорода должно быть не ниже 4 мг/л, а для рыбохо
зяйственных водоемов I вида — 6 мг/л. Исходя из этого
можно определить допустимую для данного водоема мак
симальную ВПК спускаемых сточных вод.
Допустимая БПКполн сточных вод, сбрасываемых
водоем, исходя из условии минимального содержа
ния растворенного кислорода, выражается уравне
нием
^cT-~T-(OD-0,4Lrr-O)
9
Э
9
(1.12)
где Lett Lp — полное биохимическое потребление кислорода соответ
ствеино сточными водами и речной водой, г/м3; Q — расход воды
реке, м3/сут; Ор — содержание растворенного кислорода в речной
воде до места спуска сточных вод, г/м3; О — минимальное содержа
ние кислорода в воде, принимаемое равным 4 или 6 г/м3; 0,4—ко
эффициеит для перерасчета БПКполн в двухсуточное.
Расчет по другому методу учитывает среднюю ско
рость движения воды в водоеме, температуру воды, кон
станты скорости потребления кислорода и скорости
поверхностной реаэрации. Этот расчет более пол
точный, но требует проведения натурных изыска
ний на участке реки, для которого выполняется рас
чет.
Расчет
степени очистки сточных вод по
БПКполн учитывает самоочищение сточных вод в водоема
за счет биохимических процессов, а также разбавление
сточных вод водами водоема. Допустимую БПКполн сточ
t

ной жидкости при выпуске ее в водоем
формуле
по
¦
ст
aQ
к t
Ю ст
10 Р ) +
п.д
*•
10 ст
»
(1.13)
и ' i
где Лет, Яр — константы скорости потребления кислорода сточной и
речной водой; Ln д -— предельно допустимая БПКполн смеси речной
сточной воды в расчетном створе; для водоемов питьевого и куль
турно-бытового водопользования I и II категории эта величина при
нимается соответственно раиной 3 и Г> мг/л; Lv — БПКполн речной
воды до места выпуска сточных вод; мг/л; / — продолжительность
перемещения воды от места выпуска сточных вод до расчетного
створа, равная отношению расстояния по фарватеру от места выпуска
вод до расчетного створа к средней скорости течения воды в реке на
данном участке иСр, сут
\
Необходимую степень очистки Э определяют
+ д
(1.14)
где La — БПКполв сточных вод, поступающих на очистку
Расчет допускаемой температуры сточных вод перед
сбросом в водоем. Расчет на повышение температуры
воды в источнике в месте сброса сточных вод производят
исходя из условий, что температура воды летом
(максимальная температура) не должна повышаться в месте
выпуска сточных вод более чем на 3°. Температура сбра
сываемых вод /Ст должна удовлетворять условию
ст ^ п* доп -Ь *макс»
15)
где /доп — допускаемое по санитарным нормативам повышение тем
пературы воды водоема до места выпуска сточных вод.
Полученную по расчетам ГСт сопоставляют с темпе
ратурой исходных стоков /Исх и при необходимости наме
чают мероприятия по их охлаждению.
Определение необходимой степени очистки воды по
изменению рН. При сбросе в водоемы сточных вод, со=
держащих растворенные кислоты или щелочи, наблюда
ется изменение щелочности и активной реакции воды во
доема. Кислоты, взаимодействуя с бикарбонатами каль
ция, снижают щелочность воды и повышают содержание
свободной углекислоты. При поступлении в водоем ще
лочиых стоков последние нейтрализуются свободной уг
лекислотой и бикарбонатами.
Связь между концентрацией водородных ионов рН,
бикарбонатной угольной кислоты HCOj" и свободной
угольной кислоты СОг выражается в виде следующих за
висимостей:

кислых
рНф
pKf +
нсог]
>
f
9
/7рЛС02/44+ ПфВ
где рНф — актигжаи реакция воды в расчетном створе при фактичес
ком режиме; pKi — отрицательный логарифм первой константы дис
социацни угольной кислоты; /7
р»
ность разбавления;
1 +
расчетная и фактическая крат
рК
1
»
ь
ХЮ
рн
РК
1
»
концентрация
мт-экв
>
2
концентрация свободной угольной кислоты
i
мг/л
»
при сбросе щелочных сточных вод
рНф
РК
i
нсог]
•
273/7
8,5
*
/7рЛС02/44
ПфВ
где
0,273
К)
nil
РК
при сбросе кислых
Таким образом
(параметр
определяется так же
>
как
чиых вод).
»
при
МО
>
сбросе щелочных и
рН природной воды не
(для водоемов питьевого
Для
водопользования).
ты
к
максимального
У>Сш*г*эщл
***с. 1.1. Номограмма для расчета
допустимого спуска в водоем жис-
лых и щелочных вод
доем, необходимы данные
воды. Для
к
Щ
разработан
мограммам
(рис.
1.1)
»
ются при нахождении
к»
штриховые
метод расчета
кривые
при
н Н^^^Г L

ъ
Щ
воды водоема
»
рассчитывается
мл
н. раствора.
сточ
в
экв
из
их
источника в п раз определяется по формулам:
Доп.к
Ч Ск»
доплд
1)С
Щ
Расчет
необходимой степени очистки сточных вод по
вредных веществ. Вредные и ядовитые веще
>
входящие
весьма разн
ся
по
(ЛПВ)
принципу
показатели качества сточной воды,
азны по своему составу. Они нормируют-
лимитирующего показателя вредности
>
под
которым
понимается наиболее
вероятное
каждого вещества.
ЛПВ
все вещества
питьевого и культурно
Санитарное состояние водоема при
сточными водами вредных и ядовитых
него
со
считается
удовлетворительным, если соблюдаются два основных ус
ловия:
предельно
концентрация каждого ве
щества, входящего в определенный лимитирующий пока
затель вредности, уменьшена во столько раз, сколько еди
вредных веществ присутствует
сточных водах
водоеме; сумма концентраций всех веществ, выраженных
процентах от
предельно допустимых
концентрации
превышает 100
для
каждого
отдельности
9
не
ст
< 1
>
l h
J**<
где С
ст
расчетная концентрация t-ro вредного вещества в расчет
ном створе;
доп
предельно допускаемая
Р ь
вующего вещества; i — число вредных веществ с одинаковым ЛПВ
П.16)
что
вещество
условиях одновременного присутствия с другими вред
ными веществами
из
одной
группы
расчетном
должно
ст
<
ДОП
ст
Доп
(1.17)
II

%г* (*?**" i* * *"" * * ***
где СLn «предельно допускаемая концентрация расчетного веще
ства.
Концентрация каждого из растворенных вредных ве
ществ С0 в очищенных сточных водах может быть опре
делена из выражения
о ^ • iwct wb; i ~в »
(1.18)
где l,ct — максимальная допускаемая концентрация расчетного
вещества, вычисляемая по формуле (1.17) с учетом максимальной
концентрации и ПДК всех компонентов, относящихся к одной группе
ЛПВ; Св —концентрация определенного вещества в воде водоема
до сброса стоков.
¦
При очистке сточных вод различные вредные
вещества определенной группы ЛПВ очищаются неодинаково.
Для расчета степени очистки по вредным веществам
первую очередь должна определяться степень очистки
того вещества, которое наиболее трудно извлекается.
Степень очистки этого вещества в процентах можно
новить по формуле
п
п
в
ДОП
100. (1.19)
^ст
ДОП
г
Поскольку остальные вещества данной группы ЛПВ
имеют более высокий эффект очистки, то выражение
(1.16) будет всегда выполняться.
4. Примеры расчетов
Пример 1.1*. Определить концентрации загрязнений в бытовых
сточных водах при норме водоотведения 250 л на одного человека
в сутки.
Решение. Расчеты проводятся в соответствии с рекомендациями
СНиП 2.04.03—85 (табл. 25), для чего в формулу (1.1) поочередно
следует подставлять значения норм загрязнений по каждому пока
зателю.
* ¦ *
рюхиной.
Примеры 1.1—1.3 составлены канд, техн; наук доц. Т, А. Ка
* #
*ы.
12

чаем следующие концентрации
Взвешенные вещества .
мг/л:
•
ПОЛЫ
ВПК
БПК5 . - ,*. • ..... . . . • .
Азот аммонийных солей .
Фосфаты (в пересчете на Р2О5)
Хлориды
¦
260
300
216
32
13
36
Сточная вода с концентрацией взвешенных веществ и БПКполн
более 250 мг/л может быть отнесена к разряду концентрированных
стоков.
*. (\
Пример 1.2. Определить, требуется ли добавка биогенных
элементов для обработки бытовой сточной воды биологическим путем.
Решение. Требуемое минимальное число биогенных элементов
определяется соотношением, указанным в СНиП 2.04.03—85, т.е.
БПКполн: JV:P=100:
бытовых водах соотношение этих величин может быть
подсчитано из норм загрязнений на одного жителя. При этом следует
учесть, что на сооружения билогической очистки сточная вода, как
правило, поступает после прохождения сооружений механической
очистки, в результате чего концентрация фосфатов понижается при
медно на 20—30 °i
БПКполн осветленной воды находят из нормы 40 г/сут на
чел. Количество аммонийного азота составляет 8 мг/л. При под
счете концентрации фосфора учитывают эффективность отстаивания
в первичных отстойниках и, кроме того, производят пересчет с кон
центрации в единицах Р205 на Р, т.е. 3,3-0,7-0,437= 1,01 г/сут на
чел., где 0,437 — отношение двух атомных масс фосфора (62) к
молекулярной массе фосфорного ангидрида (142).
¦•- Таким образом, в бытовой воде, поступающей на биохимическую
очистку, будем иметь: БПКполн : N : Р = 40 : 8 : 1,01 или, принимая
БПКполн за 100, получим БПКполн: N :-Р-100 : 20 : 2,5.
На каждые 100 мг/л БПКполн в воде будет 20 мг/л
аммонийного азота и 2,5 мг/л фосфора. Это больше, чем. минимально
допустимые количества, и поэтому добавки биогенных элементов в
бытовые воды не требуется. Результат расчета справедлив при любой
норме водопотребления.
Пример 1.3. В биохимически очищенной воде найдено 1,5 мг/л
азота нитритов и 10 мг/л нитратов. Определить запас химически
связанного кислорода, обеспечивающего компенсацию остаточной
БПК воды, а следовательно, стабильность очищенной воды.
Решение. Подсчитаем количество кислорода, которое выделяется
в результате денитрификации нитритного и нитратного азотов:
I т ь '* ¦*
2HNO* =?. НоО + N2 + 30
* ¦*
•л " Ч
2HNOs = НоО + Na + 50
На 1 атом азота нитритов приходится 1,5 атома выделяющегося
или 1,71 мг 02 на 1 мг N, а на 1 атом азота нитратов
2*5 атома кислорода, или 2,86 мг 02 на 1 мг N. Следовательно, за*
пас связанного кислорода в очищенной воде составляет 1,71-1,5+
+2,86-10=31,2 мг/л.
Вода с таким содержанием нитритов и нитратов стабильна, так
как в ней очень высок запас связанного кислорода
Пример 1.4. Определить концентрацию загрязнений по взве
is

шейным веществам и по БПКаыш в сточных водах, постуяающмх на
городские очистные сооружения. В городе имеется два района
различной степенью благоустройства. Норма водоотведения для
первого района 150 л/(чел.-сут), а для второго 300 л/(чел.-сут).
городе находятся хлопчатобумажный комбинат,
химико-фармацевтический и машиностроительный заводы. Расход бытовых
сточных вод, поступающих ия первого района, 18 000 м3/сут, из второго
40 000 м3/сут. Расход производственных сточных вод, м8/сут,
поступающих в городскую канализационную сеть, составляет от
хлопчатобумажного комбината 15 000, химико-фармацевтического завода
3000 и машиностроительного завода 6000; концентрация
загрязнений, мг/л, по взвешенным веществам и по БПКполн равна в сточных
водах хлопчатобумажного комбината 150 и 250, химико-фармацев
тического завода 100 и 1200, машиностроительного завода 200 и 100.
Решение. По СНиП 2.04.03—85 (табл. 25) содержание
загрязнений в бытовых водах в расчете на одного жителя составляет
взвешенным веществам 65 г/сут и по БПКноли 75 г/сут.
Определим концентрацию загрязнений в бытовых водах
формуле (1.1)
по взвешенным веществам: дли первого района Pi.=65-1000/
/150=433 мг/л; для второго Я2в-65 • 1000/300 = 217 мг/л;
по БПКполн: для первого района PjDn,^ 75-1000/150
для второго Лшпк^7^' 1000/300 = 250 мг/л.
Вычислим по формуле (1.2) концентрации загрязнений в сточ
ных водах, поступающих на городскую очистную станцию:
по взвешенным веществам
»
см.взв
433-18 000 + 217-40 000 + 150-15 000 +
г
I _ ^^^^^ ^^^^ . . .
18 000 + 40000 -f 15000 -f 3000 + 6000
^ J т
+
18 000 + 40 000 + 15 000 4- 3000 + 6000
247 мг/л:
по БПК
ПОЛИ
500-18000 + 250-40000 + 250-15000+1200
см. БПК ! 8 000 + 40 000 , 15 000 4- 3000 +
•4*
18 000 -f 40 000 + 15 000 + 3000 -f- 6000
329 мг/л
Пример 1.5. По данным гидрометеорологической
помесячный расход воды в реке при 95%-ной обеспеченности
составляет в расчетном створе Q = 30 ма/с. На участке реки от места
выпуска сточных вод до расчетного створа средняя скорость тече
ния равна 0,64 м/с при глубине
участке слаоо выражена, т.е.
0,6 м
з
берега, т. е
выпуска сточных вод до
3,5 км. Определить степень
четного створа.
Решение, Коэффициент
формуле (1.5):
створа по
Извилистость русла на
сточных вод с расходом
места
с ост а в л яет
вод в водоеме у рае-
диффузии Е находим по
64
fw* ^#
Н

смешения сточных
вычисляем по формуле (1.4);
а
V-
у о
э
э
9
185
коэффициент смешения сточных вод с водой
по формуле (1.3V
»
в
а
в
О.Ш
3500
9
061
а
1
061
(1.8 :
Кратность разбавления
>
»
061
I
23
створе
по формуле
(о,2з-за+о,б)/о,б
12,5.
\
\
/ Пример
1.6.
Найти
разбавление
сточных
вод
для
глубинного
сосредоточенного выпуска в проточное озеро, если скорость течения
v
п
0,02 м/с, средняя глубина в месте выпуска
30 м
9
расчетный
расход сточных вод
0,32 м8/с. Расчетный створ водопользования
расположен на расстоянии
500 м.
Решение.
Поскольку
то
рассматривается сосредоточенный выпуск
»
Найдем диаметр отверстия выпуска
»
истечения и0=2,5 м/с:
принимая
скорость
о
>
32
I
14
9
9
404 м.
Определяя диаметр оголовка выпуска
фактическую скорость истечения ус*а2,53 м/с
о
0,4
м
»
установим
Теперь вычислим по формуле (1.8) параметр
»
2/(0,000015.2,53 + 0,02)
•It
9
•
Далее по формуле (1,9) находим:
»
325-30
360 +
9
t
53) 105
+ 0,875
9
884.
Наименьшее разбавление
на
заданном расстоянии составит
по
формуле (1.7):
п
>
»
997-О
*
130.
Пример 1.7. В реку с расходом
ные
воды
с
расходом
0,3
м3/с.
сбрасываются сточ
ация
взвешенных ве
ществ
в
сточных водах, поступающих
на
очистную станцию
»
сточные
относится ко
200 мг/л. Участок водоема, в который сбрасываются очищенные
категории водоемов питьевого и куль-
ве-
сме-
турно-бытового водопользования. Концентрация взвешенных
ществ в реке до спуска сточных вод
г/м3. Коэффициент
шення
0,75.
Решение. Для данного участка водоема допускаемое увеличе
иие содержания взвешенных веществ
Предельно допустимое содержание
0,75 г/м*
в
водоем сточных водах вычисляем по формуле
10):
9
75(0
*
9
3+1) + 5
34
Ш

* f
I
степень очистки определяем по формуле (1.11):
(200 — 34) 100/200 а 83 %.
Пример 1.8. Найти необходимую степень очистки сточных вод
по БПКполп для водоема, отнесенного ко II категории водоемов
питьевого и культурно-бытового водопользования при следующих
условиях. Расход сточных вод <7—0,6 м3/с, расход воды в водоеме
20 м3/с; средняя скорость движения воды в реке i/Cp=0,64 м/с;
средняя глубина реки Пор—1,2 м, выпуск сточных вод проектируется
берега, следовательно
,
по фарватеру от места
выпуска сточных вод до расчетного створа L=3,5 км; извилистость
русла на расчетном участке выражена слабо, т.е. <р=1. Константа
скорости. потребления кислорода сточной водой /еСт==0,16; константа
скорости потребления кислорода речной водой ?Р—0,1, БПКполн
речной воды до места выпуска сточных вод LP—1,8 мг/л.
Решение. Коэффициент турбулентности диффузии находим по
формуле (1.5):
I
4
64.1.2/200^0,00384.
- *
Коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения
вычисляем по зависимости (1.4):
i
а = Ы/0,00384/0,6 «0,185.
Коэффициент смешения — по формуле (1.3);
* к
е
0.186У 3500
I
31.
(20 /0,6) е-0, Х85 v 3500
.>
.¦ ч ¦
1
Продолжительность перемещения воды от места выпуска сточ
ных вод до расчетного пункта
L/v
100 000 ^,
ср 86 400-64
i
063 сут
Допустимая БПКполн сточных вод, сбрасываемых в водоем
»
определяется по формуле (1.13):
»
31 - 20
ст- лС in—0,16-0,063 V *»
,6-10
8-10
i
0,063
+
51 мг/л.
i
Пример 1.9. Расход очищенных сточных вод, сбрасываемых
водоем, равен 1 м3/с, расход воды в реке — 40 м3/с« Коэффициент
смешения а=0,4. Содержание растворенного кислорода в природной
воде до места выпуска сточной Ор=6,5 мг/л. Определить, какова
степень очистки сточных вод по содержанию растворенного
кислорода, если БПКполн сточной воды' X?L,H=357 мг/л, а БПКполн в
' t
расчетном створе L полН= 2 мг/л.
* - *г
Решение. Расчетный створ водоема по виду водопользования
относится к источникам для питьевых и культурно-бытовых целей
16

категории, поэтому -: 11д*ч растворенного
по формуле (1.12);
-*¦
вычисляется
¦¦*¦
•¦ t
1 ^
ст 0,4.40
«¦ 0,4-1 N ,w
полн
0,4
58 мг/л.
Степень очистки может быть определена по формуле (1.11):
* /
бпк = (358 — 58) 100/358 = 83 %.
ш
Пример 1.10. Какова должна быть температура сбрасываемых
в водоем сточных вод, если максимальная летняя температура при
родной воды до места выпуска сточной равна 19 С, а кратность
разбавления стоков составляет л—25?
Решение. По формуле (1.15) температура сточной воды, сбра
сываемой в водоем, должна быть ГСт<25-3-И9<94°С.
р
i
ГЛАВА 2. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ УСРЕДНЕНИЯ
4 *
( ! »
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
СТОЧНЫХ ВОД
5. Усреднители
Резкие колебания расхода и количества загрязнений
сточных вод затрудняют их очистку, что увеличивает
стоимость очистки воды. Для усреднения расхода и
количества загрязнений сточных вод применяются
контактные и проточные усреднители. При небольших расходах
периодическом сбросе воды используют контактные ус
реднители. В большинстве же случаев применяют про
точные усреднители, которые выполняют в виде много
коридорных резервуаров или резервуаров с перемешива
v
ющими устройствами.
Из многокоридорных усреднителей наибольшее рас
пространение получили прямоугольные (рис. 2.1) и круг
лые (рис. 2.2). Усреднение в них достигается за счет
дифференцирования потока, который, поступая в усред
нитель, делится на ряд струй, протекающих по коридорам
разной длины. В результате в сборном лотке
смешиваются струи воды различной концентрации, поступившие
усреднитель в разное время. Такие усреднители реко-
-1
мендуется применять при незначительном количестве
взвешенных веществ в поступающей сточной воде
усреднителях с перемешивающими устройствами
*. i
усреднение воды достигается за счет интенсивного пере
мешивания воды. Оно может
,t
тиро
773
17
*

Рис.
2.1.
Прямоугольный усредни
тель концентрации сточных вод
водоподающий канал;
пределительный лоток;
диагональная перегородка;
рас
глухая
4
сборные лотки:
продольные
вертикальные перегородки;
доотводящий канал
во
Рис.
8.2.
Круглый ус редннтель
¦онцен?р»цим сточи их вод
водоподающий
аиал
пределительный лоток
радиальная
ный лоток
ородк
р ас-
глух а»
сбор-
ванием воды воздухом, специальными мешалками
цир кул я
или
воды в резервуарах, создаваемой насосами.
2.3 представлен усреднитель концентрации и рас-
Рис, 2.3. Усреднитель с иеремевгавамщим
подающие лотки;
выпускное устройство:
впускные отверстия;;
резервуар усреднителя;
камера
с

воз
дуется
взвешенных веществ до
взвешенных
мг/л.
нять усреднители с механическим перемешиванием
стойной частью.
от
Усреднители обычно размещают после отстойников
или
их
частью.
усреднителя
колебаний концентрации
рый может быть подразделен на три вида: залповый
лический и произвольный.
характера
кото
>
ЦИК
Многокоридорные усреднители рекомендуется приме
нять
при
залповых сбросах высококонцентрированных
сточных вод. Их объем рассчитывают по формуле
Qt
з
К/2
I
(2.1)
где
са. ч:
расход сточных вод
9
м3/ч;
3
длительность залпового сбро
коэ
НШ
идиент усреднения:
макс
ср
)/(С
доп
ср
здесь
макс
осе:
»
ср
(2.2)
максимальная концентрация загрязнений в залповом
доп ¦—
средняя концентрация загрязнений в стоке;
за г
в стоке, допустимая по
последующих сооружений.
Объем
усреднителя
при
залповом сбросе надлежит
формулам:
при
f
Шз
>
(2.
/С5*5
»
3
К.
(2.4)
¦
с перемешивающим устройством
циклических колебаниях вычисляют по формулам:
при /С<5
»
21<И
к
t
при /С>5
»
210*
к
»
(2.6)
где
к
период цикла колебания
»
ч.
2*
19

Для случая произвольного характера колебаний кон
центрации загрязнений сточных вод методики определе
ния объема усреднителя с перемешивающим устройством
не имеется, и объем определяется методом подбора. Сна
чала объем усреднителя принимают примерно равным
суммарному притоку сточных вод в часы
концентраци
ей
загрязнений
>
превышающей допустимую концентра
цию.
Затем
проверяют
правильность
принятого
объема
путем расчета концентрации
сооружения
загрязнений
на
выходе
из
по
часам
любой
период времени
концентрация загрязнений не должна превышать допус
тимую концентрацию. Проверочный расчет
ведется
по
следовательно для периодов времени
i
«):
- *
А/ < У/(Щ.
•
Число
периодов времени должно
6i
i
Г1
>
не
менее
Изменение концентрации загрязнений
t
г/м3
I
на
50.
выходе
из
усреднителя в каждый период времени определяется
по
муле
г *
п Ч
' I
БЫТ
Q(C
ВХ
вых
tdlV
»
(2.8)
где
ВХ*
вых
предыдущий период времени
концентрация загрязнений
на
входе
и
выходе
за
>
г/м3.
льтат вычисления АС
вых
может быть положитель
ным и отрицательным. Полученное ДСВЫХ следует приба
резуль
вить
вых предшествующего периода времени
тате чего получим сВых данного периода времени.
Определение концентрации загрязнений
усредненной
воде следует начинать
максимальное значение
того часа, когда наблюдается
ВХ
Если
получившийся резуль
тат в любой период времени превышает допустимую
концентрацию загрязнений, то расчет следует повторить при
увеличенном объеме усреднителя.
Для усреднения расхода сточных вод объем усредни
теля следует рассчитывать аналогично расчету
регули
рующих емкостей систем водоснабжения и канализации.
Объем
усреднителя, предназначенного
для
усредне
ния расхода и концентрации загрязнения, также опреде
ляется методом подбора
проверкой
принятого объема
усреднителя
концентрации
загрязнения
на
выходе
из
усреднителя
отдельные периоды времени
*
ч >
\
20

6. Решетки
- н
J'
и*-
*
/ I
Ф I
Y *
ля улавливания из сточных вод крупных нераство-
ренных загрязнений применяют решетку выполняемые
из круглых, прямоугольных или иной формы металличес
ких стержней. Прозоры между решетками 6 = 16--19 мм;
Решетки
»
устанавливаемые на насосных станциях, могут
иметь и большие прозоры, поскольку это зависит от
размеров насосов.
Решетки подразделяют на неподвижные и подвижные.
Наиболее широкое распространение получили неподвиж
ные. Для удобства съема загрязнений часто решетки ус
танавливают
под
(рис.
2.4).
Если
углом
горизонту
а
60
70
составляет
>
м3
количество улавливаемых загрязнений
сут
более
i
то
очистка
решеток
должна быть механизирована.
\
I
Рис. 2.4. Решетка с ручной очисткой
При расчете решетки вначале определяют общее чис
ло прозоров п по формуле
п
<7макс
bhrV
3f
(2.9)
ГДе <7макс
перед решеткой;
максимальный
расход сточных вод;
1
глубина воды
Ур
средняя скорость в прозорах решетки, кото
рую рекомендуется принимать равной около
м/с;
з
ент
>
учитывающий стеснение прозоров граблями
и
загрязнениями
равный
»
05.
коэффици-
задержанными
Ьп
где
Общая ширина решеток
толщина стержней решетки.
Затем принимается число решеток
дой из них
IN
(2.10)
ширина каж
(2.11)
21

Потери напора в решетках
„ = pSt>V(2irt
9
(2.12)
где С—коэффициент местного сопротивления; и — скорость
движения воды в камере перед решеткой; g — ускорение свободного
падения; р — коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора
вследствие засорения
нимать
ориентировочно рекомендуется
Коэффициент местного сопротивления
зави
формуле
(slbY'0 sin а
>
(2.13)
где р — коэффициент, равный 2,42 для прямоугольных и 1,72 для
круглых стержней.
проектировании решеток количество уловленных
загрязнений следует принимать в зависимости от разме>
ра решеток (при Ь= 16-*-20 мм количество отбросов рав
но 8 л на 1 чел. в год, а плотность их — 750 кг/м3). Улов
ленные на решетках отбросы должны подвергаться дроб
лению
решетками.
возвращаться в поток воды перед
последние годы в СССР и за рубежом все более
широкое распространение получают комбинированные
комминуторы), в кото-
аппараты — решетки
рых уловленные решетками загрязнения дробятся под
водой, без извлечения их на
Песколовки
Для
из сточных вод песка и других ми
неральных нерастворенных
коловки, подразделяемые на горизонтальные, вертикаль
ные и с вращательным движением жидкости; последние
бывают тангенциальные и аэрируемые.
Горизонтальные и аэрируемые песколовки
ют при расходах
горизонтальных песколовок
горизонтальные с круговым движением воды. Они име
мз/сут. Конструктивной
ют круглую форму в плане.
применять при сравнительно небольших расходах
также име
ют круглую форму в плане и рекомендуются для приме
до 70 000 м3/сут. Тангенциальные
нения при расходах до 50 000 м3/сут. Вертикальные пес
велики по размеру и работают неэффективно
t

EX
1
При
ГД6 <7макс
ft)
Фмакс
»
максимальный расход
скорость движения воды; п
¦ ч.
(рис
-*^г М ^**1
от
(2.14)
»
количество отделений
Фис.
1.6.
Горизенталь-
мая песколовка
а
продольный разрез;
поперечный разрез
Затем находят размеры отделения в поперечном сече
нии. Длину песколовки вычисляют по формуле
1
vlu
0*
где
1
глубина проточной части песколовки;
(2.15)
коэффициент
(табл. 2.1), учитывающий влияние турбулентности и других факто
ров на работу песколовок; и0 — гидравлическая крупность песка рас
четного диаметра.
ТА
ИДА
2.1.
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
(2,1 S)
Диаметр
частиц песка
Значения
для песколовок
Гидравличес
жая
»
0Г2
0,25
НОСТЬ «0, мм /с
горизонталь
V
г
н "
м
ч
Ч
вых
13
18
24
у
9
:*:
У
t
У
г.
-т
?
\.
f
*
62
43
1:25
2,5
э
\
*т
г:
1,5
¦t
т;
•
При иных расчетных
но вычислить по формуле
ах коэффициент
и
2
о
*
W
2
¦
мож
(2.16)
:>
где w
лен т н а я составляющая:
w
0,05и.
(2.17)
мать
»
м/с;
расчетный
частиц песка
»

0,25 мм; продолжительность движения сточных вод не
менее 30 с. Изменение расхода по суткам и часам суток
вызывает изменение скорости движения воды в песколов
ках, поэтому возникает необходимость в дополнительных
стройствах, обеспечивающих поддержание в песколов
ах постоянной скорости движения воды, равной опти
мальной величине и=0,3 м/с.
Горизонтальные песколовки с круговым движением
воды следует рассчитывать по продолжительности
движения воды в них, которую рекомендуется принимать
равной 30—50 е.
Известно много методов поддержания в песколовках
постоянной скорости. Наиболее простой из них заключа
ется в устройстве на выходном канале неподтопленного
водослива с широким порогом без донного выступа.
Размеры водослива вычисляют по формулам:
¦2/Л
h
мама Я "мин
к?л
»
(2.18)
я
<7макс
cm
т V 2g (Р
макс
3/2
t
(2.19)
где г — перепад между дном песколовки и порогом водослива; рСт
ширина водослива; Лмакс и дМИн — глубины воды в песколовке
соответственно при максимальном яМакс и минимальном <7Мин расходах
скорости движения воды 0,3 м/с; ?д=<7макс/<7мин; tn — коэффициент
расхода водослива, зависящий от условий бокового сжатия и
равный 0.35—0.38.
Аэрируемые песколовки рассчитывают также по фор
мулам (2.14), (2.15) и данным табл. 2.1. Расчетную глу
L
бину песколовки пг принимают равной половине ее гид
равлической глубины (рис. 2.6). При расчетных парамет
pax, не указанных в табл. 2.1, коэффициент k определи
ется по формуле
26.4а«
, 1~»*о
где а=Л/#.
lg(l-20aM0
I
(2.20)
н
При расчете аэрируемых песколовок следует прини
мать: v=0,054-0,12 м/с; расчетный диаметр частиц пес
интенсивность аэрации
ка 0,15—0,2 мм; В/Я=
»v»
м3/м2 в 1 ч; поперечный уклон дна (к песковому
лотку)
у*-* v)
Расчет тангенциальных песколовок ведется по формуле
(2.21)
U
* ^
* .

* t
^ T
/?
\ -
!
Рис. 2.6. Аэрируемая песколовка, оборудованная гидромеханической системой
а
тор;
продольный разрез;
песковый лоток;
поперечный разрез:
смывной трубопровод
рабочая зона;
аэра
где
площадь отделения песколовки в плане; <7Макс
максим а ль»
ный расход сточных вод;
коловку по воде.
число отделений; ^ — нагрузка на пес
Кроме того, можно рассчитывать эти песколовки
по
формуле
Из
сравнения
формул
#макс/(лмо)«
(2.21) и
(2.22)
(2.22)
следует
У
что
нагрузка
на
кой
ной
песколовку qQ численно равна гидравличес
крупности
м/ч.
песка расчетного диаметра
и о
»
выражен
При расчете тангенциальных песколовок следует
принимать: глубину, равной половине диаметра сооружения;
расчетный диаметр песка
>
>
25 мм.
на быть:
При Uq
учетом изложенного нагрузка на сооружение долж
18
»
мм/с
<7о
18,7.3600/1000 = 67 м3/(м2.ч);
при Щ
24
>
мм/с
<7о
24
>
На
тангенциальные песколовки
3600/1000 = 87 мЗ/(м2-ч).
более
конструкций
130 м3/(м2
допускается
Для
нагрузка
выгрузки осадка
совершенных
<7о
ПО
1
из
горизонтальных
аэрпруе
мых песколовок обычно применяют механические скреб
в бун
начале сооружения
ки цепного и тележечиого типа. Осадок сгребается
кер
как
правило, располагаемый
»
затем откачивается гидроэлеватором, насосом или эр
лифтом
Скребки
сложны
по
эксплуатации
конструкции
ненадежны
»
поэтому
t ¦
последние годы для удаления
из песколовок начали применять гидромеханичес
25

кую систему, представляющую собой смывной
трубопровод со спрысками, расположенный в песковом лотке (см.
рис. 2.6). Восходящая скорость смывающей песок воды
в лотке определяется но формуле
1,:я
v \()d^(0t7e + 09\7)/a
О. G4
»
(2.23)
Pi
где с/;,к8= 100/2—-— — эквивалентный диаметр зерен песка, см; для
к
осадка из песколовок следует принимать ^экв—О.Об см [здесь pi
процентное содержание (по массе) фракций песка со средним диа
метром dK]\ e~(h—ho)/h0 — относительное расширение песка при
смыве [здесь h0 и h высота слоя осадка в лотке до и после подачн
промывной воды (расширения)]; \х—динамическая вязкость, г/(см«
Общий расход воды, подаваемой па смыв
9
vbL
(2.24)
где о — ширина нсскоиого лотка; /—длима пссконого лотка.
Для обеспечения достаточной равномерности распре
деления воды по длине смывного трубопровода вода
смывной трубопровод должна подаваться под напором
#-5,6/*0 + 5,4i4/(2g)
t
(2.25)
где vrp — скорость движения воды в начале смывного трубопровода.
Диаметр выходного отверстия спрысков атр рассчи
тывается по формуле
спр
4<7г
Л/1|Лр
¦
(2.26)
где п — число спрысков на смывном трубопроводе; цР — коэффици
ент расхода спрысков, ориентировочно равный 0,82.
Более подробно о работе гидромеханической системы
изложено в специальной литературе [1].
При расчете песколовок следует принимать: количе
ство задерживаемого песка 0,02 л на 1 чел. в 1 сут; влаж
ность песка 60%; плотность песка 1,5 т/м3; содержание
песка в осадке 60 %. В аэрируемых песколовках количе
ство задерживаемого песка составляет 0,03 л на 1 чел.
сут, а содержание песка в осадке — 90—95
Отстойники и осветлители
Для улавливания из сточных вод нерастворенных за
грязнений применяют отстойники периодического (кон
тактные) и непрерывного (проточные) действия. В прак

тике очистки сточных вод в основном используются от
стойники непрерывного действия.
По направлению движения жидкости в сооружении
отстойники подразделяют на два основных типа:
горизонтальные и вертикальные. Для очистки сточных вод
широко используют также радиальные отстойники, ко
торые являются разновидностью горизонтальных. От
стойники с вращающимися сборно-распределительными
устройствами имеют круглую форму в плане, а движение
воды в них практически отсутствует (кроме возмущений,
создаваемых сборно-распределительным устройством).
последние годы получили распространение так на
зываемые тонкослойные отстойники. Особенность их за
ключается в том, что отстойная зона разделяется
полочными секциями и трубчатыми элементами на неглубокие
слои, где обеспечивается ламинарное движение освет
ленной воды.
зависимости от назначения в технологической схе
ме очистной станции отстойники подразделяются на
первичные и вторичные. Первичные отстойники служат для
предварительного осветления сточных вод, поступающих
на биологическую или физико-химическую очистку, а вто
ричные — для осветления сточных вод, прошедших био
логическую или физико-химическую очистку. Для пред
варительного осветления сточных вод и осветления
сточных вод, прошедших биологическую и физико-хими
ческую очистку, в ряде случаев возможно применение
осветлителей со взвешенным слоем осадка.
Выбор типа и числа отстойников при проектировании
должен производиться на основании технико-экономичес
кого их сравнения с учетом местных условий. Вертикаль
ные отстойники целесообразно применять при
производительности очистной станции до 20 000 м3/сут;
горизонтальные — более 15 000 м3/сут; радиальные — более
20 000 м3/сут; осветлители со взвешенным слоем осадка
применяются при производительности очистной станции
до Ю0 000м3/сут.
Исследования последних лет показали, что для интен
сификации и осветления сточных вод рационально приме
нение предварительной аэрации сточных вод с добавле
нием активного ила, выполняемой преаэраторами.
Первичные отстойники. При расчете горизонтальных
отстойников вначале следует определить ширину
отделений отстойника
. i 1
27

*
Рйс. 2.7. Горизонтальный отстойник
а
разрез;
п л а н;
полупогружные доски;
Для
сбора
подводящий лоток;
сборный лоток:
и удаления плавающих веществ:
осадка
распределительный лоток;
отводной лоток; € — лоток
трубопровод для удаления
9макс
nHtV
»
(2.27)
где <7макс — максимальный расход сточных вод; п — число отделений;
Н
i
глубина проточной части отстойника
i
V
тока в пределах рабочей длины отстойника.
средняя скорость по
Сложную схему течения воды в отстойнике
нием потока
представим
расшире
начале сооружения и сужением в его конце
виде
двух
участков
(по
равномерным движением воды и глубиной п
длине): рабочего
преде
лах которого происходит осветление воды, и нерабочего
»
где
осветление воды практически
не
происходит
(рис. 2.7). Длина рабочего участка может быть определе
на по формуле
Lk
»
коэффициент использования объема отстойника
где
общая длина отстойника.
»
Общую длину отстойника рекомендуется определять
28
г т

по зависимости
k («о — w)
»
(2.28)
где «о~ условная гидравлическая крупность, соответствующая за
данному эффекту осветления воды для реальных размеров сооруже
ния и условий проектирования; w — вертикальная турбулентная со
ставляющая, определяемая по формуле (2.17).
Условную гидравлическую крупность определяют пу
тем проведения лабораторных (технологических) анали
зов в цилиндрах-отстойниках при статическом
отстаивании воды. По этим анализам строят кривые кинетики
осветления воды Э=Ш) для двух высот столба воды
• i
200 мм
>
-1 - ^
*
i
200 мм) и вычисляют коэф
фициент пропорциональности п по формуле
ne(lgfi —lg/J/Og/ki —IgW. (2.29)
*
V
где t\ и U -*¦ продолжительность отстаивания воды, при которой дос
тигается требуемый эффект в цилиндрах с высотой столба воды со
ОТВеТСТВеННО ;7li и «2
Условная гидравлическая крупность, соответствую
щая заданному эффекту осветления в цилиндре-отстой
нике с высотой столба воды.
высоте проектируе
отстойника ~Н\% может быть найдена по соотноше
т
• 4
нию
( к
* • *
н
ч
1
1 (Нг/Нг
п *
(2.30)
м
При температуре воды, которую будет иметь реальная
сточная вода, условная гидравлическая крупность
определена по формуле
Ио = И<лИ/Н<п,
(2.31)
где ил и un — динамическая вязкость воды, полученная в лаборатор
ных и производственных условиях
Для бытовых сточных вод продолжительность освет
ления воды в цилиндрах с высотой столба воды
500 мм в зависимости от эффекта ее осветления может
приниматься по табл. 2.2. Показатель степени п может
быть определен по рис. 2.8.
Рекомендуемые расчетные параметры отстойников
приведены в табл. 2.3. Высоту нейтрального слоя следует
1
принимать #2=0,3 м (от дна на выходе из отстойника)
Диаметр радиального отстойника (рис. 2.9) и отстой
ника с вращающимся сборно-распределительным устрой
%
29

Т АБЛ
ЦА
2.2. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОТСТАИВАНИЯ ВОДЫ
ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭФФЕКТА БЕ ОСВЕТЛЕНИЯ ПРИ
20
О
¦* ,
кт осветления
воды, %
•f
20
30
40
50
60
70
80
Продолжительноеii. отстаивании, о, при концентрации
взвешенных веществ
»
мг/л
600
900
3800
300
540
650
900
1200
3600
320
450
640
870
2600
г
260
390
450
660
1830
п
Рис.
2.8.
показателя
от концентрации
Зависимость
степени
я
о
9»
мг/л
при
60%:
60%;
при
70%
при
ством определяется по формуле
исакс
о
w)
(2.32)
Между отношением
DIH
ная
связь.
Многочисленные
исследования
что для радиальных отстойников обязательно
соотношения D/H
D/H
скорость на половине радиуса
10
Н
12. При средних рекомендуемых
Зм
?
t
25 ч
V
0/(20
10#,/(20
(10
3^3 мм
Следовательно
9
на половине радиуса
меньше рекомендуемых
отстойниках
возможных
По
формуле
(2.32)
без
учета
гл
ины
поэтому
л. -

Л
Рис. 2.9. Первичный радиальный отстойник
подводящая труба;
ройства;
илоскреб;
отводящая труба;
осадка
полупогружной кожух распределительного
приемный бункер плавающих загрязнений;
уст
насосная станция сырого осадка;
трубы для отвода
при расчете вначале следует принять глубину Н
>
за
тем
D/H
расчет
Н
уже
определить
йа
D.
Если
при
этом отношение
будет отличаться от рекомендуемого отношения, то
следует
повторить
при
новом значении глубины
Таким образом
>
изводится методом подбора.
Рекомендуемые расчетные параметры
радиальных отстойников про
для
радиаль
ных отстойников и отстойников
устройством
этих отстойников
вращающимся
При
не
0,3 м.
18 м
9
высоту
i
ч '
п

ТАБЛИЦА 2.3. РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЕРВИЧНЫХ
ОТСТОЙНИКОВ
а
«в
Отстойник
4 1
а
OS S
Ч °
Лй I *- ВТ
со
*S I si I gig I g I "»
л СО I Сь и
2 S I *
UI >5 I >> о
Горизонтальный
•" I ¦ t
10 0,005
Радиальный
Вертикальный
45
5) Я
» *v I * t
10 0,05
35
, w i — t« ^ t
вращающимся сборно-1 0,85
распределительным
устройством
нисходяще-воеходя-1 0.65
»~ • * t
*
05
• V V I ~ » • w 9
^3)w0
щим потоком
Тонкослойный:
противоточная
прямоточная схемы
,v ¦ ~- ,
025
45
60
перекрестная схема | 0,8 | 0,025— | 1,5 | — 10,005] 45
»• i " •
I: 1 . ' '
г
t
*
¦*
1
*
Диаметр вертикального отстойника также следует оп
рёделять по формуле (2.32), а расчетные параметры при
нимать по табл. 2.3. Диаметр отстойника принимается
м, длина центральной трубы — равной глубине Н\\
высота нейтрального слоя между низом отражательного
-+ ¦-
щита и уровнем осадка — u,o м.
Длина рабочей части тонкослойного отстойника вы
числяется по формуле
/
пр
Р ~~ L
k cos а
и
»
(2.33)
о
где ЛЯр — расстояние между полками (ярусами).
Общая длина отстойника определяется с учетом раз
меров водораспределительного и водосборного устройст
ва. Расчетные параметры отстойников приведены
табл. 2.3.
Производственные сточные воды, содержащие всплы
вающие примеси (нефть, легкие смолы, масло и др.), очи
щают путем отстаивания в сооружениях, называемых
нефтеловушками, смоло- и маслоуловителями. Расчетные

' *
36000
Рис. 2.10. Нефтеловушка горизонтальная
щелевая распределительная перегородка;
механизм передвижения скребков; 4 — скребки;
клапан
нефтесборная труба;
кронштейны;
донный
параметры этих сооружений должны приниматься
за
висимостп
01
физических характеристик
загрязняющих
примесей и их концентрации.
Нефтеловушки проектируются
тальные
(рис
2.11)
трех
типов
У
радиальные
: горизон-
тонкослойные
нефтеловушек рекомендуется
водить аналогично расчету отстойников с учетом кинети
] /
773
i
33
^
Р

6
Рис. 2.11. Нефтеловушка с параллельными
пластинами
АЛЯ
тонкослойного
отстаивания
водонодающаи тру Ли; 2—стенки; •*'
колодгц дли сбора нефти;
обработанной воды;
д
блоки
И ft
дуктов;
лебедка для монтажа
плапнн;
труб; Н-
ь
груба
ДЛЯ
отвод
сбора нефтепро-
оендочмян часть нефтеловушки;
отвод осадка; 10 — купольный с иод
Рис. 2.12. Отстойник со встроенным преаэратором
зона преаэрации; //
сборный лоток;
отстойная зона;
распределительное устройство;
аэраторы
КИ
всплывания нефтяных частиц
При
отсутствии
дан
ных
ся
кинетике всплывания нефтяных частиц допускает-
__ тгтл^т^гтгл гггл\тпипгти ЧТИХ ЧЯСТИН В
принимать
гидравлическую
крупность
о
пределах
от
»
мм/с
70
60
до
>
6 мм/с
количеством уловленной
количеством уловленной
нефти
нефти
При
расчете
принимать
мм/с,
горизонтальных
нефтеловушек следует
м
при
но
15 мм/с
яр
L/h
расчете
50 мм
20
»
м
»
тонкослойных нефтеловушек
а
45
о
-\Jy 1«J mm/ v, "пу »
Преаэраторы. Для интенси
работы первичных
отстойников (осветления
сточных
вод)
осуществлять преаэрацию сточных вод
рекомендуется
добавлением
активного ила
преа
Исследования последних
и

показали, что применение отдельно стоящих преаэрато-
ров не обеспечивает желаемого эффекта и намного
эффективнее совмещать их с отстойниками. На рис. 2.12
показана новая конструкция преаэратора, встроенного в
радиальный отстойник1. Особенность этой конструкции
заключается в том, что перепуск воды из преаэратора
отстойник производится в верхней части отстойника,
через кольцевое пространство между двумя концентрически
расположенными кожу хм ми. Мерный кожух обтекается
потоком сверху, а второй — снизу. Упомянутые кожухи
создают совершенное распределительное устройство,
обеспечивающее оптимальный гидравлический режим
работы отстойника и исключающий размыв осадка со
дна (это явление наблюдалось и в преаэраторах прежней
конструкции).
При оптимальных параметрах работы преаэратора
(продолжительности аэрации ?а= 15—20 мин, интенсив
ности аэрации / = 2^3 м3/(м2-ч) и добавке ила в очищае
мую воду Си= 130—200 мг/л) эффективность работы от
стойника повышается по взвешенным веществам па 40
50 %, а по БПК на 80—100 % (с 15—20 до 30—40
Вторичные отстойники. Все типы вторичных отстойни
ков, устраиваемых после аэротсиков, рекомендуется рас
считывать по нагрузке, м:7(м2-ч), определяемой по фор
муле [6]:
5лЯ>7(0Л/а)0,б~°,01в'
»*"i"i
»
(2.34)
где t] — коэффициент использования объема зоны отстаивания: для
радиальных отстойников равный 0,4, вертикальных — 0,35, горизон
тальных — 0,45; / — иловый индекс, см3/г; а — концентрация
активного ила в аэротенке, г/л; at — концентрация ила в осветленной
воде, мг/л.
Вторичные отстойники после биологических фильтров
также рекомендуется рассчитывать по нагрузке,
вычисляемой по выражению
(2.35)
щ0
»
где ио — условная гидравлическая крупность биопленки, которая при
полной биологической очистке равна 1,4 мм/с.
При определении площади отстойников следует учи-
*#
тывать и рециркуляционный расход.
Осветлители. Для осветления производственных сточ
1 А. с. 983076 СССР, МКИ3 C02S3/02. Устройство для очистки
сточных вод/В. И. Калицун, В. Н. Николаев, А. П. Варлыгин и др.//
Опубл. в Б. И. — 1982. — № 47.
*
35

ных вод некоторых видов возможно применение осветли
тел ей
со
взвешенным слоем осадка
Гак
>
для
очистки
тонно-бумажиых
волокно-каолиносодержащпх сточных
глубокой
кар
вод
конструкции BIIГ10
предприятии применяются осветлители
кумиром
*
с
ДЛ Я
I
истки сточных
вод аккумуляторных заводов
(П
взвешенных веществ
отстойники-осветлители типа ВНИИГС. При восходящей
скорости движения воды 1,2 мм/с эффект осветления со
ставляет 98
99
Для илоотделения
осветления сточных вод, прошед
ших биологическую очистку в аэротенках
осветлители со взвешенным слоем ила
ных
ках
сооружениях
нлоотделеппе
, применяются
комбинирован-
окситепках
а лютепках-отстойни
осветление воды происходит
ило
отделителях-осветлителях
со
Исследования
пимненным слоем ила.
последних
л п
показали
»
что
осветле
ние воды после аэротенков успешно может осуществлять-
, конструкция
ся
осветлителях со взвешенным слоем ила
которых аналогична конструкции осветлителей, приме
няемых
для
очистки
природных
вод
i
По
предлагаемой
at. мг/л
L
I
Q 1Го.ММ/С
Г
\
Рис.
2.13.
Зависимость' со
держания взвешенных
ве
а
ществ в осветленной воде
I в зависимости от
восходящей скорости и0 при
концентрации активного ила
поступающей
мг/л
воде
20
500
* i
схеме основная масса ила должна отделяться
лителе-отстойнике обычного типа
пребыванием иловой смеси
илоотде
них
ила
Концентрация
осветлитель, должна равняться 20—500 мг/л
кратковременным
течение 30—40 мин);.
очищенной воде, направляемой
t
(рис
2.13)
I *
1
Калицун В. И., Николаев В.
*
Шевцов В. С. Осветлители дли
разделения иловых
набжение и санитарная техника
*
1
f
1984.
№
I
i
•
лп
36

Конструкция осветлителей должна исключать возмож
позволять промывать
ность засорения труб и отверстий
сооружения и все коммуникации.
9. Фильтры, микрофильтры и сетки
Для глубокой очистки вод от мелкодиспергированиых

биочастиц
также для доочистки сточных
вод
после
логической (или другого метода) очистки применяют
зернистые фильтр!
>
Они
бывают
нисходящим (сверху
вниз)
восходящим (снизу вверх) потоком
(рис.
14).
Фильтры с нисходящим потоком воды могут иметь одно
слойную
многослойную загрузку.
Можно
прпмепяп
>
также аэрируемые и каркасно-засыпные фильтры.
Рис. 2.14. Открытый скорый зернистый фильтр
дренаж;
коллектор дренажа;
3
лотки
для
ды;
карман;
песчаный фильтрующий слой;
отвода промывной во
гравийный поддержи
вающий слой
Площадь фильтров
>
м
2
>
вычисляется по формуле
F*
Qka+m)
Тол
9
6n(W
i
1
+ W
2 '2
+ W
7
3*3
ГС0ф*4
*
(2.36)
производительность очистной станции, м3/сут;
где
циент неравномерности;
коэффи-
продолжительность работы станции
в
течение суток, ч;
V&
скорость фильтрования,
м/ч;
п
количество
промывок каждого фильтра
и
сутки;
W
i
интенсивность, л/(с«м
2
»
первоначального взрыхления верхнею слоя загрузки продолжитель
*¦*
ностью
1
»
ч;
W
2
душной промывке);
интенсивность подачи воды, л/(с-м2), с продол
ч (только при водовоз
жительностью водовоздушной промывки
2
W
3
интенсивность промывки
>
л/(с-м
2
про
должительностью
за
промывки
>
ч:
*
3,
т
ч:
>
4
продолжительность простоя фильтра из
промывку барабанных сеток.
коэффициент
I
расход воды
на
37

о
-нэтэеея ои
1ШОН
МП
с
ОН
НИМ
•
HMHiswodn
4J ЭОНЧ1ГЭХ иж if otfodn
f
О
о
0)
С4
ш
S
о
г?
ч
о
о
о
со
tfOH
нвяо(1иас1оф
о
а
3*
йоня1/еик2он
эй
О)
Си
СХСО
го
су
С
03
о
а
S
*
«
д 5
ч
си
Си
ч
X

ю
о>
оо
to
п«
00
LO
«о
1^
г-
со
ю
СО
00
^f
со
сч
00
VJ
СП
<м
CN
СМ
со
X
СП
О
CQ
со
ю
X
со
о
ез
о
CQ s
о
00
со
О
CQ
oo
^
CO
CO w
о ю
CQ к
r^.
CO
03
О
CQ
со
rf
03
О
DQ
oo
^J*
CO
CD
CO
<N
CM
CN
Ю
Ю
00
I
Ю
^
t^
CO
in
Ю
л
О)
\o
О)
»я
S3
03
о
CU
»я
13
Я"
оз
со
•5S
S
PQ
03
Си
I
S3
03 я
Си со
Я 03
<ч Си
о
О)
03
си
СЗ
CQ
аз
03
си
о
о
»к о
Я
к
Си
со
о
№
с
Я
о
X
Си №
о
о
CQ
о
•
о
о
Q
о
о ^
*; Я
о
о
ЭЙ
о
о
X
4
о
о
»я «
о
я н
•я °
о в
о
X я
03
о?
ы rt
39

Расчетные параметры фильтров приведены в табл. 2.4.
Продолжительность простоя фильтра из-за промывки
следует принимать равной 0,33 ч, а коэффициент т
' 003ч-0.005.
,VVV". • v»
Число фильтров па станции следует определять по
эмпирической формуле Д. М. Мнпц
(2.37)
При доочистке сточных вод, прошедших биологичес
кую очистку, следует предусматривать:
установку перед фильтрами барабанных сеток;
при необходимости, насыщение профильтрованной во
ды кислородом;
оборудование фильтров дренажем большого сопротив
лепия с круглыми отвергшими.
Для выделения n:i почных иод мелкоднспергирован
ных примесей могут при меняться мпкрофплыры. Основ
ным рабочим элементом их является вращающийся ци
линдрический барабан, обтянутый фильтрующим полот
ном с размерами ячеек 40—70мкм и погруженный
камеру примерно на и,/ диаметра.
Площадь фильтрующей поверхности микрофильтров
следует определять по формуле
^мф
1
2
он
f
(2.38)
где k\ — коэффициент, учитывающий увеличение производительности
микрофильтров за счет очистки промывной воды и равный 1,03
»
05; &2 — коэффициент, учитывающий площадь фильтрующей по
верхности, расположенной над водой (при погружении барабана на
0,6 диаметра /г2=0,55, а при погружении на 0,7 диаметра &2=0,63)
При расчете микрофильтров скорость фильтрования
следует принимать 20—90 м/ч в зависимости от
характера задерживаемых примесей и их концентрации в
очищаемой воде. При доочистке биологически очищенных
вод скорость фильтрования принимается равной 20
25 м/ч.
Для очистки сточных вод некоторых отраслей про
мышленности применяют сетки, размер их ячеек зависит
от вида загрязнений и необходимой степени очистки
воды. Рабочую площадь сеток находят по формуле
с — Qkki ло/ "с»
(2.39)
где vc — скорость движения воды в сетке; k\ —коэффициент стес
нения площади сетки
и опорными рамами:
b + d
i
40
1 . *
+ F
1
(2.40)

(здесь Ь — размер ячеек в свету; а — диаметр проволоки сетки; t\
часть площади, занимаемая рамами и шарнирами); k2 — коэффици
О
ент загрязнения сетки, равный
»*~ *»
При расчете сеток следует принимать:
,v . ~ мм;
,ит^ MM', vc — ч/,л-.-\/,
м/с для плоских сеток; vc
)
м/с для вращающихся сеток.
ч
10. Примеры расчетов
Пример 2.1. Определить объем и рл.шеры и плане миогокори
дорного усреднителя при залповом сбросе иысококонмептр
и п нin. IX
сточных вод в течение 4=0,5 ч. Расход сточных под попоит
80 м3/ч. Концентрации загрязнений Смаке = 450 мг/л, Сер ^85 мг/
О И
Допустимая концентрация загрязнений из условии нормальной
боты последующих сооружений СДОп = 140 мг/л
Решение. Определяем коэффициент усреднения по формуле (2.2)
(450 — 85) /(140 — 85) = 6,64.
Объем усреднителя находим по формуле (2.1)
80-0,5.6,64/2=132,8 м3
Проектируем прямоугольный усреднитель, состоящий из двух
отделений глубиной //«1,5 м. Площадь каждого отделения будет:
VI(nH) = 132,8/(2* 1,5) =44,27 м*.
плане размеры сооружений принимаем LX^3* 5,53X8 м, По
ширине каждое отделение делим на четыре коридора шириной
2 м. Для устранения стратификации в коридорах устанавливается
по одному барботеру, так как Ь///«2/1,5~ 1,33<2.
Пример 2.2. Определить объем и размеры усреднителя для
усреднения концентрации загрязнения сточных вод, поступающих с
практически постоянным расходом Q=215 м3/ч. Изменение концент
рации загрязнения сточных вод характеризуется рис. 2.15.
Содержание взвешенных веществ в воде меньше 500 мг/л. Допустимая
концентрация загрязнений СДОп=350 г/м3.
Решение. Из рис. 2.15 видно, что изменение концентрации
загрязнений происходит циклически. Период цикла равен: /к=7 ч
Проектируем усреднитель с перемешиванием, осуществляемым бар
ботированием воды воздухом.
Средняя концентрация загрязнений в поступающей воде
к
Сер
QC
Г 215(50+150 + 450 + 2-550 + 350 + 200)
'к
•
215
2Q
328,6 г/м'.
¦
Коэффициент усреднения определяем по формуле (2.2):
(550 — 328,6)/(350 — 32$,6) = 10,3.
41

JO
12
16
18
20
22
t,v.
Рис. 2.1 Г>. Изменение коицешрлции :tiii ришеним йоды по часам суток
Объем усреднителя находим но выражению (2.6)
К — 0,21-215-7.10.3
ма.
Проектируем
прямоугольный
в
из двух отделений глубиной Н
будет:
плане усреднитель, состоящий
м. Площадь каждого отделения
V/lnH)
3255/(2
542
i
м?.
При ширине каждого отделения
20 м длина их будет:
Fib
542
>
20
27,12
м.
Установку
барботеров предусматриваем
в
четыре ряда:
расстояниях 2,5 м от стенок и 5 м между барботерами.
при
Пример. 2.3. Определить объем
и
размеры усреднителя
для
усреднения сточных вод, приток которых и концентрация
загрязнений по часам суток характеризуются данными, приведенными в
табл. 2.5. Допустимая концентрация загрязнений
Концентрация взвешенных веществ в воде 295 мг/л.
ДОП
700
г/м3.
Решение. Как видно
из
табл. 2.5, изменение концентрации за
грязнения происходит произвольно. Учитывая это
и иоде меньше 500
и
то,
жание взвешенных веществ
мг/л,
что содер
проектируем
с
усреднитель
воды воздухом.
перемешиванием, осуществляемым барботированием
Из табл. 2.5 следует, что превышение концентрации загрязнений
сверх допустимой наблюдается с 7 до 16 ч. Поэтому период усред
нения принимаем равным
ч.
Ориентировочно объем усреднителя принимаем:
300 + 450 + 450 + 480 + 500 + 600 + 700
750 +
+ 500
4730 м3
Число типовых
секции
размером
25ХН,8Х5
м
и
W
объемом

ТАБЛИЦА 2.5. ИСХОДНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ
ПРОЕКТИРУЕМОГО УСРЕДНИТЕЛЯ
Исходные данные
Расчетные концентрации загрязнений, г/м8,
в усредненной воде за сутки
е
е
3-й
часы
суток
приток,
м3/ч
С
г/м
3
и
Я
<
И
и
<о
и
*«
и
д
о
и
и
ю
<J
5—6
540
580
580
400
450
340
340
300
it
240
280
285
300
200
450
600
740
27
19
19
12
16
4 9; 1
471
452
441
422
424
435
451
14
19
17
18
12
17
1Г>5
446
429
420
402
405
417
434
10
11
12
13
14
15
10
11
12
13
14
15
16
450
450
480
500
600
700
750
500
500
700
1000
1550
820
650
800
1200
13
13
43
700
713
705
718
761
20
45
92
22
22
48
455
475
520
612
634
636
658
706
21
46
93
24
23
49
439
460
506
599
623
626
649
698
16
17
18
19
20
21
22
23
17
18
19
20
21
22
23
24
350
350
380
450
450
400
400
550
450
240
270
180
150
150
210
300
19
31
30
40
39
32
26
24
742
711
681
641
602
570
544
520
16
28
27
37
36
29
23
21
690
662
635
598
562
533
510
489
16
28
26
36
36
29
23
20
682
654
628
592
556
527
504
484
1400
м
3
ДОЛЖНО
быть:
п
4730/1400
ции, общий объем которых будет:
----- 1400.4
3,38. Принимаем четыре
сек
Л
5600 м;»
Пропускная способность каждой секции
маис
Jn
750/4
-*
187
»
м3/ч.
Скорость продольного движения воды в секции
V
g.lOOO
3600
187
у
1000
9
3600
0,82 мм/с<
«доп
2,5 мм/с;
»

здесь F—площадь живого сечения секции
Максимальны» отрезок времени, через который следует онре-
делать концентрации эагрятненнй на вылоде щ усреднителя,
накалим по формуле [2 7)
Дг = 5600/(5 750) = 1.49 ч.
Принимаем Д/=1 ч
Расчет правильности принятого объема усреднителя пачннлеч
с 11 ч, когда концентрация загрязнении в поступающей иоде нан
большая (сч тэбл 25) Предполагаем, что а 12 ч н усредненной
воде концентрация загрязнений рвана допустимой (700 r/м1)
Изменение концентрации эагрнзнепнй в следующий чес по формуле
(2Й) будет
600
Концентрации загрязнений в выходящей воде
СВЫ1и = CBafa + 4CDHJlI - 700 + 13 = 713 г/м=.
Результаты расчетов а последующие часы приведены а табл.
2 5, из которой следует, что максимальная концентрации
загрязнений к усредненной воде райка 69В г/и3 (в 16 ч за третьи <-утки),
т е меньше допустимой концентрации, ранной 700 т/»3
Следовательно, расчетный объем усреднителя V—5600 м3 определен
правильно
Пример 2 4 Определить размеры решеток и колнчестно
улавливаемые загрязнений для очистное станции со средней производи
телыюстью Qc„ ,,-,= 120 000 м^сут
Решение Расчетные расходы следует определять но суммарно
му графику притока сточных вод на очистную станцию с учетом
поступления сточных вод от промышленные предприятий: Если
данные о ра!_ходе сточных вод от промышленных предприятий
отсутствуют, расчетные раелоды определяют в предположении, что па стан
цню поступают только городские сточные воды
Средний секундный расход
<Jcp = QcpC>r/(24 3600) = 120 000/66 400= 1,39 и? 1с.
Общий коэффициент неравномерности в о до от ведения /Сппизво31
= 1,47 (6), тогда
Лине-ftp *пв№1С = 1.39-1,47 = 2,04 и«/с.
Этот расход является расчетным расходом для решеток
Принимая глубину воды а камере решетки Лi =»],5 м, среднюю
скорость воды в прозорах ме*ду стержнями Ср = 1 м/с и ширину
проэороа Ь=0,016 и, количество прозорон решетки определяем по
форм) ie (2 9).
2,04 I 05
rf~0.0]fi.|,5 1 =
Принимаем толщину стержней решеткп s =0,008 ы Ширину
решеток находим по завнепмостн (2 10)
Йр = 0,008 (89— 1) -[-0,016 69 = 2,13 и.
44

« ;
Ряс. 2.16. Схема установки решетки (к примеру 2.4)
ле
Принимаем две решетки, ширина каждой in которых по форму
(2.11)
составляет:
3
1
»
13/2
>
065 м.
соответствии с выполненными расчетами выбираем типовую
решетку МП ОТ со следующими данными: размеры камеры перед
U
решеткой
решетки
вхн
1000X2000; число прозоров
п
>
к
горизонту
1
после решетки
Проверяем
размерах она будет:
а=60°.
0,1 м.
скорость воды
Перепад
между
39
дном
наклона
угол
камеры до и
2
в
прозорах решетки.
При
принятых
V
qk
Nbh
4l
з
i
04
»
05
1
»
016
9
5-39
1,14 м/с.
i
Вычисляем
(величины
1 -\~h\
длину камеры решетки:
р
1
+ /
2
1,2+0,8
м
2
3
1 и
0,1 + 1,5
приняты конструктивно). Отметка уровня воды
1,6.
Для определения отметки уроння воды п канале после решетки
4
(рис.
2.16)
составим уравнение Оериулли
для
двух
сечений:
перед решеткой и после решетки относительно плоскости, проходя
щей по дну камеры решетки (после решетки):
> j
¦ н
*' \ - * \
ч 4
•1
/V + v ,/(2g)
Р-1/У + 4l(2g)
м>
где
м
местные потери напора, определяемые по формуле
(2.12).
45

учетом принятых обозначений и условий получаем:
^i = 0,Im; Z2 = 0m; pjy = hi = 1,5 м; pjy = ft2;
"i
,04
yV?,</t, 2-1.1,5
0,58 м/с;
^2
2,04 1,02
NBKfu 2.1- Л
К "2 Л* » "2 "2
Коэффициент местного сопротивления решетки находим по фор
муле (2.13)
реш — •*>
42 (0,008/0,016)4/3Кз/2 = 0,836.
учетом полученных данных уравнение Бернулли приобретает
вид
>
1,5
0,582 ^ /1,02
19,62
836
>
582
»"v" . л лл ^»
а / . ^,
19.02 ' 19,62
или Л2— 1,57 //Г, I 0,053
Решаем это ypaiiiietinc графически м п итоге получаем: h2
1,55 м и Z4= 1,55.
Определим количество загрязнений, улавливаемых решетками
Количество отбросов, снимаемых с решеток, имеющих ширину про
зоров 6=16 мм, равно 8 л/год на 1 чел. Принимая норму водоотве
дения я=250 л/(чел.-сут), определим приведенное число жителей:
#пр = Оср.сутМ = 120 000-1000/250 = 480000 чел.
Объем улавливаемых загрязнений
пр. 8 480 000
г т = -= = 10,52 m3/cvt
сут 1000-365 1000-365 ' у
При их плотности р=750 кг/м3 масса загрязнений составляет:
М-10,52-0,75 = 7,89 т в 1 сут.
Для измельчения задерживаемых загрязнений принимаем две
дробилки молоткового типа Д-Зб (в том числе одну резервную) со
следующими техническими характеристиками: производительность
600 кг/ч; мощность электродвигателя 22
Пример 2.5. Определить размеры решеток и количество улавли
ваемых ими загрязнений для очистной станции со средней произво
дительностью <2ср.сут= 15 000 м3/сут
Решение. Учитывая, что данные о поступлении производствен
ных сточных вод отсутствуют, расчетный расход определим в
предположении, что на станцию поступают только городские сточные
вод ы.
Средний секундный расход
<7ср = Qcp.cyT/(24-3600) = 15 000/86 400 = 0,174 м*/с.
Общий коэффициент неравномерности водоотведения
ем Аоб.макс = 1,58 [6]. Тогда
<7макс = ?ср Аймаке = 0,174-1,58 = 0,275 м»/с.
Принимаем глубину воды в камере решетки /t=0,5 м, среднюю
скорость воды в прозорах решетки ор=1 м/с и ширину прозоров
4в

Рис. 2.17. Схема установки решетки (к примеру 2.5)
между стержнями
0,016 м, число прозоров решетки находим
по
формуле
(2.9):
п
0,275-1,05
У
016-0,5.1
36
Толщину
стержней решетки принимаем:
s
0,006
м
Ширину
решеток определяем по формуле (2.10):
»
006 (36
I
*
016-36
э
79 м.
В соответствии с выполненными расчетами принимаем
вертикальную
решетку РМУ-2(9)
с
камерой
»
имеющей размеры
вхн
1000ХЮ00 мм, число прозоров п
39.
Проверяем скорость воды в прозорах решетки:
v
3
>
275-1,05
bh
1
п
9
016-0,5-39
9
93 м/с
Находим
длину
камеры решетки (конструктивно):
р
1
1,0+0,8=1,8 м. Отметка уроним поды
w
i
IX
I
0,1+0,5
"Ь *2
0,6.
решеткой
и
//
//
(рис.
перед
после решетки относительно плоскости, прохо-
Определяем отметку уроним поды в кпплле после решетки
2.17). Составим уравнение Бсрнулли для двух сечений:
дящей по дну камеры решетки после решетки:
/V + »?/(2g)
pjy+чЛзд+h
м>
47

где Лм—местные потери напора, определяемые по формуле (2.12)
учетом принятых обозначений и условий запишем:
Z, = 0,1 м; Z2 — 0 м; pv/y -~- hx = v,o м;
Pi/V = V» v
t
К'Ч
0,275
1.0,5
0,55 м/с;
i
275 0,275
2
\h
K no */*2 "2
Коэффициент местного сопротивления определяем по формуле
(2.13):
реш — *>
42 (0,006/0,016)4/3 1 = 0,655.
Уравнение Бернулли приобретает вид:
+ 0
0,552 /0,275
'* ' ~'~ ' 19,62 '"2
2
«мя*
--[-0,655
9
552
л / ¦"»
19,62 19,62
I
или Л о—0,585 /^ I 0,00.48
4 — v,
Решаем это уравнение графически и и итоге получаем: /*2=0,57 м;
0.57.
Вычисляем количество загрязнений, улавливаемых решетками
Количество загрязнений, снимаемых с решеток, имеющих ширину про
зоров 6=0,016 м, равно 8 л/год на 1 чел. Принимаем норму водо
отведения п=200 л/(чел.-сут) и определяем приведенное число жи
те лей:
15 000
^пр п 200
1000 = 75 000 чел.
Объем улавливаемых отбросов составит:
АГприв-8 75 000.8
СУТ~ 1000-365 ~~ 1000-365 ~ 1,М /СУТ'
При их плотности р=750 кг/м3 масса загрязнений составляет:
М= 1,64-0,75= 1,23 т в 1 сут.
Для измельчения задерживаемых загрязнений применяем две
дробилки типа Д-Зб (в том числе одну резервную) со следующими
характеристиками: производительность 300 кг/ч; мощность
электродвигателя 22 кВт.
Пример 2.6. Рассчитать горизонтальные песколовки для
очистной станции производительностью <Эср.сут=80 000 м3/сут.
Решение. Средний секундный расход на очистную станцию со
ставит:
<7ср = Qcp.cyT/(24.3600) » 80 000/86 400 = 0,926 м3/с
Общий коэффициент неравномерности /Соб.макс—^47 [6]. След о
вательно, максимальный секундный расход будет:
<7макс = <7ср Аоб.макс = 0,926-1,47 =1,36 м3/с.
Принимаем четыре отделения песколовки, которые
объединяются в группы по два отделения* Площадь живого сечения каждого
отделения определяем по формуле (2.14):
со
у
36
}
1,133 м*
48

Глубину проточной части принимаем «1=0,6 м. Ширина отде
*
лений
cd//u= 1,133/0,6= 1,89 м.
Принимаем ширину отделения В = 2 м. Тогда наполнение в
песколовке при максимальном расходе будет:
г
4
1
со IB
f
133
I
57 м
При расчетном диаметре частиц песка d=0,2 мм, и0=18,7 мм/с
и &=1,7 (см. табл. 2.1), длина песколовки по формуле (2.15) соста
вит:
1,7-0,57-0,3/0,0187 = 15,5 м.
Осадок из песколовки удаляется с помощью гидромеханической
системы, о начале песколовки ниже уровня днища
предусматривается устройство бункера диаметром D6=s2m. Длина пескового лоткч
и смывного трубопровода будет: 1—L—/>б= 15,5—2=13,5 м.
При норме водоотведения п=250 л/(чел.-сут) приведенное число
жителей #пр =80 000-1000/250=320 000 чел. Тогда объем осадка в
сутки составит: v=#пр.0,02/1000=32000-0,02/1000=6,4 м3/сут.
Предусматриваем выгрузку осадка 1 раз в сутки. При поступле
нии в бункер 30% осадка и расположении остального осадка по все
му днищу песколовки высота слоя в каждом отделении будет:
о
с/-0,7 6,4.0,
nlB ~~ 4-13,5.2,0
>
041 м.
Высота зоны накопления осадка (при е=0,1) должна быть не
менее
ha = KThAe+ 1) = 1,5-0,04 (0,1 -f 1) « 0,07 м
#
где Аг — коэффициент запаса.
По конструктивным соображениям принимаем Ал=0,2 м, а
гидромеханическую систему — состоящей из двух смывных
трубопроводов в каждом отделении (рис. 2.18). Максимальная высота слоя
осадка «макс=0,2 м.
Для расчета необходимой восходящей скорости в лотке прини
маем: эквивалентный диаметр зерен песка д?Экв=0,05 см; температу
ру сточной воды 28 С, при которой динамическая вязкость
0,0084 г/(см-с). Восходящую скорость промывной воды находим
по формуле (2.23):
v = Ю.0,051'31 (0,7*0,1 + 0,17)/0,00840'54 = 0,63 см/с.
Общий расход промывной воды, подаваемой по одному смывно
му трубопроводу, вычисляем по формуле (2.24):
0063-2-13.5/2 «0.085 м3/с.
* •
\
t
При скорости Утр = 3,0 м/с диаметр смывного трубопровода
*¦ г
тр
1ДОТр
>
085
3,14-3
0,19 м
773
48

л
Рис. 2.18. Горизонтальная песколовка
лений)
с
гидросмывом (группа из двух отде
Принимаем диаметр смыииого трубопровода
тр
200 мм. С ко
рость движения воды в начале его будет:
v
Ш
4-0.085
тр
nd
тр
>
14
9
2?
2.71 м/с.
Требуемый напор в начале смывного трубопровода определяем
по формуле (2.25):
Н
о
)
»
2 +
9
9
71?/(2
*
81)
»
14 м.
При расстоянии между спрысками
дом смывном трубопроводе составит:
0,5
м число их на каж
2//Z
13
К
9
5/0,0
54
шт
Диаметр отверстия спрысков определяем по формуле
(2.26)1
спр
9
085
9
14.54-0,821^2.9,81
0,018 м
9
14
Выполним расчет водослива, обеспечивающего поддержание
в
««
песколовке постоянной скорости
v
0,3
110
одному водосливу
м/с при изменении расхода.
каждую группу песко
на
Предусматриваем
ловок, состоящую из двух отделений (см. рис. 2.18). Коэффициент
об.мин=0,69 [6]. Минимальный расход на песколовки будет: <7мин
ср
Лоб.
мин
0,926.0,69=0,639 м8
>
а минимальное наполнение
мин
Умин
nBv
9
639
9
>
27 м
Отношение
максимального расхода к минимальному
на
группу
из двух песколовок
Умакс/^мин
1,36/0
I
639
у
13,
50

Перепад между дном песколовки и
по формуле (2.18):
57 — 2,132/а-0,27
водослива находим
>
,13
2/3
»
18 м.
Ширину водослива определяем по формуле (2.19) для двух от
делений:
*
36
еж
2-0,36 У 2-9,81 (0,18+ 0,57):,/'2
,66 м.
Определим размеры отводных каналом.
Расход на одну песколовку
Qi = ?макс/л = 1,36/4 = 0,34 м3
>
а на две песколовки
qz =r 2qi = 2-0,34 = 0,68 м»/с.
При форсированном режиме работы или при перегрузке очист
ной станции расходы будут [6]:
,. —;,34-1,4 = 0,48 м3,.,
*
gr2-l,4 = 0,68-1,4 = 0,95 м»/с.
Размеры отводящих каналов принимаем соответственно от одной и
двух песколовок следующими:
1
800 мм, ц = 0,0012;
Ь« 1000 мм, /* 0,0008.
2
Наполнения и скорости и них будут [31:
х — 0,48 м, 1^ = 0,91 м/с;
2 = 0,75 м, v2 = 0,92 м/с;
/
j— 0,62 м, у1==0,97 м/с
2 = 0,98 м, и!2=0,98 м/с.
При движении воды от песколовки до регулирующего лотка
потерями напора пренебрегаем.
Чтобы обеспечить одинаковый уровень бортов песколовки и
каналов, глубина их должна равняться (при условии превышения
бортов над уровнем воды в период форсированного режима работы):
песколовки ЯП=Я2—Р==1,48—ОД 8 =1,3 м;
канала от одной песколовки #1 = 1,21 м;
канала от двух песколовок //2 = /i-H-0,5-0,08 f 0,5 ¦•¦= 1,48 м.
Пример 2.7. Рассчитать горизонтальные песколовки для очистной
станции производительностью <Л,, ,.у, *--М0 00О мУсут.
Решение. Средний секундный расход на очистную станцию
составит:
<7cp = Qcp<cyT/(24-3600) = 140 000/86 400= 1,62 м*/с.
Общий коэффициент неравномерности /Соб.макс=1,58 [61.
Следовательно, максимальный секундный расход
*
51

<7манс = <7ср ^об.макс = 1,62-1,58 = 2,56 м^/с.
Принимаем три рабочих отделения песколовки и одно резервное
Площадь живого сечения каждого отделения определяем по форму
ле (2.14):
2,5(5
О)
- 2,84 м2
,3-3
Принимаем глубину проточной части /ii = 0,7m. Ширина отделе
V
НИИ
©Mf = 2,84/0,7 = 4,06 м.
- г
Принимаем ширину отделения В=4 м. При этом наполнение в
песколовке при максимальном расходе будет:
(о/В---- 2.84/4 ==0,71 м.
1 w/^ - - *.,ч/»/ » — «,
При расчетном диаметре частиц носка </М),2 мм, но=18,7 мм/с
и /г='1,7 (см. табл. 2.1), длина нссколоикп но формуле (2.15)
составит:
,7-0,71-0,3/0,<>1Я/ 10,4 м.
При норме иодоотнедепня п 300 л/(чел. сут) приведенное число
жителей JVnp = 140 000-1000/300-40(Н>(>7 чы\. Тогда объем осадка
>
улавливаемый за сутки, V = N„р.0,02/1000 - 406667-0,02/1000
9,33 м3/сут.
Общая площадь рабочих песколовок в плане
nBL = 3-9-19.4 = 232.8 м?.
, * — —w—,
При выгрузке осадка 1 раз в сутки максимальная высота слоя
осадка в песколовке будет равняться:
^HV/F = 3.4,33/232,8 = 0,12 м,
где /Сн^З — коэффициент, учитывающий неравномерность распреде
ления осадка по площади песколовки.
Расчет выполнен в предположении, что в бункер осадок непос
редственно не поступает.
При выгрузке осадка скребковым механизмом принимаем hi
0,2 м (см. рис. 2.5). Ширину отводящих каналов принимаем: от
одной песколовки bi«=1000 мм, от всех песколовок 62=1600 мм. Для
поддержания в песколовке постоянной скорости на выходном
канале запроектируем водослив с широким порогом без донного выступа.
Коэффициент /Соб.мин = 0,6 [6]. Минимальный расход на песколовку
будет: ^мии = <7срКоб.мин =1,62-0,6=0,97 м3/с, а минимальное
наполнение
MBH_i*M_ = _2i2L_ = о ,27 м
м и nbv 3-4-0 "
г
Отношение максимального расхода к минимальному
<7макс/<7мин = 2,56/0,97 = 2,64.
г"
Перепад между дном песколовки и порогом водослива опреде
ляем по формуле (2.18):
71 — 2.642/3.0.27
, - * «)v* v Э
*
642/3
I
21 м.
\ ч
: ¦, . i i .
52

Рис. 2.19. Сечение
песколовки
с
круговым движением воды
Рис.
2.20.
Поперечное сечение
аэрируемой песколовки
Ширину водослива находим по формуле (2.19):
2,56
еж
»
361^2-9,81
I
71 +
>
21)
3/2
9
83 м
Потерями напора от песколовки до водослива пренебрегаем.
Пример 2.8. Рассчитать горизонтальные песколовки с круговым
движением воды для очистной станции производительностью
25 000 м3/сут
Решение. Средний секундный расход
Р-су
а
очистную станцию
со
ставит
<7ср
ср.сут/(24-3600) = 25 000/86 400
»
289 м3/с
Общий коэффициент неравномерности
довательно, максимальный секундный расход
б
»
55
[6]
Сле
<7макс — <7ср ^об.макс
>
289
I
55
I
448 м»/с
Принимаем два рабочих отделения песколовки. Площадь живо
го сечения каждого отделения определяем по формуле
(2.14)
ю
>
448
э
9
75 м?.
Принимаем сечение песколовки
мерами
1
»
19 м
»
2
показанное на рис
0.32 м:
обработки воды
40
vt
0,3 • 40
12 м
с раз-
0,87 м; Лз=0,32 м; 5=1 .м; а=60°. Время
, При этом длина песколовки должна быть
2.19
60°
f
12/3,14 = 3,82 м
а диаметр (по оси проточной части)
о
L/n
Пример 2.9. Определить производительное!
>
ловки длиной
21 м
аэрируемой песко
2.20
•
нош
Размеры песколовки
I
3.5
)е сечение которой показано на рис
i
5.8 м
2.5 м
2
0.8 м
3,4 м
2.09 м:Ло*»0.6 м
0.6
2
»
3
м
0,3 м
*
? -
5
* ¦ *
В
Решение. Для определения продолжительности обработки воды
песколовке для улавливания частиц диаметром более 0,2 мм
формуле
(2.20)
находим коэффициент
при
BIH
5,8/3,5
9
по
66 и
за

w0= 18,7 мм/с:
26,4-1,66.0,0187
Ig (1-20-1,66-0,0187)
У
95.
Расчетная глубина песколовки 1ц 11/2- 3,5/2*^ 1,75 м. С учетом
полученных результатов определяем:
khju0 1,95.1,75/0,0187-= 182 с.
Скорость движения воды в песколовке
u = L/^ = 21/182 = 0,115 м/с.
Площадь живого сечения песколовки (см. рис. 2.20)
со = ?# — К/2 — b9h— b4 /L/2 - ЪЦ2
, w w,
0,82/2 —0,8-0,3 —3,4-0,3/2 —0,С2/2 = 19,05 м2
Производительность песколоикп
1
•-uw 19.05-0,115 2,19 м&/с=*7884 м3/ч.
Произнодтчлыкн п. пгсколонки и сутки при Коб.макс =1,46 [6],
ШООС^/Коб.микс 86400- 2,19/1,46 129 600 м3/сут.
Проверим скорость входа воды в песколопку:
2.19
ВТ — VI ¦/«*!
/со, — л _ „ _ , .- .../-,
,5-2,09
0.42 м/с
где (0i — площадь живого сечения входного отверстия в песколовке.
Подобные задачи решают при технологическом анализе работы
очистных сооружений.
Пример 2.10. Рассчитать аэрируемые песколовки для очистной
станции производительностью QCp.cyT=:20 000 м3/сут.
Решение. Средний секундный расход на очистную станцию будет
равен:
<7ср = Qcp.cyx/24-3600 = 20 000/86 400=0,231 м3/с.
Общий коэффициент неравномерности Коб. макс =1,57. С ледова
тельно, максимальный секундный расход
<7макс = Яср #об.макс = ° >231 • 1,57 = 0,363 м3/с.
Принимаем два отделения песколовки и скорость движения
воды в них v = 0,1 м/с.
Площадь живого сечения отделения определяем по формуле
(2.14):
(0 = 0,363/(0,1.2) = 1,82 м*
Если принять размеры песколовки, указанные на рис. 2.21, то
живое сечение одного отделения песколовки будет:
<о = 1,7-1,2 — 0,4-1/2= 1,84 вгё.
При этом скорость
v = q/ton)
,363
.84
9
099 м/с
54

Принимаем минимальный диаметр частиц песка, улавливаемых
0,2 мм, для которых «о~18,7 мм/с. Для принятых
песколовкой,
размеров песколовки (см. табл. 2.1)
а
В/Н
*
7/1
I
»
42 и
*
13;
1
Я/2
%
2/2
0.6 м.
Длину песколовки находим по формуле (2.15):
»
13(0,6/0,0187)
>
099
9
77 м.
Осадок из песколовки удаляется гидроэлеваторами,
располагаемыми в бункерах, которые устроены в начале песколовок и имеют ок"
руглую форму в плане диаметром (на уровне днища песколовки) ?>б
1,5 м. Осадок смывается в бункер с помощью гидромеханической
системы. Длина носкового лотка
и
Da
6,77
>
5,27 м.
смывною трубопровода
При норме водоотведения п=300 л/(чел.-сут) приведенное
число жителей
пр
ср.сут
In
20 000/0
*
66 667 чел.
Объем осадка в сутки (при количестве задержанного осадка на
одного человека 0,02 л/сут)
Л^пр-0,02/1000
Предусмотрим выгрузку осадка 1 раз в смену
При поступлении в бункер 20 % всего осадка в песковом лотке от
деления должно быть:
66 667-0,02/1000
>
33 м3/сут.
раза в сутки)
20
1,33
71
п
100
1,33 - 20
3 • 100
»
177 м3/сут
При ширине пескового лотка Ь —0,5 м высота слоя осадка в нем
будет:
о
п
/(lb)
У
177/(5,27-0
!
9
07 м.
Глубина пескового лотка при е
1
л
Г"0
(« +
9
5-0,07
9
9
12 м.
По конструктивным соображениям (для обеспечения нормально
го размещения смывного трубопровода в песковом лотке)
принима
Рис. 2.21. Поперечное сечение аэрируе
мой песколовки с гидросмывом
аэратор; 2 — емьишой трубопровод
t
t
N
ч
*
L

ем размеры пескового лотка, показанные на рис. 2.21, а максималь
ную высоту слоя осадка (в начале пескового лотка) Лмакс^О^ м.
Для расчета необходимой восходящей скорости в лотке принима
ем: эквивалентный диаметр зерен песка Лики^О.Об см; температуру
сточной воды 28 С, при которой динамическая вязкость
0,0084 г/(см-с)
Восходящую скорость и лотке определяем по формуле (2.23) J
v - iO-0,051-31 (0,7-0,1 + 0,17)/0,00840'54 = 0,63 см/с.
Общий расход промывной воды в лотке по формуле (2.24) со
ставит:
0,0063.0,5-5,27 = 0,0166 м3/с
При скорости 1>Тр=3 м/с диаметр смывного трубопровода
"то
4q i
>
0166
яутр у 3,14-3
0,084 м
Принимаем диаметр смышюш труОоиронода //,,,^100 мм. Тогда
фактическая скорость днпженни поды it начале лого трубопровода
будет:
уТр
4qi 4-О.ОНИ»
ndL 3,14-О, И
I
м/с.
то
Напор в начале смывного трубопровода определяем по фор
муле (2.25):
Н0 = 5,6-0,2 + 5,4-2,113/(2-9,81) = 2,35 м.
Ч I
\
При расстоянии между спрысками Z=0,5 м число их на Смыв
ном трубопроводе составит:
n = 2l/Z = 2-5,27/0,5 = 21 шт.
Диаметр отверстия спрысков находим по формуле (2.26):
4-0,0166
спр у 3,14-21.0,82/2-9,81.2.35
>
013 м.
t
Проверим работу бункера как тангенциальной песколовки на
улавливание песка.
Подсасываемый из песколовки гидромеханической системой
расход определяем по формуле [1]:
i '
11
<fi |9,2-I-U56 (// + A„)J
9
0166 [9,2 +1,56(1,2 + 0,2)]
Э
082 м3/с.
ч Р
Расход, поступающий в бункер, будет: Qo=^« -Ь Qn=0,0166-f-
+0,082=0,099 м3/с.
Площадь бункера (тангенциальной песколовки)
i г
Г г
ft6 = nD2/4 = 3,14-l,5?/4= 1,77 м5?
•
66

Нагрузка на
м
2
площади бункера составит:
Яо
Q6-3600/Q6
>
099.3600/1,77=201 м3/(м?
Эта
нагрузка велика
по
сравнению
с
нагрузками
на
обычные
будет
по
тангенциальные песколовки. Подобный результат всегда
лучаться при узких песколовках. Для исключения выноса песка еле
дует рекомендовать периодическое включение гидромеханической си
стемы в работу.
ч Пример 2.11. Рассчитать тангенциальные песколовки для очист
ной станции производительностью
с р. с у г
8000 м3/сут.
Решение. Средний секундный расход
на
очистную станцию
со
ставит:
<7ср
ср.сут/(24-3600) = 8000/80 400
>
(И)3 м\'с.
Общий коэффициент неравномерности Лоб.макс
вательно, максимальный часовой расход будет
535,7 м3/ч.
Яч
1,6
[0|.
Следо
0,093-3600-
>
Рис.
ловка
2.22
Тангенциальная песко
1
подводящий
лоток;
слив;
труба
эрлифт;
4
2
водо-
отводящая
"Т/1
ди д0
Принимаем два отделения песколовки, а нагрузку на
м
2
площа
110
м3/м
в
t ' *
ч
[9]. Площадь каждого отделения тангенци
альной песколовки вычисляем по формуле (2.21):
535,7/2-110
»
44 м?.
Диаметр каждого отделения должен быть (рис. 2.22)
D
V*FI
л
К4-2
I
44/3,14
,76 м.
Глубину песколовки принимаем раиной
т. е. hi=* 0,88 м.
полошшс диаметра
[6]
t
Для накопления осадка служит конусное основание песколовки
Высота его
2
V 1,76
2
0,882
1,52 м. Объем конусной части
nD*h
2
»
14
1, т
»
52
кон
%
1,23 м3
57

При норме водоотведения /i«=240 л/(чел.-сут) приведенное чис
щ
ло жителей
ср.сут • 1000/^=8000.1000/240=33 333 чел.
Объем улавливаемого осадка за сутки будет
Ar.m-0,02/1000- 33 333-0.02/1000^0.67 м3.
up w»
Заполнение конусной части песколоики осадком будет происхо
дить за период
нон/У =1,24/0,67 =1,85 сут
Осадок целесообразно выгружать эрлифтом 1 раз в сутки.
Пример 2.12. Рассчитать горизонтальные отстойники для очист
ной станции производительностью Qcp.cyT=40 000 м3/сут. Содержа
ние взвешенных веществ в воде С0=200 мг/л. Требуемый эффект ос
ветления воды 3=45 °,
Решение. Средний секундный расход на очистную станцию
составит:
ср Vcll.,:yT/(-M-3(i0()) '10 000/80 100 , 0,403 М:7с
Общий коэффициент |11*р,-1И11омгр1нкin /(„о.макс"331,51 [6]t тогда
** **
максимальный секундный расход 0уде1.
<7макс = <7ср Аоб.макс -= 0,403-1,51 ~ 0,099 м3/с
Принимаем среднюю скорость движении йоды и отстойнике v
мм/с и глубину проточной части сооружения //i = 2,5 м. При
шести отделениях отстойника ширина каждого из них определяется
по формуле (2.27):
у
699
5-0.005
>
32 м.
»~ ~»
Принимаем ширину отделений В = 9 м. Скорость движения воды
в отстойнике будет:
v
Я маис 0,699
пВН. 0-9.2,5
-0,0052 м/с.
Определим условную гидравлическую крупность при #i = 2;5 м
и ?=20 С, соответствующей требуемому эффекту осветления воды.
Требуемая продолжительность осветления воды в цилиндре высотой
1=500 мм по табл. 2.2 будет: *i = 775 с. В соответствии с рис. 2.8
м=0,3. По формуле (2.30):
и
2,5
775(2,5/0
t
0,3 — "»
0.00199 м/с.
При *=10°С, |лл = 0,0101 и цп=0,0131 по формуле (2.31)
щ = 0,0101 -0,00199/0,0131 = 0,00153 м/с.
Вертикальную турбулентную составляющую определяем по фор
муле (2.17):
w = 0.05-0.0052 = 0.00026 м/с.
Длина отстойника по формуле (2.28):
,0052-2,
>v \v I
00153 — 0,00026)
20,5 м.
58

Общий объем проточной (рабочей) части сооружений У0тст
n!3#iL=6.9-2,5.20,5=:2767,5 м3.
Рассмотрим вариант с глубиной #i=3 м. Тогда
,699
,05
»
77 м.
Принимаем ширину отделений В=бми находим:
,699
v= = 0,0065 м/с;
и
775(3/0,5)0*3
»
0023 м/с;
и0 = 0,0101 -0,0023/0,0131 =0,00177 м/с;
w = 0,05-0,0065 = 0,00032 м/с;
,0065-3
,W » w ,
00177 — 0,00032)
26,9 м.
Общий объем проточной части сооружений в этом случае со
ставит:
отст = 6.6-3.26,9 = 2905 м* > 2767,5 м5*.
Следовательно, первый вариант с глубиной //| — 2,5 цслссообраз
нее и принимается за основной (для последующего применения).
Масса улавливаемого осадка в сутки составит (101.
03KQ 200.0,45-1,2.40 000
сух 1000.1000 1000.1000
»
32 т/сут
При влажности Woc=95 % и плотности р=1 т/м3 объем осадка
100-GcyT 100-4.32
(100 — Woc)p (100 — 95)
86,4 мз/сут.
Осадок сгребается в бункер скребковым механизмом цепного
типа и удаляется из бункера по трубопроводу под гидростатическим
напором, равным 1,5 м.
Общая высота отстойника на выходе
Н = Н< + Н2 + Н3 = 2,5 + 0,3 + 0,5 = 3,3 м.
Пример 2.13. Определить размеры горизонтального отстойника
для очистки производственных сточных вод Q = 4900 м3/сут;
коэффициент часовой неравномерности л =1,4; начальная концентрация
взвешенных веществ С|~1Г>00 мг/л; конечная концентрации сточных
вод должна быть 6V 300 мг/л. Скорость осаждении и:шешенных ве
ществ в состоянии покоя характеризуете)! рис. 2.23. Влажность вы
павшего осадка 75 %, плотность его р*« 1,8 т/м3.
Решение. Расчет отстойника выполняется по методу А. И. Жу
кова [11]. Расчетная схема приведена на рис. 2.24.
Расчетный расход на отстойник
<7макс = QK/(24.3600) = 4900• 1,4/86 400 = 0,079 м3

700
80
60
40
20
Рис. 2.23.
личества
частиц
от
Зависимость ко-
осаждающихся
гидравлической
крупности
Рис.
2.24.
расчету
гори
зонтального отстойника
а
отстойник:
мость
w
f(v
ср
в
завися
зави
симость *С=ДУСр)
ъг.мм/с
5 10 15 20 25 Vcp) Ш/С
бЦр^мм/с
Принимаем отстойник из двух отделений. Тогда расход на каж
дое отделение составит:
<7макс/я
»
079/2
*
0395 м3/с.
Требуемый эффект осветления воды
1
2
100/С
1
(1500
300) 100/1500
80 о/о.
Для
получения такого эффекта условная гидравлическая круп
HOCTI
взвешенных частиц должна быть и0>0,33 мм/с.
Принимаем глубину проточной части отстойника Н
i = 2 м, а
среднюю скорость течения t'==p мм/с. При распределении воды в начале
сооружения и сборе ее в конце сооружения с помощью водослива
о
0,25 м
i
а
30
I
Ь к
у
L -.
* t
60
i

1 ' ¦
еделим длину участка ц, на котором высота активного слоя
отстойнике достигнет расчетной глубины #i=2 м.
Средняя глубина потока на этом участке
ср
//1 + А0/2,15=(2 + 0,25)/2>15= 1,05 м
Средняя скорость потока на участке
vi = vcv ^iMcp = 5-2/1,05 = 9,5 мм/с.
При этом &=0,16 (см. рис. 2.24), ад=0,04 (см. рис. 2.24), а
1,15
1,1Г>
1
V (II, - h0)/к - 1 (2 - 0,25)/0,10 ^ 8,02 м.
Продолжительность протекания поды на учаспи»
U = L/Vi = 8,02-1000/9,5 = 844 с = 0,23 ч
За это время наименьшая оседающая частица пройдет путь
i = ti(u0 — w) = 844(0,33 — 0,04) ==244,8 мм = 0,24 м
При иСр=5мм/с до = 0,01 (см. рис. 2.24). Оставшуюся часть глу
бины отстойника частица пройдет за время
Hi — hi 2000 — 244
t
>
2
u0 — w 0,33 — 0,01
5485 с = 1,52 ч.
За это время частица переместится по горизонтали на расстоя
ние
2 = t2vср = 5485-0,005 = 27,4 м.
Длина участка сужения потока
я "
/Шаг-. 2/ig30° .-=¦ 2/0,577 ^3.47 м
Общая длина отстойника должна быть [2]:
/о + k + k + k+ /4 = 0,7 + 8,02 + 27,4 + 3,47 +
>
40,9 м
t
Ширина отделений отстойника
q/(Htv) = 0,0395/(2.0,005) = 3,95 м « 4 м
При двух отделениях первичных отстойников объем их следует
увеличить в 1,2—1,3 раза [6]. Учитывая, что отстойники оборудуют
ся достаточно надежными механизмами — цепными скребками,
выход которых из строя практически исключается, расчетный объем
отстойников не увеличивается.
Масса уловленного отстойником за сутки осадка
CjBkQ 1500-0,8.1,2.4900
Gcyx ~ юоо. юоо ~ юоо. юоо = 7'06 т/сут*
Объем выпавшего осадка
' г
\
ОС
lOOGcyx 100 • 7.()(>
(100 — Woc)p ~ (100-75)
>
15,69 мз/сут.
Для накопления осадка в начале сооружения проектируется
бункер в виде перевернутой усеченной пирамиды, верхнее основание
которого имеет размер 4X2,5 м, а нижнее 1X0,5 м. Высота пирамиды

равна 2,5 м. Объем бункера одного отделения
V6
+ Vs
1ТГ «-»! ^2
»
5(4.2,5 + ]/"4.2,5.Ь0,5 +
•0,5) - Ю,G мя.
основании отстойника также предусматривается емкость для
накопления осадка. Высота ее в конце сооружения равна 0,2 м. При
уклоне днища /=0,003 высота ее в начале сооружения /t=0,2+
+ L • 0,003=0,2+40,9 • 0,003=0,32 м
Объем осадочной части в основании одного отделения
осн = 4-40,9(0,32 + 0,2)/2 = 22,8 м3
Общий объем осадочных частей двух отделений
V
ос vr О ' ' оси
/г (К),() -|- 27.8)2 = 76.8 м3.
Осадочные ч.'кщ отстойника будут аиполниться осадком за
76,8/15,09 4,81) сут. Учитыпам большую неравномерность
распределения осадка по площади отстойника, выгружать его рекомендуется
раз в сутки. В бункера, расположенные и начале сооружения,
осадок сгребается цепными скребками, а удаляется из бункера с помо-
насосов.
Пример 2.14. Рассчитать радиальные отстойники для очистной
¦-J
станции производительностью QCp.cyT=80 000 м3/сут. Содержание
взвешенных веществ в воде С0=250 мг/л. Требуемый эффект освет
ления воды 3=50
Решение. Средний секундный расход на очистную станцию
<7ср = Qcp.cyT/(24-3600) = 80000/86 400 = 0,926 м3
Общий коэффициент неравномерности Коб.макс =1,47 [6]
V **
симальиыи секундный расход
<7макс = <7ср ^об.макс = 0,926-1,47 = 1,36 м:7с.
Принимаем четыре отделения отстойника с глубиной пооточ
ной (рабочей) части #i = 3,l м.
достижения заданного эффекта
продол жите ль
ность отстаивания в цилиндре с «1 = 500 мм должна быть: fi = 770
(см. табл. 2.2). По формуле (2.30) при я=0,25 (по рис, 2.8)
//
1000-3,1
770 (3,1 /0
0,25 ~»
2.55 мм/c.i
При г=10°С по формуле (2.31)
и0 = 0,0101-2,55/0,0131 = 1,97 мм/с.
Определим вертикальную турбулентную составляющую в пред
положении, что у = 3 мм/с. По формуле (2.17) ш =0,05 •3=0,15 мм/с
Для радиальных отстойников ?=0,45 (см. табл. 2.3). Диаметр от
стойника определяем по формуле (2.32):
,36-1000
4-0,45-3,14 (1,97— 0,15)
23 м.
т

на
,38
2q
rrnDHi "" 4.3,14-23.3,1
»
м/с = 3,04 мм/с
Скорость оказалась практически равной принятой. Пересчет от
стойника производить не требуется.
Теоретическое время осветления воды
rmD'Hjaq) = 4-3,14-23^3,1 /(4-1,36)=3?86 с = 1,05 ч.
Масса уловленного осадка [10]
C^kQ __ 250-0,5-1,2.80 000
сух"" looo. looo ~~ юоо. юоо " х2 т/суг
При самотечном удалении влажность осадка №0с=95 % [Ь]
Объем уловленного осадка
плотности его
т/м
з
ос
lOOGcyx 100.12
(100-WW р (100-95)
л^/сут.
Высоту зоны накопления осадка у внешней стенки отстойника
принимаем равной: Я2=0,3 м, а возвышение борта отстойника над
кромкой сборного кольцевого водослива Я3=0,5 м. Таким образом
]
общая высота отстойника //== #i+#2+Я3=3,1+0,3+0,5 ==* 3,9 м.
Этот пример еще раз подтверждает, что п радиальных отстой
скорость движения воды на половине радиуса, как правило
»
не превышает 5 мм/с.
Далее определим размеры подводящих и отподящих
трубопроводов и лотков. Максимальный секундный расход сточных вод на
один отстойник
#
макс ^макс
?мв„Л/л = 1,36/4 = 0,34 мз
При скорости около 1 м/с по таблицам [3] подбираем диаметр
подводящего и отводящего трубопроводов d=700 мм. Фактическая
скорость движения воды в них
v = 4q'/(nd2) = 4-0,34/(3,14.0,72) = о,88 м/с.
Ширину прямоугольного сборного кольцевого лотка принимаем
равной 6л=0,5 м, а уклон его i=0,001. В конце каждого полукольца
лотка расход воды
/
/2 = 0,34/2 = 0,17 м»/с.
я чмакс ~ >~>~./~ -,
При свободном сливе воды в конце каждого полукольца лотка
будет устанавливаться критическая глубина поды |9]:
кр
Vti/lttb1) - V 0,17^/(^,81.0.5») ^0,23 м.
воды в кольцевом лотке с
етороны
от места
роны) [9]
том месте, где иода растекается в разные сто
1^3 = 0,23^3=0,4 м.
вач — пщ> ' ** — v»*v ' " — ^ >
63

Полученный результат следует скорректировать с учетом потерь
напора и уклона дна лотка. Для определения потерь напора нужно
вычислить следующие параметры:
<7ср - <7л/2 = 0,17/2 - 0,085 м*/с;
/1(ф-(0,23 + 0,4)/2 - 0,315 м;
сооп = Ья hcn — 0,5-0,315 = 0,158 м*;
ср = »ср/Хср = ©ор/^л + 2Лср) = 0,158/(0,5 + 2-0,315) == 0,18 м;
Г ==Г^ 0,18^= 53,7 м1/2/с;
п ср 0,014
яФотст — 0,5)/2 = 3,14(23 — 0,5)/2 = 35,3 м.
*С учетом полученных результатов находим:
д^ = q% //(С2 со2рЯ ) = 0,085'2.35,3/(53,72.0,1582.
> 4Vf v»
02 м.
Прснышсмшс лил лоткл с противоположной стороны от слива
над дном лотка у cvnut.i (uuiiynui)
Ni2 И - 0,001.35,3 = 0,035 м.
Уточненная глубина поды н начало лотка (с противоположной
стороны от места выпуска)
/
>*нач = К*ч + Ал1 ~ bh0 = 0,4 + 0,02 — 0,035 ^ 0,385 м.
?
некоторым запасом для исключения переполнения лотка
глубину его с противоположной стороны от места выпуска принимаем:
/ /
К =Аач + °. 1 = °»38 + °»1 = 0,48 м «0,5 м.
Так как верхняя водосборная кромка лотка должна быть гори
зонтальна, глубина лотка у места выпуска воды
//
Л "A i —"2
+ ДА = 0,5 + 0,035 = 0,535 м.
Проверим пропускную способность лотка при перегрузке
очистной станции. Расход на отстойник [6]
/
&**,• 1,4 = 0,34-1,4 = 0,48 мз/с
I
'I
а расход в конце полукольца лотка
<7л = <7/2 = 0,48/2 =-0,24 м»/с.
Критическая глубина и конце лотка будет:
кр г ^л
J(gb2) = /о,242/(9,8.0,52) =0,29 м
t
а глубина с противоположной стороны от выпуска
нач — "кр ' v — v>
Кз = 0,29 Уз
*
м.
Сравнение полученных величин hKV и /гнач с данными
предшествующих расчетов показывает, что сборные лотки отстойников
пропустят расход и при перегрузках очистной станции. Однако условий
работы лотков при этом будут предельными.
Определим диаметр трубопровода для выпуска осадка. Если вы-
S *
64
f '

пуск осадка будет производиться 1 раз в смену, то объем выпускае
мого осадка из одного отстойника
/
ос ' ос
/(Зд) = 240 (3 • 4) = 20 м3
Для обеспечения выпуска осадка за 1 ч его расход должен быть
Я „ = 1^/3600 = 20/3600 = 0,0056 м3
ос " ' ос
«
Скорость движения осадка в трубопроводе должна быть не ме
нее 1,1 м/с [6]. Для принятых условий диаметр трубопровода по
лучае'тся менее 200 мм. Дли исключения засорения трубопровода ди
аметр его принимаем с/ос3-200 мм. При скорости t/oc-l,l м/с расход
по трубопроводу
ОС "~ОС 'ОС
<7™ = ™*L^/4 = 3,14-0,22.l,l/4 = 0,035 м»/с
А
При этом выгрузка осадка будет производиться за время
vL/q^ = 20/0,035 = 571 с = 0,16 ч.
ос 'OC'ioC
Для обеспечения скорости движения осадка в трубопроводе
i>oc=l,l м/с или более должен быть установлен соответствующий
перепад между уровнем воды в отстойнике и центром трубы в
иловом колодце с учетом потерь напора в трубопроводе
Пример 2.15. Запроектировать типовые радиальные отстойники
ДЛЯ ОЧИСТКИ бЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД, раСХОД КОТОРЫХ Уср.сут
120 000 м3/сут. Содержание взвешенных веществ в воде С0
180 мг/л. Допустимое содержание взвешенных веществ в осветлен
ной воде С< = 100 мг/л.
Решение. Последовательность решении задачи следующая:
вначале определяется требуемый объем сооружений, по которому затем
будут подобраны типовые отстойники.
Требуемый эффект осветления воды
0 - Ct) 100/Со = (180 - 100)100/180 =.44,4 %.
Уравнение (2.32) можно записать в следующем виде:
jtD?
nk —— ("о — w)
»
или
nkF («в — w) •
Помножив левую и правую части уравнения на Я1 с учетом то
го, что FHi=*VoTt получим
Н
1
от
nk (м« — w)
э
где уох — объем зоны отстаивании одною отстойника.
Полученное уравнение может Сплли использовано для расчета.
Определим величины, входящие в расчетное уравнение (при
Лоб. макс—1»47)!
Qcp.cvx Коб.макс/(24.3600) = 120 000-1.47/86 400 = 2.042 ы»/
Г*
Для радиальных отстойников /г=0,45 (см. табл. 2.3). Для обес
печения заданного эффекта осветления воды продолжительность ос
773
65

нетления ее в цилиндре
1
500 мм должна
1
960
г
(см. табл.
2.2). Принимаем Н
1
3,1
м. Тогда условная гидравлическая круп
ность по формуле (2.30):
1000-3,1
и
960 (3
>
1/0
»
0.31
•
83 мм/с
»
где п
0,31
При
(см. рис. 2.8).
10
о
по формуле (2.31)
"о
t
0101
9
83/0,0131
У
41
мм/с
Вертикальную турбулентную составляющую при
мм/с оп
ч
1
I
i
*
ределяем по формуле
w
>
050
0,05-3
»
15 мм/с.
Объем каждого отстойника при п
будет:
Vn-
3,1
»
042
от
8-0,45
I
(Ю| 41
I
00015)
1396 м3
Принимаем отстойники
но
тиноипму проекту
902
88/75
со
следующими размерами: диаметр
24
м:
t
глубина отстойника
осадочной частью
(рабочей) части Н
внешней стенки
г
1
3,1
3,4 м; глубина проточной
м; объем зоны отстаивания 1400 м3
»
объем
зоны для накопления осадка 210 м3.
Теоретическая продолжительность осветления воды
мальном расходе составит:
при
м а к с и
nV
от
1400/2,042
5485
>
52 ч.
Пример 2.1 в. Рассчитать радиальные отстойники со встроенным
преаэратором
для
очистки
сточных
вод
»
расход которых
ср
100 000 м3/сут, содержание взвешенных веществ в воде
о
240 мг/л,
30
28
о
120
37 %, а50
6,03
(по данным технологи*
ческих анализов в цилиндре
500 мм).
[9 .
Кривая кинетики ос
ветления воды представлена па рис. 2.25 (кривая/); БПК5=200 мг/л.
Требуемый эффект осветления
тр
60
>
«да*
Sfon sJ/7b
Рис. 2.25. Зависимость эффективности осветления сточной воды от продол
жительности отстаивания в отстойнике с преаэратором
66

Решение. Определяем средний секундный расход сточных вод,
поступающих на очистную станцию
у
Яср = QcP/(24-3600) = 100 000/86 400 = 1,157 ма/с.
Общий коэффициент неравномерности /Собчаке*= 1,47 [6]. Мак
симальный секундный расход
?макс = <7ср^об.макс = 1,157-1,47 = 1,7 м*
Максимальный часовой расход
Ямм.ч - </м«кс-3600 « 1,7-3600 _ 6120 иЧч.
Принимаем оптимальные значении: долу пктшшого ила
100 мг/л; продолжительность аэрации /.— 15 мни и интенемппость
аэрации /«=2,6 ив/(ы2*ч).
Коэффициент повышения эффективности осветления воды за
счет преаэрации при /=30 мин определяем по формуле
= 3$/3= 3,6-0,033^ = 3,6-0,03.37 = 2,43
•
где Эзо я 32S — эффективность осветления воды в цилиндре без пре
30
аэрации и с преаэрациен
Эффективность осветления воды при преаэрации и /=30 мин бу
дет:
апр
к7оп
зо *хзо зо
»
43- 28 = 68,04%.
Коэффициент повышения эффективности осветления воды за счет
преаэрации при /=120 мин определяем по формуле
т = 5"У5,,о -2,7- 0,02 Э - 2,7 -0,02-37= 1,96
>
где З120 и 3"?0 —эффективность осветления воды в цилиндре без
преаэрации и с преаэрацией.
Эффективность осветления воды при преаэрации и /=120 май
будет:
эт = *120 эт = 1,96.37 = 72,52%.
основу последующих расчетов принимаем уравнение кинетики
осаждения взвешенных веществ в воде [9]:
(//120)а/*.
Коэффициент а при преаэрации
а"Р
30 lg (agffffiifc) ^ 30]g (68,04/72,52)
(30/120) "" lg0,25
>
3.
Вычисляем эффективность оспетжчши поды при разных значс
ниях
t
»
мин ... . К) 15 30 45 60 120
52,49 G0,56 08,04 70,49 71,43 72,52
По этим данным строим кривую кинетики осветления воды
после преаэрации (см. рис. 2.25, кривая 2). Для обеспечения
необходимого эффекта осветления воды Зтр = 60 % продолжительность ее ос-
*
67

ветления должна составлять: /=960 с. Принимаем отстойник с ра
бочей глубиной 3,1 м. При преаэрации коэффициент л—0,15. Гидрав
лическая крупность по формуле (2.30)
и
1000-3,1
900 (3.1/0.5)
(Туз = 2,46 мм/с.
При температуре сточной йоды /=10°С по формуле (2.31)
ы« = 0,00101.2,46/0,00131 = 1,9 мм/с
радиальных отстойниках с преаэраторами &=0,65. Принимаем
w — 0. Определяем общий объем зоны осветления отстойников по
формуле
ЮОО-Я^макс Ю00
»* * *
осв
k (и0 — w) 0,65
•
4267 мз.
Общий объем преаэраторов
Vim ----- </мнн<1.чЛ| — 0120-0.25 = 1530 мз
Общий объем ore типикон си mi роенными преаэраторами будет;
Уот ^ ^иси -I- V,,., - 4207 -|- 1530 =, 5797 м3
Принимаем три типовых отстойника диаметром D = 30 м и объ
емом Уот=2190м3 по проекту 902-2-85/75. Общий объем отстой
ников Уот=6570 м3. Принятый объем больше требуемого.
по
Определяем диаметр преаэраторов. Объем одного нреаэратора
пр/3 = 1530/3=510 м3. Принимаем глубину преаэратора
Нпь=3 м. Тогда
пр
яЯПр V 3,14
510
14,7 м
Определяем среднюю скорость движения воды в отстойнике на
половине радиуса. При среднем диаметре отстойной части иСр
14,7+(30—14,7)/2 = 22,35 м
v
Фмакс
>
nnDcvH 3.3,14.22,35.3
>
00269 м/с -=2,69 мм/с.
Вертикальная турбулентная составляющая по формуле (2.17)з
&у = 0,05-2,69 = 0,134 мм/с.
Проверяем объем зоны осветления:
1000-3,
»
ОСВ
>
65(1,9 — 0,13)
4580 м3.
Общий объем отстойников и преаэраторов
ОТ = 4580 + 1530 = 6110 мз
Получившийся объем меньше объема принятых отстойников
6570 м3
Эффект ОЧИСТКИ ВОДЫ ПО БП1<5
0.0083L4- К83_ —45.7 = 0.008-602
БПКв v»vvywTp 1 ч^^тр
,. — ~,
+ 1,8.60 — 45,7 = 33,5%.
68

1
Пример 2.17. Рассчитать радиальные отстойники для очистной
60 000 м3/сут. Содержание взве-
станции производительностью
ср
0
шенных веществ в
ровании процесса осветления сточных вод
300 мг/л. При технологическом модели-
9
было
получено
¦
что
эффект их осветления после отстаивания в течение 30 мин составил:
Гк ПО П/ _ .4 1./ П С .. „ С* ?1Е П/ _ . „~~ ~..~.~
3:
той
68 %
//
в цилиндре высотой
0,5 м и
65 % в цилиндре высо
м.
Содержание оседающих веществ в воде
120
76
о
Требуемый эффект осветления воды
50
о
Решение.
основу расчетов берется уравнение кинетики
осаждения взвешенных пешеств в воде
<
(//120)
(
i!t
I 20 '
Определяем коэффициент а:
при
*
50 см
Ы(Э'/Э
50
120
30
(68/76)
30
30
120
30
а
120
при
/
100 см
а
Г 00
Ы (Э"/Э120)
30
lg(65/76)
30
30
120
30
г
>()
2,5
>
>
25
соответствии с полученными значениями коэффициента а
вычислены значения эффекта осветлении воды при различной
продолжительности ее отстаивания, которые сведены в табл. 2.6, и
построен график (рис. 2.26, кривые
и 2).
По
формуле
полученному графику определяем показатель степени
п
в
9]
воды находим по графику величины
ний сводим в табл. 2.7.
зависимости от эффекта осветления
±Г /./ .. Jf/ urr ТТ~ -v —.,..,. л„л
t\h
И
»
. Данные вычисле
ТАБЛИЦА 2.6.
ЗАВИСИМОСТЬ ЭФФЕКТА
ОСВЕТЛЕНИЯ ВОДЫ ОТ
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ
ОТСТАИВАНИЯ
Продол
житель-
ность
отстаивания,
мин
15
30
60
90
120
Эффект
осветления, %, при
высоте
столба воды, см
G0
100
54
68
74
75
76
(
65
73
75
76
60
60
40
20
>
не.
КПД
М)
ы/
У О Lmuh
2.20.
<|очной поды
стаиинния
Эффективность осветления
от продолжительности от-
69

¦О
С В ?Т Л
\:
и
;шя
2.7.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ
Эффект
осветления во
30
60
70
/
•
МИ)!
4,5
6,5
10
17
35
t", Ml л
11
16
24
45
/*", мм
500
t'/t
N
9
Э
»
э
)
64
59
62
71
77
tilh"
0,5
Среднее значение
>
67
У
Показатель степени
п
/
//
СР
Iglh'Jh
N
1К0.67/1Й0.Б
Принимаем глубину отстойников
Н
j
¦
»
57.
При
этой глубине в
состоянии покоя продолжительность осветления воды при соответст
вующих эффектах ее осветления
1
/
(ft/A
*'\п
2.8.
Значения
»
вычисленные по
приведены в табл.
ТАБЛИЦА 2.8. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОСВЕТЛЕНИЯ
Эг %
30
40
50
Значения t
i«
мии
Значения А, мин
при
¦
5 м
\i о/
^у1 /о
4,5
10
>
при //.=3,1 м
при
0,5 м при Н
1
3,1 м
12,6
18
28
*
60
70
17
35
48
98
По данным табл. 2.8 на рис. 2.26 построена кривая
основу определения эффективности осветления воды в дейст
вующем отстойнике принята экспериментальная зависимость коэф
фициента полезного действия
ния воды (кривая
от продолжительности осветле
[91. При разных значениях t путем умножения
эффекта осветления воды в состояния покоя (кривая
ствующее значение КПД
на соответ
(кривая
были получены эффекты освет
ления воды в реальном отстойнике при глубине Н
\
>
м и постро
ена кривая 4. По этой кривой определяем продолжительность освет
ления воды для обеспечения требуемого эффекта ее осветления
50 % и получаем t
80 мин.
Средний секундный расход на очистную станцию составит:
<?ср
: <?ср.сут/(24-3600) = 60 000/86 400 = 0,694 м»/с.
70

максимальный секундный расход
<7макс == <7ср ^об.макс
Коб
макс
»
49
[61.
Тогда
*
694
I
49
>
034 м»/с
Объем одного отстойника
жен быть
при
их количестве п
дол
от
^макс ч п
»
034.80-60 /4
м
3
Принимаем отстойники диаметром
24 м по типовому проекту
902-2-84/75
со
на
Н
тью)
I
3.1
м
3.4
следующими данными: рабочая (проточная) глуби
общая гидравлическая глубина
»
объем отстойной (рлоичем) част
i
осадочной час-
1400 мя: объем
осадочной части
ос
210 ма.
осветления воды составит:
nV,
от
макс
1400/1,034
5416
90 мин.
По рис. 2.26 устанавливаем, что эффект осветления воды при
этом составит
53
о
Масса уловленного осадка за сутки
0
ЭЩ
300.0.53-1.2-60000
сух
1000
1000
»
45 т/сут
»
объем его при влажности WQC
95
о
Уо и плотности о
т/м
3
100. G
сух
100
*
45
ос
(100
W
ос
)р
(100
95)
229 мя/сут.
Объем осадка, накапливающийся за сутки и одном отстойнике
составит 229/4
57
м
л
I
что значитсл
)
части, равно
аз в сутки
210 м:'
но
ie реже
меньше объема осадочной
ужу осадка рекомендуется производить
ja за двое суток
Пример 2.18. Рассчитать вертикальные отстойники для очистной
станции производительностью
взвешенных веществ в воде
о
ления воды
40
о
15000 м3/сут. Содержание
240 мг/л. Требуемый эффект освет-
р.сут
Решение. Средний секундный
на очистную станцию
<7ср
ср.сут
/(24-3600) = 15000/86 400
>
174 м3
Общий коэффициент неравномерности Яоб.макс=1,58. Тогда мак-
расход
?макс == Ясп Aou.na.KG
0 Л 74-1
I
5а
%
275 м»/с.
Принимаем расчетную высоту зоны осаждения Н
1
м. Гидрав
лическая крупность по формуле
(2.30)
при
1
(см. табл. 2.2)
и
п
0,25 (см. рис. 2.8)
1000•3
и
500(3/0,5)
«|.
')\
»
3,43 мм /с.
Гидравлическая крупность
при
10
О/ - Ч
«о
»
0101.3,43/0,0131
»
по формуле
64 мм/с.
(2.31)
Принимаем 12 секций отстойника, которые на плане располага
ются группами по 4 секции
71

Диаметр отстойника определяем по формуле (2.32) при до
0,35 (см. табл. 2.3):
1
275-1000
12-3,14.0,35.2,64
5,62 м.
Принимаем диаметр отстойника 1)*() м. Диаметр центральной
трубы при 1>ц.,!,=--= 0,03 м/с
«ц.тр
4я
»
275
лл0ц.Тр V 12-3,14.0,03
0.99 м « 1 м
*vv *'* ~ * "*i
а диаметр ее раструба dp=d4.Tp-1,35= 1-1,35=1,35 м.
Высоту щели Н2 между нижней кромкой центральной трубы и
поверхностью отражательного щита определяем из условия
обеспечения в ней скорости ущ=0,02 м/с. Расход через щель
щ - г/мано/^ л"р ''а 1'щ»
отсюда
"2 ¦¦¦: <7маис/('"и/р vw) 0.275/(12-3,14-1,35-0,02) = 0,27 м.
соответствии с указанием СНиП высоту слоя между низом
отражательного щита и поверхностью осадка принимаем #3=0,3 м.
Общая высота цилиндрической части отстойника:
#п = Hi + Н2 + #8 + #4 = 3 + 0,27 + 0,3 I- 0,5 = 4,07 м
>
где #4=0,5 — высота борта отстойника (возвышение внешней стен
ки отстойника над кромкой сборной водосливной стенки).
Принимаем угол наклона стенок конусной части к горизонту рав
ным 60°. Тогда высота конусной части
#„ = Л^т — D3/4 e в Т/з/2 = б VT/2 = 5,2 м.
Общая высота отстойника
Н = //„ -\- //„ = 4.07 4- 5.2 - 9.27 м.
М | II Ц —- »,w# | «У, *. -- »/,
I
Пример 2.19. Рассчитать тонкослойный отстойник для очистки
производственных сточных вод, максимальный расход которых
макс=80 м3/ч. По данным технологических анализов воды,
установлено, что для достижения заданного эффекта осветления воды при
высоте столба воды д=0,2 м и /=10 С продолжительность освет
ления должна составлять /==440 с.
Решение. Проектируем отстойники с перекрестной схемой, кото
рая представлена на рис. 2.27. Принимаем расстояние между пласти
нами (высоту яруса) /1Яр = 0,1 м, а угол наклона пластин к горизон
ту а=60°.
Расчетная глубина будет:
hnv/cos а — 0,1/0,5 = 0,2 м
»
а гидравлическая крупность
0 = hit = 0,2-1000/440 = 0,45 мм/с.
Принимаем проточную скорость в межполочном пространстве
v=4 мм/с. Для тонкослойных отстойников с перекрестной схемой
>
(см. табл. 2.3).
72

Рис. 2,27. К расчету тонкослойного отстойника
Проверим условия обеспечения ламинарного движения в меж
полочном пространстве:
Re
vh
яр
/V
>
10
t
0131
305 < (500 ~
600)
Ламинарное движение воды обеспечивается.
Длину тонкослойных блоков определяем по формуле
(2.33) t
яр
k cos а
v
9
1000.4
и
о
0,8.0,5.0,45-1000
2,22 м
Общая длина о
гг
О
лстоиника должна
быть
1
2
2/,+
4
>
22 +
t
2-0
I
*
>
02 м
»
где
1
м;
2
0,2 м;
¦л
0,2 м;
4
0,2 м
размеры отстойника, при
нятые по конструктивным и технологическим соображениям (камера
предварительного осветления воды длиной h предназначена для вы
деления из сточных вод крупных включений).
Высота блока определяется из следующей очевидной формулы
<?макс = 2kc соб vn
2k
с
bHnvn
з
где
Об
живое сечение тонкослойных блоков

коэффициент, учитывающий стеснение живого сечения тонкослойных блоков
листами полок и конструктивными элементами блоков.
Принимаем два отделения отстойника и
ков из приведенной выше формулы
0,75 м. Высота бло
яб
*7макс
80
2k
с
bvn
3600.2
>
1.0,75.0,004-2
>
68
Высота отстойника
//
где
з
0.2
>**»
М
"б
12
м
i
68
«>
1
0,12
»
t
размеры отстойника, принятые по конструк
тивным и технологическим соображениям
Пример 2.20. Рассчитать вторичные отстойники
ков на полную очистку, работающих с дозой активного ила
после аэротен
Расход сточных вод
р.сут
том требуемой очистки сточных
65 000 м8/сут
г/л
соответствии с расче
вод вынос взвешенных веществ из
вторичных отстойников должен быть не более а* = 15 мг/л
73

»
Решение, Средний секундный расход сточных вод на очистную
станцию
<7ср = QCp.cyT/(24-3600) » 65000/86400 = 0,752 м8/с.
Общий коэффициент неравномерности Коь.»ькс~\А&Ъ [6]. Мак
О _ О
симальныи часовой расход воды
9макс.ч = Qcp.cyx Ков.макс/24 - 65000-1,485/24 = 4022 и»
Проектируем радиальные отстойники. Расчет их выполняем по
нагрузке. Принимаем расчетную глубину отстойников //1=3,1 м. На
грузку определяем по формуле (2.34) при /«80 см3/г:
,^и,«*.о,-0'8
,..80
0.5—0.01.15
I
69 м3/(м2.ч).
Площадь одной секции при общем их количестве п
Диаметр секции
D= Vuln **¦¦ У 4-lM/AAi . 27,5 м.
Принимаем отстойники диаметром О —30 м но типовому проек
ту 902-2-89/75 со следующими размерами: рабочая глубина Нл-
»*¦
общая глубина //=3,7 м; объем зоны отстаивания Уот
2190 м8; объем зоны осадка Уосв440 ма
Пример 2.21. Рассчитать размеры тонкослойных блоков, встро
енных во вторичные радиальные отстойники диаметром D=30 для
условий и результатов расчета примера 2.20 и предназначенных
для снижения выноса активного ила из сооружений до 6 мг/л.
Решение. Повышение эффективности осветления воды ов вторич
ных отстойниках может быть достигнуто за счет установки в соору
жениях перед сборными лотками (на выходе) тонкослойных блоков1
На рис. 2.28 представлена зависимость выноса взвешенных веществ
из отстойников от условной гидравлической крупности при
оборудовании их тонкослойными блоками, работающими по противоточ-
40
ной и перекрестной схемам.
Проектом предусматриваем оборудование отстойников наиболее
эффективными тонкослойными блоками с перекрестной схемой (рис.
2.29).
Для достижения заданного эффекта осветления воды (выноса
мг/л) расчетная гидравлическая крупность взвешенных веществ
должна быть ы = 0,5 мм/с (см. рис. 2.28, кривая 2). Угол наклона
пластин принимаем а«60°.
Высота блоков должна составлять:
#б = Н — Hi — Я2 — Я3 — Я4 == 3,7 — 0,3
»
0,2 — 0,5 = 2,4 м,
где #1=0,3 м — высота слоя ила; #2+//з=0,3+0,2=0,5 м —высота
нейтрального слоя; #4=0,5 — глубина погружения тонкослойного
1 Калицун В. Ип Николаев В. Н., Омаров М. А. Вторичные
радиальные отстойник» с тонкослойными полочными блоками//Совре-
менное состояние и тенденции развития больших городов в СССР
за рубежом. — Экспресс-информация МГЦНТИ.—1984.—Вып.

Рис. 2.28. Зависимость
содержания активного ила в
осветленной воде от гидравлической
крупности в тонкослойных
блоках с протнвоточной I и
перекрестной 2 схемами
1»»м
v ч о
К Hrti'Miy niopiiMiioio
HltJtMitJtMHHO
ОН HlftllHNit t
inn
кшлоймммн блоками
CL,MZ/*
1?
q?b
as
Ц 75 Up, мш/с
D
блока под уровень воды, обусловленная необходимостью предотвра
щения биологического обрастания поверхностей блоков.
Длина тонкослойного блока может быть определена по форму
ле
2.33
АЛ И U ы
Расход
но
в
этой
формуле
неизвестна скорость
V
I
зависящая
от
Определим v приближенно — в предположении
f
что
tlkcHtfl (Р
I
л
к) v
(где
с
тывающий обтекание блоков водой). Тогда
»
коэффициент
>
учи
пк
С
IU я (D
\
4<Ш
ЖЮ
4 ;»
(;и)
(1.5
/т.)
Л
#
t
0012 м/с
»
где
1
0,Г) м рлсешмнш*, иритгии* in условия оптимального
(рас
четного) течения йоды че|нм мгжполочное пространство тонкослой
иого блока
л
0.7 м
(см
пунктирные липни сужения потока на рис. 2.29)
»
ширина лотка
Теперь можно определить по формуле (2.33) длину тонкослойно
го блока
75

h-
15-0.0012-1000
f * W " *
,8.0,5-0,5
,- m,
где ляр = 0,15 м — принято с учетом малых скоростей v.
Проверим значение скорости:
4022
v
3600-4.1,1.2,4.3,14(30
) N-r w , . w ,
>
0012 м/с
Скорость оказалась практически равной принятой. Поэтому
расчет можно считать завершенным.
Изложенную задачу можно решать строго — путем совместного
решения уравнений для /б и v (или q). Однако решение задачи ме
тодом подбора проще. Оно всегда завершается после первого вари
анта расчета, так как /б значительно меньше и.
Пример 2.22. Определить размеры граиитациоипого илоотдели-
теля и рсветлнтсля со помешенным слоем ила дли илоотделения и
осветления сточных иод, прошедших биологическую очистку в аэро-
тенках. Расход сточных мод Qvv,у, -210(H) млЛ'Ут- Допустимое
содержание изношенных иещеегм м очищенной моде cit — 5 мг/л.
Решение. Средний секундный расход на очистную станцию
<7ср == Qcp.cyT/(24-3600) = 21 000/80400 -= 0,231 м3/с.
Общий коэффициент неравномерности
и. м л к с
,57 [61. Тогда
О U
максимальный секундный расход
<7макс = <?ср ^об.макс = 0,231 • 1,57 = 0,363 м3/с.
Размеры илоотделителей определим по продолжительности обра
ботки воды, которую принимаем /=0,5 ч. Тогда объем илоотделите
лей
и
<7макс* = °>363.0,5.3600 = 653 м3.
О
качестве илоотделителей проектируем обычные вторичные от
стоиникп диаметром L> = y м и высотой цилиндрической части о м,
а конической 5,1 м по типовому проекту 902-2-168. Рабочий
объем одной секции равен 167 м3. Число секций п=653/167=3,91.
Принимаем четыре секции.
После илоотделения предполагается, что в воде будет
содержаться 50—500 мг/л ила. Для осветления воды проектируем осветлители
со взвешенным слоем ила. Для достижения заданного эффекта
(содержании взвешенных веществ в осветленной воде не более 5 мг/л)
восходящая скорость в осветлителе должна быть: и = 0,9мм/с (см.
рис. 2.13). Принимаем коэффициент распределения воды между зоной
осветления и осадкоуплотнителем &р.в=0,8. Площадь зоны осветления
осв = Vb Ямлкс/Vq = 0,8.0,363-100/0,9 = 323 м*
Площадь зоны илоуплотнения
ил — О —^р.в) <7макс/уо
363.1000/0,9 = 81 м
, W . ~,~ WW *w ,~,
9.
Проектируем осветлители по типу коридорных осветлителей
применяемых для осветления природных вод. Так как площадь од
ной секции осветлителя в плане не должна превышать 100 м2, при
»
нимаем 8 секций. Площадь каждого из двух коридоров секции
76

323/(8-2) = 20,2 м2, а площадь осадкоуплотнителя foy = 81/8
10,1 м2.
Ширину коридора принимаем Ьк=3 м, тогда длина его должна
быть: /к=20,2/3=6,73 м. Ширина осадкоуплотнителя выше окон для
приема осадка Ьо.у—10,1/6,73= 1,5 м.
Важнейшим элементом осветлителя является водораспредели
тельный дырчатый коллектор, размещенный в нижней части
коридоров осветлителей. Рассчитывают его на максимальный расход воды.
Расход по коллектору
'/•«.л '<>,;И»Л/(Н-2) . = 0,0227 мя/с
Принимаем лиймс||» коллектор!! г/н1.|-я25() мм. Скорость
движении поди и нгм Оудег.
V
0.0227
Jtrf? 3.14.0.252
»
46 м/с
»* * ~ 1
Скорость выхода воды из отверстий принимаем г>отв=1,5 м/с.
Тогда площадь отверстий
отв = <7колА\>тв = 0,0227/1,5 = 0,015 м2, или 150 см2.
Принимаем диаметр отверстий 25 мм. Площадь каждого из них
отв-^отв/4 = 3>14'2>5^4 = 4,9 см2.
Общее число отверстий потп—150/4,9^- 31 оти. Отверстия разме
щаем в два ряда по обеим сторонам коллектора н шахматном по
рядке. Они направлены вниз под углом 45" к горизонту. Расстояние
между краями отверстий в каждом ряду / 2-6,73/31 =0,408 м (это
расстояние должно быть не более 0,5 м).
Пример 2.23. Рассчитать нефтслопушкн для очистки производ-
ciпенных сточных иол, от нефш при среднем расходе сточных вод
<Лп<у. 10 000 м'/сут п масоном коэффициенте неравномерности
сточных иод /С,*3 1,3. Содержание нефти в воде Ci= 100 мг/л. В очи
щепной воде содержание нефти не должно превышать С2=40 мг/л.
Решение. Максимальный секундный расход на нефтеловушки
<7макс=--Сср.сутКч/(24-3600) = 10 000-1,3/86 400 = 0,15 м*/с
Принимаем 3 отделения нефтеловушки; глубина проточной час
ти //| =2 м, расчетная скорость движения поды v = 0,005 м/с [6]
)ффскт очистки ноты от нефти Э~ (С\— С2) 100/Ci = (100—40)100/
/100=60 %. При этом гидравлическая крупность «0=0,6 мм/с [6]
Ширину отделений вычисляем по формуле (2.27)
»
15/(3-2-0,005) = 5 м.
Длину нефтслопушкн определяем по формуле (2.28) i
О.ООГ)-2/(О,Г» 0,0()0Г>) З.Ч..Ч м.
Колпчесит улоплешти 1им|нн
:;чм НИ).
>
|()(»() |()00 |000- |00О
11)000 0,9 т/сут
Пример 2.24. Рассчита! чч.шые фильтры для доочистки сточ
иых вод; средний расход Qt,,, v, —40 000 мя/сут.
Решение. Средний секундный расход на очистную станцию
<7ср = Qcp.cvt/(24- 3(ИЮ) 40 000/86 400 = 0,463 м3/с.
77

Общин коэффициент неравномерности Коб.макс =1,51 [6].
Проектируем однослойные песчаные фильтры с восходящим
потоком воды. Принимаем &ф=11 м/ч, н=1 (продолжительность филь-
троцикла 24 ч); W2~4 л/(с*м2); /2^Ю мии=»0,17 ч: ЯР3==6 л/(с-м
з==8 мин=0,13 ч: /4 = 0,33 ч (см. табл. 2.4). Суммарную площадь
фильтров определяем по формуле (2.36):
^Ф
40 000.1,51 (1 -|-0,005)
24-11 —3,6.1 (4.0,17 + 6-0,13) —1.11-0,33
237,9 м2
Число фильтров определяем по эмпирической формуле (2.37)
,5)^237,
шт.
Площадь одного фильтра F\=F$/N=237,9/8=30 м2, а размер
его в плане 6X5 м.
Принимаем число фильтров, находящихся в ремонте, /V,,= l. Тог-
да скорость фильтрования воды при форсированном режиме
"ф.ф^<>фМ/(/У~-Л/р) -= 11 -Я/(Н — 1> — 12,6 м/ч.
Эта скорость не прснышпет скорости, допускаемой на
форсированном режиме работы фильтров |6|.
Далее рассчитываем распределительную систему фильтра. При
интенсивности промывки фильтра 1^3*-0 л/(с-ма) количество про
мывной воды, необходимой для одного фильтра,
<7пр = /^1Гз=30.6= 180 л/с.
Диаметр коллектора распределительной системы находим по ско
рости входа промывной воды аКол=450 мм. При расходе 180 л/с
^кол^^Об м/с (рекомендуется уКол= 1-И,2 м/с). Принимаем рас
стояние между ответвлениями распределительной системы т=0,3 м.
Площадь дна фильтра, приходящаяся на каждое ответвление, будет
(при наружном диаметре коллектора <^кол=470 мм):
отв:=(6 — 0,47)0,3/2 = 0,83 м2
>
а расход промывной воды, поступающей через одно ответвление
>
<7отв^/отв №8 = 0,83-6 -4,98 л/с.
Диаметр труб ответвлений принимаем 50 мм (ГОСТ 3262—75*
скорость входа воды в ответвление — v=2,35 м/с.
Для обеспечения 95%-ной равномерности промывки фильтра
промывная вода должна подаваться под напором в начало
распределительной системы1:
//« = 2.91А„-|- 13.5
0 — "»""Ч) Л |"»
"кол • I - "'
91-1.5 4- 13
, ~ • » > W I ivj
062 +
» wv . .*».,
2-9,81
,93 м,
где «0=1,5 м — высота загрузки фильтра песком.
Расход промывной воды, вытекающей через отверстия в распре
делительной системе, находим по формуле
1
Калицун В. И., Пальгунов П. П. О расчете дренажа песчаных
фильтров//Исследования по очистке сточных вод. — М.: изд. МИСИ
им. В, В. Куйбышева.— 1975, — № ПО,
78

0ПР — rWo
t
где ц — коэффициент расхода (для отверстий — 0,62); 2Д>^- общая
площадь отверстии
Из этой формулы определяем общую площадь отверстий
2/
<7пр
>
18
о
0,02^2.0,81.8,93
,022 и?
Ирм <-/,, — 10 мм плоит ль omepcimi /,, * 0,78 см2. Общее количе
пин отигрегип
л-27о//о«ИЮ/°.78«282.
Общее число ответвлений на каждом фильтре (5/0,3)2^34. Чис
ло отверстий, приходящееся на каждое ответвление, 282/34 «8 шт.
При длине каждого ответвления Ь>т* =* (б—0,47)/2= 2,76 м и рас
положении отверстий в два ряда в шахматном порядке расстояние
между отверстиями /0=/отв/12=2,76/8=0,34 м. Произведем расчет
сборных отводных желобов фильтра. Принимаем четыре желоба с
треугольным основанием. Расстояние между желобами составит
Рис. 2.30. К расчету желобов для отвода
it ромы иной яодм на фильтра
6/4=1,5 м (рекомендуется не более 2,2 м). Расход промывной воды,
приходящийся на один желоб, </ж —<7пр/4= 180/4=45 л/с.
Принимаем ширину желоба В = 0,35. Площадь поперечного
сечения желоба в месте его примыкания к сборному каналу определяем
по формуле Д. М. Минца:
73
>'~ Г V Ж'.
/д)В = 1,73 |/(0,0452/9,81) 0,35 =0,072 м».
Конструктивно принимаем размеры желоба, показанные на рис.
2.30. При этом наименьшее иреиышешю кромки желоби над уровнем
воды в нем состпшгг о см.
Высота кромки пяд уропнем мтручии
А/1ж =* (V'/HM)) |- 0,.*| (J ,Г,.2Г)/|(Ю) I- 0,3 « 0,68 м
»
где е=25% —относительное расширение фильтрующей загрузки.
учетом толщины днища общая высота
0,37+0,04
=0,41 м. Следовательно, расстояние от низа желоба до верха за
грузки фильтра будет: 0,68-0,41^0,27 м, что удовлетворяет требова
ниям.

ГЛАВА 3. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ
очистки СТОЧНЫХ вод
11. Поля фильтрации и поля орошения
Поля фильтрации — это участки земли,
предназначенные для полной биологической очистки предварительно
осветленных сточных вод. При очистке сточных вод на
полях фильтрации используется самоочищающая
способность почвы: наиболее интенсивно процесс окисления
органических загрязнении идет в верхних слоях почвы
м), где соблюдается благоприятный кислород-
>— v>
ный режим. Из этого и вытекают требования, предъявля
емые к отводимой под ноля фильтрации территории,
свойствам грунтов, а также к качес гву и объему сточной
воды, которая может быть очищена на 1 га площади по
о
леи.
Земледельческие поля орошения — что специально
подготовленные и спланированные участки, на которых
О
выращивают сельскохозяйственные культуры, а для
орошения и удобрения используют сточные воды после их
полной биологической очистки.
Применение почвенных методов очистки рекоменду
ется при расходах сточных вод до 5000—10000 м3/сут.
Поля орошения и поля фильтрации состоят из карт,
спланированных горизонтально или с незначительным
уклоном и разделенных земляными оградительными
валиками. Сточная вода распределяется по картам
оросительной сетью; вода, профильтрованная через слой
почвы, отводится осушительной сетью (рис. 3.1). Для
полей следует выбирать участки со спокойным рельефом
местности. Естественный уклон на этих участках не дол*
жен превышать 0,02.
Наиболее предпочтительно устраивать поля на песча
ных и супесчаных грунтах; можно устраивать их также
на суглинистых грунтах и тощих глинах, однако
нагрузку по сточным водам в этом случае снижают. Тяжелые
суглинки и глины не пригодны для этих целей, так как
поля заболачиваются. Торфяные грунты нуждаются
предварительном осушении.
Уровень подземных вод на территории, используемой
под поля, должен находиться на глубине не менее 1,5 м
от поверхности. При более высоком положении уровня
подземных вод необходимо устройство дренажа.
80

111
П7\л ^r_ J __i: н
щ __,__ _ „ . _. . _ . .._ _^ _ _ ___..._ *ШШ9Г
Рис. 3.1. Поля орошения
подача сточных вод; 2 — распределительный колодец; 3 — магистральный
канал; 4 — распределительный канал; 5 —картовыЛ ороситель; G
—дренажная сеть; 7 —отводная дренажная капана; в — иынуск; а -е — точки
расчетных участков
Межиолишюй
лете я (л
г
период
дли
полей фильтрации
колеб
*
ДО
10 дней; для нолей орошения он устанавли
Бается в соответствии с режимом полива выращиваемых
культур.
При определении требуемой площади полей орошения
полей
нагрузки
фильтрации
исходят из так называемой нормы
>
подана
на
га
объема сточной воды, которая может быть
площади полей за определенный проме
ее
жуток времени. Нормы нагрузки зависят от многих фак
окислительной мощности
пористости; от типа полей
кон
торов: характера почвы,
фильтрационной способности
>
у
У
рода
выращиваемых
на
них
центрации загрязнений сточных
культур; характера
)
If
условии
лр
(табл
3.1
[101
поля фильтрации
тических уелои
i;miiciiM<K
вод
м-ру
OI
ОТ
климатических
с
сто
>
принимаю!
К)
га б л
у Г>
»
47
(СИи!
1.ЧЛГ1
)
А
я
рун
>д:»емных
иод 11,
клима
Расчет поле
1.0,4-85)
вод
• •
недс
v
с я
)
о
среднесуточном
норме
на
грузки, т.е. по количеству сточных вод, приходящихся на
га
о
площади полей
Полная
среднем за сутки в течение года.
расчетная площадь полей фильтрации
*Ф
^Ф
пол
рф
рез
?ф
в
(Fib
пол
^ф. рез)
>
(3.1)
773
81

ТАБЛИЦА 3.1. НОРМЫ НАГРУЗКИ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД
НА ПОЛЯ ОРОШЕНИЯ ДЛЯ РАЙОНОВ СО СРЕДНЕГОДОВОЙ ВЫСОТОЙ
СЛОЯ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ 300-500 мм

Среднегодовая
температура
воздуха,
о
СельскохоэяПсI пен
ние культуры
Нагрузки ня поля орошения, м'/(гасут),
н зависимости от грунта
суглинка
супеси
песка
До
>
>
6-6
9
9
Более
э
И-
Огородные
Полевые
Огородные
Полевые
Огородные
Полевые
Огородные
Пиленые
Огородные
Пол сны с
30
15
35
20
45
25
60
30
70
35
40
20
50
25
60
30
70
но
40
60
30
75
40
80
40
?5
45
90
45
Примечание.
атмосерных осадков
ния следует уменьшить на 10
Для
500
районов со средтм одоиоЛ высотой слоя
700 мм
15
нормы нагрузки
на
поля ороше
>
а более 700 мм
на 15
25
»
причем
меньший
больший
4»
процент принимают
при
суглинистых грунтах
»
а
при песчаных.
¦ л
где Fib
.пол
полезная площадь полей фильтрации
»
га
Fa
зервная площадь полей фильтрации
»
га
»
площади
(СНиП
>
п
6.183)
6ф
В
0,25
равная
10
25 %
рез — ре-
полезной
0.35
коэффициент, учиты
вающии увеличение площади
ных сооружений [6].
в
U
связи с устройством
вспомогатель
Полная расчетная площадь полей орошения
о
о. пол
+ ^0
рез
+ *о
в
(F0
ПОЛ
+ F0
рев;»
где
о. пол
полезная площадь полей орошения
>
га:
*
площадь полей орошения, га;
о.реэ *— резерв
о.в
>
15 -г- 0,25—коэффициент
i
учитывающий увеличение площади в связи с устройством вспомога
тельных сооружений.
Полезная площадь полей фильтрации
^Ф.
пол
Q/чл
*
(3.2)
где
среднесуточный расход сточных вод
»
м3/сут;
<7Ф
сточных вод
табл. 47 [6].
на
поля
фильтрации
нагрузка
У
м3/(га • сут), определяемая
по
Полезная площадь полей орошения
о.пол
Qlq
О»
где ^о — нагрузка сточных вод на поля орошения, м3/(га-сут), опре
деляемая как средневзвешенная величина из нагрузок на участки
различными видами сельскохозяйственных культур
(см.
габл. 3.1),
82

Для удобства эксплуатации поля разделяют
валиками на отдельные карты. Размеры карт полей фильтрации
определяют в зависимости от рельефа местности, общей
рабочей площади полей, способа обработки почвы, ко
личества очищаемой сточной жидкости. При обработке
почвы тракторами площадь одной карты должна быть
раза
не менее 1,5 га. Длина карт принимается в
больше ширины. Площадь карт полей орошения прини
мается ;>—о га; ширина карт злнпгнт от пила грунта: для
песков 50 м, для супесей 80—100 м, для суглинков 120
150 м. Длина карт должна быть в 4—5 раз больше шп
рины. Общее число карт Мо.полн зависит от принятых
размеров одной карты.
Поскольку при подготовке полей к летнему вегетаци
онному периоду, при уборке урожая, в период дождей
выпуск на поля орошения сточной воды не допускается
I
для приема сточных вод в это время служат резервные
*
«
не занимаемые под сельскохозяйственные культуры
участки, выполняющие роль обычных полей фильтрации.
Площадь этих полей, га, определяется но формуле
^о.рез ~ °0А/ф|
(3.3)
где а --коэффициент, учитывающий часть расхода сточных вод, по
ступающих па резервные участки (значении а для района со сред
Погодиной температурой воздуха до Г>, 10 и 16 С принимаются со
ответственно 1, 0,75 и 0,5); q^ — норма нагрузки сточных вод на ре
зервные фильтрационные поля, принимаемая по табл. 47 [6], м3
/(га«сут).
Ширина карт резервных фильтрационных участков
раза больше
принимается 50—100 м, а длина
ширины.
зимнее время после промерзания почвы фильтра
ция сточной воды практически прекращается и начина
О О
ется постепенное намораживание поступающей сточной
воды. Требуемая для намораживания площадь
нам
нам
т**Ш
мам "<м
).!()» '
(3.4)
где |цлм — продолжительность анмпего намораживании,
принимаемая равной числу дней со среднесуточной температурой воздуха
ниже —10 °С (определяется по щолпнпим (рис. 3.2)]; р — коэффици
ент зимней фильтрации, записищий or фильтрационной способности
грунтов: для легких суглинком, супеси и песков он соответственно
равен 0,3, 0,45 и 0,55; 11паы — высота слоя намораживания, принимае
мая не более 1 м (обычно 0,5 0,6 м); hoc — высота слоя зимних
осадков, м; р — плотность льда, равная 0,9 т/м3.
¦
83

X
X
X
о
a:
о
u
X
2
X
О
s
s
о
s
4
о
О
a.
Б
iX
X
X
X
X
CO

Сточные воды подают в наивысшую точку полей
распределительный колодец, откуда вода но сети рас
пределительных каналов поступает в отдельные карты.
Для распределения воды внутри карт полей орошения
перед поливами устраивают временную оросительную
сеть в виде полос или борозд. Для равномерного запол
О
нения водой карты планируют с продольными и
поперечными уклонами; рачмер уклони ааписит от
водопроницаемости грунта. Продольные и поперечные уклоны равны:
для легких суглинков 0,001 и 0,002, дли супесей 0,002
>
003, для песков 0,003 и 0,004. Оросительная сеть
должна быть запроектирована так, чтобы сточная вода
подавалась самотеком в любой из участков
обслуживаемой этой сетью территории. Земляные канавы устраива
ют трапецеидального сечения, каналы и лотки — прямо
угольного сечения с облицовкой. Ширина по верху огра
дительных разделительных валиков должна быть не ме
нее 0,7 м. Крутизну их откосов принимают в зависимости
от грунта: в супесях и суглинках она должна быть не
более 1 : 1,5, а в песках— 1 : 2. Ра.шеры лотков и трубо
проводов определяют расчетом, наименьшие размеры
лотков 0,2X0,2 м, а наименьший диаметр труб 100 мм.
Магистральный капал рассчитывают по общему мак
о
сималыюму секундному расходу, а распределительный
капал—по максимальному секундному расходу, который
зависит от числа карт /уод, одновременно орошаемых
примыкающих к данному распределительному каналу:
(3.5)
од — '*О.ПОЛН'*М.П>
где Гм.и — продолжительность межполивного периода, назначаемая
10 сут в зависимости от водно-воздушного режима полей,
фильтрационной способности грунтов, уровня подземных вод.
Расход воды, поступающей на одну карту, л/с:
*
макс *» макс
Pof
(3.6)
Каналы рассчитывают по обычным формулам
гидравлики для равномерного движении жидкости с соблюде-
«I
нием допустимых скоропеп потока н уклонов каналов.
Минимальная нелаилниающая скорость дли картовых
• »
оросителей, распределительных и магистральных кана
лов принимается равной 0,,'i, 0/1 и 0,5 м/с. Наименьший
уклон для картовых оросителей принимают 0,001, а для
распределительных и магистральных каналов — 0,0005.
При неблагоприятных грунтовых условиях на полях
85

Рис. 3.3.
Схема
шения полей
осу
а
с
закрытой
шительной
осу
сетью;
С
открытой
осу
шительной
уровень
сетью;

поверхности карт полей;
кривая
сии;
труб а;
тельная канава
депрес-
дренажная
осуши-
орошения
полях фильтрации устраивают осушительную
водоотводящую сеть, которая состоит из дренажа
У
сбор
о
«»
нои сети, отводящих линии и выпусков.
Дренаж позволяет своевременно отводить лишнюю
влагу из почвы и способствует прониканию воздуха в
осушаемый деятельный слой
>
без
чего
не
может проходить
аэробный окислительный процесс. Устройство дренажа
обязательно при залегании подземных вод на глубине
менее
»
м от поверхности карт.
зависимости от харак
тера грунтов дренажную сеть устраивают в виде откры
тых осушительных канав
или
(рис.
3.3):
закрытого
дренажа
слабопроницаемых грунтах (суглинках)
закрытый дренаж; в сильнопроницаемых грунтах (песок
»
супесь) — открытые осушительные канавы.
12. Биологические пруды
Процесс очистки в биологических прудах аналогичен
процессам, происходящим
при
самоочищении водоемов.
Для
устройства
биологических
могут
быть
НС
пользованы естественные впадины местности, заброшен
ные карьеры, а также специально созданные водоемы
Пруды применяются для биологической очистки
глубо
кои очистки городских
ных сточных вод.
9
производственных
поверхност
Биологическую очистку сточных вод в прудах с есте
ствеииой аэрацией осуществляют
тех
случаях, когда
полн
не превышает 200 мг/л, при большей БПКп
олн
БПК
необходимо проводить этот процесс в прудах с искуебт
венной аэрацией.
Если
БПКполн превышает 500 мг/л
?
то
поступающие сточные воды следует предварительно
очищать.
При глубокой очистке сточные воды направляются

Рис.
пруд
3.4.
Пятиступенчатый биологический
подача сточных
поперечные стенки из
вод;
впуск;
шин иди из плет
ня;
разделительные валики;
пускные лотки;
опорожнения прудов;
щенных сточных вод;

перезапасные выпуски для
очи-
отводная
канавы пуски
пруды
ОЧИСТКИ
после
их
биологической
или
физико-химической
прудах с естественной аэрацией
БПК
ПОЛИ
ПО
ступающих сточных вод не должна превышать 25 мг/л
>
прудах
искусственной аэрацией
50
мг/л
После
глубокой очистки
БПК
ПОЛИ
СТОЧИ
*
вод
ведена до
мг/л летом
м г/л
может быть до
шмой.
биологические
пруды, устраиваемые
на
нефильтрую
щих
или олабофильтрующих грунтах, должны состоять
не
менее
ъ
ICM
ДВУХ
11К1ЛЛСЛ
но
работающих секций
$
включающих от двух до пяти последовательно располо
женных ступеней
(рис
3.4)
Эффект очистки в каждой
ступени следует принимать
50
Конструктивные размеры каждой секции пруда
ее
тественнои аэрацией должны назначаться с учетом обе
печения гидравлического режима, близкого к идеально
г
вытеснению, гарантирующему движение жидкости
всему живому сечению пруда. Это достигается или соот
ношением длины секции
ее
конструкциями
впускных
не менее 20:
выпускных устройств.
>
и
Рабо
чая глубина прудов принимается равной
0,5
м
прудах с искусственной аэрацией форма пруда
плане зависит
О!
типа аэратора, обеспечивающего
с ко
рость
движения поды
любой
)ЧКЧ
%
руда
не
менее
>
05 м/с.
Рабочая глубина пруда шпшент от БПКполн поступа
м
сточной воды
соответственно
^20 мг/л
должна превышать
>
9
У
О
при
ВПК
поли
>100
*
>40
>
>20
87

Применение биологических прудов рекомендуется для
очистки сточных вод при их расходах до 5000 и
15 000 м3/сут соответственно в прудах с естественной и
искусственной аэрацией; для глубокой очистки сточных
вод при их расходах до 10 000 м3/сут в прудах с естест
венной аэрацией, а более 10 000 м3/еут с искусственной
о
аэрацией.
ДЛЯ ПОВЫШеНИЯ ГЛубИНЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ ДО БПКполн
мг/л и снижения содержания в ней биогенных эле
ментов (азота и фосфора) рекомендуется разведение
о о
последней ступени прудов высшей водной растительно
сти — камыша, рогоза, тростника и др. Площадь, зани
маемая высшей водной растительностью, обычно
определяется- нагрузкой по воде, составляющей 10000 м3/сут
2
на 1 га при плотности посадки 150—200 растений на 1 м
13. Аэротенки
Аэротенки применяют для полной и неполной биоло
гической очистки сточных вод. Аэротенки представляют
собой резервуары, в которых очищаемая сточная вода и
и
активный ил насыщаются воздухом и перемешиваются.
Сточные воды поступают в аэротенки, как правило
после сооружений механической очистки. Концентрация
взвешенных веществ в них не должна превышать
150 мг/л, а допускаемая БПКполн зависит от типа аэро
тенка. При очистке смеси производственных и бытовых
сточных вод должны соблюдаться требования по актив
U
ной реакции среды, температуре, солевому составу,
наличию вредных веществ, масел, содержанию биогенных
элементов и т. д. Для обеспечения нормального хода про-
цесеса биологического окисления в аэротенк необходимо
непрерывно подавать воздух, что достигается с помощью
пневматической, механической или пневмомеханической
систем аэрации.
Аэротенки могут быть одноступенчатыми и двухсту
пенчатыми, при этом в том и другом случае их применя
ют как с регенерацией, так и без нее (рис. 3.5).
Одноступенчатые аэротенки без регенерации применяют при
БПКполн сточной воды не более 150 мг/л, с
регенерацией— более 150 мг/л и при наличии вредных
производственных примесей. Двухступенчатые аэротенки
применяют при очистке высококонцентрированных сточных вод.
практике коммунального хозяйства применяют так-
88

ь ¦ ш
/
Рис. 3.5. Основные технологические схемы очистки сточных вод в аэротенках
а
с одноступенчатым аэротенком без регенерации
то же, с регенера
цией
в
с двухступенчатым аэротенком без регенерации
г
то же, с ре
отстойник
генерацией;
иловой смеси
пуск отстоенного активного ила
возвратного активного ила
подача неочищенных сточных вод
аэротенк
ыпуск очищенных сточных вод
иловая насосная станция;
выпуск избыточного активного ила
генератор;
II ступени
11
13
выпуск сточных вод после
регенератор II ступени
ступени очистки
12
выпуск
вы->
подача
10
ре
аэротенк
же многокамерные
аэротенки
окситенки.
Многокамер
> раз
ный аэротенк представляет собой обычный аэротенк,
деленный по длине на несколько камер (обычно пять
что
девять) равного объема,
продольное перемешивание,
ски закрытые резериуарь
позволяет предотвратить
Окситенки
это
герметиче
которые подается техничес
ский кислород. Окислительная мощность окситенков
несколько
раз
выше
»
чем
обычных
аэротенков
>
доза
ила достигает
По
структуре
Юг/л.
движения потоков очищаемой сточной
воды и возвратного активного ила различают:
*
89

Рис.
3.6.
Аэротеики
с
паз
личной структурой ПОТОКОВ
сточной
воды
и
возвратно
го активного ела
подача сточной воды;
подача возвратного
тииного ила;
ак-
аэротенк;
иыпуск иловой смеси
аэротенки-вытеснители
(рис.
3.G
>
сточная вода
возвратный активный ил подаются сосредоточенно
од
ной из торцевых сторон аэротенка
>
выпускаются также
сосредоточенно с другой торцевой стороны;
аэротенки-смесители
(рис.
3.6
9
подача
выпуск
сточной воды
ила
осуществляется равномерно вдоль
длинных сторон коридора аэротенка;
аэротенки
рассредоточенной
о
о
подачей сточной воды
{
ч
•
3.6
у
сточная вода подводится
нескольких
точках по длине аэротенка, а отводится сосредоточенно
иа его торцевой части; возвратный ил подается сосредо-
чрезвычайно широком
точенно в начало аэротенка.
Аэротенки
пазоне расходов сточных вод от нескольких сот
лионов кубических метров в сутки.
дна
мил
Аэоотенки-вытеснители целесообразно применять пои
поли
поступающей сточной поды до 300 иг/я. а аэоо
ВПК
тенки-смеснтеля — пои БЛКлюлн до 1000 мг/ л.
Расчет аэротенков включает определение вместимости
габаритов сооружения, объема требуемого воздуха
и
избыточного активного ила. Вместимость аэротенков
определяется по среднечасовому поступлению сточных вод
за период аэрации в часы максимального притока. Про
должительность аэрации
вычисляется по формуле
аэротенках-смесителях
9
t
а
а
9
(3.7)

где х-а
снижения
БПК
ПО лн
БПК
в аэротенк сточной воды
учетом
при
первичном
отстаивании)
*
м г/л;
t
БПК
поли
очищенных сточных вод, мг/л; а — доза ила, г/л
сителях без оегеневании а
г/ л
регенерацией а
зольность ила -(для городских сточных
вод
скорость окисления
ного ила в 1 ч:
»
мг
полн
на
0,3 ;
аэротенках-сме
^4,5 г/л);
удельная
г беззольного вещества актив
Рмшсо
*о'
ца
1
ЗДССЬ П*.кс
максимальная скорость окислении
•
мг/(г
\
0;
кон
центрация растворенного кислорода,
мг/л;
L
константа, харак
теризующая свойства органических загрязнений, мг БПКиоли/л; До
ко
константа, характеризующая влияние кислорода, мг Ог/л;
эффнциент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г
Для городских и близких к ним по составу произвол
СТВеННЫХ СТОЧНЫХ ВОДОмакс
85 мг БПК
ПОЛ
33 мг БПК
ОЛН
ко
1
625 мг
/(г
>
L
э
>
07 л/г
»
>
Для различных видов производственных сточных
вод эти расчетные параметры приведены
табл
40
[6]
При расчете аэротенков-^месителей с регенерацией доза
иля
принимается равной дозе
ила
оегедеиатоое

Продолжительность аэрации в аэротепках-вытеснителях
вычисляется по формуле
<|VI
РмаксСвО
Кс
О
а
С In
а
Р
¦
(3.9)
где
г
коэффициент, учитывающий влияние продольного
15 мг/л
шивания; при полной биологической очистке до
t
при
t
>30 мг/л
г
>
25.
переме-
г
»vt
при
Доза активного ила
оез
4-5
телей принимается
расчете аэротенков-вытесни
регенерации равной
г/л
1
регенерации_2
/л
При расчете аэротенков-вы
теснителей без регенерации величина
а
Режим
вытеснения
аэротенке
обеспечивается
соотношении длины и ширины коридоров более 30.:
при
сг
ли
это отношение меньше,
то
секционирование коридоров
необходимо осуществлять
пятью шестью ячейками.
Степеш
>
рециркуляции активного
рассчитывается по формуле
ила
аротенках
Р
а
\
|0(Ю/У
а
f
(3.10)
иловый индекс, см
я
(табл. 3.2); следует иметь в виду
где
для окситенков величина У должна быть снижена в
»
что
1,3
>
раза.
81

ТА
ЦА 3.2. ЗНАЧЕНИЯ ИЛОВОГО ИНДЕКСА
Сточные воды
Городские
Производственные:
нефтеперерабатывающих
заводов
заводов синтетического ка
учука
целлюлозно-бумажных
комбинатов
химических комбинатов
J, см"/г, при нагрузке на ил
мг/(г«сут)
100
200
300
130
100
70
120
70
100
40
220
150
90
G0
too
80
80
70
170
75
ил»
600
95
120
100
200
90
600
130
160
130
220
120
Формула
(3.10)
справедлива
при
/< 175 см
3
а^5 г/л. Величина
для
отстойников
ми
илоскребами
>
самотечным удалением
ила
должна
б ы т ь
равна соответственно
не
менее
и
>
Нагрузка
на
беззольного вещества
ила
сутки
24
^ил
а
U)
(3.11)
—-
При
проектировании
аэротенков
регенераторами
необходимо рассчитывать продолжительность окисления
загрязнений
о,
ч:
а
о
Ra
S)9
>
(3.12)
где яР — доза ила в регенераторе
>
г/л;
а
[1/<2Ю
а
(3.13)
Удельная скорость окисления
для
аэротенков-смеси
телей
аэротенков-вытеснит
регенераторами
оп
ределяется при дозе ила аР.
БПК
При
-..>
подсчете
ДЛЯ
аэротенков-вытеснителей
полн
поступающей сточной воды определяется
уче
том разбавления рециркуляционным расходом:
/
а
а
*)/(!+*).
(3.14)
Следует иметь
виду
регенерацией активного
i
что при расчете аэротенков
ила
а
определяется
разбавления циркулирующим расходом
разбавления.
>
о
учетом
без учета
92

Продолжительность пребывания сточных вод в соб
ственно аэротенке, ч:
э«-» - а
а
а0'5
»
(3.15)
период регенерации гр, ч:
f р — «о 'а •
(3.16)
Объемы аэротенка 1Л, и регенератора VP) м3, опреде
ляютеи следующим образом:
а — ^а О ""Ь °) Qpac4>
pAQpac4»
(3.17)
(3.18)
где фрасч"— расчетный расход сточных вод, м3/ч.
Прирост активного ила в аэротенках Я, мг/л, подсчи
тывается по формуле
Я = 0,8ВВ + /СП1
а»
(3.19)
где db — концентрация взвешенных веществ, поступающих в аэро
тенк, мг/л; лп — коэффициент прироста активного ила; для город
т
ских и производственных сточных вод Л',,- H),;i : 0,5.
Продолжительность аэрации н аэротенках на полное
окисление (аэротенки с продленной аэрацией)
определяется по формуле (3.7) при удельной скорости окисления
) мг 1>ПК||„,|||/(г-ч) И мг 1Н1КГ,/(Г'Ч)], дозе ила
г/л и вольности *S'~--0,35; количество избыточного
активного ила принимается равным 0,35 кг на 1 кг
Ы1г\полн (0,5 кг на 1 кг БПК
Удельный расход воздуха D, м3/м3, при очистке сточ
ных вод в аэротенках определяется отношением расхода
кислорода, требующегося для обработки 1 м3 воды
У
расходу используемого кислорода с 1 м3 подаваемого
воздуха:
D
1
2 (La - Ц)
k2 «1 п2 (Ср
»
(3.20)
где Z — удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой
БПКполн: при полной очистке равняется 1,1 мг/мг, при неполной очи
стке — 0,9 мг/мг, а для аэротенков на полное окисление—1 мг/мг
(1,42 мг/мг БПКб); к\ — коэффициент, учитывающий тип аэратора:
принимается для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от
соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка (f/F) по табл. 3.3
для среднепузырчатой и систем низконапорной аэрации ?i = 0,75
»
2 — коэффициент, зависящий от глубины погружения аэраторов Яа;
принимается по табл. 3.4; гц — коэффициент, учитывающий
температуру сточных вод:
(3.21)
я1=1+0,02(Гс«-20)
93

TAB Л
макс
Ц А
3.3
ЕНИЯ
i
Б Л
ч
Ц А 3.4. ЗНАЧЕНИЯ
I
мин
W
X
'макс мЯ/(м».ч)
V м
I
'мин' м'/(м8-ч)
9
05
t
1
9
I
9
9
75
9
9
9
34
47
68
9
9
89
94
2,13
9
5
10
20
30
40
50
75
100
9
5
9
9
9
9
9
t
46
f
t
•
9
9
9
08
52
92
3,3
48
42
38
32
28
24
>
i
(ЗДСС!
РИОД,
)
о
cp
среднемесячной температуря сточных вод за летний пе
С);
п2
коэффициент качества сточных под; для городских
сточных вод п2
0,85
i
для производственных сточных вод принима
ется
0,7;
по
опытным данным
9
при
их
отсутствии принимается равным
р
растворимость кислорода в воде
»
м 17 л:
а
/20
»
Tf
(3.22)
(здесь
т
растворимость кислорода воздуха
сти от температуры и давления; принимается
в
по
воде
в
зависимо
табл. 3.5);
средняя концентрация кислорода в аэротенке; приближенно прини
мается равной
мг/л.
ТАБЛ
ЦА
3.5
РАСТВОРИМОСТЬ КИСЛОРОДА
ЧИСТОЙ ВОДЕ ПРИ
ДАВЛЕНИИ 0,1 МПа
Температура.
о
С * мг/л
Температуря,
о
4
С , мг/л
I
10
12
14
16
18
12,79
11,27
10,75
10,26
,82
20
22
24
26
28
9,02
.67
8,02
.72
9
Площадь
аэрируемой зоны
принимается
по площа
ди
9
занимаемой пневматическими
аэраторами
9
включая
просветы между ними до
9
М.
По найденным значени
ям
м3/(м
2
ч):
определяется интенсивность аэрации
9
DH/t
где Н — рабочая глубина аэротенка, м.
i
(3.23)
94

аэротеиках-вытеснителях удельный расход воздуха
интенсивность
(3.20)
(3.23).
аэрации
Если
рассчитываются
по
вычисленная интенсивность
формулам
аэра
ции более
макс для принятого значения
>
следует уве
личить площадь аэрируемой зоны; если менее минималь
ной
мин
ДЛЯ
принятого
значения
У
следует
увеличить
расход воздуха, приняв
мин
по табл. 3.4.
При
подборе механических, пневмомеханических
струйных аэраторов следует исходит!
)
их
производи
тельности по кислороду, скорости потребления
кислоро
да
массообменных свойств сточных
вод
>
емых коэффициентами п\
характеризу
>
«2
дефицитом кислорода.
Рабочую глубину аэротенков принимают от
до
м
»
отношение ширины
коридора
рабочей глубине
аэро
тенков—от 1:1 до 2:1.
но
Для
быть
аэротенков
регенераторов число секций долж
стью
до
не
50
менее двух
м3/сут
тыс
Для
наиболее
станций
производительно
целесообразное число
секций
»
при
*
большой
производительности
»
все
секции рабочие, каждая состой
j
коридоров
практике проектирования
4
лютенкоп используют типов
)
п рос к
OIO
ИОД(
роектом
(тлбл
двух —четырех
строительства
разработанные
ЦНИИЭП инже
i
»
li л
Ц А
.1.0.
ОСНОВНЫЕ ПАРАМ
Ы ТИПОВЫХ
АЭРОТГНКОВ СМЕСИТЬЛЕЙ
Ширина
коридора,
Рабоча я
глубина I Число
аэротенка,
ридоров
Рабочий
9 А
С€К-
Ции,
Длина
секции,
Номер типового
проекта
1,2
170
260
24
36
902
902
94
95/96
»
864
296
24
36
902
902
215/216
217/218
3 780
5 400
7 560
42
60
83
902
902
902
268
269
2П
(
5,2
21680
28 080
120
150
902
902
120/72
264
05

I
t
4
1
> H
Рис. 3.7. Системы подачи воздуха в аэротенки
а
тая;
пневматическая мелкопузырчатая;
в
пневматическая низконапорная;
г
пневматическая среднепузырча-
механическая поверхностная;
воздухоподводящие стояки;
стинами:
дырчатые трубы;
воздушный канал
с
фильтросными пла-
стабилизатор потока
поверхностный аэратор дискового типа;
нериого оборудования
(табл.
3.7).
Систему аэрации
применяют, как правило
аэротенках
или механическую (рис. 3.7).
j
пневматическую
зависимости
различают мелко
от
вида пневматического
аэратора
>
средне
крупнопузырчатую
аэра
цшо; крупность пузырьков воздуха соответственно состав
ляет
1
10
более
10
мм.
мелкопузырчатым
аэраторам относят керамические, тканевые
пластико
вые
*
также аэраторы форсуночного и ударного типа
»
среднепузырчатым— перфорированные
аэраторы
др.;
крупнопузырчатым
трубы,
открытые
щелевые
снизу
вертикальные трубы, а также сопла.
го
Наиболее распространенным типом мелкопузырчато-
аэратора является фильтросная пластина размером
300 X 300
мм
толщиной 35 мм. Фильтросные пластины
заделывают в железобетонные каналы, устраиваемые на
дне
коридора аэротенка
стенки, вдоль длинной
его
96

о
С
*Г
S
ЮСМОО
CD CD Is*
¦
см
1
I
CS|
I
I
СМ
i
СМ СМ СМ
CD
о
Ю СО 00
о cd г*-
I
СМ
I
I
см
I
I
CM
i
CM CM CM
CD CD CD
CO CM CD
CD CD t--
t
CM
i
CM
I
CM
I
CM
I
CM
t
CM
О О Q
cd cd cd
- *
CO <J>
I
CM CM
CM
CM CM CM
I
I
o>
N> Tf О
C7> CD GO
i
t
CM CM CM
¦
CM CM CM
o>
Ю
00
t^
Ю Ю
LO CO
00 см <5
t^
CM О
о о» ю
СЧ СО
I4^ тН о
<^> СГ) оо
1
см
I
I f
см сч
1 4
см см см
CD СП CD
СМ 00°*
CD rf о
о
I
о о
СО
СО 00
т
о
f
о
о
о.
со
о
я
о.
<
а
ш
О
со
<
Я
а>
5,
с
со
S
{I
У
X
О
0,
СО
о
00
по
со
со
00
со
eodotfudoM oirjuj,
и 'емнэхойбв
W 'B<j
oVhcJoh енийит
7—773
00
(NO СО
COO
l^CO
CM Tt*
CD
CO
сг> о сю
Ю rf О
Ю СО _
см со
CD О СМ
00 00 СО
СО О 1>^
см см
СО О СО
см
СМ X) *^
СМ
» г *
I
I
к
CI
CM СО f1
ЯГ-Bz:
CI
СО
ю
Tt<
to
CM
CM
i>.co
CO Ю
CM COO
Ю
Ю
CM CM
CM CO -^
CO CM o
cd ю о
00 00 оо
CM CO
СОЮ
CD CM
f CO
СЧС0
«
I
(
*
I
<fM *f «0
с* со *M
*r
«4
T
oo
CO
(
I
CO IQ CM
I
woo
t^ CM CO
тН смел
СОЮ CO
ю ю CO
i>.co
ь- ю
оо см
см n*o
о О ю
coo
Ю 00
см со
CI CO "f
«г
^J*
CO
со ""Ф ^
CD cd cd
COlON
QO CM
CO -^ CM
COWN
CM
CO
Ю
со
CM ^
CM CO Tt*
Ю
Ю <У> о
lO^CN
l>.
Ю
со о
оа>ю
со со см
О rf
Ю 00 о
00
а> со
СО CD СО
00 г*.
см
СО CD
СМ СО "^
Tf
гч
•*f
Tf СО оо
СО CD СМ
оо см г-
О О
О Ю О
00
см
СМ СО
СО Tf см
Ю СО
СМ 00
О ю
t^ о
СМ СО ^f
ю
о
97

¦*.
стороны. Пластины укладывают обычно в два или три
ряда для обеспечения подачи в аэротенки необходимого
объема воздуха, который подается по магистральным
воздуховодам и стоикам и канал, перекрытый пластина
ми. Стояки размещают через каждые 20—30 м. Исполь
зуют также пористые керамические трубы диаметром
300 мм и длиной 500 мм.
Для среднепузырчатой аэрации чаще всего применя
ют дырчатые трубы с отверстиями диаметром 3—4 мм.
Трубы укладывают на дне аэротенка, воздухоподающие
стояки устанавливают через 20—30 м.
Крупнопузырчатые аэраторы могут выполняться из
труб диаметром 50 мм с открытыми концами, опущенных
вертикально шшз на глубину 0,5 м от дна аэротенка.
Заглубление а->ра горой при нишопанорпой системе
аэрации 0,5-1 м; при других системах 3—6 м в завися
мости от глубины аэротенка.
Принцип работы механических аэраторов основан на
вовлечении воздуха непосредственно из атмосферы вра
щающимися частями аэратора (ротором) и перемешива
нии его со всем содержимым аэротенка. Конструкция
ротора может быть конической, дисковой,
цилиндрической, турбинной, колесной, винтовой, а ось вращения мо
жет располагаться вертикально и горизонтально. По
ts
•I-
принципу действия механические аэраторы делят на им
пеллерные и поверхностные. Наиболее широко распрост
ранены механические аэраторы поверхностного типа.
1ри устройстве пневматической системы аэрации не
обходимо произвести расчет воздуховодов, который
состоит в подборе диаметров трубопроводов и определении
потерь напора в них. Скорость движения воздуха в об
щем и распределительном воздуховодах обычно
принимают равной 10—15 м/с; в воздуховодах небольшого
диаметра—4—5 м/с. Суммарная величина потерь напора
за счет местных сопротивлений и сопротивления на
трение в воздуховодах не должна превышать 0,3—0,35 м.
При определении общего напора воздуходувки
расчетные потери напора в аэраторах с учетом увеличения со
противления в период эксплуатации следует принимать:
для мелкопузырчатых аэраторов не более 0,7 м; для
средпепузырчатых (располагаемых на глубине более
,15 м; в системах низконапорной аэрации (при ско
роста выхода воздуха из отверстия—5—10 м/с) 0,02
,05 м.
98

Воздуходувки подбирают по каталогу, исходя из об
щей потери напора и расчетного расхода воздуха.
4
|бочих
воздуходувок
при
более 5000 м
воздуха
производительности станции
принимается не менее двух,
при меньшей производительности допускается устанав
ливать одну рабочую воздуходувку. Если число рабочих
превышает трех, то принимается одна
воздуходувок
не
ре icpiin.iH
гели более
две резервные.
Ml
у» i (Hiili i не
механической
Прим mmn i
ми
i
йч
t
I }
i
I ЮМОВ
грации
определит!
i
необходимо
необходимое
их число дли
шпонки и a jpoienuax.
И. Циркуляционные окислительные каналы
Циркуляционные окислительные каналы представля
ют собой проточные бассейны трапецеидального сечения
имеющие замкнутую
»
форму
плане и оборудованцые
механическими аэраторами, обеспечивающими циркуля
цноиное перемещение, перемешивание и насыщение кис
лородом обрабатываемой смеси сточной воды и активно
го ила. Циркуляционные оросительные каналы являются
сооружениями
полной биологической очистки сточных
Им/1
t
Мининым илом
при
*»
продленном аэрации.
Цирку
лмннмммыч окислительных каналах могут очищаться как
Пи о мм.м
i ilh
И
Ш.К ОКПКОПИСИ
риронанные неразбавлен
иым нроншодпценные еючные воды, без предваритель
ноги ни laiiitJiiuiH (после решеток и песколовок).
1о скеме работы циркуляционные окислительные ка
милы делит
действия
на
каналы
(рис.
3.8).
непрерывного
периодического
каналах
непрерывного
действия
ЧГШ
\
it
\\
4
\
/
Л
.-f
1*Н1
I ft
ltn|iftV чннимннм* мнhi iHtftiMiMF НАИНЛМ
ИНН
4
ИГ М|м JIMHH'M м
м г ib i мм ft
»
<пм м И *м|и|' н|н)МН;
6
4
одним Й *)'Й (МНИМ
/
НИНил,
J
И *|МПЛфМ,
л
ЩОрНЧМЫЙ ОН И»ЙМИ1\ ,
I
inл\\\ t и и поной смеси;
С*Т«И11ЮЙ ионы,
/
щщнча тим|ы t мою пнтинного ила;
периодического дейст-
подача сточных вод;
выпуск очищенной
выпуск избыточно-
IO ПЕПИ&НКНО НЛП ИЛ НЛОНЫи П/ЮЩЗДКН
i
г *
99

разделение иловой смеси осуществляется во вторичном
отстойнике, а в каналах периодического действия
непосредственно в самом канале при выключенных аэрато
pax. Наиболее распространены вытянутые в плане коль
цевой формы каналы с бетонными откосами и дном, ра
бочей глубиной около 1 м и производительностью до
1400 м3/сут.
Продолжительность аэрации в циркуляционных
каналах определяется по формуле (3.7) при р=6 мг/(гх
Хч) (по БПКполн) или 4 мг/(г*ч) (по БПКб)
>
г/л и 5=0,35. Удельный расход воздуха определяют по
формуле (3.20) как для аэротенков продленной аэрации
при Z=l мг/мг (по БПКполп) или 1,42 мг/мг (по БПК5)
0,75.
Механический аэратор рассчитывают по подаче необ
>
ходимого кислорода и по созданию скорости потока
канале (расчет ведут по Ы1КГ)). Количество кислорода
кг/сут, которое необходимо подать и сточную воду,
>
MTn = Z(La-Lt)Q/i000.
(3.24)
Расчетная производительность 1 м аэратора по кис
лороду, г/(ч-м):
М
9
0б-106.п2
а
а
0,82 I 70
I
(3.25)
а
где По — частота вращения аэратора, с*"1; Ла — глубина погружения
аэратора, см; аа — диаметр аэратора, см.
Для механических клеточных аэраторов диаметром
50, 70 и 90 см расчетную производительность Мй
находят по табл. 3.8.
Требуемая скорость движения жидкости в канале
м/с:
>
V rji-p == U | &D
ц >
(3.26)
где Яц >— глубина канала, м.
Скорость движения жидкости в канале, создаваемая
аэратором
>
а
а *а
п
2
9
(3.27)
^ыж'«+°да
где /а — импульс давления аэратора, определяемый по табл, 3.8
>
а
>
длина аэратора, м; 5Ц —- площадь живого сечения канала, м2;
0,014 —коэффициент шероховатости для бетонных стенок;
100

ь л и
3.8. ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА МЕХАНИЧЕСКОГО
К ЛI ТОЧНОЮ АЭРАТОРА
)Uu\w4\k
I м
50
/О
НИ
Час гота
праще-
кии,
мин
1
90
120
00
/10
100
00
пи
100
Глубина
погружения
гребней, см
15
20
15
20
15
25
*¦
и
HI
ао

Производительность по
кислороду,
г/(ч-м)
470
950
1170
850
1800
2300
300
570
940
5/0
1900
i
;ИОМ
Ч
1350
3900
0000
Требуемая
мощность,
кВт/м
62
42
92
;зо
35
57
27
1,14
«
0.26
i
i
Импульс
давления
016
017
016
006
013
ч
01
01
09
013
03
034
016
04
049

гидравлический радиус, м; /ц — длина циркуляционного канала, м;
2?— сумма коэффициентов местных сопротивлений, для О-образно-
п> канала равная 0,5.
По имеющимся типовым проектам
производительность циркуляционных окислительных каналов—от 100
до 1400 м3/сут; БПК5 поступающих сточных вод—150,
250 и 400 мг/л. Число каналов на очистных сооружениях
>
число аэраторов в канале 1—4; глубина канала
м.
15. Биологические фильтры
Биологический фильтр—сооружение, в котором сточ
ная вода фильтруется через загрузочный материал, по
крытый биологической пленкой, образованной колония
ми микроорганизмов. Биофильтр состоит из следующих
основных частей: фильтрующей загрузки, помещенной
резервуар круглой или прямоугольной формы в плане;
водораспределительного устройства, обеспечивающего
равномерное орошение сточной водой поверхности
загрузки биофильтра; дренажного устройства для
удаления профильтровавшейся воды;
воздухораспределительного устройства, с помощью которого поступает иеобходи
i\
мый для окислительного процесса воздух. Отработ
омертвевшая пленка смывается протекающей
сточной водой и выносится из тела биофильтра. Необ
ходимый для биохимического процесса кислород возду
ха поступает в толщу загрузки путем естественной
искусственной вентиляции фильтра.
Процессы окисления, происходящие в биофильтре
t
аналогичны процессам, происходящим в других соору
жениях биологической очистки, и в первую очередь на
полях орошения и полях фильтрации. Однако в био
фильтре эти процессы протекают значительно интен
сивнее.
Биофильтры могут работать на полную и неполную
биологическую очистку и классифицируются по различ
ным признакам, основным из которых является конструк
тивная особенность загрузочного материала: объемная
загрузка (гравий, шлак, керамзит, щебень и др.) и пло
скостная загрузка (пластмассы, асбестоцемент, керами
ка, металл, ткани и др.).
Биофильтры с объемной загрузкой подразделяют на
капельные, имеющие крупность фракций загрузочного
102

материала 20—30 мм и высоту слоя загрузки 1—2 м; вы
соконагружаемые, с крупностью загрузочного материа
ла 40—60 мм и высотой слоя загрузки
большой
высоты (башенные), с крупностью загрузочного
материала 60—80 мм и высотой слоя загрузки 8—16 м.
Объемный загрузочный материал имеет плотность 500
1500 кг/м3 и пористость 40—50
биофильтрам с плоскостной загрузкой относятся
биофильтры с жесткой засыпной загрузкой, где в ка
честве загрузки используют керамические,
пластмассовые и металлические засыпные элементы; и зависимости
от материала загрузки плотность ее составляет 100
600 кг/м3. пористость 70—90%, высота слоя загруз
600 кг/м3, пористость 70—90 %, высота слоя загрузки
6 м:
биофильтры с жесткой блочной загрузкой — блочные
загрузки выполняют из различных видов пластмассы
(гофрированные и плоские листы или пространственные
элементы), а также из асбестоцементных листов; плот
ность пластмассовой загрузки 40—100 кг/м\ пористость
90—97 %, высота слоя загрузки 2—16 м; плотность ас
бестоцементной загрузки 200—250 кг/м3, пористость 80
90 %, высота слоя загрузки 2—6 м;
биофильтры с мягкой или рулонной загрузкой, вы
полненной из металлических сеток, пластмассовых
пленок, синтетических тканей (нейлон, капрон), которые
крепятся на каркасах или укладываются в виде руло
нов; плотность такой загрузки 5—60 кг/м3, пористость
94—99 %, высота слоя загрузки 3—8 м.
Капельные биофильтры применяют при расходах
сточных вод до 1000 м3/сут, а высоконагружаемые
большой высоты — до 50 тыс. м3/сут. Плоскостные био
о о
фильтры с засыпной и мягкой загрузкой рекомендуется
использовать при расходах до 10 тыс. м3/сут, с блочной
загрузкой — до 50 тыс. м3/сут.
По технологической схеме работы биофильтры могут
быть одноступенчатыми и двухступенчатыми, при этом
режим работы назначается как с рециркуляцией, так
без нее.
биофильтрам с плоскостной загрузкой следует от
нести и погружные дисковые биофильтры, которые ис
пользуют для очистки оытоных и производственных
сточных вод при расходах до 1000 м3/сут. Диски выпол
няют из пластмасс, асбестоцемента или из металла; они
имеют диаметр 0,6—3 м. Расстояние между дисками

10—20 мм, частота вращения вала с дисками
10 мин""1
Капельные биофильтры в зависимости от расхода
«#
сточных вод и среднегодовой температуры воздуха раз
мещают в неотапливаемых помещениях; допустимая
БПКполн сточных вод, подаваемых на биофильтр,
составляет 220 мг/л; гидравлическая нагрузка 1—3 м3/м3
сут.
Для расчета капельных биофильтров сначала опре
деляют коэффициент К:
LaUt
»
(3.28)
где La, Lt—БПКполн сточных вод (поступающей и очищенной).
По-средиезимией температуре сточных вод Т и зна
чеиию К (табл. 3.9) определяют высоту биофильтра И
и гидравлическую нагрузку г/. Yxm\ полученное
значение К превышает значения, приведенные в табл. 3.9
>
необходимо вводить рециркуляцию if расчет производить
по методике расчета высоконагружаемых биофильтров
рециркуляцией.
ТАБЛИЦА 3.9. ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА КАПЕЛЬНЫХ
БИОФИЛЬТРОВ
Гидравлическая
нагрузка д*
м3/(м2«сут)
Значения К при среднезимней температуре
сточной воды 7\
о
10 12
14
,0/11,6 9,8/12,6 10,7/13,8 11,4/15,
I
,9/10,2 7,0/10,9 8,2/11,7 10,0/12,
,9/8,2 5,7/10,0 6,6/10,7 8,0/11,
>
,3/6,9 4,9/8,3 5,6/10,1 6,7/10,
9
8/6,0 4,4/7,1 5,0/8,6 5,9/10
>
Примечание. Перед чертой — значения К для высоты био
фильтра п = 1,5 м, после черты — для // = 2 м
Затем по расходу очищаемых сточных вод, м3/сут
>
гидравлической нагрузке, м3/(м2«сут), вычисляют общую
площадь биофильтров, м2
Q/Я-
(3.29)
Биофильтры устраивают в виде отдельных секций
Число и размеры секций зависят от способов распреде
ления сточной воды по поверхности, условий их эксплу
1
104

лтс'щии и др.; число секций принимается не менее
секции должны быть рабочими.
\iv более
Нысоконагружаемые биофильтры, как правило, раз
мепииог па открытом воздухе; высоту биофильтра
назначают в зависимости от БПКполн очищенной сточной
йоды, а гидравлическую нагрузку принимают 10
.40 м 7(м'-'-гут); допустимая БПКполн поступающих на
Пмифм 11,1 |> ПОЧИЫ.Ч 11 (>. t. .»()() Ml/./|.
Pih «МЧ Ц1.М ПКПМ.И руЖ.Н'МЫЧ ОиофпЛЫрОН ПРОИЗВОДЯТ
и нмшП univir/iuiu uvn.imr i п: no формуле (.1.28) находят
А; по ('ptvuKMNMiien leMiiepaiyne сточной воды Г и по
найденному значению А определяют высоту биофилы
ра //, гидравлическую нагрузку q и расход воздуха пУА
габл. 3.10). Если полученное значение л отличается
о г приведенных в табл. 3.10, следует принимать для
очистки без рециркуляции п, q и ВУА по ближайшему
большему значению А, для очистки с рециркуляцией по
меньшему.
БЛИЦА 3.10. ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ВЫСОКОНАГРУЖАЕМЫХ
ЬИОФИЛЬТРОВ
1иач< ним К при средт-шмией температура сточной воды, Т\ °С
|1|.Н II | И
Оц|» |i|i :М I
|'н. //, М
И
10
VI 14
имрии-'щ'мтинм iiiiri»y:tKii (/, м"/(м^«сут)
К) Ю 10 '.'О 10 20 10 20
При 5уД=8 м3 на 1 м3 воды
02 2.32 3.38
.... , -,~- . ~,~~ , -,. . .,76 2,74 4,3 3,02
25 3,53 0,2 3,96 7,32 4,64 8,95 5,25
05 5.37 10.4 0.25 11,2 7.54 12.1 9.05
• J I w»-" ¦ •-', • I w,—W ,..,*. | .,«. ..... , W,
Мри #уД = 10 м3 на 1 м3 воды
2 | 3,09 | 2,89 4,08 3,11 4,5 3,30 5,09 3,07
4,24 7,ОН 4,74 N,23 5,31 9,9 0,04
10,1 11,23 12,3 I /. IН I! >. I \ HAW 10,4 10
llpil /Jyrt=-I2 МЯ IN! I м" ЙОДЫ
I
32 3,38 4./0 3.72 6.31 3,98 5,97 4,31
7,25 5,01 8,35 5,55 9,9 6,35 11,7
12 I 7,35 14,8 8,25 18,4 10,4 23,1 I 12
9
105

При очистке без рециркуляции находят площадь
биофильтров по формуле (3.29); при очистке сточных
вод с рециркуляцией определяют допустимую БПКполн
смеси, поступающей и рециркуляционной сточной воды
f
подаваемой на биофильтр, LtM, мг/л, коэффициент ре
циркуляции яр и площадь биофильтров
см — «***!,
(3.30)
/ip
а — ^см
f I
СМ
(3.31)
(3.32)
При расчете высоконагружаемых биофильтров для
сточных вод, имеющих Г<8 С и Г>14 С:
\оаФ •
(3.33)
_F I-
где а и P — коэффициенты, иршшм.и'мыс по табл. 3.11; Ф — крите
*#
риалыши комплекс:
Ф^уу/^д,/./"'1;
(3.34)
здесь дт — температурная константа потреблении кислорода:
Т — v» ^ 1 ,
047
20
(3.35)
АБЛИЦА 3.11. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ а
Удельный расход! Критериальный
воздуха В„т.» ms/msI комплекс Ф I а
уД'
<0,662
?>0,662
,51
,47
,69
V
10
<0,85 1,2
>0,85 0,4
,13
>
83
12
t
Об
1,1
>1,06 0,2
,19
,15
Биофильтры с плоскостной загрузкой следует разме
щать-в закрытом помещении. Высоту биофильтра на
значают в зависимости от требуемой степени очистки.
Допустимая БПКполн поступающих сточных вод при
полной биологической очистке составляет 250 мг/л, при
неполной очистке — не ограничивается. Гидравлическая
нагрузка зависит от необходимой степени очистки и
содержания органических загрязнений в поступающей
сточной воде.
1G6

ТАБЛИЦА 3.12. ЗНАЧЕНИЯ П ПРИ РАЗЛИЧНОЙ La
L4, мг/л
Lv, мг/л
L4, мг/л
10
15
20 I 2',25
25
30 I 1.75 II 45
35
40 1,45
9
50 I 1,2
Для расчета биофильтров с плоскостной загрузкой
зависимости от требуемой БПКб очищенных сточных вод
по табл. 3.12 находят критериальный комплекс
РНКТ/МП, (3.36)
где Р — пористость загрузочного материала, %; Мп — масса
органических загрязнений по БПКб, поступающих в 1 сут на единицу по
верхности загрузочного материала биофильтра, г/(м2-сут):
Л*п = La Яп/Syn = M0/Syn,
(3.3
/
где La — БПК5 поступающих сточных вод, мг/л; qn — гидравлическая
нагрузка, м3/(м3«сут); 5УД — удельная поверхность загрузочного
материала, м2/м3; М0— нагрузка по БПКб на 1 м3 объема биофильтра,
г/(м3-сут).
По заданной средиезимней температуре сточных вод
подсчитывают лт. Глубина слоя загрузки Н
назначается в зависимости от требуемой степени очистки, но не
менее 4 м; г определяется конструктивными размерами
плоскостной загрузки; Мп находят из формулы (3.36)
Мп = РНК?/ц. (3.38)
Далее по заданной величине La и конструктивному
размеру 5УД из формулы (3.37) определяют допустимую
гидравлическую нагрузку qn:
qn = Мп Syn/La
(3.39)
Затем по заданному суточному расходу, м3/сут
У
подсчитанной qn вычисляют объем загрузочного
материала биофильтра, число биофильтров и их
конструктивные размеры.
Погружные дисковые биофильтры рассчитывают по
экспериментальным данным и зависимости от требуемой
степени очистки и концентрации органических загряз
нений в поступающей сточной воде. В зависимости от
нагрузки по БПКполн или по БПКб на 1 м2 площади по
верхности дисков, расхода сточных вод и БПК в посту
пающей сточной воде вычисляется общая площадь по
107

верхности дисков. Затем назначаются конструктивные
размеры погружных биофильтров, такие как диаметр
дисков, расстояние между ними, число дисков на одном
валу и т. д., после чего определяется число сооружении.
Сточная вода распределяется по поверхности
биофильтров с помощью спринклерной системы, состоящей
из дозирующего бака, разводящей сети и спринклеров,
или с помощью реактивных оросителей, состоящих из
стояка и дырчатых труб. Вентилируются биофильтры
естественным путем (капельные биофильтры и
биофильтры с плоскостной загрузкой) или искусственной
поддувкой с помощью вентиляторов (высоконагружае
мые аэрофильтры).
практике проектировании применяют биофильтры
прямоугольной формы и плане с размерами сторон 3X3;
3,6X4; 9X12, 12X12, 15X15, 12x18 м и др., с высотой
слоя загрузки 2,3
, W ** * ,
а также круглой формы в пла
не диаметром 6, 12, 18, 24 и 30 м, с высотой слоя загруз
ки z, 6 и 4 м.
16. Примеры расчетов
Пример 3.1. Рассчитать поля фильтрации, располагаемые в
районе Волгограда, при следующих исходных данных: среднесуточный
расход осветленных сточных вод Q = 5000 м3/сут; среднегодовая тем
пература воздуха 7=7,6 С; среднегодовая высота слоя атмосфер
ных осадков 478 мм; слой зимних осадков /ioc=75 мм; грунты на
территории полей — песок; уровень подземных вод находится на глу«
бине 3,5 м; рельеф территории полей — спокойный с уклоном 0,003
0,005.
Решение. Принимаем с учетом местных условий по табл. 47 [6]
нагрузку сточных вод на поля фильтрации <7ф = 235 и3/га в 1 сути по
формуле (3.2) определяем полезную площадь полей фильтрации:
^Ф.пол = 5000/235 = 21,3 га.
Поскольку поля фильтрации расположены во II климатическом
районе, резервная площадь полей фильтрации составляет 20 %
полезной (СНиП 2.04.03-85):
^ф.рез = 0,2/?ф.пол =, 0,2-21,3 = 4,3 га.
г
Так как площадь полей фильтрации не превышает 1000 га
(СНиП 2.04.03-85), то &Ф.в=0,35.
Подсчитаем полную площадь полей фильтрации по формуле
(3.1):
/?ф = 21,3 + 4,3 + 0,35(21,3 + 4,3) = 34,5 га.
! h
Далее определяем требуемую для зимнего намораживания пло
щадь по формуле (3.4):
5000.30 (l—0,55)
нам
»~ ~ >
075)0,9.10*
17,6 га.
108

Полученная
площадь для зимнего намораживания меньше пол
ной площади полей фильтрации, следовательно, обеспечивается про
пуск стоков в зимний период
Принимаем число карт полей фильтрации Ыф
12
*
тогда площадь
одной карты составит 2,88 га. Размер каждой карты 100X288
м
Пример 3.2. Рассчитать поля орошения, располагаемые
в
рай
оне Харькова, при следующих исходных данных: среднесуточный
расход биологически очищенных сточных вод
4500 м3/сут; мак
симальный секундный расход qu
94 л/с; среднегодовая темпера
тура
воздух
гш^ч
(><)
о
осадко
топни
ноле
(Ш) мм: ел
сунеч
М
среднегодовая высота слоя атмосферных
; грунты на терри-
»»
IIIMIIIIX
уронен
>
;
)д;1ем11ых
80 мм
ходитсн па глубин
огород
м. Площадь полей на 30 % занята нолевыми, а па 70 %
ными культурами. Рельеф территории полей спокойный с уклоном
около 0,003; абсолютные отметки земли от 117,00 до 119.00.
Решение. Определяем полезную площадь полей орошения
по
формуле
4500
о.пол
Qo
9
3-30 +
>
7-60)
1
4500
45
У
98 га.
Полезную площадь разбиваем на карты
Тогда общее число карт
размером
80X380
м.
о.пол
о-пол
80•380
98-10 000
80-380
32.
Вычисляем резервную площадь
полей
(3.3):
орошения по формуле
о. пса
i
75
4500
130-0,85
30.5 га.
Размеры
зервных карт
карт
фильтрационных участков
80X320
м
i
число
ре
срез
о.рез
80.320
30,5*10000
80- 320
12.
Полную площадь полей орошения подсчитываем по формуле
о
о.пол
+ ^0
рез
о.в
(F0
пол
98 + 30,5 + 0,25(98 + 30
9
160.
рез
га
Далее находим требуемую для зимнего намораживания площадь
по формуле (3.4):
4500-20
0,45)
нам
(О.в
0, ОН)
9
<Ь 10*
10,6
га.
в
слои намораживания на
>
м:
9
i
Высоту валиков принимаем мышо
0,7 м.
Для расчета оросительной сети определяем число карт,
орошаемых одновременно. Высокая фильтрационная способность грунтов
сут.
3.5):
и низкий уровень подземных
иод
позволяют принять
*м.
п
Число карт, орошаемых одновременно, определяем по формуле
од
32/5
Э
109

а расход воды, поступающей на одну карту, — по формуле
(3.6)
/
макс
94/6
15,65 л/с.
Производим гидравлический расчет оросительной сети полей оро
шения
з
в соответствии с выбранной схемой (см. рис. 3.1) и сво
дим данные расчета в табл. 3.13.
Б Л
8.13
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СЕТИ
ПОЛЕЙ ОРОШЕНИЯ
Участок (рис. 3.1)

Расчетный
расход,
л/с

Ширина

канала, мм

Наполнение
канала.
мм
Уклон

Скорость
м/с
•
Картовый ороситель а
Распределительный канал:
а
в
г
с
Магистральный канал
е
15,65
31,:
62,6
1)4
94
200
з< К)
400
400
207
180
300
300
300
I
001
9
9
9
9
002
002
002
002
9
38
9
9
9
9
78
78
Для определения отметки дна в начальной точке магистрально
го канала
м
воспользуемся формулой
м.к
^ ^к ~г ^нам
+ *"к.
ор *к.ор
~h *р.к 'р.к
+ i
М.К 'М.К
> 117 +
9
^' I *т
+
9
001 -380 + 0,002-960 + 0,002-50
120
9
9
где
к — отметка поверхности карты, наиболее удаленной и высоко
расположенной по отношению к начальной точке магистрального ка
нала;
(
K.OI»,
I
р.к,
(
м.к
уклоны картового оросителя, распределитель
ного и магистрального каналов; /к.ор,
р.к
* 'м.
к
длина картового оро
сителя, распределительного и магистрального каналов, принимаемые
конструктивно.
Поскольку поля орошения размещаются на супесчаных грунтах,
предусматриваем откры
м
а подземные воды залегают на глубине
тый дренаж. Определяем модуль стока или расход воды ^др» кото
рая должна быть отведена с участка:
<7дР
п
о 'М.П
о.с
•1000
tдр. 86 400
0,5-45,9.5.1,5.1000
I
5 • 86 400
9
797 л/(га
9
/ .
i
\
м *
где
и
коэффициент просачивания, учитывающий поглощение во
коэффи
о. с
ды растениями и испарение, в среднем равный 0,5;
циент неравномерности поступления воды в осушительную сеть, при
кимаемый равным
1,5;
др
продолжительность отведения дренаж
ной воды с карты, принимаемая равной (0,4-ь 0,5) tu.iu сут.
110

Подсчитываем высоту слоя воды, отводимой за сутки:
й0.с 0,5-45,9.5.1,
отв
W10*
,5-10*
»
0069 м/сут.
Вычисляем расстояние между дренажными канавами /дР (см.
рис. 3.3) по формуле
'Др •— ^ ( '' "ОС
кф
2(2,2-
О lit
864
84.9
Ъ*
t
0069
где // — 2,2 м — глубина осушмюлмюи капаны; //,„ — глубина
осушаемого слоя, равная 0,6—1 м в зависимости от вида
сельскохозяйственных культур; &ф — коэффициент фильтрации, определяемый по
табл. 3.14.
ТАБЛИЦА 3.14. КОЭФФИЦИЕНТ ФИЛЬТРАЦИИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ
ГРУНТОВ
Эффективный I Коэффициент фильтрации
Грунт I диаметр зерен
грунта, м I см /с 1 м/сут
Песчаный I 1,2—0,12 I 1—0,01 I 864-8,64
Песчаный с примесью | 0,12—0,076 | 0,01-0,004 | 8,64-3,46
глины
Песчано-глинистый I 0,076—0,038 I 0.004—0.001 I 3,46—0,86
, XJ$ VJ V ,VUW I V , WW . w $ w A I W , *V V ,
Проницаемый гли- <0,038 <(),001 <0,86
1*
НИСТЫИ
соответствии с расчетом принимаем по одной дренажной ка
наве на каждой карте (см. рис. 3.1). Следовательно, площадь, об
служиваемая одной дренажной канавой
>
/
др
380.80/10 000 = 3,04 га
,~. »~,
а расчетный расход в конце каждой дренажной канавы
г $
ДР 7ДР * ДР
797.3,04 = 2,42 л/с.
ш
Осушительные канавы принимаем трапецеидального сечения с
откосами 1 : 1,5 и шириной по дну 0,4 м; минимальный уклон 0,002.
Расход дренажных вод в отводной канаве
<?др = </дР /Чм.ол, - 0,707.98 , 78.1 л/с.
Пример 3.3. Рассчитать биолопгич кис пруды глубокой доочист-
ки биологически очищенных сточных иод при следующих исходных
данных: расход сточных иод Q-M0O м^Дуг; ППКиолп поступающих
сточных вод ?а—20мг/л; требуемая ППКпшт очищенной воды Lt
6 мг/л; средняя температура сточных вод летом Гл—20 С, зимой
„=14°С.
Решение. Запроектируем двухступенчатый биологический пруд
естественной аэрацией. Определим продолжительность пребывания
сточных вод в первой ступени, приняв эффект очистки равным 50 %
111

(БПКполн после первой ступени L\ составит 10 мг/л):
/-«
к = —77 № . »
ад
i
где а — коэффициент объемного использования, учитывающий степень
О
отличия гидродинамического режима движения жидкости от условии
полного вытеснения (при соотношении длины секции пруда к
ширине 20 : 1 или более а=0,8-^0,9; при соотношении 3: 1 или менее а
0,35; для промежуточных случаев а определяется интерполяцией);
коэффициент неконсервативности веществ, обусловливающих
БПКполн воды (константа скорости потребления кислорода), сут
в соответствии с данными [6] для прудов глубокой очистки при тем
»
пературе воды Г=20 С для первой ступени Ai=0,07 сут-1, для вто
рой ступени 0,06 сут-1, для остальных ступеней 0,04 — 0,05 сут~*
При температуре воды, отличающейся от 20 °С в пределах от
до 30 С, коэффициент определяем по формуле
г Ш Ъ
К,. /wl.W
20
нашем случае коэффициент Л' и летний период для первой сту
пени К\л = 0,07 сут-1; в зимний период Ки»» 0,053 сут*"1.
Конструктивно принимаем, что соотношение длины н ширины секции пруда
равно 20: 1, следовательно, а=0,85 и время пребывания сточной во
ды в первой ступени составит:
в летний период
20
1Л
0,85-0,07 10
»
04 сут;
в зимний период
20
13
85-0.053 10
>
66 сут
, ~>^ ~ ,
Продолжительность пребывания сточных вод во второй ступени
биологического пруда
г
аК
— «-г
i
г
где Lr— БПКполн, обусловленная вторичными загрязнениями воды
метаболитами микроорганизмов, т. е. внутриводоемными процессами:
для летнего периода Lr=2^3 мг/л, для зимнего Lr=l-f-2 мг/л.
Рассчитаем продолжительность пребывания сточных вод во вто
рой ступени биологического пруда для летнего и зимнего периодов
I
предварительно назначив коэффициент д для летнего периода /С2л
0,06 сут-1 и для зимнего периода /С2з=0,046 сут-1:
10
2Л
85-0.06
, w ~ ,
*
22 сут;
23 л 85-0.046
10
9 vv w f
>
67 сут
За расчетный период принимаем зимнее время года. Подсчита
ем объемы первой и второй ступеней биологических прудов:
3900-6.66 = 25 974 м3
1 — V^V V,
>
3900-7.67 = 29 913 м3
о _ W„w. ,
112

Подсчитаем площадь требуемую для первой и второй ступени
биологических прудов F\ и /г, которая должна обеспечивать посту
пление достаточного количества кислорода за счет естественной
аэрации в течение всего года.
Для первой ступени биологических прудов эта площадь будет
определяться по формуле
1
т ss \^а **1
(Ст — С(5.п,) rvcc
»
где Сг— растворимость кислорода при данной температуре, мг/л
(см. табл. 3.J); Се. и— требуемое содержание кислорода в поде, вы
ходящей из пруда, мг/л, принимаемое не менее 12 мг/л; г,» —
атмосферная реаэрация кислорода, для биологических прудов с
естественной аэрацией, равная 3—4 г/(м2-сут).
Для летнего периода
02-3900 (20 — 10)
,02—2)3,5-0,85
1Л
16 844 м2
»
для зимнего
10,26-3900(20—10)
13
(10,26 — 2)3,5-0,85
16 283 м
<>.
.Таким образом, для обеспечения достаточного количества
кислорода в течение всего года площадь первой ступени биологических
прудов должна составлять 16 844 м2.
Далее определяем требуемую площадь второй ступени
биологических прудов:
С,
Г V \*-1
2
•*¦»
т — Оз.п) /р а
Для летнего периода
9
02-3900(10
2Л
,02 — 2)3,5-0,85
6738 м2
»
для зимнего периода
10,26-3903(10
23
(10,26 — 2)3,5-0,85
6513 м2
Подсчитываем максимальную глубину биологических прудов с
учетом выполнения требования кислородного режима:
первой ступени
Я, = VJFin = 25 974/16 841 1,54 м;
V
второй ступени
//, !/.,//>„ - 29 9i;i/0738 =-> 4,44 м.
Глубину прудов с естественной аэрацией рекомендуется прини
мать равной 0,5—1 м. Назначаем глубину первой ступени пруда
Я1==0,9 м и второй //a—I м; общая площадь первой и второй
ступени составит соответственно 29 000 и 30 000 м2. Принимаем четыре
параллельно работающих биологических пруда по две ступени в
каждом. Размеры каждой секции первой ступени 18X403 м, второй
773
ИЗ

18X417 м. На стадии проектирования биологических прудов
учитывается возможность использования глубоко очищенных сточных вод
для промышленных и сельскохозяйственных целей.
Пример 3.4. Определить возможное л> совместной биологической
очистки производственных и бытовых сточных вод при следующих
исходных данных: ППКи«,лн смеси сточных вод, поступающих в аэро-
22 мг/л; концентрация фосфора Сф=4 мг/л; расход сточных вод
5000 м3/сут.
тонки, /-„ = 600 мг/л; концентрация азота в сточных водах
Решение. В соответствии с требованиями [6], содержание био
генных элементов в сточных водах при биологической очистке зави
сит от БПКполн поступающих сточных вод. При этом должны вы
держиваться следующие соотношения:
а.мин - 5La/100; Сфмип = !La/lC0.
Проверяем эти соотношения:
С и мин 5.000/100 3) мг/л; Сф М11|1 I .(Ю0/100 == G мг/л.
1акнм образом, м сточных иолах iimci-ioi недостаток азота и фос
ра:
а.мин — ^а
Сф.1
мин
Са =30 — 22-8 мг/л;
мг/л.
Для обеспечения нормального хода биологических процессов в
аэротенках следует добавить необходимое количество биогенных
элементов, ь качестве дооавок используют хлорид аммония, нитрат
аммония, гидроортофосфат аммония, гидроортофосфат калия, гипо-
фосфит кальция и др. Необходимое количество добавляемых веществ
определятся по следующим формулам
при введении азотсодержащих веществ, кг/сут
»
ал . . ^а.мин: ^а; лг
а " 1000Лила
Q;
при введении фосфорсодержащих веществ, кг/сут
»
Мл
(^ф.МИН ~~ Сф) ^2
1000*
ф"ф
»
где (Са.мип Са) и (Сф.мин—Сф)—недостающее количество азота и
фосфора в сточных водах, кг/м3; ^, и 12~ молекулярные массы
азотсодержащих и фосфорсодержащих веществ; Хш, Хф — атомные
массы азота и фосфора (равны соответственно 14 и 31); па и я*
количества атомов азота и фосфора в молекулах применяемых био*
генных добавок.
качестве биогенных добавок применяем хлорид аммония
NH4C1 и гипофосфит кальция Са(Н2Р02)2. Подсчитаем суточные
расходы добавок в расчете на 100% продукта:
М
(30 — 22)53,5
™ш ~~ 1000-14.1 500° = 153 КГ/сут
t
М
170
С;><11,РО,)а - \0(Юфзj.2 5000 ^ 27'4 кг/сут.
11Л

При приготовлении растворов
биогенных
веществ и их дозиро
них
биогенных
ве
вании применяют такое же оборудование, как и при коагуляции или
нейтрализации. Сточные воды после добавки в
ществ подаются в аэротенки.
Пример 3.5. Определить расчетный расход сточных вод в аэро
тенках при следующих исходных данных: расход сточных вод
27 000 м3/сут, период аэрации
ч.
Решение.
соответствии с указаниями
[в]
вместимость
аэро
тенков определяется по среднечасовому поступлению воды за период
аэрации
в
часы максимального притока сточных
вод.
Подсчитаем
среднечасовой приток сточных иод на очистные сооружения:
<7ср.сут
Q/80 400 27 000.1000/86 4(H) 312 л/с.
При
наличии графика распределении среднесуточною расхода
сточных вод по часам суток (табл. 3.15) суммируются максимальные
часовые расходы за 6-часовой период аэрации и подсчитывается
средний расход за этот период. Максимальный приток сточных вод
наблюдается сбдо 12чив сумме составляет 5,9+5,9+6,7+6,7+4,8
36,7 % суточного расхода.
ТА Б Л
ЦА
3.15.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕСУТОЧНОГО РАСХОДА
СТОЧНЫХ ВОД ПО ЧАСАМ СУТОК
Часы суток
Расход, %
Часы суток
Расход, %
т
10
5
10
12
>
I
»
$
t
I
>
t
»
У
I
I
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Требуемый расчетный расход
<7расч
36,7Q
100^
36
f
27 000
100-6
1651
»
м3/ч
459 л/с.
сточных
При отсутствии графика распределении среднесуточного расхода
[6.
вод
по
часам суток можно носиольлопатьси данными
табл. 2], определив по среднесуточному расходу г/С|»
сут
312 л/с об
U
щи и
максимальный коэффициент неравномерности водоотведения
об.макс =1,55. Подсчитаем расчетный расход:
<7расч
об.макс '/ср.оут
t
55-312 ==484 л/с.
Пример 3.6. Рассчитать аэротенки для очистки городских сточ
ных вод при следующих исходных данных: расход сточных вод
¦
115

28 000 м3/сут; расчетный расход <7расч=1720 м3/ч; БПКполн посту
пающих сточных вод La=140 мг/л; БПКполи очищенных сточных
вод Lt—\o мг/л; среднемесячная температура сточных вод за лет
ний период Гер = 21 С.
Решение. Принимаем ачротенки-смесители без регенерации, по
скольку jLa<150 мг/л. В еоотнетстнми с данными [61 принимаем до
зу ила а = 3 г/л; его зольность S™0,3; максимальную скорость
окисления рмакс = 85 мг/(г-ч); константу, характеризующую свойства
органических загрязнений, ах,=ЗЗмг/л; константу, характеризующую
влияние кислорода, К<у= 0,625 мг/л; коэффициент ингибирования
продуктами распада активного ила ф=0,07 л/г. Концентрацию
растворенного кислорода в аэротенке принимаем С=2 мг/л.
Подсчитаем удельную скорость окисления р по формуле (3.8):
85
15-2
15.2 + 33-2 + 0,625.15 V 1+0,07-3
20 мг/(г-ч).
Определяем продолжительность n'-jpnii.iiu по формуле (3.7):
140 If)
0,3) 20
,98 ч
и подсчитываем вместимость аэротенкои
<7расч'= 1720-2,98^5126 м3.
Принимаем четыре секции двухкоридорных аэротенков-смеси
м.
телей с рабочей глубиной #=4,5 м и шириной коридора
Принимаем мелкопузырчатый аэратор из керамических фильтрос
ных пластин, а отношение площади фильтросов к площади аэро
тенка f/F—0,\- В этом случае коэффициент, учитывающий тип аэра
тора, &i = l,47 (см. табл. 3.3), а коэффициент, зависящий от глубины
погружения аэратора, #2=2,64 (см. табл. 3.4).
Подсчитаем коэффициент пи учитывающий температуру сточных
вод, по формуле (3.21): ni= 1+0,02(21—20) = 1,02. Коэффициент п2
назначаем равным 0,85. Так как по заданию требуется полная очи
стка, то Z=l,l мг/мг. Растворимость кислорода воздуха в сточной
воде определяем по формуле (3.22):
Сг> = 1 + -zhr 8,84 = 10,69 мг/л
20,
>
где /ia = 4,3 м; Ст = 8,84 мг/л при температуре 21 °С (см. табл. 3.5)
Удельный расход воздуха D рассчитываем по формуле (3.20):
D
у
(140— 15)
у
47.2,64-1,02.0,85(10,69
I
м3/м3
По найденным значениям t и и вычисляем интенсивность аэра
ции по формуле (3.23):
7-4,5/2,98
»* -»-«'/ — »vw »*
м3/(м2.ч).
Вычисленная интенсивность аэрации / менее /макс для принято
го значения k\ и более /Мин для принятого значения #2, следователь
но, пересчета интенсивности аэрации не требуется.
Общий расход воздуха
общ = Q?> = 28000-4,7 = 131 600 м3/сут.
П6

Подсчитаем площадь аэротенка по найденному объему V и ра
бочей глубине Н
V/H = 5126/4,5 =1139 м».
Теперь вычислим длину коридора аэротенка:
а
FKBn* пк) = 1139/(4-4.2) = 35,6 м
i
где па и пк — соответственно число секций аэротенков и коридоров
U
в каждой секции.
По табл. 3.6 подбираем четыре секции двухкоридорных аэротен
ков-смесителей с рабочей глубиной '1,5, шириной коридора 4 м,
длиной коридора 30 м, и объемом каждой секции 12% мя (типовой
проект 902-2-217/218). В этом случае общий объем аэротеиков
составит 5184 м3, а фактическое время аэрации 3,01 ч. Общие
размеры площади, занимаемой аэротенками, 32X36 м.
Пример 3.7. Определить прирост ила в аэротенке при БПКполн
поступающей сточной воды La=180 мг/л и концентрации взвешен
ных веществ ?в=140 мг/л.
Решение. Прирост ила определяем по формуле (3.19), назначив
коэффициент прироста активного ила Ал=0,4;
П = 0,8-140 + 0,4-180= 184 мг/л.
Пример 3.8. Рассчитать число мелкопузырчатых аэраторов из
фильтросных пластин и дать рекомендации по их расположению при
следующих данных: суточный расход воздуха, подаваемый в одну
секцию четырехкоридорного аэротенка, 0,>асчв6875 м3/ч; ширина
коридора В = 6 м; длина коридора /а = 78 м; рабочая глубина Н
4,4 м.
Решение. В качестве аэраторов принимаем керамические фильт
росные пластины размером 300X300 мм с удельным расходом возду
ха д,1л —80-Т-120 л/мин на одну пластину.
Определим требуемое число пластин
Ядл
flpac4'lQQ0 6875.1000
?пл'60 — 100-60
1146 шт.
Для обеспечения благоприятных условий биологического
окисления загрязнений, содержащихся в сточных водах и имеющих
различные скорости окисления, назначаем число рядов фильтросных
пластин в I, II, III и IV коридорах соответственно 3, 2, 2 и 1. Чис
ло фильтросных пластин в одном ряду
п'п =•• nnJnn = 1146/8 = 144 шт.
>
L
где мР — общее количество рядов фильтросных пластин.
Общая площадь, занимаемая фильтросиыми пластинами,
3-0.3) «.,,. ¦-: 0.09.1140 ^ ЮЗ ма
*" v'»"/ '41Л "•
1
2
что составляет 5,5 % площади дна а кротенка /•', равной 1872 м
Ряды фильтросных пластин располагаем с одной стороны
аэротенка на расстоянии 0,6—0,8 м от стены (рис. 3.9), что способствует
созданию вращательного движении смеси обрабатываемой сточной
воды и активного ила.
J Пример 3.9. Рассчитать воздуходувное хозяйство (рис. ЗЛО)
станции аэрации и подобрать воздуходувки при следующих исходных
данных. На очистных сооружениях запроектировано четыре четы-
117

Рис. 3.9. Схема расположения фильтросных каналов
аэротенке
воздухоподродящие стояки;
четырехкоридорном
фильтросные каналы;
IV
коридоры
Рис. 3.10. Расчетная схема воздуховодов
здание воздуходувной станции; И — воздухопроводная сеть; 111 •— секнив
аэротенков
рехкоридорных аэротенка с длиной одного коридора
риной
а
м и рабочей глубиной
4,4 м.
78
м
9
ши
проекте приняты мел
копузырчатые аэраторы из фильтросных пластин. Общее количество
воздуха, подаваемое в аэротенки
а
возд
43 200 м3/ч,
118
к

ТАБЛИЦА 3.1в. ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ВОЗДУХОВОДОВ
2
«Я
en tC
О О
ад са
Расход воздуха, м
3
(над чертой) и скорость, м/с (под чертой)
0,056
при потерях напора» i, мм/м
0,1
0,17
0,25
0,37
0,55
1.7
50
100
150
9
002
9
о,ОМ
9
¦
042
I
25
f
003
9
I
01
(
о п
4* I *)
9
057
*
004
02!
П
)
0,074
9
005
•
0,031
9
092
»
006
038
4,5
0,112
9
007
f
01
9
0,046
0,063
0,136 о
9
188
10
9
013
9
084
10
0,248
14
200
250
9
09
9
75
9
156
9
122
9
22
9
9
16
9
285
9
198
9
35
9
242
9
435
9
296
0,525
10
9
404
1°
4*
9
73
14
0,54
16
9
835
20
300
350
9
264
9
9
395
9
357
9
542
0,474
9
703
0,582
0,875
0J1
10
1,08
12
0,878
12
,31
14
1,2
#»
16
18
400
0,57
4.5
9
775
,03
1,25
1!)
,53
12
»
89
14
*
57
20
450
9
78
1,07
9
39
9
72
10
12
14
t
58
16
500
9
02
9
38
9
84
9
26
12
9
76
14
9
34
18
600
9
67
9
29
9
98
10
9
63
12
9
16
9
53
20
700
9
3,37
9
12
9
52
14
9
18
800
900
9
62
4,87
4,89
10
0,6
10
9
12
8,75
14
9
85
16
Ю,н
Hi
9
20
1000
6,5
»
12
11.7
14,3
18
h л
1
119

Решение, Требуемый общий напор воздуходувок, м
>
#общ — ^тр + ^м + Лф + Я
»
где лтр — потери напора по длине воздуховодов от воздуходувки до
наиболее удаленного стояка, м; Лм — потери напора на местные со
противления в воздуховодах, м; /ц — потери напора в фильтросных
пластинах, равные и,/ м.
Воздуховоды рассчитываем исходя из наиболее экономически
выгодной скорости движения воздуха: в распределительных и общем
воздуховоде u=10~-20 м/с; в воздухоподводящих стояках
10 м/с.
Для расчета воздуховодов используем таблицы потерь напора в
вентиляционных трубопроводах при температуре воздуха 20 С и дав
лении 0,1 МПа (табл. 3.16).
На изменение температуры вводится поправка
Щ = (pf/p
0,852
20/ >
• *
где pt — плотность воздуха при расчетном температуре и давлении
0,1 МПа, кг/м;|; рш—плотность но.чдуха при расчетной температуре
20 °С и давлении 0,1 MI hi, кг/м:|.
При расчетной температуре 30 °С но табл. 3.17 находим а<
0.98.
ТАБЛИЦА 3.17. ПОПРАВОЧНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ
НА ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Температура
I ' а
en I at
Температура, 7\ °С I at
20
15
10
У
13
У
t
f
Ч~5
У
»
09
08
07
05
+ 10
+ 15
+20
+30
1-40
,03
I
02
,98
,95
*
»
На изменение давления воздуха р, МПа, вводим поправку ар
, МПа
.,12 0,15 0,17 „,
а
р
,17 1,41 1,57 1,81
1
Приняв р*=0,15 МПа, получим ар=1,41.
учетом поправок потеря напора по длине воздуховодов, мм
1
i
j
Тр — *»тр &t &Р
»
где i — потеря; напора на единицу, длины воздуховода при темпера
туре воздуха 20 °С и давлении 0,1 МПа (определяемая по табл. 3.16)
*
мм; /Тр — длина воздуховода, м.
Потери напора на местные сопротивления
?
I
I
V
2
м== 1Г~р рСС*'
120

Т АБ Л
Ц А
3.18. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ МЕСТНЫХ
СОПРОТИВЛЕНИИ
Местное сопротивление
Условное обозначение
Вход в трубу
»
Выход из труби
Колено, 90°:
закругленное
f
>
прямое
1,1
Переход
Тройники
на проход
в ответвление
>
08
»
>
противоток
закругленный
1.5
>
плавным ответвлением
>
с
плавным ответвлением
на
проход
Задвижка
t
18
¦1
ч ¦-
1 А
t

s
2
•с
со
ю
CD
^jjJ4
oo
со
CN
00
CO
t*>.
CO
t>»
'JO
О Ю
r^
CO
JO
T*
r
JO
о со
CO
t^
CO
и
о о о о
01
о
сх
о
01
о
a
01
ЭЙ
о
о
X
о
е0
о К
Си, о
СУ CU
О
X
о
и
со
ВС
о х
си »s
О- о
Ch
о
о
(I.
и
к»
о о
*
X Ж К Е
а» а» со »я
О q со о.
l-f
о
к
о
С ь
а:
из
о
Си
си
си
г-;
О
ш
и:
о
а. о
CU
О
о
Си
С
со
*1 « «
oSs
W> НИ М
r% *.** <*Ц
<" я а
со
О О « О
П X Й МН
СУ CD СО CU
СО
К
о
cxrj о Си, е* ef^G
си О л О
С со t- G^oo^oQ
S
2
Е-
СМ
СО
to
00
сх>
тр
СО
00
ю
О)
см
00
00
со
СО
CM
со
Н
о
О
лШ
О
х
О
со
и
<
си
о»
«о
<
S
*
J* 2
2
2
а
2
2
чз
о
О
a
со
tr
о
со
со ез
О
ОО
оо
rv
00
^
rf
о
см
СО
СО
СМ
СО
rt<
00
см
^
О)
CN
CN
СО
СО
ю
ю
о
СО
со
см
СО
CN
00
t>-
со
1^-
СО
а>
СО
со
СО
LO
см
Tf
to
со
rf
СО
г
CN
Tj«
о
о
ю
СО
ю
СО
ю
СО
О
CN
ю
о
см
1^
со
см
со
оо
CN
CN
•Ч
t^-
00
l^.
122

где ? — коэффициент, зависящий от вида местного сопротивления
(определяется по табл. 3.18); v — скорость движения воздуха, м/с;
плотность воздуха при расчетной температуре, кг/м3:
»
»
293р•273
(273 + Т)
>
293.0,15-273
(273 + 30)
>
1,75 кг/м3
»
где
30 е
Расчет
60,26 мм
температура воздуха
воздуховодов сводим
t 4
0,0(Я
м; 1и
i
в табл
(')!),!7 мм- <0,066 м.
3.19
п
получаем
тр
ГрсГ)усМЫЙ общий П.'НЮр
общ
0,061
,06(i | (),7 | 4,4
5,227
м
•
Полное давление воздуха
Ра
>
+ 0.01Яовщ
9
+ 0,01-5,227
9
153 МПа
Воздуходувки подбирают по каталогу (или по табл. 3.20)
исходя
из
полного давления воздуха
У
153 МПа
воздуха
навливают
возд
43 200 м3/ч.
и расчетного расхода
три
рабочие
здании воздуходувной станции уста
и
одну резервную воздуходувки типа
ТВ
-300-1,6, производительностью 18 тыс. м3/ч каждая. Можно устано
вить также пять рабочих и две резервные воздуходувки типа ТВ
-175-1,6 производительностью 10 тыс. м3/ч каждая.
ТАБЛИЦА 3.20. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУХОДУВОК
Давление, МИ»
Мощность
двигателя, кВт
ТВ-42-
ТВ-П0-
ТВ !><)-
ТВ-N0-1
ТВ-Ь0-1
ТВ-80-
TB-175-i,6
ТВ-200-1,4
ТВ-300-1,6
•> г»
»
10
12
18
$
I
>
I
$
9
»
>
Г
9
14
16
195
142
163
177
163
14
16
46
71
130
89
135
155
210
172
350
Пример 3.10. Рассчитать объем аэротенков для очистки сточных
вод второй системы водоотведения нефтеперерабатывающего завода
при следующих исходных данных: расход сточных под
/сут; расчетный расход q]n
* и *
1ГЧ
ПЫХ иод
(I
370 м г/л;
>
ПК
20 000 мэ
1000 м3/'|; БПК||".,н поступающих сточ-
1Г)мг/л.
пни,, ОЧИЩГППЫХ (ТОЧНЫХ ЦОД
I
сшснш\ Принимаем диухпуиепчл i ум» icmkuioi нчеекую схему
биологической очнгши сточных »пд, В Кйчеетме пермоп ступени при
ни маем a tpnieiiHii емегиимш
Шем случае 70 % иый >
i
на
ффеК I
кченерапиеп, оиеепеЧНЩНОЩНе В
снижении органических загрязнений
качестве второй ступени принимаем 1И|н>гспки*питсснители без ре
генерации
ВПК
иол и
сточных вод после первой ступени биологической очи
стки составит:
1
а
(100
70) /100 = 370 • 0
1
111
мг/л
*
123

9
Рассчитаем аэротенк-смеситель с регенератором. По данным
табл. 40] принимаем максимальную скорость окисления рмакс
59мг/(г-ч); константы К/ = 24мг/л и Д0 = 1,66мг/л; коэффициент
ингибирования <р=0,158 л/г. Принимаем зольность S=0,3, концен
трацию кислорода С=3 мг/л. По опыту эксплуатации аналогичных
сооружений задаемся средней дозой ила tfcp~ 3,5 г/л,
коэффициентом регенерации Р —0,3 и иловым индексом У—100 см3/г.
По формуле (3.10) подсчитаем степень рециркуляции активного
ила:
i
1000/100
f
I
54.
Определим скорость окисления в аэротенке-смесителе с регене
ратором по формуле (3.8):
59
111-3
1.3 4- 24.3-1 1,60.111 V 1 J 0,158.3,5
19 047 /
589 V1,553
21,5 мг/(г-ч).
Найдем общую продолжительность аэрации по формуле (3.7):
370 — 111
«
1
r\* w 1~/ — * »
21
>
ч.
Общий объем аэротенка и регенератора составит:
i = <?расч к = 1°00 -4,9 = 4900 м3
i
где объем
ФилА-А
Vi
1
4900
а
+ Р/П—Р) 1 +(0,3/1
f
3427 мз
»
объем регенератора
ip — v la — * ia
4900 — 3427-= 1473 м3.
По полученным результатам уточняем нагрузку на 1 г беззоль
ного вещества ила по формуле (3.11):
#ил
24 (La — LJ 24(370—111)
CPV1 «~V "1 "*v\i v,v; -г,
518 мг/(г«сут).
По табл. 3.2 находим, что при этом значении даа для сточных
вод нефтеперерабатывающих заводов /=127 см3/г.
Уточняем по формуле (ЗЛО) степень рециркуляции:
t
1000/127
I
>
8.
I
4 >
Определяем дозу ила в аэротенке
У,а
аа
1 "ср
4900.3,
ia
(1/(2/?) + 1) Viv 3427 + (1/(2*0,8) + 1) 1473
2,95 г/л.
124

Произведем расчет второй ступени биологической очистки аэро
тенков-вытеснителей без регенерации, предварительно приняв ило
вый индекс /=100 см3/г, дозу ила а = 2 г/л, и концентрацию раство
ренного кислорода С=2 мг/л.
Определим степень рециркуляции активного ила по формуле
(3.10):
1000/100
>
25.
После а\>ротспкоп-вытеснителей принимаем третичные отстойни
ки с плососамп, тогда м cooiiuicinini с ml принимаем /^ — 0,3 и под
считываем ЬПКшмн поступающей п а>ротенки вытеснители сточной
води с учетом рециркуляционного расхода но формуле (З.М);
г+LfR 111 + 15.0.3
1 "+/?) 1 + 0
»
89 мг/л.
Период аэрации определяем по формуле (3.9), приняв коэффи
циент Дг
>
2
+ фа
Рмакс Са (1
\(С + К
tJ
t
+ Кг С In
+ 0,158-2
г 59.2-2.. ~,
I
60) (89 — 15) +
+ 24-2.In
89
15
, ,26 ч
Объем а'фоп'ика вытеснители с учетом рециркуляционного рас
хода по формуле (.4.17):
V, 4,26 (1 -|- 0,3) 1000 = 5538 м3.
Уточняем нагрузку на 1 г беззольного вещества ила по форму
ле (3.1.1):
24
24(89— 15)
ил
а(1 - 5)/а
,~, -.26
298 мг/(г-сут).
По табл. 3.2 находим, что при значении <уил~298 мг/(г«сут) ило
вый индекс для сточных иод нефтеперерабатывающего завода J
-=70см3/г.
При новом значении У степень рециркуляции
,16,
1000/70 —¦>
но при наших расчетах дли обеспечении чффет никой работы
отстойников было принят Af~0,.4; следов*»дельно, проишеденный расчет в
коррективах не нуждаем н
Подбор «протеинов смеет елей первой ступени производим по
табл. 3.0. Назначаем четыре секции диухкоридориых аэротенков (ти
повой проект 902 2 217/1418) с шириной каждого коридора 4 м,
длиной 36 м, рабочей глубиной 4,4 м и объемом каждой секции
1296 м3. Общий объем а^ротсиков первой ступени 5184 м3. Под реге-
125
пт

иератор можно выделить либо целиком одну секцию аэротенков,
либо часть одного коридора в каждой секции.
Аэротенки-вытеснители подбираем по табл. 3.7. Принимаем
четыре секции двухкоридорных аэротенков (типовой проект 902-2-195)
с шириной каждого коридора 4,5 м, длиной 48 м, рабочей глубиной
3,2 м и объемом каждой секции 1380 м\ Общий объем аэротенков
второй ступени 5544 мл. Поскольку и аэротенках-пытеснитслях
соотношение длины коридоров к ширине менее 30 : 1, то » соответствии
с данными [6] необходимо секционирование коридоров на пять-
шесть ячеек.
Пример 3.11. Определить объем аэротенков при следующих
исходных данных: расход городских сточных вод Q—180 000 м3/сут;
БПКполн поступающих сточных вод La=220 мг/л; БПКполн
очищенных СТОЧНЫХ ВОД Lf=15 МГ/Л, /(об.макс = 1,4.
Решение. Подсчитаем средний и расчетный расходы
q = Q. 1000/86 400 = 180 000-1000/86 400 = 2083 л/с;
Qpncq = КоГ>.мпкс.<7ср ~ 1,4-2083 2916 л/с ., Ю498 м»/ч.
Так как Ы1К|1М1|„ превышает 150 мг/л, то и соответствии С дан
ными |6| необходима регенерации акппшого ила. Принимаем к
расчету аэротенки-вытеснители с регенераторами и по формуле (3.10)
определяем степень рециркуляции актпнною ила, ориентировочно
приняв дозу ила в аэротенке а—о г/л м илошлп индекс /=100 смуг:
1000/100
0,43
Определим БПКполн сточных вод, поступающих в аэротенк-вы-
теснитель с учетом разбавления циркуляционным активным илом по
формуле (3.14):
»
а
(220 + 15.0,43)7(1 + 0,43) = 158 мг/л.
*
Продолжительность пребывания сточных вод в собственно аэро
тенке подсчитаем по формуле (3.15):
у
158
а
+
t
3о,5 .**_ 15
44-1.02 - 1.47 ч.
»*•* », ~ — »,
Произведем предварительный подсчет дозы ила в регенераторе
по формуле (3.13):
aD = [1/(2-0,43) + 1] 3 = 6,49 г/л.
По формуле (3.8) найдем удельную скорость окисления при мак
симальной скорости окисления рмакс^вб мг/(г-ч), константах KL
33 мг/л и К(у= 0,625 мг/л; коэффициенте ингибирования ф=0,07 и
зольности ила S=0,3 в соответствии с данными [6, табл. 401; концен
трацию кислорода в аэротенке принимаем С=2 мг/л:
85
152
t
15-2 + 33.2 + 0,625-15 V 1 + 0,07-6,49
16,64 мг/(г
»
Определим продолжительность окисления загрязнений по фор
муле (3.12):
220—15
о
»
43-6,49(1—0,3) 16,64
,31 ч.
126
*

Период регенерации ила по формуле (3.16):
*р = 6,31 —1,47 = 4,84 ч.
Продолжительность пребывания воды в системе «аэротенк — ре
генератор»
>a-D = (l+tf)'a + Wn = (1+0,43) 1,47 + 0,43-4,84 = 4,18 ч.
Объем пэротенка по формуле (3.17) будет:
1-17 (I ! 0,4.4) 10 408 22 067 м3.
\
i •. • \ ¦ i
nfii.t'M in м lh pit h»jn ||;|.\п;шм ПО фпрмуло (3.18):
,, 4,84.0,43- |()4«Ж 21 848 м:».
Дли уточнения илового индекса определим среднюю дозу ила в
системе «аэротенк — регенератор»:
Лср
+ Я) *а? +/»р вр
<а-
+ 0,43) 1,47-3+ 0,43-4,84-6,49
,18
э
74 г/л
По формуле (3.11) определим нагрузку на 1 г безэольного ве
щества активного ила:
<7и
24 (La — Ц) 24(220— 15)
л
Яс|>(1-5)>а-т> 4,74.0,7-4,18
355 мг/(г»сут).
По 1,|Г»/| 3.2 плн городских сточных под при <7илж355 мг/
/(r/Vyi) илоиий индии* У 7Г> гм'7<\ что отличается от предвари
голый» припиши иглнчппу У—100 сма/г. Поэтому необходимо уточ
шт. <чтиц, рециркуляции активного ила по формуле (3.10):
1000/76
>
3.
Эта величина значительно отличается от предварительно рассчи
тайной, поэтому требуется корректировка БПКполв с учетом рецир
кулицнониого расхода L , определяемый по формуле (3.14), и
продолжительности пребывания сточных вод в аэротепке /а, вычисляв
мой по выражению (3.15):
9
** 75
a
(220+ 15-0,3)/(1
У
173 мг/л;
/
2,5 173
14 Л\
\
.Г- I I
1, П.Ч ч,
Л (i-'i»< нипиинчмм Iи |и (11и 'и I /in и,( или и рп nirpfliope Up по
фирму м (ИЛ), ум<'!ыта <ни|мн|и < >и in 'И ним (I по формуле (3.8)
»
in рмилн шик ними /„ ип формул!' (.'I ГУ), продолжительности реге
п« |мш мн и ы /„ ни формул» [\ |0) и upiTiNiMiHHH его в системе
«itjpultim ргтиршир* /(| ,,:
п., «11/(2.0,
г/л:
85
15.2
15-2 + 33.2 + 0,025.15 \ Г+.0,07-8
15,5 мг/(г-ч)5
127
*

а
и
220 — 15
о
#а и— 5)р 0,3.8(1—0,3) 15
>
,87 ч;
^ =7,87 — 1,53 = 6,34 ч;
fa_D = (! + /?) /а -f- RU - (1 -|- 0,3) 1,53 + 0,3-6,34 = 3,89 ч
Подсчитаем объемы аэротснка Va и регенератора VP по форму
лам (3.17) и (3.18):
53 (1 4- 0.3) 10 498 = 20 880 м*
а — * ,v^ v* i v»
t
,34.0,3-10 498= 19 967 м3
Находим среднюю дозу ила по вышеприведенной формуле:
аср
+ 0,3) 1,53.3 + 0,3-6,34.8
,89
,45 г/л.
и вновь вычисляем нагрузку на 1 г бсззолмюго иещества активного
ила:
<7и
24(220— 15)
та = — =™ -— -^ J-
Л
»
45(1—0,3)3,89
- 332 мг/(г-сут).
При этой нагрузке иловый индекс (см. табл. 3.2) /==73 см8/г
»
а степень рециркуляции активного ила /< = 0,28, что незначительно от
личается от скорректированных величин /=76 см3/г и /<=0,3. По
скольку степень рециркуляции не должна быть менее 0,3 (для от
стойников с илососами), то окончательно принимаем /?=0,3 и даль
неишего уточнения расчетных параметров аэротенков-вытеснителеи
регенераторами не производим.
По табл. 3.7 подбираем восемь секций четырехкоридорных
аэротенков-вытеснителеи (типовой проект 902-2-178) с шириной каждого
коридора 4,5, длиной 66 м, рабочей глубиной 4,4 м и объемом
каждой секции 5225 м3. Общий объем аэротенков 41 800 м3. Из общего
объема каждой секции два коридора выделяются под аэротенки и
два коридора под регенераторы. Фактическое время пребывания
обрабатываемой сточной воды в системе «аэротенк — регенератор»
составит:
УобщАЭрасч = 41 800/10 498 = 3,98 ч
»
что практически равно расчетному времени /а-р -3,89 ч.
Пример 3.12. Рассчитать аэротенки и систему аэрации при следу
ющих исходных данных: расход городских сточных вод
45 000 м3/сут; расчетный расход QpaC4=2700 м3/ч; БПКполн посту
пающих сточных вод 1а=130мг/л; БПКполн очищенных сточных вод
< = 15мг/л; среднемесячная температура сточных вод за летний
период Тср=20оС; солесодержание сточных вод Сс=2 г/л.
Решение. К расчету принимаем аэротенки-вытеснители без реге
нерации, так как БПКполн поступающих сточных вод La-< 150 мг/л.
Определим степень рециркуляции активного ила по формуле
(3.10), приняв для предварительного расчета иловый индекс
100 см3/г и дозу ила а=3 г/л:
1000/100
»
43.
Подсчитаем БПКполн поступающих в аэротенк-вытеснитель сточ
128
ч.
i
¦

ных вод с учетом рециркуляционного расхода по формуле (3.14)
а = (130+ 15.0,43)/(1 +0,43) =95,4 мг/л.
Продолжительность аэрации определим по формуле (3.9), под
ставив в псе La вместо La и приняв по данным [6, табл. 40] рма
5 мг/(г-ч); Кп =0,625 мг/л; Kl=33 мг/л; Дг
,v, W v,w. w*,* у
07 л/г
0,3; концентрацию растворенного кислорода С=2 мг/л
0,07-3
и
нг>.'>.:41 — o,:i)
2-1-0,025) (95,4— 15)
0S
15
• ¦'---- • ¦
Объем аэротенка-вытеснителя с учетом рециркуляционного рас
хода по формуле (3.17):
>
69 (1 + 0,43) 2700 = 6525 мз.
Уточняем нагрузку на 1 г беззольного вещества ила по формуле
(3.11)
Я и л.
24(95,4—15)
3(1—0,3)1,69
543,7 мг/(г«сут)
По табл. 3.2 находим, что при полученном значении дил иловый
индекс для городских сточных вод У^ 110 смя/г. При новом значе
шш J степень рециркуляции
Р
v
1000/110
0,49.
/
Уточним Ш1К...,лн поступающих и аэротснк сточных вод La,
продолжительность аэрации /, объем аэротенка-вытеснителя и на
грузку на 1 г беззольного вещества ила:
'а _ (130 + 15-0,49)/(1 + 0,49) = 92,2 мг/л;
+ 0,07-3
85-2-3
l
+ 0,625) (92,2— 15) +
92,2
33-2-In — I 1,5= 1,64 ч;
15
64 (1 + 0,49) 2700 = 6598 м3
*
»
Я\А.
.:-. тг *¦*
Ц
24(92,2— 15)
О 'Л) 1,04
538 мг/(г-сут)
По табл. 3.2 находим, что при </„„-Г>:18 мг/(гс у i) / 108 смя
И /? = 0 48. Эти величины прак иниски не оишчаютси от скорректи
рованных величин У 110 ем'/г и /\'~0,49 и, следовательно, в даль
нейшем уточнении расчетных параметром пет необходимости.
По табл. 3.7 подбираем четыре секции диухкоридорных аэротен
ков-вытеснителей (типовой проект 902-2-195) с шириной каждого ко
ридора 4,5 м, длиной 42 м, рабочей глубиной 4,4 м и объемом каж
дой секции 1658 м3. Общий объем аэротенков 6632 м3. Поскольку ре
773
129

жим вытеснения в нашем случае не обеспечивается (соотношение
длины коридоров аэротенка к ширине равно 18,7, что менее 30),
необходимо осуществить секционирование коридоров. Принимаем в
каждой секции аэротенка по шесть ячеек. Секционирование
осуществляется установкой в коридорах аэротснков легких вертикальных
перегородок с отверстиями в нижней части. Скорость движения
иловой смеси в отверстиях перегородок принимается не менее 0,2 м/с.
Рассчитаем систему аэрации. В аэротенках-вытеснителях
аэраторы располагаются неравномерно в соответствии со снижением
загрязнений. Принимаем пневматическую систему аэрации с
мелкопузырчатыми аэраторами и по формуле (3.20) определяем удельный
расход воздуха ?>, приняв удельный расход кислорода воздуха
>
мг/мг. Коэффициент k\t учитывающий тип аэратора, найдем по
табл. 3.3; приняв отношение //F=0,1, получим &i = l,47. Коэффициент
2, зависящий от глубины погружения аэратора «а, находим по
табл. 3.4. Принимаем аэраторы из фильтросных труб и при ла
Н—0,3 -4,4— -0,3^4,1 м находим /.••.. 2,ПО. Температурный коэффи
циепт //| вычисляем по формуле (3 21): /ii ~* 1 \ 0,02(20—20)
Коэффициент качепна иолы для городских сточных вод п%
0,85. Растворимость кислорода и поде найдем по выражению
сР
а
475 — 26. 5С
>^с
>
20,6 у\ 33,5 +Г
475 — 26.5-2
ср
* ¦ *
20,6 \ 33,5 + 20
l
47 мг/л.
При отсутствии данных по солесодержанию можно воспользо
ваться формулой (3.22) и табл. 3.5.
Удельный расход воздуха (при С=2 мг/л) определяем по фор
муле (3.20):
(130—15)
,47.2,56.1-0,85(9,47
>
м3/м3.
По найденным значениям и и / вычисляем среднюю интенсив
ность аэрации по формуле (3.23):
5,3-4,4/1,64= 14,2 м3/(м2'ч).
Поскольку полученная интенсивность аэрации />/Макс (табл.
3.3), необходимо увеличить площадь аэрируемой зоны. Принимаем
f/F=0,15, по табл. 3.3 находим #1 = 1,57 и пересчитываем и и
D
l
(130— 15)
57-2,56-1-0,85(9,47
,96 м3/м3;
>
96-4,4/1,64 = 13,3 м3/(мз.ч).
Полученное значение /</Макс Находим общий расход воздуха
возд = ^Зрасч = 4,96-2700 = 13 392 м»/ч.
Для определения интенсивности аэрации по длине аэротенка-
вытеснителя строим график изменения БПКполн во времени (рис.
3.11). Для этого принимаем начальную БПКполн La=92,2 мг/л, ко
вечную но исходным данным Lt—\o мг/л и несколько промежуточ
ных значении, 75, 50 и 30 мг/л. По формуле (3.9) находим продол
•г
130

LMi/л
Рис. 3.11. Кинетика снижения БПК
номера ячеек
поли
в ячейках аэротенка-вытеснителя
жительность аэрации, необходимую для снижения
а
до перечислен
О
ных выше значении
БПК
ПОЛИ
В
табл
Полученные данные систематизируем
3.21
и строим кривую зависимости
МО
Следует иметь в
виду
го
ри
БПК
равной 75, 50 и 30 мг/л коэффициент
г
>
25
Б-Л И
11.21.
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ АЭРАЦИИ
АЭРОП'НК!'. ИЫТГСИИТИЛЕ ПРИ
t
La, мг/л
а
92,2 мг/л
t
ч
La, мг/л
ч
75
50
»
I
25
64
30
15
I
I
01
G4
Интервал времени (рис. 3.11), соответствующий периоду аэрации
,64 ч, делится на шесть равных частей по принятому числу ячеек
в аэротенке-вытеснитсле, затем определяются величины
Г)ПК
ноли
11.1
входе и выходе из каждой ячейки. Полученные данные < iu-дены и
табл. 3.22. Для каждой ячейки определяются: удельный расход
воздуха D' по формуле (3.20); интенсивность fr-ipattuit при
/
№
*- ¦•
0,27 ч;
расход воздуха
1ИК1Д
IVQ
|>НСЧ.
мя/ч.
Общий
расход воздуха
на
аэротенк (2в0Эд равен сумме расходом воздуха в ячейках: <2возд
7506 м3/ч.
Число пневматических
аэраторов
из
фильтросных труб
определяется для каждой ячейки в зависимости от удельного среднего рас
хода воздуха на аэратор ?воэд
площади одного ряда аэратора на
*
431

fr
ТАБЛИЦА 3.22. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ШЕСТИЯЧЕЙКОВОГО
АЭРОТЕНКА-ВЫТЕСНИТЕЛЯ
Номер ячейки
Показатель
1
)
'Л
L' мг/л
а»
92,2 73 55 39 27 20
/
L,, мг/л
73 55 39 27 20 15
»
мг/мг
0,9 0,9 0,9 0,9 . ,,~ .
/
»
м3/мЗ
68 0.63 0.56 0.42 0.27 0.22
,v^l v,Vw V,vv i V|i*,. v,^f v,
/
f
мз/(м2-ч) 10,92 10,33
>-*l v > ~ I ->*•! w»
47 3.51
/
ПОЗД
>
м3/ч 1836 1701 1512' 1134 729 594
"Ф
2, .44 2,21 1,97 1,48 0,96 0,75
м аэротенка /' по формуле
f
9
ПФ — п _ f
<7вОЗД/
нашем случае при ширине канала 5=4,5 м принимаем фильт
росные трубы d=288 мм и ^Возд = 70 м3/(ч«м), а /'=0,3 м2/м.
Параметры аэраторов из фильтросных труб приведены в табл. 3.23, из
фильтросных пластин — в табл. 3.24 и из дырчатых труб — в табл.
3.25.
T Л Г» Л И II А 3.23. ПАРАМЕТРЫ АЭРАТОРОВ ИЗ ФИЛЬТРОСНЫХ
ГРУЬ ПРИ ПОТЕРЯХ НАПОРА 0,3-1 м
Длина участков аэраторов.
Диаметр, мм | м, на один стояк, при допустимой I Удельная
неравномерности аэрации I производи
тельность*
наружный внутренний I 5 % 10 % 15 %
м3/(ч.м)
242 I 184 25 43 53 30—112
200 29 51 60 35—115
288 I 228 33 56 72 40—126
При расчете средней интенсивности аэрации было получено, что
площадь аэрируемой зоны должна составлять 15 % площади
аэротенка. При секционировании аэротенка-вытеснителя в соответствии
с расчетом числа аэраторов укладываем в 1-, 2-, 3- и 4-й ячейках по
дно фильтросных трубы а=288 мм, а в 5- и 6-й ячейках по одному
аэратору. Общая площадь аэрируемой зоны в этом случае
составляет 11 % площади аэротенка.
Для более тщательного регулирования подачи воздуха на воз-
132

¦
ТАБЛИЦА 3.24. ПАРАМЕТРЫ АЭРАТОРОВ ИХ ФИЛЬТРОСНЫХ
ПЛАСТИН ПРИ ПОТЕРЯХ НАПОРА 0,2
м
Размеры каналов, мм
ширин а
250
250
глубина
100
200
Длина участков аэраторов,
при допустимой неравномер
м.
ности аэрации
б %
0
юч
о
04
1 20
78
МО
15%
О
88
150
Удельная
производи
тельность»
м3/(ч-м)
30
30
т
Б Л И Ц А 3.26. ПАРАМЕТРЫ АЭРАТОРОВ ИЗ ДЫРЧАТЫХ ТРУВ
ОТВЕРСТИЯМИ ДИАМЕТРОМ 3 мм ПРИ ПОТЕРЯХ НАПОРА 0,1Я м
Диаметр, мм
наружный

внутренний
Число
отверстий
на
м
аэратора
Длина участков аэраторов, м,
при допустимой
неравномерности аэрации
5°/с
о
10%
О
15%
о
Удельная


дительность,
м3/(ч-м)
88
80
40
80
120
20
4 , Г>
24
10,7
0,7
26
14
У
У
36
73
110
>
духоводах каждой ячейки следует устанавливать расходомеры с за
движками или вентилями.
Пример 3.13. Рассчитать систему аэрации аэротенка-вытеснителя
с регенератором при следующих исходных данных: ширина коридора
4,5 м
, длина
расход воздуха
жителыюсть аэрации
10
60 м, высота рабочего слоя
Я
м; удельный
9,5 м3/м3; расчетный расход 3000
м3/ч;
продол
4,3 ч; допустимая неравномерность аэрации
Решение.
а-фотемках нитеепптелих
v
регенераторами число
If
аэраторов на первом полоннпе длины афомчпши
принимается вдвое большим, чем на остальной длине.
и
регенераторов
Определим средшою шпгиспииопь а >рации но формуле
(3.23):
/,.
СП
<>,5'i/<i,:i
8,41
м:,/(мг«ч).
¦
Интенсивность аэрации па первой половине аэротенка и регене
ратора
1
»
33/Сп, а на второй
2
>
67/
ср
133

Принимаем аэраторы из дырчатых труб {табл. 3.25) е наружным
диаметром d=114 мм и числом отверстий ка 1 м аэратора — ВО.
Удельная производительность такого аэратора <7возд=73 м3/(ч-м), а
площадь одного ряда дырчатых труб /'=0,12 м2/м.
Определим число рядов дырчатых труб на первой половине
аэротенка и регенератора:
"Ф1
,33/с1)? 1,33-8,44-4,5
<7возд/' ~~ 73-0,12
5.77
»¦ ¦»
а на второй половине
/гф2 = лф1/2 = 5,77/2 = 2,89
I
нашем случае принимаем на первой половине аэротенка и
регенератора шесть рядов дырчатых труб, на второй половине —три
ряда, соответственно распределив расходы воздуха.
Для сокращения протяженности наружных воздуховодов, сто-
U
яков и запорной арматуры количество стояков для подвода воздуха
к пневматическим аэраторам должно быть минимальным; оно опре-
М *#
деляется им условии допустимой неравномерности распределения воз
духа вдоль коридоров афотепком. По табл. 3.25 при допустимой
неравномерности аэрации 10 % находим, что длина участка,
обслуживаемая одним стояком, равна 17,4 м. Следовательно, при длине
коридора 60 м каждый из них должен обслуживаться четырьмя
стояками.
Пример 3.14. Определить размеры аэротенка-отстойника при
следующих исходных данных: расход сточных вод Q = 26 000 м3/сут;
расчетный расход Qpac4=1470 м3/ч; БПКполн поступающих сточных
вод La=150 мг/л; БПКполн очищенных сточных вод Lt*=2Q мг/л;
удельная скорость окисления р== 19 мг/(г*ч).
Решение. Определим продолжительность аэрации по формуле
(3.7), приняв дозу ила в зоне аэрации а=3,5 г/л:
150 — 20
19
»
Ч,
Объем зоны аэрации аэротенка-отстойника
а = Срасч'= 1470.2,8 = 4116 м3
Принимаем четыре аэротенка-отстойника с рабочей глубиной
На = 3,2 м; шириной зоны аэрации 5а=б м в длиной /а=53,6» 54 м.
Определим расчетную площадь зоны отстаивания, м2, на высоте
0,5Яв при допустимой скорости восходящего потока в расчетном
сечении v^ =0,25^-0,5 мм/с (в нашем случае ^1=0,4 мм/с) и числе
аэротенков-отстойников па—4:
о = Qpac4/(3,60i па) = 1470 (3,6-0,4.4) == 255 м*.
Ширина зоны отстаивания В0 на высоте 0,5 На
В* = /V/a = 255/54 = 4,7 м.
Расстояние от нижней грани козырька до днища Лщ находим
при скорости движения жидкости в щели i>2=3 мм/с:
щ = Qpac*A3,&>a п& la) = 1470/(3,6-3.4.54) = 0,63 м.
Подсчитаем расход циркулирующего ила при
кулирующего ила ац=4,5-^6,4 г/л (в нашем случае
цир
<7ц = <грасЧя/(ац~а) = 1470.3,5/(4,8 — 3,5) =3958 м3/ч.
134

Рис. 3.12. А эротен к-отстойник
аэрационная часть;
//
отстойная часть;
подмчл сточных под;
воздуховод;
выпуск очищенной сточной воды;
4
чрлифт;
5
трубопро
вод для отвода избыточного ила;
иловый бункер
Ширину и ли более узкой части попы отстаивания
, м,
определяем по скорости дилжслия иловой смеси, принимаемой в зависимости
от концентрации илоиой смеси
•
V»
4-ИО мм/с
нашем примере
V-A
5
мм/с):
Qv>
асч
+ <7ц
>
6v
3
п
а
а
1470 + 3958
6«5«4«54
1.4
м
»
Зона
аэрации отделяется
п г* тЛО\
от
зоны отстаивания продольной
на
клонной (под углом 65
70
перегородкой (рис. 3.12) со струенап-
._ ....... - . А ПО
равляющим козырьком, спускающимся и зону аэрации под углом 45
к горизонту.
Подачу сточной воды и циркулирующего
ила
в зону аэрации
осуществляют рассредоточение по длине аэротенка. Для
принудительной циркуляции активного ила в зоне отстаивания
предусматриваем иловые бункера с эрлифтами. Подсчитаем площадь в плане
иловых бункеров при скорости осаждении ила м бункере
v*
10 мм/с
(принимаем
мм/с)
и концентрации ила но взвешенном слое аи}»
г/л:
/;б
W
рлеч
7 ц)
а
(1470
3%Н) 3,5
З.(ш. аалп п
f
1
ц
3 ,()•()• 4-4
55 м
г
Иловые бункера располагают как н поперечном, так и в
продольном направлении зоны отстаивания; верхняя кромка илового
бункера заглубляется на 0,3
0,5 м
ниже уровня взвешенного слоя.
При поперечном расположении иловых бункеров расстояние между
ними устанавливается 3—4 м,
135

Удельный расход воздуха эрлифтами для перекачивания цирку
лирующего ила определяем при геометрической высоте подъема
активного ила /гг=0,5 м; КПД эрлифта т]э=0,6 и глубине погружения
форсунки эрлифта от уровня налива //п = 2,4 м:
уД
А г
i
23г)
э
liv (//
п
/Л г
10
10
J
23.0
>
>
>
4/0
I
+ 10
>
48 м3/м3
10
Избыточный активный ил удаляется из зоны отстаивания
от
О
метки, соответствующей половине высоты слоя взвешенного осадка,
по иловой трубе под действием гидростатического давления воды.
Иловые трубы должны располагаться между бункерами.
Пример
3.15.
Прои.'ннчти расчет механического аэратора
по
перхностиого тина и определить необходимое число аэраторов для
установки в трех секциях двухкоридорных аэротенков при
следующих
исходных данных: расход городских сточных
30 000 м3/сут; БПКполн поступающих сточных вод
а
вод
150 мг/л
9
БПК
полн очищенных сточных вод
t
pa аэротенка
а
48 м
У
дефицит кислорода
о
ширина
0.7.
м
15 мг/л; длина одного кори до
; рабочая глубина #=4,4 м
>
Решение. Расчет аэратора заключается в определении оптималь
ных его параметров (рис, 3.13)
>
режима
работы и технологических
показателей.
Рис.
3.13.
Механический поверхност
ный аэратор дискового типа
прорези;
лопасти;
диск
Диаметр аэратора назначаем из условия
а
Число лопастей
п
л
Длина лопасти
л
у
15
5-0
)
>
17-6
(10
г \2)Vd
а
21/
nd
а
)
14-1
Я -г- Я
л
)
14
12
м
12
9
21 м
136

Высота лопасти определяется по формуле
л
ge/2 + tV2gh
п>
где пп— глубина погружения диска, равная 0,08—0,1 м; t —
продолжительность пробегания лопастного пути, равного расстоянию
между лопастями (или продолжительность поворота лопасти на угол,
равный углу между лопастями), с; t=ll(nQnJl) здесь п0 — частота
вращения аэратора, с-1
Задаемся частотой вращении аэратора, исходя из окружной
скорости вращении, равнин 3,Г)— 4,Г) м/с: /«1/(1,2-12) =-0,07 с. Теперь
подсчитаем высоту лопасти:
л — v»v vv»
07)a/2 + 0l07]/*2-9l8.0ll .0,13 м.
Правильность выбранной частоты вращения проверяется
условием
#ст = "п + «
Статический напор аэратора, м
л Vх па
"ст=К »2 (Л - 4) 7(*л • 2й)
>
где ял — коэффициент учета числа лопастей:
л
= 1
3,6
п
л l1 v вн/# а
)а] 12 11 —(0,29/0
I
... ,45;
(о — угловая скорость, равная 2ля0» рад/с; Л'ц — коэффициент исполь
зонаини боковой поверхности аэратора:
и ... i L\) .. j »
2/i
л
здесь 1>0 — скорость подъема воды на входе в аэратор:
v
о
V2g (/гп + Дл) =/2.9,8(0,1+0,13) =2,12 м/с
Далее подсчитываем йа и Яст и проверяем правильность выбора
частоты вращения:
0,07 / 9,8-0,07
,ol,
а — .„ ,у .,» i 2, 12
2-0,13
Яст = 0,51 (2*3,14-1,2)? (0,5? — 0,292)/(1,45.2-9,8) = 0,17 и\
пт^л^ ла/ — v»
+ 0,13(1—0,51) =0,164 м
Поскольку требуемое условие соблюдается, переходим к расчету
**
технологических показателен аэратора.
Расход жидкости, перекачиваемой ачратром,
у
S
In
а „ iv о
2л .
4' 1
а
14а- Is? / 9,8-0,07 \/ 0,21
"\12
2-12
>
61 м3
Мощность, потребляемая аэратором, кВт, при плотности жидко
137

сти р= 1 т/м3 и периферийной скорости вращения a*»m/«/io»3,t4x
XI •1,2=3,77 м/с составит:
"нетто о.
PQay'n Г. й(2Л
п i "л
с-2
II
1-0,61.3,77я Г. 9,8(2-0,1 + 0,13)
2-1,45
,77
2
}
68 кВт.
Окислительная способность аэратора
Ма = (2,8 -г- 3) #Нетто = 2,8-3,68 = 10,3 кг/ч = 247 кг/сут.
Рассчитаем обслуживаемую одним аэратором зону, которая
определяется из условия обеспечения придонной скорости движения
воды (на глубине 0,2 м от дна), равной 0,35 м/с. Поверхностная
скорость
v
х — vi
35 l(// — 0,2)/0f2|°'M-= 0,351(4,4 ,— 0,2)/0|2]°*|4 = 0,54 м/с.
Тогда joim, обслулишаемая одним аэратором, определяется как
квадрат с размером стороны:
2 л .. г// 9
2kt 0. v^J vi nd
а — ^э^а^абс/.[wx 4Шаh
где k9 = 1,14 — коэффициент, определяемый экспериментально;
^абс = абсолютная скорость выхода жидкости из аэратора, м/с:
2 2
tfaSc—K vr + уш здесь уг= (Ун + ^п)/2 — радиальная скорость
выхода жидкости из аэратора: |ун — скорость вращения в начале лопа
сти: Он = я(йа—2 /л)я0=3,14(1— 2-0,21)1,2=2,19 м/с].
Подсчитаем рг, ^абс и /а:
г — V»
19+3,77)/2 = 2,98 м/с;
",.flfi -= К 2,982 + з,77? = 4,8 м/с;
а
(2.1,14'.0,01.4,Н)/(0,54«.3,14-1) = 8,3 м.
Число аэраторов определяем из условия обеспечения перемеши
вания воды:
$
па = /г/(/а5)= 1728/(8,3-6) = 34
»vi
где F — площадь трех двухкоридорных аэротенков, равная 1728 м2,
Необходимое к установке в аэротенках число аэраторов в
соответствии с их окислительной способностью определяется по формуле
«; = ZQ(La-?.)/(* Ма do)
»
где Z — потребность в кислороде на 1 кг снятой БПКдолн, разная
1,05—2,3 в зависимости от режима работы аэротенков; Ма — окисли
тельная способность аэратора, кг/сут; &Ст — коэффициент качества
сточных вод, равный 0,7—0,9; для городских стоков — 0,85.
Принимаем La и Lt в кг/м3, коэффициенты Z=l,3 и #Ст=0,854
Тогда
п
п *,
3-30000(0,15—0,015)
а 0,85-247-0,7
35
l
т

Аэратор работает оптимально при п
/
//
а
шему расчету.
па> что соответствует на
*
установке принимаем 36 аэраторов, по шесть
аэраторов в каждом коридоре.
Для обеспечения хорошей циркуляции воды в аэротенке и
предотвращения выпадения взвешенных веществ на его дно
устанавливают стабилизаторы потока в виде вертикальных труб диаметром
0,6 м с зазором 1 см под аэратором. Стабилизаторы устанавливают
соосно с аэраторами, они имеют верхние и нижние конические уши-
рения, при этом верхние уширепин оборудуют вертикальными ради-
алыю расположенными лопастями, предотвращающими
закручивание поды м плоили ».i горе.
Дли
упрощении расчетом при подборе механических дисковых
аэраторов поверхностного тина в табл. 3.26 приведены основные их
характеристики.
ТАБЛИЦА 3.26. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЭРАТОРОВ
ПОВЕРХНОСТНОГО ТИПА
о
(О
со
а
2
СО
О)
5гч
X
со
О
СО м
О
со Л
з« о
CD
со
О
Ч
О
ч
н
Размеры
лопасти, см
со
о
СО
I I
Н CU _
? * S
ж t* о
**ч ^*i, L^
СО
Я с
ж
i
,V1 fQ
^
сО *
Ч и
о8
О
о
0,5
0.7
1
5
)
5
1
4,5
133
г
1)5
07
АН
38
32
27
24
22
21
9
п
)
I
>
75
95
25
У
э
,76
4,95
12
16
18
18
24
24
24
24
14
14
13
14
15
18
17
18
20
22
17
20
21
25
30
37
35
40
47
52
у
У
У
И
18
26
38
52
75
У
У
У
У
У
У
80
170
230
550
800
1250
1860
2600
3500
4900
Пример
3.16.
Выбрать технологическую схему биологической
очистки сточных вод химического комбината и поселка городского
типа и определить объем сооружений биологической очистки при
следующих исходных данных: расход сточных вод химического комби-
400 м3/ч; БП К иол it поступающих на
2000 мг/л;
ната
пр
8000 м3/сут; Q
раст и 11
биологическую очистку ироимиодстнеипых сточных вод
ни
расход городских сточных
иод
I ом
10 000 м:,/сут;
расч.гор
650
м;7ч;
Ш1К
llit.ll И
городских сточных иод после сооружений
мс
^*
«1
ханическоп очипкп
I'DIi
210
mi /л;
1.IIK
ПОЛ II
ОЧП1ЦСПИЫХ
сточных
вод
t
15 mi7л
Решение.
При
очистке нысококоицентриронанных сточных вод
применяется двухступенчатая биологическая очистка. В качестве
первой ступени применяем а фотсикп смесители с регенераторами,
обеспечивающие
в
нашем случае 85 %
иый эффект очистки; в качестве
второй ступени
аэротеики-вытеснители
первой ступени очистки предусматриваем
с
регенераторами.
После
отстойники
продолжи-

*Г ш*/г
i
мгдесут)
Рис. З.И. Зависимость J™f(qf )
Для
производственных сточных вод:
для смеси производственных и
городских сточных вод
тельностыо отстаивания 1.5 ч
>
а после второй
ч
Городские сточ
ные воды смешиваются с производственными перед аэротенками-вы
теснителями и дальнейшая их очистка осуществляется совместно.
целью получения расчетных параметров для сточных вод хим
комбината, была
проведена научно-исследовательская работа
в
ре
зультате которой определено, что максимальная скорость окисления
производственных сточных ВОД Ома
45 мг/л; константа
0.17
>
мг/л
120 мг/(г
константа
L
коэффициент ингибирования
На
{о л
)С1
!ла
0.3
с
3.14
рпиедспа зависимое
>
/ (41.)
пых вод химкомбината и их смес
при очистке сточ
с
Для
городскими сточными водами
смеси
сточных
вод
химкомбината
с
100 мг/(г
L
40 мг/л
»
БПК
очистки
0.8 мг/л
ГОРОДСКИМИ Ома
»
>
л/г
0,3
полн производственных сточных
вод
после первой ступени
1
пр
(100
85)/100 = 2000(100 — 85)/100 = 300 мг/л.
4.5
По результатам исследований задаемся средней дозой ила аСр
г/л
120 см3
коэффициентом регенерации
0.75
и
иловым индексом
По формуле (3.10) подсчитываем степень рециркуляции
активного ила
»
1000/120
*
1,17.
Скорость окисления
в
ределяем по формуле (3.8)
аэротенке-смесителе
регенератором оп
мг/л:
при концентрации кислорода в аэротенке
120
300-2
300-2+45.2+ 1,2-300
I
17
>
39
9
мг/(г»ч).
140

Найдем общую продолжительность
аэрации
на
первой ступени
по формуле (3.7):
пр
1
ср
S)9
2000
300
У
)
39
13
»
»
ч.
Общий объем аэротенка-смесителя и регенератора составит:
ч
1
Qpacq.np Н
400-13,8 = 5520 м?.
Объем аэротснка
Vu
I
Г) 5 20
\
i-^/(i
J
I
75/(1
0,75)
1380 м:«
»
объем регенератора
IP
1
ia
5520
1380
4140 м5*.
на
учетом полученных результатов расчета уточняем нагрузку
г беззольного вещества ила по формуле (3.11):
24
Яш
пр
1
24 (2000
л
а
ср
}
}
300)
13
>
939 мг/(г-сут).
По рис. 3.14 находим, что при этом значении <7ил Для сточных
вод химкомбината
130 см:7г.
Уточняем значение степени рециркуляции:
>
1000/130
>
»
4.
Теперь определим до:»у ила и ;протенке смесителе:
я,
i
с/,.
С Р
5520•4
$
с - х-
а
ia
+ [1/(2Я)
1JV
IP
1380 +[1/(2
>
114140
>
55 г/л.
Рассчитаем
вторую ступень
биологической очистки
вытеснителей с регенерацией, приняв дозу ила а
г/л
аэротенков
, табл. 41]
У
о
иловый индекс
мг/л.
Подсчитаем
100 см3
>
концентрацию растворенного кислорода
расчетный расход
pac'l.c м
И
)
ПК
поли СМССИ
см
производственных сточных вод после первой ступени биологической
очистки и городских сточных вод после механической очистки
расч.см
расч.пр
расч.гор
400 + 650 = 1050 м3 /ч;
1
пр
YU
ор
Qv
ГОП
300•8000
240- 10 000
см
„^
IIP
Qv
<>Р
НПО
10 000
207
мг/л.
По
формуле (И. 10) определим степень рециркуляции активного
ила:
1000/100
>
43.
БПКполн сточных вод, поступающих в аэротенк-вытеснитель,
учетом разбавления циркуляционным активным илом находим по
\
141

формуле (3.14):
f
Lcu + LtR 267+15-0,43
CM
+ /?
,43
191 мг/л.
Продолжительность пребывания сточных вод в собственно аэро
тенке подсчитываем по зависимости (3.15):
2^5
'а- о,5
см
191
15
L59 ч.
Произведем предварительный подсчет дозы ила в регенераторе
по формуле (3.13)
а
2-0,43
9
49 г/л.
По формуле (3.8) найдем удельную .скорость окисления смеси
городских и шюитодстиеишлх сточных иод:
100
1Г)-2
15-2+1о• 2 + 0^ 15 V1 + °>*• 6,49
14,9 мг/(г.ч).
Определим продолжительность окисления загрязнений по выра
женшо (3.12):
см
267—15
о
Ra
43.6.49(1 — 0.3) 14
, »^ v,»~ 1 «. ~ » "/ * * »
>
66 ч
Период регенерации кла
fp = t0 — fa = 8,66—1,59 = 7,07 ч.
Продолжительность пребывания сточных вод в системе «азро
тенк—регенератор»
а-» V» ^ п
R)t + #/=*(!+0,43) 1,59 + 0,43-7,07 = 5,31 ч.
Объем аэротеика но формуле (3.17)
2а = U (* + R) Qpac^cM = 1,59 (1 + 0,43) 1050 = 2387 мз
Объем регенератора по зависимости (3.18)
tp - 'р tfQpac4.ctt = 7,07-0,43.1050 = 3192 м*
Для уточнения илового индекса определим среднюю дозу ила в
системе «аэротенк—регенератор»:
асъ
+ /?) La + Rtva
а
+ 0,43) 1,59.3 + 0,43-7,07.6,49
,31
г/л.
По формуле (3.11) определим нагрузку на 1г беззольного веще
ства активного ила:
Фил
24 (LCM - Ц) 24 (267 - 15)
а
сп \- ~/ а
5(1— 0,3)5,31
325 мг/(г-сут).
142

По рис. 3.14 для смеси производственных и городских сточные
вод при <уил = 325 мг/(г'сут) иловый индекс /=75 см3/г, что отлича
ется от предварительно принятого /~ 100 см3/г.
Уточняем степень рециркуляции активного ила
1000/75
>
3.
Эта величина значительно отличается от предварительно рассчи
тайной, поэтому требуется корректировка значений ?см1*а; р; to, fp,
а-р*
#
'"СМ
207 Н- |Г>.0,3
1 + 0,3
201) мг/л;
*
209
а
З0'5 s 15
1,65 ч;
°р
2.0,
г/л:
100
15-2
15-2+ 40-2 4-0,8-15 V 14-0,1-8
13,7 мгдг-ч);
267 — 15
о
0,3-8(1 —0,3) 13,7
10,05 ч!
tn = 10,95—1,65 = 9,3 ч;
р — 1V/»
n-n
0,3) 1,65 I-0,3-9,3- = 5,94 ч.
Подсчитаем среднюю до^у ила и вновь определим нагрузку на
г беззолытго вещества активного ила:
4-0,3) 1,65-3 4-0,3-9
аср
>
,94
,84 г/л;
4и
24 (267 — 15)
л
4,84(1—0,3)5,94
301 мг/(г-сут).
При этой нагрузке иловый индекс (рис. 3.14) У**78 смп/г, а сте
пень рециркуляции активного ила /с«-0Д что практически не отли
чается от скорректированных значений, поэтому окончательно при
нимаем #=0,3 и подсчитываем объемы аэротенка к2а и регенератора
2р второй ступени:
V2H ^ 1,65 (1 + 0,3) 1050 2252 м:*;
У2р 9,3-0,3.1050 2930 м«.
Общий объем аэротенка пи нппиели и регенератора
1А. I7.,,, I I'*,, 2252 I 2930 ^ 5182 м\
М I »j|l
целях обеспечения надежности работы число секций аэротен
ков должно быть три-четыре. В нашем случае для первой ступени
биологической очистки, где приняты аэротенки-смесители с
регенерацией, необходимы четырехкоридорные аэротенки, но подобрать
таковые по типовым проектам не представляется возможным. Поэтому
143

конструктивно принимаем четыре секции четырехкоридорных аэро-
тенков-смесителей с шириной каждого коридора 4,5 м, длиной 24 м,
рабочей глубиной 3,2 м объемом каждой секции 1383 м3. Общий
объем аэротенков-смесителей составляет 6532 м3. В каждой секции
один коридор выделяется под аэротсик, а три — под регенератор.
По табл. 3.7 для аэротенкоп-иытсснителей второй ступени
подбираем четыре секции двухкоридорных аэротенков (типовой проект
902-2-195) с шириной каждого коридора 4,5, длиной 48 м, рабочей
глубиной 3,2 м и объемом каждой секции 1386 м3. Общий объем
аэротенков-вытеснителей составляет 5544 м3. Поскольку режим
вытеснения в нашем случае не обеспечивается (соотношение длины
коридоров к ширине менее 30), необходимо секционировать коридоры
на пять-шесть ячеек. В каждой секции один коридор выделяется под
О
аэротенк, второй — под регенератор.
Пример 3.17. Рассчитать окситенки при следующих исходных
данных: расход смеси производственных и городских сточных вод
11500 м3/сут, расчетный расход (<>,,„«• •¦--730 м:,/ч; БПКнолн посту
пающих сточных иод /,„ 390 mi7л; ЬИКшиш очищенных сточных
ИОД Lt -- 1Г> М1/Л. РПСЧСТИЫС КОИСТаНТЫ Омакс^ПО МГДГ-ч), Кь
37 мг/л, /\0^1 мг/л, (|)~0,12 л/г, 5=0,3, среднемесячная температу
ра сточных вод за летний период Гср=18 С, коэффициент л2=0,7.
Решение. Подсчитаем удельную скорость окисления по формуле
(3.8), приняв в соответствии с данными [6] концентрацию
кислорода в иловой смеси окситенка С—9 мг/л—0,009 кг/м3, а дозу ила
г/л:
ПО
15-9
/
15-9 + 37.9+ 1-15 \ 1 + 0,12-7
16,7 мг/(г-ч).
Продолжительность пребывания сточной воды в зоне аэрации
определим по формуле (3.7):
390 — 15
0,3) 16,7
у
58 ч.
Суммарный объем мопы а-фации окентопкоп
а = <Эрасч'= 730-4,58 = 3343 м3
институте Союзводоканалпроект разработаны проекты окси-
тенков диаметром 10, 22 и &0 м, в которых зоны аэрации, окисления
и илоотделения равны между собой.
Принимаем окситенки Dq=22 м и рабочей глубиной #=4,5 м.
Общий объем окситенка Ki= 1708 м3, а объем зоны аэрации Vai
854 м3. Диаметр зоны аэрации
Da
ai
>
854
785-Я Г 0.785-4
> • ^w * ,
15,5 м.
Число окситенков
п = VJVtii = 3343/854 = 3,9.
Принимаем четыре окситенка диаметром 22 м.
Площадь илоотделения Fa<» м2, рассчитывается исходя из дозы
ила а, илового индекса / и соответствующей им гидравлической
нагрузки <7ио. Иловый индекс определяется экспериментально, он зави-
144
4

JL
~J>
Рис. 3.15. Окситснк
подача осиплонииП сточной поди;
А — мсхинпчсскиЛ иэрлтор;
2
кислорода
литсль; 7
лоток; Ю
ного ила
*
t
г>
реактор;
3
подача технического
выпускные окна;
перемешивающее устройство;
воздухоотде-
водосборный
илоотделитсль;
выпуск очищенных сточных вод; И — выпуск избыточного актив-
сит от состава сточных вод и нагрузки на ил. Определим нагрузку
на
г ила:
24
<7ил
а
Ц)
24 (390
15)
at
7-4,58
281
мг/(г«сут).
нашем случае для <7ил = 200; 300; 400; 500; 600 мг/(г«сут)
значение / соответственно равно: 90; 60; 60; 80; 110 см3/г.
Следовательно
>
при #ил—281 мг/(г-сут), значение /=64 см3/г.
Гидравлическая нагрузка на илоотделител!
<7и
О
5,0; 3,3; 1,8; 1,2;
0,8 и 0,7 м3/(м2-ч) при условном (ичрп »морпом параметре (/У/1000,
равном соответственно 0,1;
параметр яУ/100(Ь 7-ГИ/1000
«)
»
; 0,3;
0/1; 0,Г> н 0,0
и определим
</и
о
I юдсчитаем
м:7(м2«ч).
Тогда необходимая площадь илоотделшелеп окенгенкоп будет:
по
г/расч А/
и <>
730/1
730 ма
Фактически площадь илоотделителеи
ио.ф
Фактическая
1
п/(2П) .--¦ 1708.4/(2-4
>
759 м*
О
площадь практически не отличается от расчетной
t
поэтому окончательно принимаем четыре окситенка (рис. 3.15)
дна
10
773
145

метром D0= 22 м, высотой рабочего слоя #=4,5 м, шириной зоны
воздухоотделителя 6=0,25 м и диаметром цилиндрической перего
родки ?>ц=16 м. Если фактическая площадь будет значительно
отличаться от расчетной, то следует изменить дозу ила и повторить
расчет.
окситенках для окислительных процессов используется
технологический 95 %-ный кислород от действующих кислородных
установок промышленного предприятия. Коэффициент использования
кислорода т]о=0,9. Подсчитаем скорость потребления кислорода:
v
а
О
Ц) QpaC4 (390 — 15) 730
1000л
1000.4
68,4 кг/ч
Определим температурный коэффициент сточных вод по форму
ле (3.21):
ч = 1 + 0,02 (18 — 20) = 0,90.
Подсчитаем необходимую окислительную способность аэратора
стандартных ус/юниях) при Ст 9,4 мг/л - 0,0094 кг/м3 (см. табл.
3.5);
ОС
Ст vQ
л1/г2{0,174[(1^г1о)/ло]
, 0094.68,
>
96-0,7 {0,174 [(1 — 0,9)/0,9] — 0,009}
93 кг/ч = 2232 кг/сут.
По табл. 3.26 подбираем аэратор поверхностного типа диамет
So с ^а==3»5 м» частотой вращения 24 мин-1, мощностью (нетто)
38,5 кВт и окислительной способностью 2600 кг/сут. Если условия
не позволяют применять аэратор с <4=3,5 м, то можно восполъзо
ваться аэраторами меньшего диаметра и пересчитать частоту вра
щепия и потребляемую мощность.
Например, можно применить аэратор диаметром </а = 2 м с час
тотой вращения л0=38 мин-1, потребляемой мощностью ЛГСТ«
11,8 кВт и окислительной способностью ОССт = 800 кг/сут=33,3 кг/ч.
Поскольку окислительная способность стандартного аэратора
недостаточна, необходимо повысить частоту его вращения и
соответственно увеличить мощность привода. Необходимую частоту вращения
определим по формуле:
/
Ч = поV^/OC^ = 38 j/93/33,3 = 64 мин
Рассчитаем требуемую мощность аэратора на валу:
/
^стКЮ2= И,8{64/38)2 = 33,5 кВт.
Мощность привода аэратора при его КПД Л^э==0,7 составит:
N6x> = N' /г)э = 33,5/0,7 = 47,9 кВт.
Интенсивность перемешивания механическим аэратором
оценивается по донной скорости уд в наиболее удаленной точке зоны его
действия, значение уд должно быть не менее 0,2 м/с.
146

Подсчитываем величину vK при аэраторе диаметром
2,76^6(пЛ0'2 2,76.20'6.640-2
м
0,45 "~ tA rWO\l.l/ic с/о\».45 — '»" М'С»
(Я/da)1*1 (?>а/<*а) (4t5/2)1-1(15,5/2)
что значительно выше требуемой величины.
Подсчитаем необходимый расход кислорода
?t)Qnac4 (390-15)730
а — *-t) чрасч
° ЮООц 1000-0,9
304 кг/м
Пример 3.18. Рассчитать циркуляционные окисли тельные каналы
при следующих исходных данных, расход сточных иод у*-730 м3/сут;
БПКб сточных вод после решеток La —250 мг/л; УЛ\1\ъ очищенных
сточных вод Lt—15 мг/л.
Решение. Определяем продолжительность аэрации сточных вод
в циркуляционном окислительном канале по формуле (3.7) при а
3,5 г/л; S=0,35 и р=4 мг/(г-ч):
250 — 15
>
5(1-0,35)
25,8 ч.
Принимаем один циркуляционный канал непрерывного действия
О-образной формы, рабочей глубиной #ц=1 м, шириной по дну Вц
2,5 м; площадь живого сечения S4 = 4 м2.
Канал оборудуем механическими аэраторами клеточного типа
длиной /a=2,5 м и диаметром d&=*90 см, глубиной погружения
20 см и частотой вращения м0=80 мин-1. По формуле (3.24) под
считываем требуемое количество кислорода при Z»»l,42 мг/мг:
Л1Г|) = 1,42 (250 — 15) 730/1000 -, 244 кг/сут.
"По табл. 3.8 находим расчетную производительность 1 м приня-
• *
того к устройству аэратора
Мй =2,4 кгО./(ч-м).
При длине аэратора /а=2,5 м его производительность в сутки
составит: M=Afa/a-24=2,4-2,5'24=144 кг 02/сут. Принимаем к уста
новке два аэратора общей длиной 5 м.
Определим требуемую скорость движения жидкости в канале
по формуле (3.26)
»тр«0,25]/*3,5.1 -^ 0,47 м/с
Теперь подсчитаем требуемый объем канала кц, его длину /ц и
гидравлический радиус R:
fQ/24 = 25,8-730/24 == 785 м:>;
/„- VtJSn 785/4 19G м;
Ц " II'^'Н
- VX' */«.! О.СИ»,
где Y — смоченный ппримем), ранний <>,| м
Определим скорость дниженнн жичкосш и канале, создаваемую
одним аэратором, по формуле (3.27) при /.«0,03; л» 0,014; 2?=0,5.
а
-¦•*'"' ~-
,03-2,Г>
9
014»
0,66
raj* 196 + 0,05*0
*
0,45 м/с,
*
147

что незначительно отличается от уТр. При двух работающих аэрато
pax в канале создается скорость иа=0,64 м/с, что существенно
превосходит УТр.
Количество избыточного активного ила равно 0,5 кг на 1 кг
БПКб; его влажность при удалении из отстойника составляет 98 *)
Для разделения иловой смеси применяются вертикальные отстойни
щ
ки диаметром 4—9 м, продолжительность пребывания сточных вод
в них 1,8—2,4 ч. В качестве контактных резервуаров используются
вертикальные отстойники диаметром 2—6 м, продолжительность
контакта составляет 0,5—1.2 ч.
,^ .,
нашем случае в соответствии с типовым проектом 902-2-256
(производительность циркуляционного окислительного канала
700 м3/сут) принимаем один отстойник диаметром 9 м и один кон
тактный резервуар диаметром 6 м. Перед циркуляционным
окислительным каналом устанавливаем две решетки-дробилки РД-200.
Пример 3.19. Рассчитать капельный биофильтр при следующих
исходных данных: расход сточных под Q^850 м3/сут, БПКполн по
ступающих сточных иод /„,^200 мг/л, ЫЖполп очищенных сточных
иод l,t\\) мг/л, ереднешмпии температура сточных вод / = 12
о
>
среднегодовая температура воздуха ТВОвл, — ^>ьС
Решение. Определяем коэффициент К по формуле (3.28):
200/19= 10,5.
По табл. 3.9 в зависимости от среднезимней температуры сточ
ных вод Т и высоты слоя загрузочного материала Н находим бли
жайшее значение дТабл. Принимаем #=2 м и находим /Стабл=10,7
При этих условиях гидравлическая нагрузка q—2 м3/(м2-сут)
<
Площадь биофильтров находим по формуле (3.29)
850 /2 = 425 м2
Принимаем четыре секции прямоугольной формы в плане био
фильтра с размерами сторон Лх?=9Х12м и высотой #=2м. Пло
щадь одной секции г — 108 м2, а объем V=216 м3
«»
п
соотнетегшш со средне!одоиоп температурой воздуха /возд
5 °С и ирои {иодигелыюс'и.ю Q 8Г)() м'/сут биофильтры располага
ем п неотапливаемом помещении облегченной конструкции.
Пример 3.20. Рассчитать водораспределительную систему ка
цельного биофильтра при следующих исходных данных: расход сточ
ных вод Q=900 м3/сут; на станции биофильтрации запроектировано
четыре секции биофильтров высотой Н—2 м, размером ЛХ# = 15Х
Х15 м каждая.
ешение. В соответствии с исходными данными выбираем сприн-
клерную систему орошения биофильтра, расчет которой сводится к
определению расхода воды из каждого разбрызгивателя
(спринклера), необходимого их числа, диаметра разводящей сети, объема и
времени работы дозирующего бака. Расчеты ведутся по
максимальным расходам. Максимальный расход сточных вод на каждую
секцию биофильтра
маис = <2Аобщ/(4-24) = 900.2,73/(4-24) = 25,6 Мз/ч=7,1 л/с.
При расчете водораспределительной сети начальный свободный
напор у разбрызгивателей принимается около 1,5 м, конечный — не
менее 0,5, диаметр отверстий разбрызгивателя 18—32 мм; высота
расположения головки разбрызгивателя над поверхностью загрузки
0,15—0,2 м; период орошения при (?макс равен 5—6 мин,
148

НсВ,М
7,5
0,5
Dop>M
Hc6,M
23
1fi
a a
#7
40
60
80
100 qс, л/мин
Рис. 3.16. Зависимости
op
и q с от Я
при
отв
19 мм; 2 — при rf0TB
ев
22 мм; 3
при rfOTB=s25
мм
Принимаем статический напор у разбрызгивателей //общ
высота расположения головки над поверхностью биофильтра
>
м;
15 м;
О
диаметр отверстии спринклернои головки
делительная сеть — на глубине 0,5
ото
19
мм.
Водораспре-
м
от
поверхности биофильтра.
Потери напора в сети для предварительного расчета принимаем
равными 25 % общего напора и подсчитываем максимальный
свободный напор у головки спринклера:
Я
ев
0,75
1,5 м.
сом
Каждый раабрьпгпиатель орошает вокруг себя площадь радиу-
ор, значение которого зависит от свободного напора у
разбрызгиватели. По рис. 3.16, а при //0ц=-1,5 м определим диаметр и
радиус круга орошения:
ор
2,8 м;
Ор
1.4
м:
>
по рис
3.16,6 — макси-
9
мальный расход спринклера
смаке
0,88 л/с.
Спринклеры располагают в шахматном порядке на расстоянии
с
»
73
ор
>
73-1,4 = 2,4 друг от друга в каждом ряду;
расстояние между рядами
р
>
5Д
Ор
1,5-1,4
2,1
Подсчитаем число рядов спринклеров
м.
в
секции биофильтра
и
число спринклеров в одном ряду //
i
* •
п
Л/1
15/2
¦¦::-: а
»
7,2;
п
с
В/1
с
15/2
>
i
Общее число рядов принимаем
//
р
а
1СЛ0 спринклер
в
каждом ряду с учетом
X
и по 7 (соответственно в
спринклеров в одной
t
i
с
С III 1.14
в
хматном
и
х
iax
сек
фплмрп сое i пни I
п
i
норнд
()6ще
но
ело
#¦
Расстояние между рядами наша
i
м
i
о
м
а
ми в каждом
ных
труб
>яду
<
> А
м
>
•
i
1>| ту
* *1
еп
I
между спринклера
устраиваем из чугун
и
рассчитываем
i
уче
м
кттановительного напора
и
местных сопротнвлс
if
Kl
v
>
V
>
2*
п
v
ч
2
V
2
2g
>
149
F
-- ¦* п

*"¦
Рис. 3.17. Водораспределительная сеть капельного биофильтра
фильтрующая загрузка;
И
9
ш
дозиро
вочный бак; /V —дренажное устройство;
13
расчетные точки
где M/D
бопровода
пор);
па
>
аметр, характеризующий потери напора по длине тру
2
Н-1
)/(2*)
о
(здесь
в
восстановительный на
tf/i + l
»
Vh
скорости движения воды в распределительных тру
бопроводах до и после ответвления
напора для принятой схемы водораспределительной сети
определяем
для
наиболее удаленного от дозирующего
бака разбрызгивателя при скорости движения воды в магистральной
трубе до
м/с
1
а в разводящих трубах, на которых установлены
стояки с разбрызгивателями, — до 0,75 м/с
>
ст
распределительной сети сводим в табл. 3.27*
* Шевелев
Ф.
Таблицы для гидравлического расчета сталь
ных, чугунных и других труб.
М.
>
1973
$
150

о>
о
о>
t^.
со
о
о
*г
о
о
о
8 J 8 I I
О
< о
W
ю со со
I ^ 1 со
1 о 1 о
о
rf 00
ооо 4
CD О»
COtOrf
1 о
о
СО COCSlO
j О j| о о о
о о оо
о
ооо
S
го
mt ли
с»
I
Г |
.. I
1 ю »
I
*
к о
; I
ю
э I
Ю СЧ ю
¦ * т
у
О*
О
о
о
*г
1 о 1 о I о
is 18 I
о
о
о
0\
о
о
о
138
о'о
а
•с
& 3 8
о
о
<м
^
о
00
о
о
со
СМ
о
00
с*
о
о
t^
о
о
со
о
coco
о о
оо
«
ас
о
о
X
cq
eg
X
о
да
о
и:
*п
о
о
си
о о
О- си
О
О
X
р»
О
О
« '< ^ М
0 о д< < >
| t X t^ г\
и си -Ы W
а> о. о и.
И32
О
X
с:
о
а
х
о
а
о *s
?!
I М*
М
<N
I
4
г\
м
1е
I
?*
h-
rf
CM
Г4* о"
r#
о
о'о
00
СП
о
со
со
о
00
00
г-
а>
i
с^
3
о"со
Q)OClO
хо •
о
о
о"
со ^ со
СО СО rf
о
,со
СП
со
со
о го
СО
о
соо ю
- I •
о со о
1^
ю
t^
ю
и
о
«пою о
со
о
со
со
о'
СЧ(М
о о
*—*
¦^-Д::^
о«
X
о
(М
Оф
о
см
f_i
1
ю »75 у 5
р*^ ^*4 ^*М /N w«tfl
X
хЗ
о
ао
С1
со
*v * I
in in 1
S5S
СО
f
I
I
Г "1
I »
t
»
»
+ *
f *
V I
I
| 4
*Г «i?
¦ 4
*¦ ¦¦*
Ui
»
4?
<м *
«f Г « I
О v
f
I*0 I":
1Щ
M
Ol
¦_ J -r^- ¦¦
<N
CO
CSIC4COCO
«
^^h^^o^o^o
00
0^
^чl ts, Qo 00 ^ o>
Q>C5
<N
<o
03
PQ
о
о
<NCN|Cr>
со
с
а
151

Сумма потерь напора в водораспределительной сети
дл г "М "в — ui
179 + 0,437 — 0,133 = 0,483 м.
Свободный напор у головки спринклера
"ев — "общ
,483= 1,517 м
»
что практически не отличается от предварительно принятого Ясв
«=1,5 м. Если отличие будет значительным, то следует произвести
полный перерасчет распределительной сети.
Минимальный суммарный расход через спринклеры должен
быть больше максимального притока в бак Фмакс, в противном слу
чае спринклеры будут работать непрерывно, что приведет к нерав
номерному орошению и ухудшению работы биофильтра:
<7с.мин> l>5QMaKG= 1,5-7,1 = 10,65 л/с
Минимальный свободный напор у спринклера г/сп должен быть
не менее 0,5 м. В этом случае расход через одни спринклер <7СМИН
ечнтанпт 29 л/мни, пли 0,5 л/с (см. рис. 3.10,6), а суммарный расход
Я - Яг шт пл = 0,5-52 = 26 л/с > 1,5Q
смип ^с.мнн о
макс
Потери напора при минимальном расходе, м
>
/
мин ^с.мин'тс.макс; »
483 (0,5/0,88Г = 0,156 м.
мин/ — * \v>
Тогда рабочая глубина дозирующего бака будет:
^раб ~ ^общ """" ("св.мин "Ь ^
При среднем расходе через сплинклеры, обслуживаемые дозиро
вочным баком,
5 + 0,16) = 1,34 м.
Ь?гшт)«,.-1.1/2 = (0,88 + 0,5) 52-1,1/2 = 39,5 л/с
ср \^с.макс ' тс.мин/ "с
объем дозирующего бака
Vfju.c- W«n-C/Mtt.«:)/oii-^- --(39,5 -7,1)2-60 = 3888 л = 3,88 Мз
>
>
где /оп=1^5мин — продолжительность опорожнения бака.
Определяем продолжительность наполнения бака /Нап и полный
цикл его работы
нап = УА7макс = 3888/7,1 = 9,13 мин;
'пап + Ъп = 9,13 + 2 = 11,13 мин.
Па капельных биофильтрах период орошения при максимальном
притоке сточных вод должен быть не менее 5—6 мин, что в нашем
случае соблюдается.
Пример 3.21. Рассчитать высоконагружаемый биофильтр при
БПКполн поступающих сточных вод 1а=180мг/л, БПКполн
очищенных сточных вод 1*=20 мг/л, среднезимняя температура сточных
вод Г=10°С 0~^??чк*> ^о*г-
Решение. Определяем коэффициент К по формуле (3.28):
180/20 = 9.
Высоту биофильтра находим для двух значений объема пода
ваемого воздуха ?уд при гидравлической нагрузке <7=10 м3/(м2-сут)
152

При ?уд=8 м3/м3 из табл. ЗЛО следует, что при высоте био
фильтра #!=»3 м /(=6,2, а при Я2=4 м /(=10,4. Так как 6,2<9, то
при высоте биофильтра #i = 3 м необходима рециркуляция.
По формуле (3.30) определяем LCM, по формуле (3.31) — ко
эффициент рециркуляции пР) а по формуле (3.32) — площадь био
фильтров
1
см1 = 6,2-20= 124 мг/л;
/!Р,- - (180— 124)/(124 —20) = 0,54;
/'. 28 (4)0 (0,5-1 -|- |)/|0 .... 4312 м?.
При //~4 м рециркуляции не требуется и площадь биофильтров
составит:
2 = Qlq = 28 000/10 = 2800 м?
Объемы фильтрующей загрузки соответственно будут;
1 ¦— * 1 "1
Я, =4312-3= 12 936 мз
»
2~'2"2
Яо = 2800-4= 11200 мз.
При Вуд=12 м3/м3 из табл. 3.10 следует, что при высоте био
фильтра #з=3 м, /(=8,35, а при Я4=4 м /(=14,8
Следовательно, при Я3=3 м необходима рециркуляция. Расчеты
производят аналогично, как для
л
м3/м3
емз = 8,35-20 - IG7 мг/л;
рз = (180 — 167)/(167 — 20) 0,09
о = 28 000 (0,09 -|- 1) /10 = 3052 мЗ
1
При #4=4 м рециркуляции ие требуется и /74=2800 м2. Объемы
фильтрующей загрузки соответственно составляют: Уз=9156 м3 и
4=11200 м3. Окончательный выбор варианта следует принимать
на основе технико-экономического расчета.
Принимаем ?Уд=8 м3/м3, Я=4 м и к проектированию назнача
ем четыре биофильтра D—30 м с общим объемом фильтрующей за
грузки У= 11 304 м3
Расход воздуха
общ = ByJX Q = 8-28 000 - 224 000 м^/сут.
ля подачи "воздуха и иысокон.и ружмемие биофильтры
устанавливаем два рабочих и один резервный вентиляторы низкого
давления ЭВР-5 производительностью по воздуху 5000 м:,/ч и напором
до 80 мм (табл. 3.28).
Пример 3.22. Рассчитать высоконагружаемый биофильтр при
следующих исходных данных: расход смеси производственных и
бытовых сточных вод Q=6500 м3/сут, БПКполн поступающих с
ных вод ?а=450мг/л, БПКполн очищенных сточных вод Lt 25 мг/
среднезимняя температура сточных вод Т = 14
Решение. Подсчитаем величину
о
300/Ь = 300/25 = 12.
Из табл. 3.10 по показателям Т и К находим, что при удельном
расходе воздуха ?уд=12 м3/м3 и высоте биофильтра Я=4 м гид
равлическая нагрузка #1=20 м3/(м2«сут).
Рассмотрим другой вариант: при /(=11,7 нагрузка q2-
10 м3/(м2.сут), Я2=3 м и #уд=12 м3/м3.
153

А4
't
.?¦
T АБЛ
ЦА
3.28
ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕНТИЛЯТОРОВ НИЗКОГО
ДАВЛЕНИЯ
Марка вентилятора
ЭВР-
ЭВР-3
ЭВР-
ЭВР-
ЦЧ-70 No
ЦЧ-70 №
ЦЧ-70 №
ЦЧ-70 №
ЦЧ-70 №
ЦЧ-70 №
#
Производительность
м3/ч
200
2 000
400—4 000
700
500
300
400
600
000
500
2 000
8 500
10 000
2000
3 800
4 500
8 500
14 000
20 000
Напор
t
ММ
15
70
15--60
10
15
10
10
100
80
55
90
55
80
110
120
Мощное ть
двигателя
г
кВт
>
25
)
>
»
I
27
*
у
6—1
>
f
i
f
i
10
Аналогично расчету, приведенному
в
примере
3.21
»
вычисляем
требуемые параметры для вариантов:
первого
Pi
CftfL
(450
12-25
300 мг/л;
1
300)/(300
6500(0,55+ 1)/20
25)
l
55
>
503
»
м
2
»
1
503,8-4 = 2015 м»
»
второго
4 -
п
Р2
СМ2
(450
11,7-25
292
»
i
6500
292,5)7(292,
,59-!- 1)/10
мг /л;
25)
I
59
»
1033
I
м
2
¦
2
— . — -J-..
1033.5.3
>
3100,5 м:»
Выбираем первый вариант
и подсчитываем общий расход воз
духа
общ
уД
12-6500 = 78000 м*/сут
Принимаем два биофильтра диаметром
18 м с общим объ
емом фильтрующей загрузки
навливаем один рабочий и
2032 м3. Для подачи воздуха уста
один резервный вентиляторы
низкого
давления ЦЧ-70 N* 3 производительностью 3800 м3/ч и напором до
90 мм (см. табл. 3.28)
Пример
гружаемых
3.23
Рассчитать реактивные оросители для высокона
биофильтров (аэрофильтров) при следующих исходных
данных: расчетный расход сточных вод ?общ
»
12 м
¦
число био
фильтров
загрузки
два
(рис
3.18)
»
диаметр
ильтра
12
м
»
высота
м
его
Решение. Расчет реактивного
размеров, числа распределительных
состоит в определении
труб
i
числа отверстий
на
распределительных
оборотов оросителя и напора
трубах, расстояний между отверстиями
>
числа
воды
обеспечивающего необходимые
скорости истечения воды из отверстий оросителя
154

Рис. 3.18. Высоконагружаемые биофильтры (аэрофильтры) с реактивными
оросителями
подача сточных вод:
2
распределительна» камера;
фильтрующая
загрузка; 4
реактивный ороситель;
Л -
вентиляционная камера; б — лотки
для отвода сточных под; 7
дренажное устройство; Н
гидрозатвор
трубы
Диаметр реактивного оросителя
?>op = D — 0,2= 12 — 0,2= 11,8 м.
каждом оросителе принимаем по четыре распределительных
и
определяем
их
диаметр
тр
при
условии движения жид
кости в начале трубы v свыше 0,5 м/с, но не более
м/с:
тр
4</„0щ'°»й
-¦ •&•
4 ли
4-0,l2-0.fi
*&
43
>
14-1
0,138
t
15 м.
Число
на
каждой распределительной
трубе
Лот в
на-
из условия скорости истечения из отверстии не менее 0,5 м/с,
а диаметра отверстия
отв
не менее 10 мм:
я© ТВ
80 ID
op
2
80/11 800)4
74.
Расстояние до любого отверстия от
реактивного оросителя
г
г
ор
VTi
п
отв»
где
ор
радиус оросителя,
мм:
»
i
порядковый
номер
отверстия
от оси реактивного оросителя.
155

Тогда
г
ч
1
5900 К
1/74
г
10
2169 мм;
г
20
686 мм;
3067 мм;
Н
г
70
970 мм;
5738 мм и т.
Частота вращения реактивного оросителя
п
34,8-10е
34
>
10
60
о
п
отв
2
отв
D
74-152.
800
2.66 мин
1
»
ор
где
отв
15 мм.
Требуемый напор у реактивного оросителя при четырех распре
делительных трубах определяется по формуле
ор
256-1О6
81-106
29 W
tl
отв отв
ор
тр
kb\W
>
где
модуль расхода, иичпелисмым но формуле
(лО
тр
«ЯСС!
I
11амломского;
>
к
С/я)
формуле
гидравлический радиус распределительной
кох )< жищчп сонротпплепнм, определяемый
по
трубы реактивного оросителя).
тйбл.
3.29
приведены значения
для
труб
диаметром
50
2о0 мм. Подсчитаем требуемый напор:
60
2
256-10е
8Ы06
ор
154-74?
1504
294 -11 800
134?-103
225
I
>
16 + 0
>
19)
209 мм
I
21
м.
ТА
ЦА 3.29. ЗНАЧЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ
тр
мм
50
75
'{. л/с
19
1
п
тр
, мм
100
125
kt л/с
43
86
>
?>Tpi мм
"^-* :
150
175
k, л/с || Ятр« мм
134
209
200
250
л/с
300
560
соответствии с данными
[6]
назначаем
ор
0,5 м. Таким об
разом,
в
каждом биофильтре принимаем реактивные оросители
D
О])
П,8
м
с четырьмя распределительными трубами
тр
150
мм
и размещаем их на 0,2 м выше поверхности загрузочного материала.
Пример 3.24. Рассчитать биофильтр
с
плоскостной загрузкой
при
следующих исходных данных: расход сточных
вод
м3/сут;
БПК
5
поступающих сточных
вод
а
150
мг/л;
БПК5
8650
очи
щенных сточных
вод
*
15
м г/л;
IIых вод
12 °С.
среднезимняя температура сточ
Решение. Выбираем загрузочный материал
из
чередующихся
плоских
и
гофрированных полиэтиленовых листов с удельной
пло
щидмо поверхности
уд
100 м2/м3 и пористостью
94
) 1л и
расчета можно воспользоваться
табл. 3.30 или табл. 3.31
»
составленных
для
блочной пластмассовой
93—96 °/(
загрузки
с
пористостью
о
>
удельной площадью поверхности
90
ПО
м2/м
3
и
БПК
5
поступающей сточной воды до 200 мг/л,
156

к
ТАБЛИЦА 3.30, ДОПУСТИМАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА
м3/(м
з
сут)
*
НА БИОФИЛЬТРЫ
ПЛОСКОСТНОЙ ЗАГРУЗКОЙ
Эффект
очистки« %
Высота слоя
загрузки. Я, м
Нагрузка, м3/(м3«сут) при среднезимней
температуре с точных вод*
о
90
85
80
ю
в, л
10/2
0,8
<>,2
12
Ю
»
12,а
14
9
11
13,3
Т АБ Л
Ц А
БИОФИЛЬТР
3.31. ДОПУСТИМАЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА
ПЛОСКОСТНОЙ ЗАГРУЗКОЙ
НА
БПК
8
очищенной
сточной воды
>
мг/л
Нагрузка по БПК5, кг/(м3-сут), при высоте
слоя загрузки» м
тттмш
¦ I
-*¦
при средмеипмнеП ггмпорш у pi* сточпоП йоды
о
t
10
12
13
15
К)
'»()
10
12
13
15
16
20
г
1X3
20
25
30
40
К
9
I
9
1Г)
35
65
1,85
2,15
1,3
1,55
.85
2,1
2,5
1,55
1,85
2,2
2,5
1.5
9
2,1
2,45
2,9
9
75
2,1
9
45
2,85
3,2
9
2,5
9
3,4
Поскольку требуем
слоя загрузки наша
i
ыи эффек
М p.'lllMOII
очисти
м.
составляет 00 °
)
), высоту
6л, .'1.30 при средне-
*t
зимней
температуре
f ш*
скую
нагрузку
10
12°
м3/(м
3
определим допустимую
драпличе
сут)
Далее находим необходимый
объем загрузочного материала биофильтра
площадь биофильт
ра
п
V/H
8650/10= 865 мз
9
865/4
216 м2
Назначаем две секции
определяем их диаметр:
биофильтров
круглой формы в плане
и
2я
»
м
Принимаем два биофильтра диаметром 12 м каждый и разме
щаем их в отапливаемом помещении.
157

Для расчета биофильтров можно воспользоваться табл. 3.31.
По требуемой БПКб очищенной сточной воды Ь*=15мг/л, известной
среднезимней температуре сточной воды 7=12 С и принятой
величине Я=4 м находим, что допустимая органическая нагрузка М
»
кг/(м3*сут) = 1500 г/(м3«сут).
Далее находим допустимую гидравлическую нагрузку:
qa = M/La = 1500/150 = 10 м3/(м3-сут)
*
затем подсчитываем конструктивные размеры биофильтра и на
значаем их число.
Пример 3.25. Рассчитать биофильтр с плоскостной загрузкой
при следующих исходных данных: расход сточных вод Q=48 000
м/асут, БПКэ поступающей сточной воды La=250 мг/л; БПКб очи
щенной сточной воды L*=50 мг/л; среднезимняя температура сточ
ных вод Г =16 С.
Решение. Выбираем загрузочный материал из чередующихся
гофрированных асбестоцементных листов с удельной площадью
поверхности Зуд — (И) м'-'/м11 и пористостью Я«80 %. Высоту слоя за
грудки пашачаем // (> м. По табл. 3.12 находим значение
критериального комплекса ц—1,2, а по формуле (3.35) подсчитываем Кт'-
т-^,2.1,04716"-20 = 0,166.
Определяем допустимую нагрузку по органическим загрязнениям
Мц по формуле (3.38) и гидравлическую нагрузку qu. по формуле
(339):
Л1П = 80.6-0,166/1,2 = 66,4 г/(м2.Сут);
?п = 66,4-60/250 = 15,9 м3/(м3-сут).
Необходимый объем загрузки биофильтров V и их площадь
находим по формулам:
Q/qa = 48 000/15,9 = 3019 м3;
VIII 3019/6-503 м2.
Назначаем четыре секции биофильтров круглой формы в плане
и определяем их диаметр:
t
я
503
>
14
12,6 м;
принимаем четыре биофильтра диаметром по 12 м.
Как вариант можно принять две секции биофильтров, тогда их
диаметр
//
я
503
,14
17,9 м.
Окончательно принимаем два биофильтра D=18 м (общий объ
ем 3060 м3), поскольку в первом случае биофильтры будут работать
с перегрузкой и не обеспечат требуемый эффект очистки.
Пример 3.26. Рассчитать погружной дисковый биофильтр для
очистки сточных вод спиртово-крахмального завода при следующих
исходных данных: расход сточных вод Q = 500 м3/сут; БПКоалн по
ступающей сточной воды La=700 мг/л: БПКаодв очищенной сточной
I&8

;
100 \r
Мп, е/(м
2
сут)
Рис. 3.19. Погружной дисковый биофильтр
а
зависимость сЭ=/(Мп); б
схема биофильтра;
подача сточных вод;
, 3, 4, 5-
фильтра;
соответственно
II, III и IV ступени погружного дискового био
выпуск обработанных сточных вод
ВОДЫ
t
Аобщ
20 мг/л; среднезимнни температура сточных
иод
гшп
18 °С
•
Решение.
На
основании проведенных исследований
по
очистке
сточных мод спиртово-крахмальных заиодон
на
i
ютырехступенчатых
погружных дисковых биофильтрах была найдена зависимость меж
ДУ
на
3.19, а).
эффектом очистки
о
и..
и
усредненной нагрузкой
м
площади поверхности дисков в сутки М
п,
г/(м
по
2
БПК
полв
сут)
('рис
<
Требуемый эффект очистки
а
и
100
700
20
а
700
100
97%.
По графику запнеимостм Э
ИМ
II
V»
ку по БПК,,,,,,,
найдем допустимую пагруз
i
па
м'-' площади iioiHp'xiio. iи диском:
М
и
7Г) i
Ы1К„ол1|/(мвч
у г).
Общая площадь дисков
^общ
а
Q/M
п
700 • 500 / 7!
5
' ч
<Ki(i7 hfl
Конструктивно принимаем диаметр диска
д
2,Г)
м,
и
чтом
случае его рабочая поверхность с обеих сторон будет:
2nDi /4
•
9
14-2
}
/4
9.8 м^
Необходимое число дисков
лд
^общ/^д
4667/9
9
476.
Принимаем установку погружного дискового биофильтра
стоящую из двух секций по четыре ступени в каждой секции
3,19,
>
со
(рис.
и определяем ее конструктивные размеры:
159

число дисков в одной ступени
п
1
«п/8
476/8
59
I
60
t
ширина секции погружного биофильтра
»
1
п
t
•^^^ч^^^ч
2
9
»
+
I
0Ь60 +
[0,02(60
9
88 м
9
где
1
толщина диска, зависящая
от
материала; принимаем
по
ливинилхлоридные листы
»
1
0,01 м;
2
расстояние между диска
ми
J
принимается равным 0,015—0,03 м;
длина секции погружного биофильтра
п.б
с
с
пс
»
24
?>я)
>
2 + 2
>
10
i
м:
»
где «с — число ступеней в секции
>
о
длина одной ступени
Н
Рабочую глубину секции погружного
биофильтра
принимаем
0,4
0.5D
д
частоту вращения вала
дисками
по
расстояние от нижней кромки диско» до дна секции
з
мин
см.
1
»
Пример
3.27
*
Требуется произнести реконструкцию биофильт
ров
а действующих
стпых сооружениях при следующих исход
ных данных: расход городских сточных вод, поступающих на очист
ные сооружения
»
р
15 270
м3/сут
f
БПК5
осветленных сточных
вод
гор
275 мг/л; среднезимняя температура сточных вод
12
о
Рис. 3.20. Станция биофильтрации
а
ки;
пени;
до
реконструкции;
первичные отстойники;
вторичные отстойники;
после реконструкции;
решетки;
вод; 8 — биофильтры II ступени;
биофильтры
песколов
сту
насосная станция;
сооружения по дезинфекции сточных
третичные отстойники
На
очистных сооружениях
(рис.
3.20
9
эксплуатируется шесть
аэрофильтров с гравийной загрузкой, высота слоя которой Н
м
»
диаметр биофильтров
18 м, БПКб очищенных сточных вод
t
20 мг/л. На очистные сооружения предполагается равномерная по
дамп высококонцентрированных сточных
вод
от
промышленного
предприятия
в
количестве
пр
12 000
м3/сут
БПК5
после меха
*
Пример составлен при участии инж. А. Л, Ивчатова
160

нической очистки ?Пр=1250 мг/л и среднезимней температурой
12°С. Требуемая БПКб очищенной смеси городских и производст
венных сточных иод L*=20 мг/л. На станции биофильтрации отсут
ствует ремерии а я площадь для строительства сооружений биологи
*#
ческой очистки.
>
чисние. о связи с увеличением концентрации загрязнении по
БПКк обрабатываемых сточных вод целесообразно при реконструк-
О О
ции очистных сооружении перейти с одноступенчатой на двухсту
пепчатую технологическую схему очистки, заменив объемный загру
зочпып материал в биофильтрах на плоскостной. В качестве
нерпой ступени предварительно принимаем два биофильтра с плос
костной загрузкой (tti=2), в качестве второй — четыре биофильтра
О tf
(/i2«a4) также с плоскостной загрузкой.
На первой ступени предполагается осуществить грубую очистку
на 50—75 %, дальнейшая глубокая очистка до требуемой величины
<=20 мг/л будет осуществляться на второй ступени.
Для реконструкции биофильтров в данном случае можно
использовать один из двух видов плоскостного загрузочного материала:
из чередующихся гофрированных асбестоцементных листов
к 5С> м2/м3, Р'=80%); Б — из чередующихся гофрированных и
плоских полиэтиленовых листов (S уд—90 м2/м3; Р =92 °t
Поскольку мри решении задачи реконструкции биофильтров
имеются ограничении но числу действующих биофильтров на
каждой ступени и по качеству очищенных сточных под, то целесообраз
нее вначале произвести расчет нюроп ступени биоло! нческон
очистки, а затем первой.
Определим БПК5 смеси городских и прок шодственных сточных
вод, поступающих па первую ступень биофильтров:
'тор Чтор I ''|ф чнр
-см
Qv
Op I 4UP
275- 15 270+ 1250-12 000
15 270+ 12 000
704 мг/л.
Приняв, что на первой ступени снижение БПК5 должно быть
50—75 %, БПКг> сточных вод, поступающих на вторую ступень, L2
составляет 50- 25 % /,,.м или / . 1152 : 170 мг/л.
lilllv, сточных вод, прошедших очпеТку на второй ступени био
фильтров с плоскостной пиру топ, рлесчп шилом по формуле, по
строенной на основе критериального комплекса 1| [81:
I
Ю
•1,1 н—<),: ш г»
i
но формулам (.'Mili) 11 (.'ill/)
»
//А,. /7/А,, \у д
Л/„ /,(/
и
Для проведения расчеюв с п шетпищнмисн параметрами Р, Н
Уд и L2 целесообразно п< ноль ювпть программируемые инженерные
микрокалькуляторы. Самым простым и доступным
микрокалькулятором является «Электроника lilJ 21». В него может быть введена
программа с максимальным числом шагов — 60, количество
регистров памяти в нем — /, кроме них еще имеется стековая память
11—773
161

ячеек. Более совершенными являются «Электроника МК-54» и ее
базовая модель «Электроника БЗ-34».
Программа, вводимая в микрокалькулятор, представляет собой
определенную последовательность команд, которая задается ЭВМ
и выполняется ею по определенной схеме (алгоритму) путем
нажатия соответствующих клавиш микро-ЭВМ в режиме
программирования.
Программа может быть: а) линейной, с выполнением всех
I
команд строго последовательно по одной ветви; б) разветвляющей
ся, ГАе вычисление происходит по нескольким ветвям; в) цикли
ческой, когда определенные фрагменты программы многократно
повторяются до тех пор, пока не будет получен результат с
заданной степенью точности.
По укрупненной блок-схеме расчета осуществляется переход с
постоянного значения поверхностной гидравлической нагрузки на
начение объемной, зависящей от высоты слоя загрузочного мате
риала (блок 1). Затем определяются численное значение л (блок2)
и Lt (блок 3); вычисленное значение Lt сравнивается с требуемой
/^20 мг/л (блок А). Логический блок (блок 5) необходим для
)ЛН
олпгнии условии, которое и нашем примере можно за
писать: Lt —- 20а» 0. licvm данное условие выполняется, то на инди
оре высвечивается численное значение X=Lt—20, если условие
не выполняется, то L2 корректируется (блок 6). При каждом цик
ле прохождения программы через блок 6 значение L2
уменьшается на 10 мг/л.
Конечной целью вычислений является определение допустимой
2 сточных вод, поступающих на вторую ступень биофильтров, при
которой обеспечивается необходимое конечное значение Lt—20 мг/л
Для решения этой задачи на микрокалькуляторе БЗ-21 необходимо
составить программу, закрепив за каждым технологическим пара
метром L2, Кт, Я, 5УД, q и Р соответствующий регистр памяти 2, 3
rv~* —41 *^) *-> ^УД) V ** * wvv*wviv»wjAvu^ii jyvi uvi^ ниш/мл **} \j ^
, 5, 6 и 7. Температура сточных вод, поступающих на биофильтры
горой ступени, после их очистки на первичных отстойниках,
биофильтрах nepitoii ступени и вторичных отстойниках Г=10оС. Про
ля иичиелсипя но укрупненной блок-схеме запишем в таб
грамму
личной форме (табл. 3.32).
Перед введением программы микрокалькулятор переводится в
режим программирования последовательным нажатием клавиш
и РП; после введения программы, для перевода микрокалькулятора
в режим работы необходимо последовательно нажать клавиши
PP.
Значение L2 в первом приближении принимаем L2—0fiL
ем
0,5-704=^352 мг/л. При температуре сточных вод Т=\0°С коэф
фициепт /\т = 0,126.
Определим гидравлическую нагрузку на единицу поверхности
биофильтров второй ступени:
Я"
rop + QnP 15 270+12 000
)
785D2 п2
,785.18?.4
26,8 м3/(м?.сут).
Численное значение q" в процессе выполнения программы
(блок I) заменяется в шестом регистре памяти микрокалькулятора
на значение объемной гидравлической нагрузки, зависящей от из-
ft
меняемой высоты слоя загрузки qn =q /Н, м3/(м3«сут).
162

Т АБ Л
АК
01
02
03
04
05
К)
12
13
14
15
20
21
22
23
24
25
Ц А
3.32
ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ
г
НК
F6
F4
Р0
VI
X
гэ
X
F3
X
F6
КК
АК
62
06
42
36
61
>
о<;
>
42
2(i
06
52
26
06
32
26
06
62
i
30
31
32
33
'М
Г)
40
41
42
43
44
45
50
51
52
53
54
нк
F2
t
X
у
КК
36
06
22
36
06
40
24
54
26
56
24
46
14
84
96
\
А К
55
60
61
62
63
61
(if-
)
70
71
72
73
74
75
80
81
82
83
ПК
ХУ
>
4
С/11
1;2
Р2
БП
А
К К
i
14
04
38
24
04
<L6
69
72
22
00
14
04
86
21
58
06
Условные обозначения;
нажатие клавиши;
КК
ЛК
кол команды.
адрес команды;
ПК -
)СЛ
иода
и
микрокалькул
памяти ч
приступ;! i
кретных
останонки
елейны к
жачеим
t *
X
ммы и ввода
в
О
ячейки
•
еских
араметров, можно
•
к
е гам
ел
хнологнчееких условий
сине L-2, допустимое дли ко
швается
на
программы
нажатием клавиши F2
(на
индикатор после
индикаторе высвечивается
t
20)
Результаты расчетов L2 и требуемого эффекта очистки на пер-
^ j_j^h увеличении слоя загрузки
вой ступени
сводим в табл
3.33
ТАБЛ И Ц А 3.33. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ /,2, иг/л, И .9,, %
Высота слоя
загрузки
Нокиздтгли
ММИ'Н'НИН 11<Ж;ПЛП'ЛС|"| дли
материал;!
ti
>
-=¦"*<
- -L-
МО
МО
4,Г>
i
52
5
/..
i
230
67
>350
<50
11
*
163

f >
80
70
60
50
40
on
1 t
. 1
30
40
50
60
70
80
. Мп>г/(м2-сут)
Рис. 3.21. Зависимость .>i~((Afn)
следует учитывать,
конструктивно равна
что
высота блока
из
асбестоцементных листов
м
»
а из пластмассовых листов
Расчеты показывают
0,5 м
»
что загрузочный материал из гофрирован
ных асбестоцементных листов может быть применен при высоте слоя
не
менее
загрузки
пластмассовых листов
м
»
в
то
время
как
загрузочный материал
при высоте слоя
м
реконструкции
биофильтров
Таким образом
»
целесообразно использовать
из
при
на
ступени биологической очистки загрузочный материал вида
второй
I
Из формулы
М
см (Qrop "Т~
n
II
0,785D2n, Ях5уд
определим иысоту слон ллгру.имшого материала в биофильтрах пер
вой ступени:
Я
см
(Q
1
ггр
ПР
0J8SD*n.MrrS
1
п
уд
Для
первой ступени биофильтров целесообразно использовать
также пластмассовую загрузку
равной 52
степени очистки
ь
1
М
им
(вид
и 62 %
Б).
Тогда
при
необходимой
(см. табл.
п
представленной
3.33)
»
на
рис.
3.21,
по кривой
определим,
что
значение
п
соответственно должно быть 80 и 48 г/(м2-сут).
Теперь определим высоту слоя загрузки биофильтра первой сту
пени при требуемом эффекте очистки
52
о
Н
$
704(15 270+ 12 000)
785.182.2-80.90
)
24 м;
>
н
//
аналогично подсчитаем #* при Эл
62
о
А/
Нг
704(15 270+ 12 000)
785.182.2.48-90
8,74 м
I
164

Поскольку высота блоков загрузочного материала из пластмасс рав
на 0,5 м, а увеличение слоя загрузки более 6 м требует устройства
промежуточных колосниковых решеток, окончательно принимаем
Высоту слоя загрузки первой ступени биофильтра /Л =5,5 м и для
этой высоты уточняем допустимое значение Мп по приведенной
выше формуле:
М
п
704(15 270+ 12 000)
0,785.182-2-5,5.90
76 г/(м2«сут).
По рис. 3.21 находим, что при Мп 7(> г/(м'-'ч'ут) эффект очист
к и 3t Г)3 °
Далее подсчитаем 1HIK,, смеси юродских и upon .чподстнеиных
сточных вод, поступающих па вторую ступень биофильтров:
2 = ^см (100 —З^/ИЮ = 704 (100 — 53)/100 :.= 331 мг/л.
Высоту слоя загрузки биофильтров второй ступени в
соответствии с расчетами принимаем #2=4,5 м. Допустимая
гидравлическая нагрузка на второй ступени биофильтров qn и критериальный
комплекс ц равны:
//
п
26,8/4,5 = 6 м3/(м3-сут);
92-4,5-0,126.90
331-0
2,36.
Определяем БПКб очищенных сточных под по ранее приведен
ной формуле:
„y2.18-0.3Br.-2.3G_ |Н7 m,/ju
Таким обра юм, л.\ ечег реконструкции (рис. 3.20,6) и интенси
фикацип работы биофильтров, а также перевода их на двухстуиен
чатую технологическую схему очистки обеспечивается необходимый
эффект очистки сточных вод и отпадает необходимость
дополнительного строительства биофильтров.
ГЛАВА 4. ХИМИЧЕСКАЯ И ФИЗИКО ХИМИЧЕСКАЯ
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
§ 17. Нейтрализация
Производственные сточные йоды от технологических
процессов многих отраслей промышленности содержат
щелочи и кислоты, а кжже соли 1иж<'дыч металлов.
Для предупреждении корроши мличимлон
канализационных очистных сооружений, нарушении биохимических
процессов в около! ическнх окпедтеднх и в водоемах
о
также дли осаждении in сточных вод солеи тяжелых
металлов кислые н щелочные стоки подвергают нейтра
лизации.
165

нейтрализации — это химическая реакция
между веществом, имеющим свойство кислоты, и веще-
о
ством, имеющим свойство основания, приводящая
потере характерных свойств обоих соединений; наиболее
О
типичная реакция нейтрализации в водных растворах
происходит между гидратированными ионами водорода
ионами гидроксила, содержащимися соответственно
сильных кислотах и основаниях:
Н+ + ОН- = Н20.
результате концентрация каждого из этих ионов
становится равной той, которая свойственна самой воде
(около Ю-'), т. е. активная реакция водной среды при
ближается к рН
Наиболее часто сточные йоды загрязнены
минеральными кислотами: серной JIvSCXi, азотной НЫОз, соляной
ICI, а также их смесями.
применяются следу-
практике химической
ющие способы нейтрализации: а) взаимная нейтрализа
о
ция кислых и щелочных сточных вод; о) нейтрализация
реагентами (растворы кислот, негашеная известь СаО,
гашеная известь Са(ОН)2 и др.); в) фильтрование через
нейтрализующие материалы (известь, известняк,
доломит, магнезит, мел).
При нейтрализации сточных вод наиболее часто
приходится иметь дело со сточными водами, содержащими
серную кислоту; в этом случае
о
нейтрализации
записи мости от применяемого реагента
по
уравнениям:
112S04 -|~ Ca(01i)2 CaSQ4 + 21LO;
HaS04 + CaC03 = CaS04 + Н20 + С02
Образующийся в результате нейтрализации сульфат
кальция (гипс) кристаллизуется из разбавленных
растворов в виде CaS04-2H20. Растворимость гипса в
интервале температур от 0 до 40 С колеблется от 1,76 до
»
11 г/л. При
ации сульфат каль
ция
осадок.
Дозу реагента для
ют из условия полной
сточных вод
них кислот или щелочей и принимают на 10 % больше
расчетной (табл. 4.1). Поскольку в кислых и щелочных
производственных сточных водах практически всегда
следует
определять также с учетом выделения в осадок солей
присутствуют ионы металлов, то
к>;>

ТАБЛИЦА 4.1. РАСХОД РЕАГЕНТОВ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ
100
ных КИСЛОТ
ЩЕЛОЧЕЙ
Щелочь
Негашеная известь
апкмш! и лит id
Кальцинированная сода
Каустическая сода
м м и а к
серная
0^
,79
0,70
1,08
*вр«
0,93
>
82
1,22
0,35
у
88
Кислота
соляная
0,77
»
01
*
)9
1.1!)
>
69
>
*
91
>
47
2,12
а:штн<;н
0,46
2,2
Г>9
0,81
1,19
0,64
*
57
0,27
?
71
v
уксусная
0,47
»
15
0,62
02
¦
88
^ . !¦*
14
0,67
1,5
имечание. Над
4»
чертом дано количество щелочи, г на
кислоты, под чертой — количество кислоты
i
па
г щелочи.
г
тяжелых металлов. Количество
О
реагентов
G, кг. для
нейтрализации определяем по формуле
A'.y<M.|<H)//j,
(4.
где
я
коэффициент запаса расхода реагента по сравнению с тео
ретическим (для известкового молока равен 1,1
»
известкового тес
та
и
t>
сухой извести
щих нейтрализации,
>
м
3
количество сточных
*
подлежа
»
а
табл
4.1)
расход реагента на нейтрализацию
концентрация кислоты
или
личество активной части в товарном продукте
щелочи, кг/м3
(см
ко
Пр
о
нейтрализации кислых стоков, содержащих

соли тяжелых
металлом, количество
реагента
Д'з Q (аА
1 ui
/л,
у
1 *
ЬпСп) КК)/Д,
(4.
)
где
Ьи
Си
'"2. •••»
п
концентрации мпаллпп
п
••»
м
количество рС'Н'ПП а, TprftyrVH ><•
• точных йодах, кг/м",
длм гнчмчюлн метал
ЛОВ из расторгшим о гогтоннпи и огаапн (пм>л
Процессы peaivin мои
t*
пен i пали uitimii
НЫХ сточных иод осуществляю и и
на
не
сiапппяч
СПС!ли
производствен -
гралн зяционных
пес-
когорых входят:
установках или
колонки, резервуары уередниилн, склады
нейтрализующих реагентов, пасторш
i
^
баки
для
приготовления ра
бочих растворов реагентов, дозаторы рабочих растворов
реагентов,
смесители сточных вод с реагентами, камеры
167

TAB Л
ЦА
4.2
РАСХОД РЕАГЕНТОВ. ТРЕБУЕМЫХ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ
МЕТАЛЛОВ
Расход реагентов, г/г
Металл
СаО
Са(ОН)
г
Na.CO
г
s
NaOH
Цинк
Никель
Медь
Железо
Свинец
»
»
»
85
95
88
9
27
9
9
9
9
9
13
26
16
32
36
9
9
9
66
9
9
51
9
9
9
9
9
22
36
26
43
38
реакции
(нейтрализаторы), отстойники
для
нейтрализо
ванных сточных вод, осадкоуплотнители (перед механи
ческим обезвоживанием образующихся осадков), соору
жепия для механического обезвоживания осадков,
их
отсутствии
шламовые площадки, места
для
при

складирования обезвоженных осадков, устройства химическо
го контроля за процессом нейтрализации.
18. Окисление
Окислительный
метод очистки
применяют
для
вреживания сточных
вод
9
содержащих
меси (цианиды, комплексные цианиды
токсичные
меди
обез-
при
цинка)
или
соединения
У
которые
нецелесообразно извлекать из
сточных вод
9
также очищать другими методами
(серо
водород, сульфиды).
Окисление
по
реакция соединения какого-либо
вещества
кислородом
9
С
более
широком смысле
любая химическая
реакция, сущность которой состоит
практике
отнятии электронов от атомов или ионов.
обезвреживания сточных
вод
используют окислители:
хлор, гипохлорит кальция, гипохлорит натрия, хлорную
известь, диоксид хлора, озон, технический кислород
кислород воздуха.
Обезвреживание сточных вод хлором
или
нениями
один
из
самых распространенных
его соеди-
споеобов
их очистки от ядовитых цианидов
9
также таких орга
о
нических и неорганических соединении, как сероводород
у
гидросульфиды
>
сульфиды
У
метилмеркаптан
др.
Окис
ление ядовитых цианидов
CN
осуществляется путем
перевода их
гидролизуется
нат-ионов:
нетоксичный цианат CNO
9
образованием ионов аммония
который затем
карбо-
168

1 1
CN~ + 20Н~ — 2<?-*CN0- + HoO;
СШ~ + 2H O+NHT + ГОр
Возможен перевод токсичных соединений в иетоксич
ныи комплекс или осадок ^в виде нерастворимых циани
дов) с последующим удалением его из сточных вод от
стаиванием или фильтрованием.
Конструкция установок по обработке сточных вод
методом хлорировании зависит от агрегатного состояния
вводимых в воду хлора или хлореодержащих реагентов.
Если вода обрабатывается газообразным хлором или
диоксидом хлора, то процесс окисления происходит
абсорберах; если хлор или диоксид хлора находятся
растворе, то они подаются в смеситель и далее в кон
тактный резервуар, в которых обеспечиваются их эф
фективное смешивание и требуемая продолжительность
контакта с обрабатываемой сточной водой.
Для окисления сульфидных стоков целлюлозных
»
нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов
применяют кислород. Реакция окисления идет в жидкой
фазе при повышенных температуре и давлении.
Озон является сильным окислителем и обладает спо
собностыо разрушать в водных растворах при нормаль
ной температуре многие органические вещества и
примеси. По сравнению с другими окислителями
(например, хлором) озон имеет ряд преимуществ. Его можно
получать непосредственно на очистных установках,
причем сырьем для его получения служит или
технический кислород, или атмосферный воздух.
Перспективность применения озонирования как
окислительного метода обусловлена также тем, что озонирование
не приводит к увеличению солевого состава очищае
мых сточных вод и не загрязняет воду продуктами ре
н
акции, а сам процесс легко поддастся полной автомат
зации.
процессе обработки сточных иод озон, подаваемый
камеру реакции и виде озопо кислородной или озоио
воздушной смеси, диспергированной из мельчайшие пу
зырьки, вступает в химические реакции с загрязпяющи
ми сточные воды веществами.
Озои в обрабатываемую сточную воду вводят
различными способами: I) барботированием содержащего
озон воздуха через слой воды; распределение воздуха
происходит через фильтросы; 2) противоточной абсорб
169

иной озона водой
различными насадка
ми, Jj смешиванием с озоно-воздушнои смесью в эжек
торах или роторных механических смесителях.
19. Коагуляция
Коагуляция — это слипание частиц коллоидной сие
темы при их столкновениях в процессе теплового
движения, перемешивания или направленного перемещения во
внешнем силовом поле. В результате коагуляции обра
зуются агрегаты — более крупные (вторичные) частицы
состоящие из скопления более мелких (первичных).
*
процессе механической очистки из сточных вод до
паточно легко удаляются частицы размером 10 мкм
более; мелкодисперсные и коллоидные частицы в резуль
* i
та 1С механической очистки практически не удаляются.
Таким образом, сточные воды после сооружений меха-
tp
ническои очистки представляют сооои агрегативно-устои
чивую систему. Для очистки таких стоков
ме
тоды коагуляции и флокуляции; агрегативная
устойчивость при этом нарушается, образуются более крупные
агрегаты частиц, которые удаляются из
хаиическими методами.
практике очистки сточных вод основным процессом
вод ме
о
коагуляционнои очистки является гетерокоагуляция
взаимодействие коллоидных
сточных вод с агрегатами, образующимися при введении
иоду коагулянтов (солей алюминия, железа и др.).
При введении в сточную воду минеральных коагу
лянтов (солей алюминия и железа)
ции гидролиза
железа и алюминия,
малорастворимые в воде
сорбируют на
развитой хлопьевидной поверхности
, мелко
дисперсные и коллоидные вещества и при благоприятных
гидродинамических условиях оседают на дно
ка, образуя осадок:
A12(S04)3 + 6Н20->2А1(ОН)3 + 3H2S04;
FeCi, + 3H20->Fe(OH)3 + ЗНС1;
FeS04 + 2H20-Fe(OH)2 + H2S04
Коагуляционный метод очистки
не
больших расходах сточных вод, при наличии дешевых
коагулянтов, необходимости обесцвечивания стоков
**
полной их очистки.
170

Дчя интенсификации процессов коагуляции п осаж
денип образующими чпопьев широко испоиьз>ют оргл
ннческне природные к «.нктетпческие реагенты — ньк.о
комопек} пяриые вещества па шваемые флоку (яыымн
Их применяют самостоятельно и в сочетании с минера ть
пымн коагу плитами
Очистка сточныч вот, методами иоагутяции или фло
кучяшш вьпючает в себя процессы приготовления вол
ны\ растворов KoarviHiiTOB и флонуляптов ял to J1111 и в
ние в обрабатываемую сточную волу смешение «.о всем
объемом воды \ юпьеобразованне выделение \ топьев
из воды
Смешение коагулянтов со всем объемом обрабатыва
емом сточной воп,ы происходит в смеентепнч продолен
тепыюсть пребывания воды в ьотпрых составтяег I —
2 мин Применяюкя перегородчатые аыр 1атые шапбо
вые вертикальные смеентепн а также чехапн lecKue l
пропел черными или чопастными мешлкамн Посте
смешения обрабатываемых стошых вод с ьоагулннгамн
начинается процесс обраэовлпш хлопьев который осу
шествпяетея в специальных цезервуарах — иамерлх
л попьеобрлзоваиии Камеры л юпьеобризовання миг\т
быть водоворотпые перегородчатые вихревые а тлкже
с механическим перемешиванием Последующее 0(.вет
jiLinie воды производится в горизонтальных радильимх
н вертикальных отстойпннах ?слн в сточных водам коп
центрацня взвешенных веществ способные к агрепцпн
не превышает 4 г/л то целесообразно применять освег
лнгеш <о взвешенным с оеч осадка В осветчптелнх
осущестдпнютсн три основных процесса смешение ко i
гуляцня и осветление сточных вод
§20 Сорбцвя
Сорбция — зго процесс поглощения твердым гечом
нпн модностью вещества из окружающей среды По
пощзющее тею называется сорбентом а поглощаемое
им вещество — сорбаточ Различают поглощение веще
ства всей массой жидкого сорбента {абсорбция) тнбо
л верхпостпым сюем твердого нпн жидкого сорбента
(адсорбция)
Сорбцкошпя oihctkj может применяться совместно
с методом бно югичесьой очистки как метод преточн
сткп доочнеткн л са юстояте :ь ш Сорбцпонпые метод i
весьма эффектгвны для извлечения кз сточных вод цен
171

Для интенсификации процессов коагуляции и осаж
дения образующихся хлопьев широко используют
нические природные и синтетические реагенты — высо
комолекулярные вещества, называемые флокуляптами
Их применяют самостоятельно и в сочетании с минераль
ными коагулянтами.
Очистка сточных вод методами коагуляции или фло
куляции включает в себя процессы приготовления вод
ных растворов ко.п уляпюн и флокулинтои, их дозирова
ние в оораоатынаемую сточную иоду, смешение со всем
объемом воды, хлоиьеобразоваиие, выделение хлопьев
из воды.
Смешение коагулянтов со всем объемом обрабатыва
о о
сточной воды происходит в смесителях, продолжи
юсть пребывания воды в которых составляет
мин. Применяются перегородчатые, дырчатые, шайбо
вые, вертикальные смесители, а также механические
пропеллерными или лопастными мешалками. После
смешения обрабатываемых сточных вод с коагулянтами
начинается процесс образования хлопьев, который
осуществляется в специальных резервуарах камерах
хлоиьеобразования. Камеры хлопьсобразоваиия могут
быть водоворотные, перегородчатые, вихревые, а также
механическим перемешиванием. 11оследующее освет
ленпс воды производится в горизонтальных, радиальных
вертикальных отстойниках. Нсли в сточных водах кон
центрация взвешенных веществ, способных к агрегации
у
не превышает 4 г/л, то целесообразно применять освет
лители со взвешенным слоем осадка, ь осветлителях
осуществляются три основных процесса: смешение,
коагуляция и осветление сточных вод.
20. Сорбция
Сорбция — это процесс поглощении твердым телом
или жидкостью вещества из окружающей среды. По
глощающее пело называется сорбентом, а поглощаемое
им вещество — еорбатом. Различают поглощение веще
ства всей массой жидкого сорбента (абсорбция) либо
поверхностным слоем твердого или жидкого сорбента
(адсорбция).
Сорбциопная очистка может применяться совместно
методом биологической очистки как метод
стки, доочистки и самостоятельно. Сорбционные методы
весьма эффективны для извлечения из сточных вод цен-
171

ных растворенных веществ с их последующей утилиза
о
циеи и для использования очищенных стоков в системе
оборотного водоснабжения промышленных предприятий.
качестве сорбентов применяют различные
искусственные и природные пористые материалы: золу,
коксовую мелочь, торф, силикагели, алюмогели, активные
глины и др. Наиболее эффективными сорбентами
являются активированные угли различных марок.
Основными показателями сорбентов являются: пористость,
структура пор, химический состав. Пористость
активированных углей составляет 60—75 %, а удельная пло
щадь поверхности — 400—900 м2/г. Активность сорбента
характеризуется количеством поглощаемого вещества
на единицу объема или массы сорбента (кг/м3, кг/кг).
Процесс сорбции может осуществляться в статичес
ких условиях, при которых частица жидкости не пере
метается относительно частицы сорбента, т. е. движет
ся вместе с последней (аппараты с перемешивающими
устройствами), а также в динамических условиях, при
которых частица жидкости перемещается относительно
сорбента (фильтры, аппараты с псевдоожиженным
слоем).
Наиболее простым сооружением является насыпной
фильтр, представляющий собой колонну с неподвижным
слоем сорбента, через который фильтруется
обрабатываемая сточная вода. Скорость фильтрации зависит от
опцептрации растворенных в сточных водах веществ
олоблетен
сита составляет от 1,5—2 до 4—5 мм. Наиболее рацио
до 5—О м/ч; крупность зерен сор
.Ь
палы-юе направление фильтрации жидкости — снизу
вверх, так как в этом случае наблюдается равномерное
заполнение всего сечения колонны и относительно легко
вытесняются пузыри воздуха и газов, попадающих
слой сорбента вместе со сточной водой.
Обычно сорбционная установка представляет собой
несколько параллельно работающих секций, состоящих
из трех — пяти последовательно расположенных
фильтров. По достижении предельного насыщения головной
фильтр отключается на регенерацию, а обрабатываемая
вода подается на следующий фильтр. После регенерации
головной фильтр включается в схему очистки уже в ка
и
честве последней ступени.
настоящее время для очистки в основном приме
няются цилиндрические одноярусные адсорберы, в кото
172

рые загружается активированный уголь высотой слоя
,wr — ,
м и крупностью фракций 0,25—1 мм
Для извлечения сорбированных веществ могут быть
использованы экстрагирование органическим
растворителем, изменение степени диссоциации слабого
электролита в равновесном растворе, отгонка адсорбированного
вещества с водяным паром, испарение адсорбированно
го вещества током инертного газообразного теплоноси
теля, d отдельных случаях химические превращения
сорбированных веществ осуществляют с последующей
десорбцией.
Стоимость адсорбционной очистки активированным
углем составляет 60—70 коп/м3 сточных вод, из которых
30—35 % составляют затраты на активированный уголь.
21. Флотация
Флотация — это процесс молекулярного прилипания
частиц флотируемого материала к поверхности раздела
двух фаз, обычно газа (чаще воздуха) и воды,
обусловленный избытком свободной энергии поверхностных
пограничных слоев, а также поверхностными явлениями
смачивания.
Процесс очистки сточных иод, содержащих
поверхностно-активные вещества, нефть, нефтепродукты, масла,
волокнистые материалы, методом флотации заключается
образовании комплексов «частица—пузырек», всплы-
вании этих комплексов и удалении образовавшегося
пенного слоя с поверхности обрабатываемой воды.
Наиболее существенные принципиальные отличия
способов флотации связаны с насыщением жидкости пу
— _ f« - ^-
зырьками воздуха определенной крупности. По этому
принципу можно выделить следующие способы
флотационной обработки сточных вод: I) флотация с
выделением воздуха из раствора (вакуумные, напор"1'"
¦¦)!)
(Ш*
ные флотационные установки); 2) флотация <
мех
ческим диспергированием no.ui.yxn (нмиеллерные, безпа
порные и пневматические флотационные установки);
флотации с подачей ншдуха чере» пористые материа
лы; 4) элсктрофлотацин; Г>) биологическая и химическая
флотация. Различные способы флотации отличаются
конструкцией установок и способом разделения жидкой
всплывающей фаз.
Напорная флотация имеет более широкий диапазон
173

применения, поскольку позволяет регулировать степень
пересыщения в соответствии с требуемым эффектом
очистки сточных вод при начальной концентрации за
до 4—5 г/л и более.
Площадь флотационной камеры следует принимать
исходя из гидравлической нагрузки 6—10 м3/ч на 1 м2
поверхности камеры. Время флотации составляет 20
30 мин. При проектировании флотаторов для обработки
сточных вод с расходом до 100 м3/ч принимают прямо
угольные камеры глубиной 1—1,5 м. При расходах бо
лее 100 м3/ч используют радиальные флотаторы глуби
ной не менее 3 м. Глубина зоны флотации принимается
не менее 1,5 м, а продолжительность пребывания воды
и пои не менее 5 мин; глубина зоны отстаивания
не менее |,Г) м, период пребывания воды в ней — 15мин.
11 > 11 флотации с механическим диспергированием
по «духа н иоде создается интенсивное вихревое
движение, под воздействием которого воздушная струя
распадается на отдельные пузырьки. Энергичное
перемешивание сточной воды во флотационных импеллерных
установках создает в ней большое число мелких вихревых
потоков, что позволяет получить пузырьки
определенной неличины.
Степень диспергирования воздуха зависит от
окружной скорости вращения импеллера, которую принимают
12—15 м/с. Диаметр импеллера принимается не более
750 мм. Лона, обслуживаемая импеллером, не должна
о о
премишлп» размеров квадрата со стороной, равной
сти диаметрам импеллера. Высота флотационной каме
ры. принимается равной 1,5—3 м, продолжительность
флотации — 20
Пневматические флотационные установки применяют
при очистке сточных вод, содержащих растворенные
примеси, агрессивные к механизмам (насосам, импелле
рам и др.), имеющим движущиеся части.
камеру через специальные сопла
егся во
>
которые располагаются на воздухораспределительных
трубках, укладываемых на дно флотационной камеры
на расстоянии 0,25—0,3 м друг от друга. Диаметр отвер
стий сопл 1—1,2 мм; рабочее давление перед ними
0,3—0,5 МПа; скорость выхода струи из сопл 100
200 м/с; глубина флотатора 3—4 м.
Флотация с подачей воздуха через пористые
материалы отличается простотой аппаратурного оформления
174

процесса и относительно малыми энергорасходами.
Воз
ДУХ
во
флотационную камеру подается
i
icpca
мелкопо
ристые фильтросные пластины
»
трубы
У
ные
на
дне
камеры. Давление воздуха
продолжительность
флотации
20
30
насадки, уложен
МПа
уро
-0,2
мин, рабочий
вень обрабатываемой воды до флотации
*
м.
>
22. Ионный обмен
Ионный обмен
Л О
процесс помай между ионами
>
находящимися
растворе
1
попами, присутствующими
на поверхности твердой фазы — иоиита.
Очистка сточных вод
основном производственных)
методом
ионного обмена позволяет извлекать
зировать ценные примеси
(хром
7-
гили
У
цинк, свинец
>
ртуть
другие
диоактивные вещества
металлы), поверхностно-активные
использовать очищенную
медь,
ра-
воду
технологических процессах или в системах оборотного
водоснабжения.
По знаку заряда обменивающихся поной попиты
де
лят
на
катеониты
венно кислотные
дел я ют
на
природные
аниопиты, проявляющие соответст
гюдраз
синтетичес
основные свойства. Иониты
искусственные
пли
кие. Различают следующие виды иоппюн:
пы
сильнокислотные катион и ты, содержащие сульфогруп
SO3II, и сильноосибвиые аммониты, содержащие чет
вертичные аммониевые основания;
слабокислотные катиониты, содержащие карбоксиль
соон
ные
рН
фенольные группы, диссоциирующие
>
также слабоосновные аниониты
N1
первичные NH2 и вторичные
ирующие при рН
при
содержащие
аминогруппы, диееоци-
иониты смешанного
гнил, проявляющие свойства
о
смеси сильной
Важнейшим
слабой кислот или
и
основании.
о
свойством попитой является
их
ногло
щающая способпост ь,
гик
называемая обменная
ем
кость.
Полная емкоем. ihhimiа
НО
ко.шчес ню
эквивалентов попов, находящихся
поглопп
>
I
ноши ;i
f
i
ю
грамм-
иоде, которое может
1бочая
модного насыщении.
ъ
емко
¦¦¦^ у
к.
I)
попита
л о
ионов, находящихся
м
3
количесiво грамм-эквивалентов
воде, которое может поглотить
попита в фильтре
при
обработке воды до начала
проскока в фильтрат поглощаемых ионов.
Если катиониты находятся
форме или Na-форме
f
175

обмен катионов будет проходить по реакциям
Ме+ + Н [К]^!Ме [К] + Н+;
Ме+ + Na [K]^Me[KJ + Na+
>
где [К] —сложный комплекс катионита; Ме+ — катион, находящий
О
ся в сточной воде.
Сильнокислотные катиониты позволяют осущест
влять процесс ионного обмена при любых значениях рН
>
слабокислотные—при рН
Регенерацию катионитов проводят промывкой кисло
той (при Н-катионите) или раствором хлористого нат
рия (при Na-катионите):
2Ме [К] + H2S04^2H [К] + Ме2 S04;
Me |К| | NaClr^N.-ilKJ I McCl.
ик-кольку и оГ)|):|Г)«'1ты1кюмых сточных водах, как
правило, содержится несколько катионов, то большое
значение имеет селективность поглощения катионов.
Слабооснбвыые аниониты обменивают анионы
сильных кислот
[А] ОН + H2S04^[A]2 S04 + 2Н2
>
где [А] — сложный органический комплекс анионита.
Регенерация слабоосновных анионитов достигается
фильтрованием через слой отработанного анионита
)-ных водных растворов NaOH, Na2C03 или NH4OH:
|A]3S04 -I- 2NaOH^2[A]OH + Na2SO
4
оцессы ионообменной очистки сточных ВОД OCV
ществлнютси и аиплрсиах периодического (фильтрах)
U
или непрерывного действия.
23. Примеры расчетов
Пример 4.1. Требуется рассчитать установку для нейтрализации
сточных вод металлургического завода при следующих исходных
данных: расход сточных вод, включающих отработавшие травильные
растворы, регенерация которых экономически нецелесообразна, про
мывные воды и смывы с полов, Q=315 м3/сут; поступление стоков
на нейтрализационную установку носит периодический характер,
содержание серной кислоты в сточных водах А = 12 кг/м3, а сульфа
та железа Ci = 10 кг/м3; объем осадка 25% от количества сточных
вод; влажность осадка 86 °л
Решение. Ввиду неравномерного поступления производственных
сточных вод металлургического завода предусматриваем приемный
регулирующий резервуар вместимостью, равной количеству сточных
вод за одну смену, т.е. 105 м3. Из приемного резервуара (рис. 4.1)
сточные воды выпускаются равномерно ^Ст=3,65 л/с.
176

Рис. 4.1. Установка по нейтрализации отработавших травильных растворов
1— отработавшие травильные растворы; ;' - приемный р<- и-рмуар; Л -склад
извести; 4 — помещение для гашения нанести; .'» растворимо баки; <>' —
дозатор; 7 — смеситель; 8 — камера нейтрализации; V отстойники;
/^—-нейтрализованный сток; 11— осадок; 12 — шламовый площадки
При нейтрали i.'iiuiii (и р,|Г)о|;1М111их травильных растворов
гашеной известью в виде известкового молока происходят следующие
реакции:
с серной кислотой
H2S04 + СаО + Н20 = CaS04 + 2Н20;
98 56 18 136 36
с сульфатом железа
FeS04 -|- СаО -1 - I!/) CaS(), | 1-е (О! I).,.
152 56 ж 136 чо
На основании вышеприведенных реакций и исходных данных по
содержанию свободной кислоты и снизанною железа в сточных
водах находим расход нанести им нейтрали tanmo кислых точных
вод и осаждение железа по формуле (Iм), для чпл* ни тол, 1.1
определяем удельный рагчот, негашеном и unriii па цеп i ралп «ацию
серной кислоты а О,.SO, a п<> тол, -IV! рнс.чп.ч net anieiinii и тести,
требуемой для переноса желе ia in рапиорепшно гоеюинпн в
осадок, Ь\-\ (в пересчете па сульфа| желеш 14\S<>4 ^|--0,37). Для
известкового молока /\,, 1,1; И Ы) "/„, им да
G== 1,1.315(0,5(1.12 | 0,37• 10) 100/50 = 7221 кг/сут.
Определим площадь закрытого склада для извести F исходя из
необходимости хранения месячного запаса (^зап = 30 сут), высоты
12—773 177

Днище отстойника принимаем конусное с углом наклона к гори
зонту, равным 45°. Объем осадочной части Voo берем из расчета
суточного хранения осадка. Объем осадка составляет 25 % суточного
расхода сточных вод и равен Уос=79 м3. Осадок накапливается в
цилиндрической части отстойника высотой Лз=1,8 м и в конической
части отстойника высотой /*4=3 м. Общий объем осадочной части
80 м3.
Высоту нейтрального слоя в отстойнике принимаем Л2=0,2 м.
ос
Таким образом, общая высота отстойника
И
от — <п л "2 I "а
1ц - 1,5 | ()(2 |- ММ -7,5 м.
Принимаем дна железобетонных отстойника диаметром С> м
каждый с кислотоупорной облицовкой. Оютйиики попеременно
выключаются для выгрузки осадка.
Пример 4.2. Рассчитать шламовые площадки дли обезвоживания
осадка от нейтрализационнои установки промывных вод мри
следующих исходных данных: расход промывных вод Q—720 м3/сут;
содержание серной кислоты в сточных водах А=0,5 кг/м3;
содержание сульфата железа С*=0,6 кг/м3; влажность осадка Рвл = 88°/<ь
Решение. Запишем уравнения реакций нейтрализации:
FeS04 + СаО + Н20 = CaS04 + Fe (ОН)2;
152 56 Ш 136 90
H2S04 + СаО + HfO = CaS04 + 2Н20.
9S бб ш ш ао
Количество сухого вещества осадка, образующегося при
нейтрализации 1 м3 промывных вод,
100
м = ^ + *»){= хп + (//1 + уг — 2),
где В— содержание активной СаО в используемой извести %: Ки
х2 — количество активной СаО, необходимой соответственно для
осаждения металлов и нейтрализации свободной серной кислоты, кг
на 1 м3; #з — количество образующихся гидроксидов металлов, кг на
м3; уи Уи — количество сульфата кальция, образующегося
соответственно при осаждении металлов и нейтрализации свободной серной
кислоты, кг на 1 м3. Для нейтрализации промывных вод принимаем
содержанием активной СаО В — 70 °,
Вычисляем количество активной СаО, необходимой для
осаждения железа и нейтрализации свободной серной кислоты, в кг/м1;
3d = Ь± Сг = 1-0,37-0,6 = 0,22;
х2= аЛ = 0,56*0,5 = 0,28,
где Ь\ — в пересчете на сульфат железа определяем по табл. 4.2;
а — по табл. 4.1.
Количество гидроксида железа, выделенного на 1 м3 воды,
определяем по уравнению реакции осаждения сульфата железа
90 90
Х»г 1^-С^-1^0'6==0'36кГ/м3'
а сульфата кальция, образующегося при осаждении металлов и
нейтрализации свободной серной кислоты, — по уравнениям
соответствующих реакций:
12* 179

136 . 136
Vi = "777" Ci = ~Г^Г °>6 = °M кг/м*;
152 A 152
136 136
V%
98 98
0,5 = 0,7 кг/мз
Поскольку значение третьего члена расчетной формулы отрица
тельное (у\ + у2—2)« (0,54+0,7—2)=— 0,76, то при подсчете
сухого вещества он не учитывается:
100 — 70
М— — (0,22 + 0,28) + 0,36 = 0,58 кг/м*.
Объем осадка, образующегося при нейтрализации 1 м3
промывных вод,
Р'ж = 10М/(100-РвЛ) = (10.0,58)/(100 —88) = 0,48 %.
Общий объем осадка в сутки
Р<* «= К« Q/100 = 0,48-720/100 = 3,5
Шламовые площадки устраиваем в закрытом помещении и при
нимаем нагрузку на 1 м2 шламовой площадки <7шл = Ю м3/год.
Общая площадь шламовых площадок
шл = *ос-365/?шл = 3,5-365/10 = 128 м?.
Принимаем четыре шламовые площадки размером 5x6,4 м и
площадью 32 м2 каждая. Здание шламообезвоживающих площадок
оборудуем грейферным краном для выгрузки осадка с площадок в
автотранспорт.
Пример 4.3. Требуется рассчитать вертикальный фильтр для
нейтрализации кислых сточных вод при следующих исходных дан*
расход вод Q= 1200 м3/сут; концентрация серной кислоты
*^-
1,1 г/л; и сточных подах отсутствуют растворенные соли металлов
риала выбираем щелков
}(ЧШ*НЫ(\
РУ
ский доломит (/(а.м«0,б2) крупностью фракций ^фР=15 мм и плот
ностью р—2,8 т/м3.
Высота слоя загрузочного материала в см
tf=tf3.M«p(3+ig&)i/;r,
где и — концентрация к
м/ч; п= 1,47'—константа
/л; v — скорость фильтрации
Пересчитаем концентрацию серной кислоты в г-экв/
0,0204Л = 0,0204-1,1 = 0,0225.
Скорость v назначаем равной 6 м/ч (обычно 4—8 м/ч). Тогда
# = 0,62.15М7 (3+lg 0,0225) Кб= 108 см.
Площадь фильтрации
Q/v' =0,014/0,0017 = 8,3 м2,
где Q — расход нейтрализуемых сточных вод, м3/с; v' •— скорость
фильтрации, м/с.
180

Расход реагента
М = m^Q/1000 = 0,94-1,1 • 1200/1000 — 1,24 т/сут,
где т — коэффициент, характеризующий стехиометрнческое
соотношение; в нашем случае т=0,94.
Фактический расход доломита
Мф= 1,5М = 1,5-1,24= 1,86 т/сут.
L
Продолжительность работы фильтра без перегрузки
t^W/Мф^ IIFp/M^^ 1,08.8,3.2,8/1 fH(i-. 13,5 сут,
где W— масса загруженного и фильтр нейтрализующею
материала, т.
Таким образом, для нейтрализации сточных вод принимаем два
круглых в плане вертикальных фильтра высотой 1,08 м и диаметром
2,3 м каждый.
Пример 4.4. Определить расход хлорной извести, необходимой
для окисления цианидсодержащих сточных вод при следующих
исходных данных: расход сточных вод Q = 300 м3/сут; концентрация
простых цианидов в сточных водах С=50 г/м3 (по цианид-иону
CN
Решение. Для определения теоретического количества активного
хлора хт, необходимого дли окисления цианидов, запишем уравнение
Хч=пСу где п — теоретически необходимое количество активного
хлора для окисления растворимого цианид иона до цизиат-иона но
формуле
CN- + OCl-->CNO---|-U'
т
Активный хлор определяют но количеству гр
йода
выделенных данным реагентом из подпетого калия в кислой среде.
При окислении простых цианидом и комплексных цианидов
цинка п=2,73, а при окислении комплексных цианидов меди п = 2,96 и
и=3,18:
хт = 2,73-50= 136,5 г/м».
Расход хлорной извести, необходимой для окисления
цианидсодержащих сточных вод,
* = /С3 • *TQ/(<M0) - 1,25.136,5.300/(30.10) = 171 кг/сут,
где /Сз= 1,2-т-1,3 — коэффициент манта реагента; а — содержание
активного хлора в реагенте (в товарной хлорной нанести 30—35%).
Пример 4.5. Подобрать озонаторы дли окислении
производственных сточных вод при следующих исходных данных; расход сточных
вод Q=2300 м3/сут; требуемая доза озона для окисления
загрязнений d03=18 г/м3.
Решение. Определим необходимый расход озона дли окислении
загрязнений, содержащихся в сточных водах:
D0z = dQ3Q/№Q= 18-2300/1000 = 41,4 кг/сут.
По табл. 4.3 подбираем озонаторы марки ОП-4, производитель
ность которых 1 кг озона в 1 ч. Число озонаторов
Doz л 41,4
т = Кг тт-= 1.07
?оз'24 ' 1-24
181

ТАБЛИЦА 4.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОЗОНАТОРОВ*
ТРУБЧАТОГО ТИПА
Марка озонатора
Номинальная

производительность
по озону,
кг/ч
Концентрация
озона в озоно-
воэдушной
смеси. %
Средний
расход
воздуха, м3/ч
Напр яжение
на
электродах, кВ
ОП-4
-6
ОП-121
ОП-315
-510
1
16—17
14
14
12
12
16
16
14
14
4G
80
120
300
450
10
10
16
18
18
где
/Со
1,05 : 1,1;
'/па
прои жоднтелыюсть одного озонатора
t
кг/сут.
Принимаем диа рабочих и один резервный озонатор марки ОП-4.
Пример 4.6. Рассчитать контактную камеру барботажного типа
для обесцвечивания и окисления загрязнений, содержащихся в
сточных водах красильно-отделочной фабрики, перед их подачей в
систему оборотного водоснабжения при следующих исходных данных:
расход сточных вод
3000 м3/сут; поступление сточных вод в кон
тактную камеру равномерное; требуемая доза озона
необходимое время контакта
воздушной смесью /«=25 мин.
03
21 г/м3;
сточной воды с озоно-
Решение. Вычислим необходимый расход азота
D
оз
dbeQ/UXK)
21
63 кг/сут.
По табл. 4.3 подбираем озонаторы марки ОП-4, производитель-
ч и концентрацией озона в озоно-воздуш-
НОСТЫО ({кул
1 кг озона в
ион гмгеи С,:г 20 г/м\
Число рабочих (монаторои
D
т
оз
3
Чт •24
1,С7
63
1
3.
контактные
па с
размером
20 м3/(м
2.
пор
МКМ
И
камеры барботажного ти-
из керамических труб с
интенсивностью распыливания
ч).
Общая площадь всех
элементов
/общ
qd
оз
/(С
ОЗ 'Р
125.21/(20.20) = 6,6 м*,
где q — расход обрабатываемых сточных вод, ма/ч.
Площадь распиливающего
; длина /э=0,5 м).
э
0,144 ы2 (диаметр
э
количество распыливающих элементов пэ и их общую
длину
вычисляем по формулам:
п
э
общ
э
6,6/0,144
46;
2/
э
пэ1
э
46-0,5
23 м.
182

Рис. 4.2. Расположение распыли-
вающнх керамических элементов в
контактной камере барботажного
типа
1
центральный коллектор о:юио-
воздушной смеси; 2 —
распиливающие элементы
Рис. 4.3. Вертикальный смеситель
/
подача сточных вод; 2

патрубок опорожнения смесителя;
3
подача
реагентов;
4

затопленные отверстия; 5 — периферий
ный лоток;
иод
6
выпуск
сточных
Принимаем четыре контактные реакционные» камеры барб
ного типа
ры на расстояни
лителями принил
4.2)
керамические
У«
располагаем по дну каме-
0,5 м
I'M //
--т- Tf—
~j$
4
1,3x2,3 м. Распиливающие элементы собир
ду осями. Высоту слоя воды над распы-
м, а размер контактной камеры в плане
аем по два элемента в
блоке с обеих сторон центр
коллектора; таким обр

конструктивно в
элементов.
камере располагается по 12
Конструктивный объем контактных камер
к
4(1,3-2,3-4,5)
54 м
з
Необходимый объем камер с учетом продолжительности
контакта обрабатываемой сточной йоды с о юно-жмдушной смесью
пр
н
1,Ы25-25/«0 57,2 м
:»
»
где
пр
коэффициент увеличении обьема иолы м\ счет продушен
его озоно-воздушной смесью, обычно ранги 1,1,
/н
иродолжнтель-
ность контакта, ч.
Поскольку кс
руктишшй ргммер камер иг ofii
об
ходимой продолжительности контакт, го оконча1елыю принимаем
размер камер и плане
1X2,3 м, а
у слои воды 4,Н м; в этом
случае общий об
контактных камер ОлрГютаж
а составля
57.4 м
3
Пример 4J. Определит!
еры вертикального смесителя
следующих исходных
должительность иреб!
дан
сход сточных вод
200 м3/
очны
вод в смесителе
t
си
про
мин
Решение. Принимаем смеситель круглой
в плане

4.3) с углом конусности конической части а= 40° и скоростью
восходящего потока в цилиндрической части смесителя 1>ц=90 м/ч.
Определим площадь поперечного сечения цилиндрической части
смесителя Рц и ее диаметр Оц:
ц = Q/уц = 200/90 = 2,2 м2;
Dn = V4Fn/n ="|/~4.2,2/3,14= 1,67 м.
Диаметр входного отверстия смесителя принимаем равным
диаметру подводящего трубопровода du, который назначают исходя из
скорости движения сточной жидкости Vn— 1-М,2 м/с; при va*a\,l м/с
n = Z0o MM*
Рассчитываем высоту конической части смесителя Лк при угле
конусности а=40° и ее объем VK:
к = (D4 — dn)/(2 sin 20°) = (1670 — 253)/(2-0,364) = 1,95 м;
я Г/ DIT\2 / dr, \a D
к- Л »н.. 2
Ц \ i / ип г , *^Ц ип
IV
Ь -т- +
3,14 1/1,07 \» / 0,253 \а 1,67 0,253
1,95
1,67 м3.
Определив полный объем смесителя
см = QW60 = 200-2/60 = 6,7 м»,
находим объем цилиндрической части смесителя кц и ее высоту Лц
ц = VCM — VR = 6,7 - 1,67 = 5,03 мз;
= уц/^ц = 5,03/2,2 = 2,28 м.
Общая высота смесителя
#см = /гк + йп= U95 +2,28 = 4,23 м.
Сбор поды производится в верхней части смесителя
периферийным лотком чере:» затопленные отверстия при скорости движения
воды через отверстия Сотв**! м/с.
Определим число отверстий л0тв при диаметре отверстия а0тв
80 мм:
%тв = ^отв//о1в = 4^Ктв^от -3600)
4-200/(3,14-0,08?. Ь3600) = 11,
где /vtb и /отв — площади соответственно всех и одного отверстий,
м2,
Расстояния между отверстиями (по осям)
отв = л?>ц/лотв = 3,14-1,67/11 =0,475 м.
Скорость движения воды в периферийном лотке ал = 0,5-^0,8 м/с,
а уклон дна лотка /=0,02.
Пример 4.8. Рассчитать водоворотную камеру хлопьеобразова-
ния, совмещенную с вертикальным отстойником при следующих
исходных данных: расход сточных вод Q=13 000 м3/сут; максимальный
расход <7макс — 810 м3/ч; средний расход <7ср=540 м3/ч.
Решение. Принимаем число водоворотных камер хлопьеобразо-
184

Рис.
4.4.
Водоворотная камера
хлопъеобразования, совмещенная с
вертикальным отстойником
/
подача сточных вод;
2

выпускные
сопла;
3
встроенная
водоворотная камера
хлопъеобразования;
4
успокоительные

решетки; 5 — зона осаждения
отстойника;
6
выпуск обработанных
сточных вод; 7—осадочная зона;
8
выпуск осадка
вания, совмещенных с вертикальными отстойниками
4.4) и определяем площадь
Як.х
(рис
/к.
X
<7макс W(60#K
810
I
5/(60.3,6-4) =7,03 м?,
к.х
где t
камере; Нк.х
5-ь 10 мин
3,6 +
м
продолжительность пребывания сточных вод в
высота камеры.
Далее вычисляем диаметр одной камеры
к«х
К4/к,х/л=}/"4.7,03/3,14
м.
Воду в камеру подают с помощью исполнижного сегнерова
колеса, выполненного в виде двух изогнутых отрезков трубы.
Выпускают воду из сопла тангенциально но отношению к поверхности
стенки камеры. Сопло размещается па расстоянии
0,2dK.
X
0,2
0,6 м
от стенки камеры на глубине 0,5 м от поверхности воды. Диаметр
сопла
с
. 13 V%
макс
/м
1,13]Л),028/(0,908-3) = 0,Н5 м,
где q
макс
максимальный расход сточных вод на одно сопло, м3/с;
0,908
коэффициент расхода для конически сходящегося
насадка с углом конусности |3~25°; vc — скорость выхода воды из сопла,.
м/с (принимается равной 2—3 м/с).
Диаметр подводящего трубопровода рассчитываем из условия
скорости движения сточной воды ии —0,8 *- 1 м/с, В нижней части
камеры хлопьеобразованин устанавливаем успокоительную решетку
для гашения вращательного движении воды,
Объем зоны осаждении отстойника при продолжительности
пребывания обрабатываемой сточной воды и зоне осаждении /
ос
Ч
ОС
<1м
и ж
1 W«
их
810.1/4 ~ 202,6 м
л
Высоту зоны осаждении принимаем равной
00
к.х
+ 0,5»
3,6+0,5 = 4,1 м. Диаметр отстойника
*Лггс
=¦.*-
1.13 I/"
(V
ос
ИХ
)1Н
ос
I
13К(202,5-Ь 25,3)/4,1
8,4 м.
185

Принимаем четыре вертикальных
каждый со встроенными водоворотными камерами хтпье
ния диаметром 3 м.
м
азова-
Пример 4.9. Рассчитать осветлитель
типа с
кальным осадкоуплотнителем
при
следующих исходных данных:
расход производственных сточных вод, поступающих на осветлитель,
1500 м3/ч; сточные воды обрабатываются сульфатом алюминия и
полиакриламидом; концентрация взвешенных веществ в сточной
воде, поступающей в осветлитель,
н
2000 г/м3, концентрация
взвешенных веществ после осветления должна быть
к
10 г/м
3
Решение. Определяем расход сточных вод, выходящих из освет
лителя
1 0Э
осв
тщ
1 + (Сн
ск)/с
шл
1 + (200Э— 10)/31 000
1410 м3/ч,
где
шл
концентрация взвешенных веществ в шламе осадкоуплот-
нителя после уплотнения в течение времени между продувками
осветлители (не менее 3—-(>ч), г/м:{ (определяется по табл. 4.4);
при
С-2000 г/м
л
II /
у И J i
4 ч значение
шл
31 000 г/м3.
ТАБЛИЦА 4.4. ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ОСВЕТЛИТЕЛЕЙ
СО ВЗВЕШЕННЫМ СЛОЕМ ОСАДКА
С , г/м3
с'расч' м/ч
C,„„t г/м», при <„„„, ч
шл v упл
4
6
8
К
Р
100
400
1000
400
1000
2500
2,8—3,6
3,6—4
4,3
21500
25000
31000
24 000
27 000
33000
25000
29000
0,75—0,7
0,7
0,65
35000 0,65—0,6
Площадь оснетлителей
ос»
где
3.0
F
i
i.U
у ИЛ
isoo
^расч
1*0 + 0
р
)ф]
4,2
[0,62 + (1 — 0,62) 1,2J = 384,3 м%
упл
уплотнителя
м
2.
соответственно площадь зоны осветления н осадко-
^расч — расчетная скорость восходящего потока
сточной воды в зоне осветления, м/ч (определяется по
1Л5
1.2
коэ
бл. 4.4)
лотнитель
ициент подсоса осветленной воды в осадкоуп
р
коэ
шщент распреде
зоной
осветления воды и осадкоуплотнителем (определяется по табл. 4.4).
площадь одного осветлителя не должна превышать
принимаем четыре осветлителя,
каждый
площадью
осв
числе площадь зоны осветления
з.о
60 м
2
>
а
площадь осадкоуллотшгтеля
упл
36 М
2
Ширина каждого коридора осветлителя
осв
КОуПЛО!
удл
3.6 М
равной 10 м. Высота слоя
4.5)
м, ширина осад
Длину коридоров принимаем
где наблюдается превышение расчет
ной скорости восходящего потока, обычно равна 0,5
дуемая высота слоя взвешенного осадка ^2—2 ч-2.5 м
м; рекомен
высота зоны
186

6
Рис, 4.5. Осветлитель коридорного типа с вертикальным осадкоуплотнителем
1
подача сточных вод; 2 — дырчатые
ы; 3
зона взвешенного осадка; 4 — зона осветления; 5 — сборные желоба; 6
вод осветленной сточной воды;
7
от-
осадкоприемные окна с защитными
козырьками; S — осадкоушютнитель; 9 — дырчатые трубы, отводящие
осветленную сточную воду; 10 -—дырчатые осадкоотводящие трубы; 11 — отвод уплот%
йенного осадка
осветления
з
1,5-i
м.
данном случае
i
м;
2
2,5 м и
з
м. Тогда общая высота осветлители
И
осв
1
4" &2 + hi
3
1
2,5
5,5 м.
Площадь осадкоприемных окон в одном осветлителе
Q0
v
1500 (I
V -,-ч
0,02)
—W- »"*
ок
Ао
о и
4-36
3,96 м2
}
где i;0K — скорость движения сточной воды с осадком в осадкопри
емных окнах (обычно принимается 36—54 м/ч).
0,3 м. Тогда общая их длина с каждой сторо
Высота окон
т* оса д коуя лотните ля
ок
ок
1т
ок
3,96/(2-0,3) -6,6 м.
Устраиваем с каждой стороны осадкоуилотннтсля по
горизонтали 10 окон для приема избыточного оендка размером каждое 0,ЗХ
Х0,66 м. Нижняя кромка осадкопрнемныя окон располагается на
высоте /ц= 1,5-*-1,75 м выше перехода ciemm осветлители из
наклонных в вертикальные. Принимаем
4
1,75 м
Определим объем зоны уплотнении осадки l/щл (чисти объема
осадкоуплотнителя, которая расположена на 0,5 м ниже кромки
осадкоприемных окон). По констпуктниным рашерам объем зоны
уплотнения
осветлители VyWi — U«) м
4
Проверим соответствие копструктпшюш объема зоны уилотне
ния условию
уил
**
Q(C
И
С«) t
уил
1С
шл>
Q(C
н
^н) 'уил'^шл
1500
/С
(2000
10)4/31000=96,3 мз.
187

Условие соблюдается, следовательно, осветлитель подобран пра
ВИЛЬНО.
Пример 4.10. Определить эффект очистки сточных вод на одно-,
и четырехступенчатой сорбционной установке при следующих
15 м3/ч; адсорбционная
сорбентом и раствором
двух-
исходных данных: расход сточных вод
константа распределения сорбата
между
аде
8000; начальная концентрация сорбата
в
0,35 кг/м3; доза сорбента
растворе
н
с
1,3 кг/м3.
Решение. Определим расход сорбента при одноступенчатой сорб
ционной очистке:
т1
с
15
19,5 кг/ч.
Рассчитаем концентрацию сорбата в сточных водах после одно
ступенчатой сорбционной очистки:
J
i
Q + #адс Щ
15 000-0,35
н
15 000 + 8000-19,5
0,031 г/л = 31 мг/л.
Расход сорбента на каждой ступени при двухступенчатой и
четырехступенчатой очистке будет:
т
2
т{/п
Ш4
Шл/П
19,5/2
19,5/4
9,75 кг/ч;
4,88 кг/ч,
где п — число ступеней в сорбционной установке.
Концентрации сорбата
2 и
4 соответственно после двух^ и че<
о
тырехступенчатои очистки составляют:
2
Q + K
аде
15 000
н
15 000+ 8000-9,75
0.35
4
0,0091 г/л = 9,1 мг/л;
15 000
п
^лдс Щ
н
15 000 + 8000-4,88
0,35
0,0021 г/л «2,1 мг/л.
Определим эффект очистки сточных
вод
соответственно на
одно-, двух- и четырехступенчатой сорбционной установке:
1
2
4
(с.
(С
н
Сг) 100/С
С2) 100/СЕ
С4) 100/С,
н
(350
(350
(350
31) 100/350 = 91,1 %;
9,1) 100/350 = 97,4%;
2,1) 100/350 = 99,4%.
Пример 4.11. Определить продолжительность защитного дейст
вия фильтра при очистке фенолсодержащих сточных вод и количе
ство задерживаемого фе]
чальная концентрация ф
рость фильтрации с/=2,2 м/
при следующих исходных данных
на
в сточной воде
н
фильтра
д
22.5
3500 мг/л; ско-
ффициент защитного действия
6,5 ч:
потеря времени защитного действия т
динамическая активность сорб
75
Р
щады
Тогда
(активированный уголь) ад
Принимаем насыпные фильтры высотой
н
ильтрации
м
и эмпирической константой
м, пло
0.3 м
одолжительность защитного действия фильтра
а.д
з.д
т
22,5
6,5
16 ч.
188

Количество фенола, сорбируемого фильтром за этот период,
М = (Н — h) FaR = (1 — 0,3) 4-175 = 490 кг.
Пример 4.12. Рассчитать пневматическую флотационную уста
новку при следующих исходных данных: расход сточных вод
-400 м2
аэр
0.25
время флотации /ф=15 мин; коэффициент аэрации
Решение. Объем флотатор
Уф = 0*ф/[60 О - *аэр)1 = 400-15/160 (I - 0,25)] - 133,3 м*
Рабочая глубина флотатора //ф«*3 м; тогда его площад!
Гф^Уф/Пф- 133,3/3-44,4 м".
Принимаем интенсивность аэрации /»20 м3/(м2-ч), тогда
требуемый расход воздуха
в = if$ = 20-44,4 = 888 м3/ч.
Принимаем два флотатора шириной Вф=3 м и длиной /ф=7,5 м
каждый.
По дну флотаторов поперек секций располагаем
воздухораспределительные трубы на расстоянии /Тр=0,25 м друг от друга; общее
число труб в каждом флотаторе
лтр ™ /ф//Тр -- 7,5/0,25 = 30,
Определим общее число сопл /ic, приняв скорость выхода струи
воды из них Dc^lOO м/с, а диаметр отверстии сопла «0«-1 мм, т. е.
площадь отверстия каждого сопла /с**0,000000786 м2:
Пс = QB/(3600fcvc) = 888/(3600 •0,000000786-100) = 3142,
Число сопл па каждой воздухораспределительной трубе пс и
расстояние между ними /0 находим по формулам:
п'с = пс/(2птр) = 3142/(2-30) = 52;
/с = Вф/п0 = 3/52 = 0,058 м.
Рабочее давление перед соплами принимаем равным 0,5 МПа.
Пример 4.13. Рассчитать импеллерную флотационную установку
для предварительной очистки сточных вод меховой фабрики,
содержащих поверхностно-активные вещества н жиры, при расходе
сточных вод Q=2700 м3/сут.
Решение. Флотационные камеры принимаем квадратными в
плане со стороной квадрата /=6JW («и-*0,2 » 0,75 м —диаметр
импеллера). Принимаем аи=0,5 м, тогда /—(l-O.fi —;i м, Рабочий объем
камеры
VV 'Лф'1.
где кф — рабочая высота флотационной клмгрм (обычно 1,6—3 м);
к
Ь 'Лгг/Рф.ио
где рф.ж — плотность флотируемой жидкости (водно-воздушной
смеси), рф.ж==0,67 рж, т/м3; //,.г — статический уровень сточной воды в
камере (до флотации), м:
"ст == Ф"и/(%) = 0.23.12^2.9,8 = 1,8 м;
189

здесь ф=0,2-^0,3 — коэффициент напора; t/H —окружная скорость
вращения импеллера, равная 12—15 м/с.
Тогда
Лф= 1,8/(0,67-1) ==2,7 м;
уф =2,7-32 = 24,3 м3,
Число флотационных камер
где ?ф=20+-30 мин — продолжительность флотации; /(аэр = 0,35 —
коэффициент аэрации.
Принимаем импеллерную флотационную установку, состоящую
из трех флотационных камер.
Пример 4.14. Рассчитать электрофлотационную установку для
очистки сточных под мясокомбината при следующих исходных
данных: расход сточных под Q-*lI0 м'/ч; н качестве электродов исполь-
пуюг плюммпш'ныс пластины.
Решение. Принимаем горизонтальный электрофлотатор,
состоящий и i двух флотационных камер (на рис. 4.6 схематично показана
одна камера). Число электродов, располагаемых в каждой камере,
пэ = (А — 2а + с)/(б + с) = (2000 — 2-100 + 20)/(8 + 20) = 65,
Рис. 4.0. Горизонтальный электрофлотатор
/ — впускная камера; 2 — решетка-успокоитель; 3 — электродная система; 4 —
отвод обработанной сточной воды; 5 — механизм сгребания пены; 6 — пено-
сборник; 7 — отвод пенного шлама; 8 — трубопровод опорожнения
электрофлотатора и выпуска осадка
190

ду крайними пластинами и стенками камеры; с — величина зазора
между пластинами (15—20 мм); о — толщина пластин (6—10 мм).
Необходимая площадь пластин электродов, м2, определяется по
формуле
э — /а.э'(Лэ ч >
где /а.э — активная поверхность электродов, м2: f&.B=EQ'fi (здесь
удельное количество электричества, А-ч/м3; Q'— расчетный
расход сточных вод на каждую камеру, м3/ч; i — плотность тока на
электродах, А/м2).
Значения Е \\ i определяю к я экспериментально и зависимости
от сослана сточных иод (табл. ¦!.!>). Литтм, нычнслни актнинуи)
пота Б л И Ц А 4.5. ПАРАМЕТРЫ /: И i
mm—mm
«ишм
Сточные воды
Et А.ч/м3 /, А/м1
Кожевенных заводов при дублении
хромовом
смешанном
Меховых фабрик
Мясокомбинатов
Фабрик искусственных кож
300—500 50—100
300—600 50—100
100—300 50—100
100—270 100—200
15—20 40—80
верхность электродов /а.э=200-55/150- 73,3 ьл\ находим необходи
мую площадь пластин электродов:
о
#¦* lifef :'
73,3/(65 1) 1,15 м*.
Назначив высоту пластин //^-1,15 м (обычно 1—1,5 м), опреде
лим их длину:
э — /э
/Аэ= 1,15/1,15 = 1 м.
Длина электродной камеры
э.к=/э + 2а=1+2-0э1 = 1,2 м.
Объем электродной камеры, м\ находим по выражению
мм
где Яэ.к — рабочая высота электродной камеры; //^ к^/м t Ла+^а
1,15+0,4+0,45 = 2 м (лдееь /t^l Н,5 м нысота осветленного
слоя; /12=0,3-7-0,5 м — нысота защитного слон, /1^^0,4 + 0,5 м —слой
шлама).
Следовательно,
Э.М
2-2-1,2 = 4,8 м*.
Далее подсчитаем объем флотационной камеры
уф « Q' U = 55-0,5 = 27,5 м3,
где /ф —продолжительность флотации, принимаемой 0,3—0,75 ч
Длина флотационной камеры
V<b/(AHQth) = 27,5/(2-2) « 6,9 м.
191

Общий объем электрофлотационной установки
у
2 GVh + Уф) = 2 (4,8 + 27,5) = 64,6 м
3
Далее определяем количество материала электродов т, перехо
дящего в 1 м3 раствора, г/м3, по формуле
т
?i Э?*,
где k
1
0,5 -г- 0,95 — коэффициент выхода по току; Э —
электрохимический эквивалент, г/(А
1,042; 0,695 и 0,336).
(для Fe2+, Fe3+, Al3+ — соответственно
Для алюминиевых электродов
т
--0,6.0,336-200=40,3 г/м»
Срок службы электродной системы в сутках вычисляется по вы
ражению
г до М
трплн'ю, м ;
ЛМ 000/(mQ-24),
маосм мсч'лллп ч/юктродо», которая растворяется при элек-
AI
I»/»'./'„fin
а
(«ДОС!
Р
плотность металла электродов,
ki/m*, hi - ко м|)(|)ициеит использования материала электродов (0,8
0,9) |.
Определив значение М=2700-0,85/1,15/0,008/130=2745 кг,
получим:
(2745.1000)/(40,3-110-24) = 25,8 сут
Пример 4.15. Рассчитать ионообменную установку для
обезвреживания сточных вод гальванического цеха после их
предварительной механической очистки при следующих исходных данных: расход
сточных вод
1200 м3/сут; поступление сточных вод на установку
равномерное; ионный состав сточных вод приведен в табл. 4.6.
ТАБЛ И ЦА 4.6. СОСТАВ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЦЕХА
•- —'
WBM
I !оны
V
ft)
X СО
4*59
о 2>
и 3^
»**
о я
8 я
СО
I
u t
On f-
Л со
о а^
0>
р
во
Ионы
ее %
о
О)
I
S
со
I
я с5
ар
о ?>
о «
Он и
а)
и
СО
* ев
<и н
о 2J-
и 3
Катионьп
Сг6+
Zn2+
Cu2+
Ni2+
sr/ci
120
15
12
90
237
8,67
32,68
31,77
29,36
13,84
,46
,38
,07
17,75
Анионы:
CN
CI
SO
2
4
2[Л]
90
160
470
720
26
35,46
48,03
3,46
4,51
9,78
17,75
Решение
принимаем H
качестве первой ступени ионообменной установки
фильтры, загруженные сильнокислотным
катионптом КУ-2. Объем катионита опреде
по формуле
к
Яс.н Qnon 2 [К]/(пфЦ ?раб.к)
192

где Кс.н=1,1-*-1,35 — коэффициент для учета расхода воды на соб
ственные нужды установки; Quon — полезный расход обезвреженной
сточной воды, м3/сут; ЛфЦ— число фильтроциклои и 1 сут; ?раб.к
рабочая обменная способность катеонита, г-экв/м3:
Яраб.к = Кэ.р^обм^пол.к — 0,5^2 [К],
здесь /Сэ.р — коэффициент эффективности регенерации при удельных
расходах H2S04, г/г-экв поглощенных катионов, 50; 100, 150; 200
(равен соответственно 0,68; 0,85; 0,91; 0,93); Коом — 0,8 + 0,9 —
коэффициент для учета снижении обменной способности катеонита;
пол.к — полная обменная способность кнтиоипта, равная для
КУ-2—800 г-эки/мя; q — удельный расход оенетлепной йоды на от-
мывку 1 м3 Н-катионита, ранен 4—0 мя/мя.
Тогда
раб.к= 0,9Ь0,85-800 —0,5-5-17,75 = 574,4 г-экв/м3;
к =(1,25-1200-17,75)/(2.574,4) = 23,2 м»..
Определим общую площадь катионитовых фильтров FK,
принимая высоту загрузки #к=2,5 м:
/Як= 23,2/2,5 = 9,3 м2.
Принимаем три рабочих катионитовых фильтра и один резерв-
к — * к
ный диаметром Dk = 2m, тогда общая площадь фильтров составит
9,4 м
2
Скорость фильтрования воды через катиопитовые фильтры
к
Q/(24.fK)= 1200/(24-9,4) -5,3 м/ч.
качестве второй ступени ионообменной установки принимаем
аниопитоные фильтры со слабооснонншм аниоиитом АН-18.
Расчетную скорость фильтрования определяем по формуле
VA
Ер*6.аНа-0>™а\А]
Т [А] + 0,02Яраб^ in [А\ - 0,1 [A] in [Л] *
*.
где На — высота загрузки анионитового фильтра, принимаемая
равной 2,5 м; [А] — содержание анионов сильных кислот в сточной во
де, в нашем случае 4,514-9,78=14,29 г-экв/м3; ЕРаб.а — рабочая
обменная способность анионитон, г-чкн/м:| (для ЛИ-18 равна 1000);
продолжительность работы каждого фильтра между регенерациями
24//1Рег — >i — /t — f| * - 24/2 0,25 - 1 ,б — 3 « 7,25 ч
(здесь /1рвг=2~*-3— число регенераций, гут; fi —0,25 ч — продолжи
тельность взрыхлении анионитп; t^—\bl* ч продолжительность про
пускания череп анионит регенерациотюю раствора щелочи; /й—J ч
продолжительность отмыннн анионитй после регенерации),
Тогда
v
1000-2,5 0>2,ГЫ4/21>
А 7,25-14,29 ИМ)2> 10(H).2,00 -0, |.|4/iU-2,66
:. .j-iL
—*
16,2 м/ч.
Общая площадь инионитоных фильтром
F„- Q/(nm,TvA) ~ 1200/(2.7,25.16,2) = 5,1 м*
Принимаем два рабочих аиионитовых фильтра и одни резерв
13—773
193

ныи диаметром ?>д=2 м. Тогда общая площадь рабочих фильтров
составит 6,28 м2, а фактическая скорость фильтрации
*факт,л = Q/(nVerTFA) = 1200/(2.7,25*6,28) = 13,2 м/
¦ >
Регенерацию катионитов предусматриваем 8 %-ным раствором
серной кислоты, а анионитов — 5 %-ным раствором щелочи,
ГЛАВА 5. ДЕЗИНФЕКЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД
§ 24. Дезинфекция сточных вод хлором
Для уничтожения патогенных микробов и
исключения заражения водоемов этими микробами сточные
воды перед спуском в нодоемы должны обеззараживаться
(де.шнфекцин). Оценку эффективности
обеззараживания сточных иод производят по
коли-титру—показателю, представляющему собой наименьший объем в
миллилитрах сточной воды, в котором содержится одна
кишечная палочка — типичный представитель кишечной
микрофлоры. Обычно обеззараживание сточных вод
считается достаточным, если коли-титр равен 0,001.
Сточные воды рекомендуется обеззараживать
жидким хлором или гипохлоритом натрия, полученным на
месте в электролизерах [б]. Для этой цели могут
использоваться также хлорная известь и гипохлорит кальция
(при рлеходлх до 1000 м3/сут), озон и др.
настоящее время наиболее широко для
дезинфекции сточных вод используют хлор, доставляемый на
очистные станции в баллонах или в контейнерах под
высоким давлением в жидком состоянии.
Установка для дезинфекции сточных вод хлором со
состоит из следующих элементов: расходного склада
хлора, узлов испарения жидкого хлора, дозирования
газообразного хлора и образования хлорной воды. Для
небольших установок хлор испаряют в той таре, в которой
он хранится (табл. 5.1). Если требуется более 30 кг/ч
хлора, то применяют испарители с искусственным
подогревом.
Под действием окружающего тепла хлор в баллонах
(рис. 5.1) постепенно испаряется и в виде газа
поступает в промежуточный баллон, где освобождается от
капель жидкого хлора и механических примесей. Далее
хлоргаз поступает в хлоратор-дозатор.
194

Рис. 5.1. Хлораторная установка с баллона
;
весы; 2—6
хлоратор; 5 — эж
с жидким хлором; Л — промежуточный баллон; 4
ТАБЛИЦА 5.1. ВЫХОД ГАЗООБРАЗНОГО ХЛОРА ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ
16 °С БЕЗ ПОДОГРЕВА
Тара
Площадь
наружной поверхности
тары, м8
Баллоны вместимостью 40
ленные вертикально
установ-
То же
под углом 20
о
Контейнеры вместимостью 800
Тенк вместимостью 40 м*
0,99
0,9
4,7
77
Средний выход
хлора,
кг/(ч-м8)
0.7
'Л
хлор засасывается эжектором, перемешивается с
рабочей водой и направляется в очищенную воду для
дезинфекции.
Газообразный хлор дозируют вакуумными
хлораторами или весовым способом. Возможно применение
комбинированного способа: весового, совмещенного с
дозированием хлораторами ручного регулирования.
Серийно выпускаются хлораторы ЛОНИИ-100К
ручного регулирования на производительность по хло-
13
*
195

ру: 1,28—8,1 и 2,05—12,8 кг/ч (Кременчугский ремонтно-
экспериментальный завод коммунального оборудования).
Из НРБ поставляются в СССР хлораторы с ручным,
электрическим и пневматическим управлением типа
ХВ-200 производительностью 2,5—25 кг/ч и типа ХВ-260
производительностью 12,5—125 кг/ч.
Хлоргаз проходит по приборам хлоратора под
разрежением, что исключает проникание токсичного газа
хлора в помещение хлоратор ной. Для дезинфекции сточных
вод СНиП [6] рекомендуют следующие дозы активного
хлора: после механической очистки — 10 г/м3, после
полной искусственной биологической очистки — 3 г/м3
после неполной искусственной биологической очистки
»
г/м3.
Дли смешении хлорной воды со сточной жидкостью
применяют различного типа смесители. Наиболее
простым является ершовый смеситель, используемый при
производительности 12—1400 м3/сут. Для расходов
1400—280 000 м3/сут применяют смесители типа «лоток
Паршаля». Продолжительность контакта хлора с
очищаемой водой должна составлять 30 мин. В качестве
контактных резервуаров применяют отстойники, анало
гичные первичным. Оборудовать их скребками для уда
ления осадка необязательно.
25. Дезинфекция сточных вод озоном
Озон обладает более высоким бактерицидным
действием, чем хлор. При определенных условиях применение
озона весьма целесообразно. Озон оказывает
универсальное действие, проявляющееся в том, что
одновременно с обеззараживанием воды происходит улучшение
физико-химических и органолептических показателей
воды. Этим обусловлена необходимость повышения дозы
озона для дезинфекции воды при наличии в ней
49
ческих загрязнении.
Озонаторные установки состоят из следующих основ
ных элементов: озонаторов для синтеза озона,
вания для подготовки и транспортирования воздуха,
устройств электропитания, камер контакта озона с обра
батываемой водой, оборудования для утилизации оста
точного озона в обрабатываемой газовой смеси (рис.
5.2 и 5.3).
Озон получают из воздуха: для получения 1 кг озона
196

Рис, 5.2. Технологическая схема озонаторной установки с обезвоживанием при
высоком давлении
/
манометр; 2 — баллон сжатого воздуха;
3
компрессор;
4

регулировочный вентиль; 5 — водяной теплообменник; 6 — воздушный фильтр; 7 —
масляный фильтр; 5 —влагопоглотительный фильтр;
9
расходомер; 10

термостат; /7 —озонатор; 12 — трансформатор; 13 — патрубок для отбора проб
озонированного воздуха; /4 —обратный клапан
Рис
3. Технологическая схема
аторной установки с обезвоживание
в
две стадии при низком давлении
/
воздушный ф
2
воздуходувка; 3 — манометр; 4 и 5
рубо
ды для подачи и отвода
аждающей воды; 6 — водяной
ооб
7
ФР
холодильная установка; 8 — термостат; .9 — термометры; /0 —вла-
гопоглотительные ф
/;
обратный клапан;
12
влагоаналичатор;
13
15
электрический воздушный расходомгр;
N
ющей
атор
16
й трансформатор; /
н*гулировочныо понтнли;
расходомер охлпжда-
18
штуцер дли отб
проб отинроианио! о воздуха
60 м
•л
ИОЗДуха, Н()»Ду,Ч (УЮДУОТ Забирать
на
высоте
НС МСНСС
м
над
требуется 50
из незагрязненной зоны
коньком криши здании. Дли очистки и сушки воздуха
in па АГ-50 или
применяют
применяют адсорбционные установки
УОВ.
установках по озону
более
кг/ч
двухступенчатую сушку воздуха.
Давление воздуха перед озонатором должно
составлять (при расположении озонатора от места ввода
озона на расстоянии до 20 м и скорости озоно-воздушной
смеси в трубопроводах не более 10 м/с):
197

для смесителей барботажных
то же, эжекторных . , , .
» . механических , . .
784—882 ГПа
98— 196 »
98—196 »
Синтез озона осуществляется в электрических гене
раторах-озонаторах. В СССР выпускаются озонаторы
производительностью до 6 кг/ч. Кроме того, генераторы-
озонаторы поставляют французские фирмы «Трелигаз»,
«Дегремон» и чехословацкое народное предприятие
«Kxalovopolska strojirna».
Обработку сточной воды озоном производят в
камерах контакта, где обеспечивается интенсивное
перемешивание воды. Барботажные камеры в зависимости от
расхода обрабатываемой воды и требуемой
продолжительности о.импфои.'шпн выполняются в виде колонн или
прямоугольных .-шкрытмх резервуаров (одного или
нескольких). Резервуары большого объема делят на
несколько секций вертикальными перегородками.
Обеззараживание озоном целесообразно
предусматривать после доочистки воды на микрофильтрах или на
фильтрах. Дозу озона в этом случае следует принимать
равной 6—10 мг/л при продолжительности контакта
10 мин. После биологической очистки (до содержания
взвешенных веществ 10—12 мг/л и БПКполн^15 мг/л)
требуемая доза озона равна 15—30 мг/л, а продолжи
тельность контакта—0,3—0,5 ч.
§ 2(1. Примеры расчетов
Пример 5.1. Рассчитать хлораторную установку и сооружения
для смешения и контакта воды с хлором для очистной станции на
ПОЛНУЮ биОЛОГИЧеСКуЮ ОЧИСТКУ ПрОИЗВОДИТеЛЬНОСТЬЮ Qcp.cyr
«= 20 000 м3/сут.
Решение. Средний секундный расход воды на очистную станцию
<7ср = Qcp.cyT/(24-3600) = 20 000/86 400 = 0,231 м3/с
Общий коэффициент неравномерности /С0б.макс = 1,57 [61. Тогда
О О
максимальный часовой расход
максч - Qcp.cyr Аоб.макс/24 = 2000-1,57/24 = 1308 м3/ч.
Принимаем дозу хлора для дезинфекции вод Дхл=3 г/м3. Рас
ход хлора за 1 ч при максимальном расходе
<7хл = Дхл Рмаксч/ЮОО = 3-1308/1000 = 3,92 кг/ч.
Расход хлора в сутки
хл - Дхл Vcyi/1000 в 3'20 000/Ю00 = 60 кг
1
198

хлораторной предусматривается установка двух хлораторов
ЛОНИИ-100К. Один хлоратор рабочий, а другой — резервны.
Определим, сколько баллонов-испарителей необходимо иметь
для обеспечения полученной производительности в I ч;
"бал = <?хл/$бал = 3>92/°>7 - 6>
где 5бал=0,7 кг/ч — выход из одного баллона (см. табл. 6.1).
Принимаем баллоны вместимостью 40 л, содержащие 50 кг
жидкого хлора [2].
Проектом предусматриваются две самостоятельные установки
для испарения хлора и;» баллонов и его дотирования. Одна из них
является резервной.
соответствии с действующими нормами |(>| дли размещения
оборудования и хлора в баллонах предусматривается строительство
здания, состоящего из двух помещений: хлордозаторной и
расходного склада хлора. Хлордозаторная оборудуется двумя выходами:
один — через тамбур и второй — непосредственно наружу (со всеми
дверями, открывающимися наружу). Расходный склад хлора
изолируют от хлордозаторной огнестойкой стеной без проемов.
Баллоны-испарители хранятся в расходном складе хлора. Для
контроля за расходованием хлора на складе устанавливают двое
циферблатных весов марки РП-500-ПЗ(м) [2], на которых
размещается по шесть баллонов. Каждые весы с баллонами являются
частью двух самостоятельных установок для испарения и дозирования
хлора, работающих периодически.
Всего за 1 сут будет использоваться (И): 50*-1,2 баллона. Таким
образом, в момент начала работы установки, когда на весах будет
установлено 12 баллонов, запас хлора будет достаточен для работы
в течение 12: 1,2=10 сут. При выработке газа из шести баллонов на
одних весах запас хлора будет достаточен для работы в течение
1,2 = 5 сут
хлордозаторной помещаем два хлоратора ЛОНИИ-100К и два
баллона (грязевика) вместимостью 50 л. Каждый хлоратор, баллон
(грязевик) и одни весы с баллонами-испарителями, расположенные
на расходном складе, образуют самостоятельную технологическую
схему для испарения и дозирования хлора, работающую
периодически.
Хлордозаторная обеспечивается подводом воды питьевого
качества с давлением не менее 0,4 МПа и расходом
<?хл?!1 = 3,92-0,4- 1,57 м»/ч,
где <7в=0,4 м3/кг—норма водопотреблепин, мя на 1 кг хлора.
Хлорная вода дли дезинфекции сточной поды подается перед
смесителем. Принимаем смеситель тина «логок Пвршлля» с
горловиной шириной 300 мм,
Для обеспечении контакт хлора со сточной водой
запроектируем контактные резервуары по тину i оригинальных отстойников.
Объем резервуаров
Vk.p - Змакс.ч Г/00 - IЗОН. 30/00 - 654 м*,
где Г=30 мин — продолжительность контакта хлора со сточной
водой [6].
При скорости движения сточных вод в контактных резервуарах
1>=10 мм/с [6] длина резервуара
vT= 10-30-60/1000 =18 м#

Площадь поперечного сечения
ш = VK.P/L = 654/18 = 36,3 м?.
При глубине //=2,8 м и ширине каждой секции &=6 м число
секции
п = (»/(ЬН) = 36,3/(6-2,8) = 2,16.
Фактическая продолжительность контакта воды с хлором в час
максимального притока воды
к-р/вмакс.* = пЪНиОшкс-ч = 2-6-2,8.18/1308
0,46 ч = 28 мин.
учетом времени движения воды в отводящих лотках
фактическая продолжительность контакта воды с хлором составит около
30 мин.
Принимаем контактные резервуары, разработанные ЦНИИЭП
инженерного оборудования. Они имеют ребристое днище* в лотках
которого расположены смывные трубопроводы с насадками, а по
продольным стенам смонтированы аэраторы и перфорированные
трубы. Осадок удаляют один раз в 5—7 сут. При отключении секции
осадок взмучивается технической водой, поступающей из насадков,
и возвращается в начало очистных сооружений. Для поддержания
осадка во взвешенном состоянии смесь в резервуаре аэрируют.
Пример 5,2. Рассчитать озонаторную установку и контактную
камеру для дезинфекции сточных вод, прошедших доочистку на
фильтрах. Расход сточных вод Q ср.сут — 12 000 м3/сут.
Решение. Средний секундный расход воды на очистную станцию
составит:
<7ср = Qcp.cyT/(24-3600) = 12 000/86 400 = 0,139 м*/с
Общий коэффициент неравномерности Лоб.макс = 1,59 [6].
Максимальный часовой расход
Mnicn.4«Qcp.flyT^oe.M0Kc/24= 12 000-1,59/24 =795 м»/ч<
Принимаем дозу озона Доа^Ю г/м3 и продолжительность
контакта Гоэ=10 мин.
Максимальный расход озона
оз = <?макс.ч Доз/ЮОО = 795-10/1000 = 7,95 кг/ч.
Расход озона в сутки
су
ср.сут Доз/1000= 12 000-10/1000= 120 кг/сут
Принимаем озонаторы типа ОП-315 с номинальной производи
тельностью по озону Oi = 3,8 кг/ч. При этом средний расход воздуха
равен 300 м3/ч, расход охлаждающей воды ^в=30 м3/ч. Требуемое
число озонаторов
Поз = Оог101 = 7,95/3,8 = 2,1.
Р
Принимаем два рабочих озонатора в предположении, что
максимальная производительность одного озонатора может достигать
г/ч. Кроме этого, принимаем также один резервный озонатор
комендуется 10—20 % резервных озонаторов)
Требуемый расход воды на два работающих озонатора
qB л/3600 = 30-2/3600 -0,017
200

Определим размеры контактных (барботажных) камер для
смешения озоно-воздушной смеси с водой. Принимаем высоту воды в
камере #к=4 м. Общая площадь камер должна рпиинться:
макач^оз' 60/(3600 Як) = 795-10.60/(3600.4) 33,1 м*.
Принимаем две секции размером в плане 4X4,14 м. Дли
распределения озоно-воздушной смеси у дна контактной км меры
располагаются перфорированные (керамические пористые) трубы длиной
500 мм, внутренним диаметром (И мм и нмружным диаметром
92 мм. Керамические пористые трубы нртчмдиниитн к четырем
коллекторам: к днум, располагаемым ил расстоянии по 0,5 м от стен,
и к двум — через 1 м один от другого. Длинм коллектором 4,14 м.
Расстояние между керамическими трубами принимается рамным 0,5 м
ГЛАВА 6. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
ОСАДКОВ
§ 27. Метантенки
Одним из основных методов обезвреживания осадков
городских сточных вод является анаэробное
сбраживание, осуществляемое микроорганизмами, способными в
ходе жизнедеятельности окислять органические
вещества осадков. Этот процесс происходит в метантенках,
расчет которых заключается в подсчете количества
образующихся на станции осадков, обоснованном выборе
режима сбраживания, определении требуемого объема
сооружений и степени распада беззольного вещества
осадков.
Количества сухого вещества осадка Осух и
активного ила #Сух, образующихся на станции, т в 1 сут,
рассчитывают по следующим формулам:
О
СЭк
Ип
сух 1000-1000
0, 8С (1 — Э) |(|/.
сух КИИ). 1000
Qi
(6.1)
а
,i
$
(0.2)
где С —концентрпции взвешенных веществ в воде, поступающей на
первичные отстойники, мг/л; /.„-¦¦¦ Ш1Ки«ми поступающей в аэротенк
сточной воды, мг/л; Э эффективность задержании взвешенных ве
ществ в первичных отстойниках, доли единицы; Q —средний
расход сточных вод, м3/сут; к — коэффициент, учитывающий увеличе
ние объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ,
не улавливаемых при отборе проб для анализов (равный 1,1—1,2);
вынос активного ила из вторичных отстойников/ мг/л; а=0,3-*
5-0,5 — коэффициент прироста активного ила.
201

Количество беззольного вещества осадка Обез и ак
тивного ила Ябез, т в 1 сут, вычисляют по формулам
Иб
0Сух (ЮО — Вг)(100 —30С
ш~ 100-100
^сух(юо-в;)(1оо--зил)
>
(6.3)
ез
100-100
$
(6.4)
где Вг1 В_—гигроскопическая влажность сырого осадка и актив
ного ила, %; 30с, 3„л— зольность сухого вещества осадка и ила, %.
Расход сырого осадка и избыточного активного ила
м3/сут:
>
100Осух
ос
ил
(М0-Уос)рос '
юо//сух 4) S
(ЮО - Wил)рил •
(6.5)
(6.6)
где Woe — влажность сырого осадка, %; №ил — влажность избыточ
ного активного ила, %; рос, Рил — плотности осадка и активного ила
Общий расход осадков на станции:
по сухому веществу
Мсух = 0СуХ ~г "сух>
по беззольному веществу
Мбез = °без + #без*.
по объему смеси фактической влажности
(6.7)
(6.8)
А! общ = Уос + V
ИЛ
(6.9)
Средние значения влажности смеси и зольности, %,
100(1-Мсух/Л1общ); (6.10)
см
100
Мб
ез
сух
(100 - Вр)/100 + И (100 - В'г)/100
(6.11)
Зная фактическую влажность смеси, можно
подсчитать требуемый объем метантенка, м
Л1общ.100/Д,
з.
(6.12)
где Д — суточная доза загрузки осадка в метантенк, % (табл. 6.1).
Режим сбраживания (термофильный или мезофиль-
ный) выбирают с учетом методов последующей
обработки осадков. При этом обязательным является
обеспечение санитарных требований. Например, если для
подсушки сброженного осадка проектируются иловые площадки,
202

ТАБЛИЦА 6.1. СУТОЧНАЯ ДОЗА ЗАГРУЗКИ ОСАДКА В МЕТАНТЕНК
Режим сбраживания
Мезофильный
Термофильный
Доза зпгрузкн, %, при влажности
загружаемого осадим, %, и*1 Солее
93
7
И
94
91»
17
**¦ ¦ — -
!Ж
18
97
10
19
следует принять
епмсмЬилыпип
режим
ил
рсду
смотреть после мезофилышго процесса
дегельминтизацию осадка. Если в схеме станции предполагается узел
термической сушки, сбраживание целесообразно
проводить в мезофильных условиях и т.д. Окончательное
решение принимают на основании технико-экономических
расчетов.
, поступающие на станцию, содер-
Если сточные воды
жат значительное количество ПАВ
которые могут ока
зать отрицательное влияние на микрофлору метаитенка
дозу загрузки, принятую
по формуле
по СНиП
>
следует проверить
10<7
С (100
#
(6.13)
см
где
содержание ПАВ в осадке, мг/л сухого осадка, принимаемое
по табл. 60 СНиП 2.04.03—85 в зависимости от концентрации ПАВ
в исходной воде; q — предельно допустимая загрузка, г/м3 рабочего
объема метантенка, принимаемая в зависимости от характера
присутствующих в воде ПАВ (табл. 6,2).
ТАБЛ И ЦА
СОДЕРЖАНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
В ОСАДКЕ И АКТИВНОМ ИЛЕ
Исходная
концентрация
ПАВ в
сточной воде,
мг/л
Содержание ИЛИ,
мг/л сухого вещества
в осадке на
первичных
OTC'lOftlfllKOM
В Нмбы*
(ОЧНОМ
ПК inn
НОМ 1М!Г
_;i .
Исходнаи
коицип рация
ПЛИ м поч-
Ш\\\ МОД!1»
т /л
Содержание ИЛИ»
мг/л сухою вещества
и осадке на
первичных
он той никои
и
избыточном

тминном иле
ю
15
13
t
м
1/
ао
24
12
12
Если при поверочном расчете оказалось, что
объем метантенка рассчитывается
по
величине
других случаях корректировка не требуется. Выход
208

газа
/
»
м
3
на
кг загруженного беззольного вещества
(плотность газа принята равной 1),
9
пД)/100,
(6.14)
где а — предел сбраживания осадка,
п
экспериментальный ко-»
эффициент, зависящий от влажности осадка и температурного
режима сбраживания, принимаемый по табл. 61 СНиП 2.04.03—85.
Для смеси осадка и активного ила предел распада
а
см
(Яо °без + Яи #без) /^без»
(6.15)
где а0, аи
пределы распада соответственно осадка и ила.
Эти показатели могут быть рассчитаны, если извест
но содержание жиров ж, белков
сбражшюсмого субстрата:
и углеводов
а
¦*^*
(0,92ж + 0,62ы + 0,346) 100.
В
Г
(6.16)
случае, когда данные по химическому составу осад
ков отсутствуют, можно принять
Суммарный выход газа, м3/сут,
У' Щез-
а0
53
о
а
и
44%
(6.17)
При расчете и проектирования мётантенков следует
принимать типовые конструкции мётантенков, а также
использовать проекты, разработанные для московских
станций аэрации Мосводоканалниипроектом (табл. 6.3).
ТАИЛ И Ц A И..'». КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ МЁТАНТЕНКОВ
~^GJ
ЬГ V ¦
П р оект
S
S
3
А
О *
Ф о,
О «
tx
«В ф
со
О.
со
О)
О
о
*М^1
I
О
о
Ф
X cej
ф >>
ВысотаI м
к о
о
о»
Я о
я я
Строительный
объем, м3
о а
о:
СО >»
со CJ
1
О
со
се a>
О
902-2-227
902-2-228
902-2-229
902-2-230

Ново-Курьяновской станции
аэрации
Люберецкой
станции аэрации
12,5
15
17,5
20
18
22,4
1000
1600
2500
4000
6000
8000
1,9
2,35
2,5
2,9
3,15
4,45
6,5
7,5
8,5
10,6
18
16,3
»
15
I
»
05
»
3,5
3,7
652
2035
2094
2520
2700
2000
100
112
136
174
170
170
*, п »
w I
. ¦ \
I. ¦
204

§ 28. Аэробные стабилизаторы
Метод аэробной стабилизации заключается в
длительном аэрировании осадков в сооружениях типа аэро-
тенков (стабилизаторах). Метод этот наиболее применим
к избыточному илу, который из-за высокой
влажности и значительного содержания белковых веществ
сбраживается в метантеиках менее интенсивно н с более
низким газовыделением, чем осадки и» первичных
отстойников.
Аэробная стабилизация — это сложный
биохимический процесс, в результате которого происходит распад
(окисление) основной части органических беззольных
веществ (ОВ) осадка. Оставшееся органическое
вещество осадка является стабильным — неспособным к
последующему разложению (загниванию).
На основании исследований по аэробной
стабилизации осадков, проведенных во ВНИИ ВОДГЕО и НИИ
коммунального водоснабжения и очистки воды АКХ им.
К. Д. Памфилова, сформулированы основные
закономерности процесса аэробной стабилизации и
предложены уравнения для инженерных расчетов.
Так как в практике при расчете сооружений по
анаэробному сбраживанию осадков (метантенков) принят
термин беззольное вещество, то в последующем
органическое вещество (ОВ) будем называть беззольным (БЗ)
веществом.
Эффективность процесса аэробной стабилизации
зависит от продолжительности процесса, температуры,
интенсивности аэрации, а также от состава и свойств
окисляемого осадка.
Массу органических беззольпых веществ осадка
>
поступающего на стабилизацию, можно условно
разделить на две части: активную (распадающуюся) Sa и
инертную Si. Относительный распад ГУЛ в процессе
стабилизации
о«(.ч\,--Я,)/Я
Of
(0.18)
где So *—начальное содержание Ь'Л, г/л; St -- содержание БЗ в КОН'
це периода /, г/л.
Относительный распад а не может превысить некото
рои величины л — предела распада:
*"¦ ^a0/^oi
где S» — начальное содержание активной части, г/л.
(6.19)
205

Скорость распада активной части БЗ описывается
уравнением первого порядка
kSat>
(6.20)
где k — константа скорости распада; Sa.—содержание активной
части в конце периода t, г/л.
Количество требуемого кислорода QK
пропорционально количеству распавшегося БЗ:
i
K = v(S0-St),
где v — стехиометрический коэффициент, кг кислорода на 1 кг ОВ
осадка.
(6.21)
(6.22)
(6.23)
Удельное количество кислорода, кг 02/кг ОВ:
q — va.
Из условий реакции первого порядка [см. уравнение
(6.20)] следует, что скорость распада пропорциональна
количеству оставляемого в осадке БЗ, т. е. она
уменьшается с увеличением распада; при а-^А необходимый для
стабилизации период времени становится бесконечно
большим.
Стабильным можно считать осадок, у которого
отношение активной части к инертной не превышает 18
20 %. т. е.
а
/St = (А — а)/(1 — а) < 0,18-4-0,2.
Основными параметрами для инженерных расчетов
являются требуемая продолжительность стабилизации
и удельный расход кислорода а, которые в основном
зависят от температуры и возраста ила. Такие
факторы, как концентрация активного ила и концентрация
растворенного кислорода (при условии, что последняя
не ниже 1 мг/л), не влияют на t и
Период стабилизации в стабилизаторе
(реакторе-вытеснителе)
'внт = [(8-5-10) + 0,02 (20 — Га) (т + 5)]/1,082°-rc, (6,24)
где ia, 7с — расчетная температура в аэротенке и стабилизаторе,
о
х — возраст ила, сут.
(6.25)
Удельный расход кислорода, кг Ог/кг ОВ,
(0,96 + 0,016т)/(1 + 0,108т).
Возрастом ила, или периодом его обмена называют
среднюю продолжительность пребывания его в системе
/
296

аэрационных сооружений. Возраст ила определяется как
частное от деления массы (по сухому веществу)
активного ила, находящегося в аэрациоииой системе (аэро-
тенках, каналах, вторичных отстойниках), пи массу
активного ила, удаляемого из системы и течение суток.
Для определения необходимого количества воздуха
следует использовать формулу для расчета удельного
количества воздуха п аэршепках, несколько
модифицировав его применительно к аэробной стабилизации:
'/•VI мо
D s ' . f (61 щ
«1 *2 ni ла v^p — w
где D — удельный расход воздуха, м3/м3 иловой смеси; So —
концентрация БЗ в поступающем на стабилизацию иле, кг/м3; С —
концентрация кислорода в стабилизаторе, 1—2 мг/л; значения остальных
коэффициентов аналогичны приведенным в СНиП 2.04.03—85.
По формулам (6.24) и (6.25) рассчитываются
параметры процесса при известных возрасте ила т,
концентрации его беззольного вещества 5, расчетных
температурах в аэротенке Т& и стабилизаторе Тс. При
стабилизации смеси осадка из первичных отстойников (сырого
осадка) и активного ила параметры / и q можно
рассчитывать по формулам:
*с = 'ил-1-2Д; (6.27)
<7с = <7ил(1-!-0,4дК7), (6.28)
где tojan — период стабилизации смеси и активного ила, сут,
вычисляемый по формуле (6.24); qc, <7ил — удельное количество кислорода
для смеси и для ила, кг 02/кг БЗ, вычисляемое по формуле (6.25);
В — отношение БЗ осадка к БЗ смеси.
Продолжительность аэрации по СНиП 2.04.03-85
следует принимать: для неуплотиенного активного ила
3—5 сут, для смеси осадка первичных отстойников и ие-
уплотнеиного ила 6—7 сут, для смеси осадка и
уплотненного активного ила 10--12 сут (при температуре
20°С). Аэробная стабилизации осадка может
осуществляться при температуре Н 35"С,, Расход нолдуха на
аэробную стабилизации) следует принимал, I 2 ма/ч на
1 м3 вместимости стабилизатора. При чтом интенсивность
аэрации должна быть не менее (i ьля / (м* • ч).
Уплотнение аэробно-стабилизированного осадка
предусматривается либо в отдельно стоящих илоуплотните-
лях, либо в специально выделенной зоне внутри
стабилизатора. Иловая вода из уплотнителей направляется в
аэротёнки.
207
г
4

Гипрокоммунводоканалпроектом разработаны
типовые проекты станций биологической очистки сточных вод
производительностью от 200 до 50000 м3/сут аэробной
стабилизации осадка. ЦНИИЭП инженерного
оборудования разработал типовые проекты аналогичных
станций производительностью 700—1400 м3/сут. ВНИИ
ВОДГЕО разрабатывается новый модифицированный
метод аэробной стабилизации, обеспечивающий
стабильность и лучшие водоотдающие свойства осадка при
некотором сокращении продолжительности процесса.
29. Вертикальный и радиальный илоуплотнители
Расчет илоуплотнителя ведут на максимальный
часовой приток избыточного активного ила в м3/ч:
Я max
max
24С
(6.29)
где Q — расчетный расход сточных вод, м3/сут; С — концентрация
уплотняемого избыточного активного ила, г/м3; Ртах — содержание
избыточного активного ила, г/м3; Ртах=КмР (здесь Р — прирост
ила, принимается в зависимости от степени очистки сточной воды
[10]; Км — коэффициент месячной неравномерности прироста ила,
равный 1,15—1,2).
Высота проточной части илоуплотнителя в м
3,бо/,
(6.30)
где v — скорость движения жидкости, мм/с; t — продолжительность
уплотнения.
При этом концентрация избыточного активного ила,
продолжительность отстаивания, скорость движения
жидкости в отстойной зоне принимаются по СНиП
2.04.03—85.
Полезная площадь поперечного сечения
илоуплотнителя
пол = Ят /(3»6»),
(6.31)
где <7Ж — максимальный расход жидкости, м3/ч, отделяемой в
процессе уплотнения ила:,
Ят = Ятах (Щ - 1Г2)/(Ю0 - W2)f (6.32)
где Wu W2 — влажность поступающего и уплотненного ила, %.
Площадь поперечного сечения центральной трубы
тр
?тв*/(3600*тр), (6.33)
ч ¦_
где t;TP — скорость движения жидкости в вертикальной труое, рав
на я 0,1 м/с.
J-,
208

Общая площадь илоуплотнителя, м2,
^общ — ^пол "г /тр»
а диаметр одного илоуплотнителя, м,
(6.34)
D = V AFo6m/(nn),
(0.35)
где п — число илоуплотнителей; минимальное число илоуплотнителей
п принимают равным дпум (оба рабочие).
Объем иловой части нлоуилопшюлн
юо-г, /ил
ил ~ Ятах ,ш\ iv/ » (о. Jo)
100 — W а п
где tan — продолжительность пребывания ила в иловой части при
выгрузке его 1 раз в смену, принимаемая равной 8 ч.
Если, согласно расчетам, необходимо применение
более четырех вертикальных илоуплотнителей диаметром
м, то целесообразным является применение
илоуплотнителей радиального типа. Полезная площадь
поперечного сечения радиального илоуплотнителя, м2,
пол = Ятах'Яо*
(6.37)
где д0 — расчетная нагрузка на площадь зеркала уплотнителя
м3/(м2«ч), принимаемая в зависимости от концентрации
поступающего на уплотнение активного ила: ^""О.б при C—2-i-a г/л и q0
0,3 при С=5-т-8 г/л.
Диаметр илоуплотнителей определяется по формуле
(6.35). Высота рабочей зоны илоуплотнителя
H = q0tt (6.38)
где / — продолжительность уплотнения, принимаемая равной: /
5-J-8 ч при C=2-j-3 г/л и /==10 ч при С=5-т-7 г/л.
Общая высота илоуплотнителя
Нобщ = Н + А 4- /ifl.
(6.39)
где Н — высота рабочей зоны, м; /» — иысота зоны залегания ила,
равная 0,3 м при илоскребс и 0,7 м при илососе; Лв — иысота
бортов над уровнем воды, м.
30. Флотационный и лоу плоти июль
последние годы нее больше распространение
находит флотационное уплотнение ангинного ила,
позволяющее уменьшит!» продолжительность уплотнения по
сравнению с гравитационным и достичь большего
уплотнения. Чаще всего применяют метод напорной
флотации.
Украинским институтом инженеров водного
хозяйства (УИИВХ) и ВНИИ ВОДГЕО разработаны и внедре-
14—773
209

ны конструкции радиальных флотационных илоуплотни
телей. Расчет флотационного илоуплотнителя
заключается в определении числа и размеров сооружений, а
также необходимого расхода воздуха.
При расчете процесса флотации с рециркуляцией
иловой воды и непосредственным насыщением ила воздухом
используют следующие зависимости:
Т^р = hBr> Vn (/н Р - 1)/(С0 V); (6.40)
№р = ЛВр(/нр-1)/С0, (6.41)
где Wp — необходимое содержание воздуха в иловой смеси, прини
маемое не менее 0,03 м3/м3; h — рабочая глубина флотатора, м; Вр
количество растворенного воздуха, освободившегося при снижении
давления из 1 л жидкости, см3; Vn — объем рециркуляционного
потока, насыщенного воздухом, м3; V — объем ила, м3; /н — степень
насыщения ила воздухом и зависимости от давления и температуры,
доли единицы; р — давление воздуха, МПа; Со — начальная
концентрации активного ила, кг/м3.
При расчете радиальных флотационных илоуплотни-
О
телеи следует принимать: давление при насыщении
жидкости воздухом 0,2—0,4 МПа; количество воздуха,
подаваемого на 1 м3 жидкости, 0,05—0,06 м3; отношение объ
ема рабочей жидкости к объему уплотняемого ила 2:
, продолжительность пребывания смеси рабочей
жидкости и уплотняемого активного ила во флотационном
уплотнителе 0,7—1 ч; скорости истечения рабочей
жидкости и ила из дырчатых отверстий распределительных
труб соответственно 1,8—2,3 и 0,7—1 м/с; конечная
влажность уплотненного ила 94,5—95%; концентрация
взвешенных веществ в подыловой воде 20—30 г/м3.
Растворимость воздуха в иле или в воде определяют
по номограмме.
31. Вакуум-фильтры, центрифуги и установки
по термической сушке осадков
Механическое обезвоживание осадков сточных вод
на вакуум-фильтрах в настоящее время находит
применение на станциях средней и большой
производительности. Наибольшее распространение имеют барабанные
вакум-фильтры непрерывного действия типа БОУ для
обезвоживания сырого осадка и активного ила на
вакуум-фильтрах со сходящим полотном типа БОУ. Осадки
сточных вод перед механическим обезвоживанием, как
правило, подвергают предварительной обработке — уп-
210

лотнению, промывке (для сброженного осадка),
коагулированию химическими реагентами. Что касается
предварительной обработки осадков произиодспкчшых
сточных вод, то такая необходимость угпшлпливается
экспериментально.
Средняя влажность смеси сырого ос.мдкн и пктивпого
ила, выгружаемой из метантснка н иипранлигмой на
вакуум-фильтры,
п /' I /I / •
(G.42)
^«м- = 1()() '" ' Q"("
О I VII
где Q0, Qa — расходы сырого осадка и ангинного ила, м*7сут; С0,
и — количество сухого вещества соответственно в осадке и иле, %.
Удельное сопротивление и щелочность смеси осадка
и активного ила:
Го Qo С0 + г
и чи ^и
см
Шс
О 4" QvU Cqm
0Щ0 + С1иЩа
$
(6.43)
«I
см
О I чи
I
(6.44)
где Го, ги — удельные сопротивления осадка и или, см/г; Ссм —
количество сухого вещества в смеси, %; ///<>, ///и— соответственно
щелочность сырого осадка и активного ила, мг-экв/л.
Перед подачей смеси осадка и ила в нее вводят
коагулянты. Обычно применяют хлорное железо и известь.
Дозы коагулянтов при подготовке осадков к
обезвоживанию на вакуум-фильтрах
k [Vr + VV-0,00 Ш(/с), (6.45)
где k — коэффициент, зависящий от вида и химического состава
коагулянта и от вида осадка: при коагуляции осадка хлорным
железом в сочетании с известью &=0,25 (для сброженного осадка), доза
хлорного железа 30—40% от дозы извести; /? = г*10-10 — удельное
сопротивление осадка, см/г; W — влажность осадка, %; С—
количество сухого вещества осадка, %; 1Ц щелочность осадка до коа
гуляции, мг/л.
Производительность вакуум фильтра но сухому веще
ству осадка
II м 0,24
i Н-Е"- - —^ — T'^i ¦» LHS* *'ф*
100 ~W„ ./ Vmi>{\№ W„
н'и r„ f r\TK
•
(G.4G)
где Wu, WK~- 1Ш1Ж1ККП. исходного пгпдкп и кека, %; р —
плотность исходного осадкп, т/м"; т доли пргмгнн депстшия вакуума
от общего цикла работы фильтра, %; р рабочий вакуум, Па;
вязкость фильтрата, Па-с; '/' — период вращения барабана, мин.
Центрифугирование. Работа центрифуг типа ОГШ
характеризуется таким показателем, как эффективность
14*
211

задержания сухого вещества:
и^ос-Сф) 1(ХП (64?)
Сф)
ОС V"K
где Сое, Ск, Сф — концентрации сухого вещества исходного осадка,
кека и фугата, %.
Эффективность задержания сухого вещества и
влажность кека могут также определяться по СНиП 2.04.03
85.
Производительность центрифуг по обезвоженному
осадку
1П17 /1ЛО _ W/ \ пЗ
48)
ЮЯисх(100~И?исх)рЭ
100 — W
к
где Яисх — производительность центрифуги по исходному осадку,
м3/ч; \^игк — илажность исходного осадка, %; WK — влажность ке-
кл, %; р плотность исходного осадка (р=1 т/м3
При подаче фугата после центрифугирования перед
и
первичными отстойниками увеличение концентрации
взвешенных веществ в сточной жидкости учитывается
формулой
Г, *и /1 м
(6.49)
1
_ т{\
п-ф-W-f- , т(1
f
ад. • а.
где Ci — концентрация взвешенных веществ в поступающей сточной
жидкости, г/л; k — коэффициент выноса взвешенных веществ из от
стойников («=1—Эос/100, здесь Эос — эффект осветления, %); т
коэффициент выноса взвешенных веществ из центрифуги \т
5/100, здесь Э — эффективность центрифугирования по сухому
веществу, %).
Сушка осадка под вакуумом. Смесь сырого осадка и
уплотненного активного ила подается на
вакуум-сушильные установки. Процесс сушки происходит под вакуумом,
создаваемым конденсацией вторичного пара в
барометрическом конденсаторе и с помощью вакуум-насоса,
рубашку сушильного аппарата подается пар из
котельной с температурой 140—150 °С. Вследствие вакуума в
аппарате кипение осадка и выпаривание влаги происхо
дят при температуре 65—70 °С. Вакуум-сушильные уста
новки применяют однокорпусные и двухкорпусные (с ис
пользованием вторичного пара). В течение одного цикла
сушки в непрерывном режиме обрабатывается тройной
рабочий объем аппарата (72 геометрического объема).
Количество испаряемой воды
100
100
W
(6.50У
212

где Q — расход смеси осадка и ила,Л|/сут; Wu U?2— начальная и
конечная влажности осадка, %.
Объем Осадка, обрабатываемого за 1 цикл сушки,
ц = ЗГа/2,
где Wa — рабочий объем аппарата, м3.
(6.51)
Количество воды, выпариваемой и аппарате :ш 1 цикл
»
W
ц — чц
100 — W.
100 - W
(6.52)
у
Требуемое количество циклов дли испарения суточно
го объема воды
я- = w/wn.
(6.53)
Продолжительность цикла сушки одного сушильного
аппарата
x = Wu/P,
(6.54)
где Р — производительность аппарата по испаренной влаге, кг/ч.
Количество циклов на Один аппарат в сутки
п, = 24/т.
(6.55)
Число сушилок
П = Пц/П(.
(6.56)
Расход пара
1.4W724,
(6.57)
где 1,4 — коэффициент, учитывающий количество пара, необходимое
для нагревания осадка до температуры кипения, и потери в
окружающую среду.
32. Расчет сооружений по обработке осадков
сточных вод по различным технологическим схемам
ЦНИИЭП инженерного оборудонипин разработан ряд
схем обработки осадком и пронедеиы расчеты
сооружений. Рассмотрим эти расчеты,
Изменение объема осадка и результате изменении его
влажности
JVt (IO(>~U/,)/(|00 Га), (6.58)
где Vi, V2 — объем осадка при нлпжности соответственно W\ и W%
Формула справедлива для осадков влажностью 75
213

Рис. 6.1. Схема
обработки осадков
центрифугированием и аэробной
минерализацией
1
ник;
первичный
L
ОТСТОЙ
2
решетка-дро
билка; 3, 5 — баки-нако
пители;
6
аэробный
минерализатор;
центрифуги
1
4,
7.
Концентрация сухого вещества в осадке, т/м
з
»
с
сух
1
№/100,
(6.59)
где W —- илажиосп. осадка, %.
Схема обработки осадков сточных вод центрифугиро
ианисм
и
аэробной минерализацией. Технологической
схемой предусмотрено разделительное центрифугирова
ние сырого осадка и смеси неуплотненного избыточного
активного ила и фуга та сырого осадка,
минерализованной в аэробных условиях.
Осадок а из первичных отстойников пропускается че
рез решетку-дробилку и направляется в бак-накопитель
из которого он подается на шнековую центрифугу
Образующийся
кек
в
вывозят
на
фугат
компостирование
>
а
через бак-накопитель 5 направляется в аэробный
минерализатор (рис. 6.1), куда также подается избыточ
цып актинии ил «• м фугат и от центрифугирования
в
центрифуге 7 сброженной смеси. Образующийся в
центрифугах 4 и 7 кек вывозится автотранспортом на
накопительные площадки, откуда его направляют на
компостирование. Для расчета сооружений рассматриваемой
схемы принимаем исходные данные: выход осадка
из
первичных отстойников
1
93,5 Ч
39 м3/сут при влажности
о
»
выход избыточного активного ила
2
650 м3
/сут при влажности 99,6%. Определяем количество
осадка по сухому веществу с учетом формулы (6.59):
доля осадков первичных отстойников
93,5/100) =2,5 т/сут;
1
39(1
доля
избыточного активного
ила
2
650
99,6/100) =2,6 т/сут.
При расчетном расходе осадка 39 м3/сут
предполагаем установку одной рабочей решетки-дробилки РД-200
производительностью по сточной воде 60 м3/ч. Произво-
214

дительность дробилки по осадку условно принимаем в
раз меньше, чем по сточной воде. Продолжительность
работы РД-200
39
60/5
3,25 ч/сут.
Значит, выбранная дробилка будет недогружена, од
нако дробилки меньшем"! производительности не выпуска
ют, поэтому устанавливаем одну рмбочую дробилку РД
200 и одну резервную.
При том же расходе 39 м3/сут предполагаем установ
ку одной рабочей центрифуги ОГШ-50К-4 производи
тельностью по данному осадку 9 м3/ч. Продолжитель
ность работы центрифуги
4
39/9 = 4,3 ч/сут.
Выбранная центрифуга имеет чересчур большую
производительность, однако она принимается к установке
для идентификации с центрифугами для обработки
минерализованной смеси избыточного активного ила и фу-
гата (см. далее).
Расход обезвоженного осадка (кека) определяют
следующим образом:
по массе сухого вещества
8 — j 1 ^1
/100,
где 9i — эффективность задержания сухого вещества;
по объему
з
3
Pi (1 — wyioo)
f
где pi —плотность кека (0,85 т/м3); №i — влажность кека, %.
Согласно СНиП 2.04.03—85, 3 = 55%, W. = 70 %
Тогда:
8 = 2,5-55/1О0= 1,4 т/сут;
8
0,85(1 — 70/100)
5,5 м3/сут
Расход фугата: по массе сухого вещества Ра = Р\
3
2,5—1,4=1,1 т/сут; по объему Q4=Qi—<2з=39
5,5=33,5 м3/сут.
аэробном минерализаторе расход первоначально по
ступающей смеси по сухому веществу
215

Рь = Pi + Р* = 2,6 + 1,1 = 3,7 т/сут.
F
щ. А -
н
Расход аэробно-сброженной смеси в минерализаторе
при зольности 3 = 27 % и распаде беззольного вещества
а=30 %
0,5а
°6 ~ ' 5
100 \ 100
0,5-30/ 27
100 I 100
3,3 т/сут
Расход уплотненной аэробно-сброженной смеси, пода
ваемой на центрифугирование:
по сухому веществу при эффективности центрифуги
рования 32=30 %
7 -= PJ3% = 3,3-100/30 = 11 т/сут;
но объему при концентрации уплотненной смеси Сг
30 г/л
5 = Р7 • 1000/С2 = 11.1000/30 = 367 м3/сут.
Расход аэробно-сброженной смеси, поступающей в
уплотнитель, при концентрации сухого вещества в зоне
аэрации С3= 12 г/л
в = р7.Ю00/С3= 11-1000/12 = 917 м3/сут.
Расход иловой воды, отводимой из осадкоуплотни
теля,
7 ^ Qe — Qs = 917 — 367 = 550 мз/сут.
Расход обешожеиного осадка при №4=70 % и плот
ности рз —0/J т/м:
»
в
3,3
о
р2 (1—W4/100) 0,9(1 — 70/100)
12,2 м3/сут.
Расход фугата по объему
ю = Qb — Qi> = 367 —12,2 = 354,8 м3/сут
Расход иловой воды, отводимой через отстойную зону
>
8 = Qa + Q4 + Qio — Qe = 550 -f 33,5 + 344,8 — 917 = 335 м3/сут.
Объем зоны аэрации при периоде аэрации /i=12 сут
(см. СНиП 2.04.03—85)
i = Рв- 1000^/Сз = 3,7-1000.12/12 = 3700 м3.
Объем зоны отстаивания при продолжительности от
стаивания ii=z ч
а = Q8 4/24 = 33,5-2/24 - 2,8 м3.
216
\

Объем осадкоуплотнителя при периоде уплотнения
ч
з = Qe'a/24 = 917-4/24 ^ 153 м»
Расход воздуха на аэрацию смеси в минерал ичаторе,
м3/ч, при удельном расходе воздуха */—1,5 м;,/(м
з
возд = ЯУ = 1,5-3700 . = 5550 м»/ч.
Для центрифугирования аэробно сброженной смеси
при расчетном расходе смеси Qn — 'M'rt м'ДУт
предполагаем установку двух рабочих центрифуг ОПИ-50К-4,
имеющих при работе с данной смесью
производительность ^2=12 м3/ч. Продолжительность работы
центрифуг
5/(<72-2) = 367/(12-2)= 15,3 ч.
Устанавливаем также одну резервную центрифугу
ОГШ-50К-4, которая может работать и в качестве
центрифуги для обезвоживания осадка из первичных
отстойников.
Расход обезвоженного осадка: по сухому веществу
6=3,3 т/сут, по влажности №4 —70 % и плотности рс
0,9 т/м3.
При определении площадей складирования
обезвоженного осадка (площадки компостирования)
необходимо знать расход обезвоженного осадка:
и = Qs + Q9 « 5,5 + 12,2 = 17,7 м»/сут.
При складировании в течение 6 мес (180 сут)
потребуется объем
4= 17,7-180 = 3200 м».
Необходимая площадь для компостирования при при
нятой высоте слоя насыпки я =1,5 м и коэффициенте ис
пользования площадки k=0,5
Jlhk) = 3200/(1,5-0,5) = 4266 м» « 0,43 га.
Годовое количество осадка, подаваемого на аварий
ные иловые площадки
»
12 1^1
Q2) 365 мз/год,
где Q2 —уплотненный (до 98,2 %-ной влажности) избыточный ак
тивный ил.
iL
учетом формулы (6.58) получим:
Q2/Q2= (100-Г2)/(Ю0~^2) = $2/650
(100 —99,6)/(100— 98,2)
>
217

Рис, Н.Э. Механическое обезвоживание сырого осадка и уплотненного
активного ила с последующей термической сушкой и сжиганием
/ — резервуар-смеситель; 2 — бак-смеситель; 3 — вакуум-фильтр; 4 —
ленточный транспортер; 5 — двухвалковый смеситель; 6 — сушилка; 7 — батарейный
циклон; 8 — питатель; 0 — циклонная печь; 10 — пылеуловитель; // — дымосос;
12 — ловушка; 13 — циклон-золоуловитель; 14 — бункер; 15 — воздуходувка;1
/ — высушенный осадок; //— газы в скруббер; /// — осадок в печь; /V
—зола; V — газы на сушку; V/ —ретур; VII — фильтрат; VIII — активный ил;
IX — сырой осадок
откуда Q^ 147 м3/сут, и, следовательно
у
1а = (39 + 147) 365 = 68 000 м3/год.
Согласно СНиП 2.04.03—85, при устройстве иловых
площадок пи fcrocTiuMiiioM основании принимаем
нагрузку v — 0,8 м:7(ма«год). Полезная площадь
68 000/0,8 = 85000 м? = 8,5 га.
Механическое обезвоживание сырого осадка и
уплотнил — 418
«* U
ненного активного ила с последующей сушкой и
сжиганием. Осадок первичных отстойников и избыточный
активный ил (рис. 6.2) подаются в резервуар — смеситель
осадков, выполненный в виде радиального отстойника, а
оттуда — в бак-смеситель. В смеситель наряду с исход
ным осадком подают хлорное железо Дреец =2% по су
хому веществу; известь по СаО Дизв=5 % и термически
высушенный осадок ДСух=50 % массы осадка с реаген
та ми по сухому веществу. Скоагулированный осадок из
бики-смесителя самотеком поступает в корыто вакуум-
фильтра типа БОУ=40.
Обезноженный осадок с помощью ленточного
транспортера подается в двухвалковый смеситель кека с ре-
218

туром, а затем в питатель сушилки со встречными
струями (ретур — осадок, высушенный в сушилке). Осадок из
внешнего конуса сушилки подается n ра ионную трубу
сушильной камеры, противоположную той грубо, куда
поступает смесь кека с ретуром. Отходящие им сушилки
газы вместе с высушенным осадком направляются в
батарейный циклон типа ЦН. Часть улоижчшого п циклоне
осадка поступает в бак-смсчипл/п., а остальной осадок
в питатель.
Для сжигания осадка применяют маргинальную
циклонную печь под данлепном с иыиодом летучей молы
через ловушку, устанавливаемую на выходе им печи. Зола
отделяется от дымовых газов с помощью
циклона-золоуловителя и поступает в бункер зоны, откуда вывозится
автоцементовозом к потребителям или на свалку.
Дымовые газы из печи по двум стальным газоходам подаются
в сушилку со встречными струями. Отработанные
сушильные газы и дымовые газы из
циклона-золоуловителя поступают на окончательное обеспыливание в мокрый
пылеуловитель типа КМП и затем дымососом
выбрасываются в атмосферу. Для обеспечения процесса горения
*»
осадка в циклонной печи в нее подается сжатый воздух
от воздуходувки. Часть воздуха используется для
пневмотранспорта высушенного осадка и золы.
Механическое обезвоживание с применением вакуум-
фильтров дает возможность снизить влажность осадка
до 75—85 % в зависимости от его характеристики. При
расчете вакуум-фильтра его производительность
определяется по СНиП 2.04.03—85 или по формуле, кг/(м2-ч),
П= 0,24
100 — UM 1 / утр (100 — W
н
W..-WJ V t\TR
9
где т — период вакуумирования по отношению к периоду полного
цикла, %; Wiu №,< —начальная влажность поступающего осадка л
конечная влажность обезвоженного оси дна, %; р — накуумметричес-
кое давление, МПа; tj-*1 Па-с ммишеть фильтрата.
Период одного оборота барабана пакуум-фильтра, с,
tlm,
где t — продолжительность фильтрации, с.
Сопротивление фильтрации,см/г
t
Удельное сопротивление г находится эксперимен
тально.
219

Суточный расход сухого вещества, кг/сут
>
где (Эупл — объем уплотненного осадка, м3/сут; wn— влажность
уплотненного осадка,
Необходимая площадь фильтрации, м2,
сух
/(ТО.
где Т — продолжительность работы фильтра, ч.
Объем снимаемого кека с вакуум-фильтра, м3 в 1 сут
»
100— W
Qk -- Зупл 1(Ю _ w^ .
качестве примера определим необходимую площадь
фильтрующей поверхности вакуум-фильтра г для обез-
ножипапии смеси сырого осадка и уплотненного
активного ила. Влажность смеси №=96 %. количество смеси
см «-» 500 т в 1 сут.
Количество смеси в пересчете на сухое вещество
см.сух = 500 (100 — 96) /100 = 20 000 кг.
Увеличение массы сухого осадка за счет вводимых
реагентов составляет 5%, т.е. Qcyx=20000+0,05X
Х20000 = 21000 кг. Принимаем производительность
вакуум-фильтра согласно СНиП 2.04.03—85 ?=25кг/(м2Х
Хч). Тогда площадь фильтрования при трехсменной
работе составит: F = 21 000/(24-25) ==35 м2
Оборудование для термической сушки осадков
рассчитывают но количеству испаряемой влаги. Количество
влаги и кекс, подаваемом на сушку, т,
*i = QcyxttV(100-rK
где Qcyx — количество кека по сухому веществу, т; WK,— влажность
кека,
Количество влаги осадка после термической сушки, f
2 = QcyxWc/(lOO-rc
где Wc — влажность осадка после термической сушки, %
Количество испаряемой влаги
^B = Bi — Bi.
Продолжительность работы сушилки
AB/qit
где <ji — производительность, т/ч.
Например, при расходе кека по сухому веществу
к
21т/сут с влажностью №к=75 % Bi=21.75/(100
220

75) =63 т/сут. После термической сушки его до влаж
ности И7С=25% ?2=21-25/(100—25) =7 т/сут. Тогда
Д#=63—7=56т/сут, и, следовательно,
продолжительность работы сушилки (при ее производительности по
испаряемой влаге <7с = 5 т/сут) /=56/5» 11 ч.
33. Расчет сооружений по обработке осадки
Ново-Люберецкой и Люберецкой станций аэрации
Мосводоканалниимроектом произведен расчет
сооружений по обработке осадка Ново-Люберецкой и
Люберецкой станций аэрации. Общая мощность сооружений
по обработке осадков этих станций в перспективе будет
составлять около 18 000 м3/сут, что соответствует
мощности названных станций по очистке сточных вод около
млн. м3/сут.
На существующей Люберецкой станции аэрации и
строящихся сооружениях комплексной обработки
осадков сточных вод Люберецкой и Люблинской станций
аэрации принят метод обработки осадков сточных вод,
предусматривающий следующие технологические
операции: анаэробное сбраживание и метантенках с
термофильным режимом; промывка и уплотнение
сброженного осадка; обезвоживание осадка на барабанных
вакуум-фильтрах; термическая сушка обезвоженного осадка
в барабанных сушилках. В качестве аварийного резерва
приняты иловые площадки. Основным приемом
утилизации обработанных осадков сточных вод предполагается
использование их в качестве органических удобрений в
О
сельском хозяйстве.
соответствии с принятой технологической схемой в
составе цеха обработки осадка проектируются
следующие отделения: метантенков, промывки и уплотнения,
вакуум-фильтрации, термической сушки, расфасовки
осадка, бункеров, реагентного хозяйства. В составе цеха
предусматривается комплекс необходимых сооружений н
оборудования, обеспечивающий полную обработку всего
количества образующегося на станциях осадка и
избыточного активного ила. Конечная продукция цеха —
высушенный и затаренный в мешки осадок,
предназначенный для использования в качестве удобрения в сельском
О
хозяйстве.
качестве аварийных иловых площадок будут ис
пользованы существующие площадки Люберецкой стан
221

ции аэрации, общая площадь которых составляет 18,5 га,
что обеспечивает четырехмесячное хранение осадка,
поступающего с обеих станций.
Отделение метантенков. Проектом приняты две
группы метантенков по 4 единицы, сблокированные со
зданием управления в едином блоке. Диаметр метантенков
18 м, высота 22,2 м, полезный объем 4840 м3.
Среднесуточное количество осадков, поступающих на метантенки,
7380 м3 в 1 сут. Влажность осадков 96 %. Количество
сухого вещества в осадках 295,5 т в 1 сут, в том числе
беззольного вещества 210,2 т в 1 сут, зольность осадков
28,7%.
Доза загрузки метантенков по фактическому объему
осадков
Л - Qcyv.ixv Ю0/(Ул) - 7380.100/(4840-4) = 19,1%,
где СЛ У1.ос — среднесуточное количество осадков, поступающих в
метантенк; V — объем одного метантенка, м3; п — число метантен-
кои.
Определенная доля загрузки соответствует СНиП
2.04.03—85. Однако, учитывая наличие в сточных водах
ПАВ, ухудшающих процесс сбраживания осадка,
проведена проверка дозы загрузки по формуле (110) этих
СНиП. На основании произведенной проверки
корректировки объема метантенков не требуется.
Максимально возможное сбраживание беззольного
вещества загружаемого в метантенки осадка в
зависимости от химического состава осадка будет составлять:
сырого осадка
а « (0,92яс + 0,62# + 0,346) 100 = (0,92.0,314 +
+ 0,627-0,187 + 0,34-0,257) 100 = 49,2%,
где ж, 6\ у — содержание жиров, белков и углеводов, г на 1 г
беззольного вещества осадков, принятое равным соответственно 0,314;
0,187 и 0,257 г/г;
избыточного ила
а » (0,92ас -f 0,62у + 0,346) 100 = (0,92-0,215 + 0,62-0,08 -f
+ 0,34-0,373) 100 = 37,9%,
где ж, б, у — соответственно равны 0,215; 0,08 и 0,373 г/г.
Количество смеси сырого осадка и избыточного
активного ила по среднеарифметическому соотношению
смешиваемых компонентов составляет 44,1 %. Распад
беззольного вещества загружаемого осадка по расчетам
равен 83 т/сут. При таком распаде выход беззольного
221

вещества из метантенков составит 127,2 т/сут, при этом
полное количество осадка по сухому веществу будет
составлять 212,5 т. Влажность сброженного осадка 97,1
Выход газа из метантенков при плотности, равной
1,07 кг/м3,
Рсут.без/! ,07 = 83 000/1,07 = 77 60Э мз/сут,
где Qcyr.oea — суточный распад бсззолыюго вещества, кг.
Влажность га:ш при ныходс им газоиого колпака ме
тантенков но данным эксплуатации составляет 92—97
Максимальный суточный выход газа из метантенков с
учетом коэффициента сезонной неравномерности,
равного 1,5, будет составлять 116000 м3/сут.
Отделение промывки и уплотнения. В состав
отделения входят: расходомерная камера, камеры смешения,
промывки, распределения, уплотнители сброженного
осадка, жиросборники, камеры задвижек, насосная
станция. Для расчета сооружений по обработке
сброженного осадка продолжительность выгрузки его из
метантенков принимается 21 ч в 1 сут.
Объем камер промывки осадка определяют в
соответствии с принятыми нормами (СНиП 2.04.03—85):
см'пр 29 520.20
/„-60 21.00
470 мз,
где Кем — объем промывной смеси 7380-4=29 520 м3.
Камеры промывки приняты по типу вертикальной
песколовки с круговым движением воды, круглые в
плане, цилиндрическая часть которых набирается из
железобетонных колец ?)=б м, а коническая часть имеет
угол откоса 45°. Объем одной камеры промывки
составляет 100 мя. Принято пять камер промывки.
Для лучшего смешивании осадки с водой проектом
предусматривается подача ока того воздуха но системе
дырчатых труб, уложенных по кольцу, (.жатый воздух
подается в количестве 0,5 м' \и\ I мя проминаемой смеси.
Среднесуточный расход воздуха ^^0,5-29 520
14 760 м:,/сут» шш И»7 мя/мш1-
Промытый осадок уплотняется и нлоуплотнителях
радиального типа /) — 33 м и с полным гидравлическим
объемом 4437 м'. Период уплотнении принят в
соответствии с действующими нормами /«18 ч, считая на
полный гидравлический объем сооружений. Объем уплотни
телей
223

см //24 = 29520.18/24 = 22 140 м3.
Тогда число уплотнителей должно быть:
п = V/Vi = 22 140/4437
Общее количество уплотненного осадка влажностью
95°/
о
упл = Qcyx- Ю0/(100 — В) = 212,5-100/(100 — 95) = 4250 м3/сут.
На один илоуплотнитель приходится 850 м3/сут, или
35,4 м3
Отделения вакуум-фильтрации, термической сушки и
расфасовки. Технологический расчет вакуум-фильтров
произведен в соответствии со СНиП 2.04.03—85. В
основу расчета положены следующие основные исходные
данные: расход уплотненного промывного осадка
влажностью 95 % 4250 м3/сут; расход сухого вещества осадка
сУх=212,5 т/сут; влажность кека 79 %;
производительность вакуум-фильтров #=22 кг/(м2«ч);
продолжительность непрерывной работы /=22 ч.
Общая требуемая площадь фильтрации вакуум-
фильтров
сух. 1000/(fy) = 212,5-1000/(22-22) = 439 м».
установке приняты барабанные вакуум-фильтры
БОУ-40-37. Число рабочих фильтров
n==S!Si = 439/40
»
где Si — фильтрующая поверхность одного вакуум-фильтра.
качестве резервных приняты три фильтра. Всего
устанавливается 14 агрегатов. В соответствии с нормой
расхода сжатого воздуха 0,1 м3/мин на 1 м2 площади
фильтра общий его требуемый расход при 11 рабочих
фильтрах
В03Д = 0,15х л = 0,1 -40.11 == 44 мз/мин.
Подача воздуха осуществляется воздуходувками.
Норма расхода отсасываемого воздуха от
вакуум-фильтров принята 0,5 м3/мин с 1 м2 фильтра. При 11 рабочих
фильтрах и площади каждого из них 40 м2 общий
расход воздуха при нормальных условиях
о
0,55^ = 0,5-40. И = 220 м3/мин.
Расход воздуха при рабочих условиях
р0 V0 Т _ 0,103-220-293
0р ~~ 273-0,05
487,8 м3/мин.
224

где ро — давление воздуха при нормальных условиях (р—0,05 МПа—
динление воздуха при рабочих условиях); Т—293 К — температура
жмдуха (по Кельвину) при рабочих условиях; 7',,— 273 К
—температура воздуха (по Кельвину) при нормальных услоинмх.
К установке принимаются вакуум насосы 1ШН-50,
имеющие производительность по разреженному газу
при 70%-пом вакууме Г>() м:|/мпп. Исходи щ тгого
число вакуум насосом пудп: \'/*М) — 'IM'/.H/oO —t),H« 10.
К уетииомке ирпннмаинсн К) рабочих мшпип и 4
резервные.
Термический сушка осадком производится ни
сушильных установках, состоящих из сушильных аппаратов и
вспомогательного оборудования, к которому относят
топки, питатели, циклоны, душевые устройства, а также
транспортеры и бункера.
Установка со встречными струями СВС
производительностью 3,5—5 т/ч по испаренной влаге
предназначена для комплексной обработки осадков городских
сточных вод, обезвоженных механическим путем. Основные
технологические показатели работы уста попки со
встречными струями характеризуются следующими данными.
Количество высушенного осадка влажностью 30 %
в 1 сут
где Qoc= 1153,6 м3/сут — количество обезвоженного осадка
влажностью 79%; В — влажность обезвоженного осадка; JSi — влажность
высушенного осадка.
Количество испаренной влаги в 1 сут
W - g,m q - 11П3.0.340 - 807,6 т.
Число устапоиок со иетрсчпымн струями
производительностью Г» г/ч но нспярнсмои плате равно: №/(2'1Х
Х5)ж7 (где 1М период работы установки, ч).
Проектом нрглуемщрнпипен установки сушилок со
встречными ггруимн шин Г.ПГ,, р«1раГннанных IIIIIImim-
машем н ^пергобумпромом Необходимый расход нозду-
ха в этих сушилках (при плотности 4 кг/м1 испаряемой
влаги) составляет У=^1.'М(Ю() мш/ч,
Принятии проектом технологии расфасовки и
упаковки сухого осадка в мягкую тару предусматривает
следующую схему: высушенный осадок цеха термической
сушки с помощью транспортера с погружными
скребками подается на цепной элеватор ЦГ-400. От элеватора
15—773 225

сухой осадок может направляться в двух направлениях:
на расфасовку или на открытый склад. При подаче на
расфасовку осадок поступает в два приемных бункера
расфасовочных машин, расположенных под
транспортером. Производительность расфасовочной машины
примерно 200 мешков в 1 ч вместимостью 50 кг каждый.
Суточная производительность одной машины 0,8-200Х
X50'24/1000= 192 т/сут, где 0,8 — коэффициент
использования рабочего времени; 200 — число мешков,
заполняемых в 1 ч; 50 кг — масса мешка; 24 — продолжи
тельность работы, ч. Исходя из суточной производитель
иости цеха расфасовки 346 т/сут сухого осадка, опреде
ляем число машин: 346/192
установке приняты четыре расфасовочные машины
из которых две рабочие и две резервные.
»
Отделение реагентного хозяйства. В составе
отделения имеются насосная станция и резервуары для
приема, хранения и приготовления растворов хлорного
железа, известкового молока и ингибированной кислоты.
Коагулирование осадка производится хлорным
железом и известью. Дозы реагентов — хлорного железа и
извести, согласно СНиП 2.04.03—85, составляют
соответственно 4 и 10 % массы сухого вещества осадка, счи
тая на активную часть реагента. Количество сухого ве
щества осадка равно 212,5 т в 1 сут.
Суточный расход FeCb, считая по его активной части,
(.уя.0,04^212,5.0,04 = 8,5 т/сут.
Расход по требл немого РеСЬ (товарного) при
35 %-иом содержании чистого безводного продукта
8,5-100/35=24,3 т/сут.
Коагулирование осадка производится 10 %-ным
раствором хлорного железа, количество которого 8,5Х
X ЮО/10=85 т/сут.
Для хранения и приготовления 10 %-ного раствора
FeCl3 предусмотрены два резервуара вместимостью по
250 м3 каждый.
Суточный расход извести, считая по ее активной
части, 212,5-100/1000=21,25 т/сут.
Так как в привозимом растворе известкового молока
содержится 55 % чистого продукта, то расход потребляв
мой извести 21,25-100/55=38,6 т/сут.
Известковое молоко 30 %-ной концентрации
доставляют автоцистернами. Расход 30 %-ного раствора
известкового молока 38,6-100/30=128,6 т/сут. Принято шесть
226

резервуаров вместимостью 90 м3 каждый,
обеспечивающих четырехдневный запас изиесткоиого молока.
Коагулирование осадка производится К) %-ным
раствором известкового молока, требуемый расход которого
составит: 21,25-100/10=212,5 т/сут.
Для приготовления 10 %-ного риппорм известкового
молока предусмотрены дна ремерпуари объемом по 90 м3
М
каждый.
Для проминки тк.'пш пакуум фм-пырон применяют
раствор иигибиронаиной кислоты. 11рн норме расхода
50 л кислоты 30 %-ной концентрации па 1 м*
фильтрующей ткани расход 30 %-ного раствора ингибированиой
кислоты составит: 50-40-11 = 22 000 л/сут—22 м3/сут.
Промывку предусматривают 10 %-ным раствором
ингибированиой кислоты, необходимый расход раствора
22-30/10=66 м3/сут.
§ 34. Примеры расчетов
Пример 6.1. Выполнить расчет метантенков дли станции полной
биологической очистки производительностью 50 000 м:*/сут, если в
поступающей на станцию воде концентрации взвешенных веществ
составляет 200 мг/л, БПКполн=180 мг/л, чффект осветления в
первичных отстойниках 50 %. Проектом предусмотрено механическое
обезвоживание сброженного осадка с последующей термической
сушкой.
Решение. По формуле (6.1) определяем расход осадка по
сухому веществу:
200-0,5-1,1 г/члл/ч r е ,
cvx = ! — 50 000 = 5,5 т/сут.
сух 1000-1000 У
_ процессе осветления воды в первичных отстойниках
происходит снижение концентрации пягрнэнсний, фиксируемых ВПК,
примерно на 15—25%. Принимай среднее и.» приведенных значений
20 %, определяем ПИК и иоде, поступающей и а^ротенкп:
1
-н#
IНО (I — 0,У) 1*И мг/л.
Вынос иктшшого плп hi irrnnii'iimto отстойника принимаем
рапным 15 мг/л. Тогда но формуле (0V)
И,
о,н.уоо(| о,т \ о,а-Н4 ш
су* кюо. кит
ПО 000 - 5,41 т/сут.
Для расчета расхода осадка н нлн но бенольному иещестпу при
золыюеш осадка •'«п —М0%, шльности актинною ила Зяа*~2о% и
гигроскопической нлажносгн осадка и нла Иг и Вг, равной 5%,
применяем формулы (o.jj и
5,5(100-5) (100 — 30)
0йЭ 100-100
3,66 т/сут;
15
*
227

5,41 (100 —5) (100 —25)
без 100-100
3,85 т/сут.
При удалении осадка из отстойников плунжерными насосами
влажность его можно принять равной 94 %, влажность уплотненного
активного ила — 97%, плотность осадка и активного ила можно
считать равной 1. Тогда по формулам (6.5) и (6.6):
100-5,5 , т в|
ос =777^—^Г,= 91.7 м»/сут;
ил
(100—94) 1
100-5,41
(100 — 97)
180,3 м*/сут.
По формулам (6.7)—(6.9) определим суммарные расходы осад
ка и ила:
Afcvx = 5,5 + 5,41 « 10,91 т/сут;
Afoem = 91,7 + 180,3 = 272 м*/сут;
Л*без = 3,66+ 3,85 = 7,51 м*/сут.
Подсчитаем по формулам (6.10) и (6.11) среднее значение влаж
ности и зольности:
ил
100
см = 100 (1 — 10,91/272) = 96%;
7^51
5,5 (100 — 5)/100 — 5,41 (100 — 5)/100
28%.
При выборе режима сбраживания следует иметь в виду, что тер
мофильный процесс заканчивается примерно в 2 раза быстрее мезо-
фильного и обеспечивает полную дегельминтизацию осадка, но требу
ет дополнительного расхода топлива на подогрев метантенков. В то же
время осадок, сброженный в термофильных условиях, труднее
отдает поду дли ого промывки. Учитывая, что проектом
предусматривается механическое обемиожннание сброженной смеси с последующей
термической сушкой осадка, принимаем мезофильный режим
сбраживания, что позволит полностью обеспечить процесс теплом, полу
темым от сжигания газов брожения, и повысить нагрузку на ва
<*
i
куум-фильтры.
При влажности исходной смеси 96 % доза загрузки для мезо-
фильного режима составит 9 % (СНиП 2.04.03—85), тогда
требуемый объем метантенков
Мобщ-100/Д = 272-100/9 = 3022 м*.
Принимаем три типовых метантенка d= 12,5 м, полезным объе
мом одного резервуара 1000 м3. Суммарный объем метантенков при
этом окажется несколько больше требуемого, в связи с чем факти
ческая доза загрузки Д понизится:
272-100/3000 = 9,1%.
Подсчитаем предел распада смеси по формуле (6.15):
асш = (53-3,66 + 44-3,85)/7,51 = 49,9%,
Для подсчета выхода газа с 1 кг органического вещества осадка
Р
ффициент я=0,56 (при Всм=96 % и /=33 °С) (см
228
т

b
СНиП 2.04.03—85). Тогда по формуле (6.17)
у' =(49,9 —0,56-9,1)/100^(),448 ма/кг
Суммарный выход газа
у' Мш-1000 = 0,448-7,51 • 1000 ~ !Ш4 м'»/сут.
Для выравнивания давления газа и in .нити спи
предусматриваем мокрые газгольдеры, вместимость которых W риссчитывается
на 2—4-ч выход га и»;
W .Ш4-3/24 - 420Л> м!|
i
Принимаем дна тиноных га польдера объемом 1Ю0 мп каждый.
Далее следует определить качество сброженной смеси, т. е,
рассчитать ее влажность и зольность. В процессе сбражиианин происходит
распад беззольных веществ, приводящий к уменьшению массы сухого
вещества и увеличению влажности осадка. Суммарный объем смеси
после сбраживания практически не изменяется. Величина у',
выраженная в процентах, представляет собой степень распада
беззольного вещества, подсчитанную по выходу газа, b рассматриваемом
примере у'=44,8 %. Зная степень распада, можно легко подсчитать
массу беззольного вещества в сброженной смеси:
Л^ез = 7,51 (100 —44,8)/100 = 4,14 т/сут.
Разность Л4Сух—Мбез представляет собой зольную часть, не
подвергающуюся изменениям в процессе сбраживания. Масса сухого
вещества в сброженной смеси Л1сух поэтому выразится суммой
ЛЦХ = (10,91 — 7,51) + 4,14 - 7,44 т/сут*
Зная М и Mge3 и принимай гигроскопическую влажность
сброженной смеси 6 %, можно определить <
4,14.100-100
ом-100 М4(Ш0
42%.
Определим влажность сброженной смеси Всм из соотношения
7 44
л «, ЮО— —^ 100 «. 100 - ' 100 = 97,3?
м
общ
272
о
Таким обратом, сбраживание приводит к увеличению влажности
и зольности бродящей массы,
Пример (1.2. Дли условий примера fl I проверить правильность
расчетной доты тагрушн метатенков, если ншеетно, что
концентрация алкилбенюлеульфонатои с примой млкнльной непыо и
поступающей сточной поде сое гаилнет 20 mi/л
Решети* Определим концентрацию ПЛИ и сыром осадке и
активном иле, пользуясь данными табл АО СНиП 2.04.03—86. При
концентрации ПАН и поде 20 мг/л содержание их в сыром осадке
составит I7 мг/r, или 17 кг/т, а п активном иле — 7 кг/т сухого
вещества. Содержание ИЛИ п смеси осадке и ила, поступающей в ме-
тантенк, вычисляем по формуле
(17-5,5+ 7*5,41)/10,91 = 12 мг/г.
229

Предельно допустимую нагрузку по ПАВ на 1 м3 объема метаи-
тенка принимаем равной 40 г (см. СНиП 2.04.03—85), Допустимую
дозу загрузки метантенков рассчитываем по формуле (6.13);
Д'
10-40
12(100 — 96)
8,3%.
Таким образом, расчеты показали, что при данной концентрации
ПАВ доза загрузки метантенков должна быть понижена до 8,3 %
(вместо 10 %). Следовательно, следует произвести корректировку
объема метантенков:
(272-100)/8,3 = 3277 м3.
Принимаем четыре типовых метантенка d= 12,5 м и объемом
1000 м3 каждый.
Таким образом, наличие ПАВ в сбраживаемой смеси приводит
к увеличению требуемых объемов метантенков.
Пример 6.3. Для условий примера 6.1 рассчитать вариант
аэробной стабилизации неуплотненного активного ила и смеси сырого
осадка и иеуилотиешюго активного ила.
сутки на станции образуются следующие количества осадков
и ила —по сухому веществу, т: Осух=5,5, //сух=5,41, МСУх= 10,91;
по беззольному веществу, т: Обез=3,66, //без=3,85, Мбез=7,51; по
объему фактической влажности: У0с = 91,7 м3, Уил= 180,3 (100
97)/(100—99,5) = 1082 м3, А*0бщ±Уос+УИл= 1173,7 м3.
Поскольку подвергать аэробной стабилизации целесообразнее
неуплотненный активный ил, общий объем ила по сравнению с
примером 6.1 (Уил —180,3 м3 при влажности его 97%) значительно
возрастет и при влажности неуплотненного ила 99,5 % составит, как
это было показано выше, 1/ил== 1082 м3
Температуру сточных вод в аэротенке и активного ила в
стабилизаторе принимаем: Га=180С и Тс~\Ь°С
Дли условии данного примера подсчитано, что время обработ
кп йоды и лфотгнклх /ц*"Г>,4 ч при дозе ила аа=2 г/л. Содержание
шш'шепнмх тчщчти и сточной жидкости, поступающей в аэротенки,
"нл««100 мг/л. Возраст ила в этом случае может быть подсчитан
но формуле
ааа-1000 5,4-2-1000
т =
вз
•24 100-24
4,5 сут
Решение. Время стабилизации неуплотненного активного ила в
стабилизаторе подсчитываем по формуле (6.24):
ил = [8 + 0,02 (20 — 18) (4,5 + 5)]/1 э0820~15 = 12,32 сут.
Удельный расход кислорода q определяем по формуле (6.25):
(0,96 + 0,016-4,5)/(4 + 0,108-4,5) = 0,76 кг 02/кг ОВ
¦ш
Требуемый объем аэробного стабилизатора
ил/ил = 1082-12,32= 13 340 м3.
качестве стабилизаторов применяем типовые аэробные стаби
лнзаторы, разработанные ЦНИИЭП инженерного оборудования.
Для определения количества воздуха Д принимаем: &i = l,47
$
а**2,08, Ср—С«=9,1, коэффициенты г%\ и п2 — по СНиП 2.04.03—85*
230

Кроме того, необходимо знать концентрацию беззолыюго вещества
о в поступающем на стабилизацию неуилотнеппом актипном иле.
При содержании беззольного вещества Ипм*-'Л%НГ> т/сут и общем
количестве ила УИл=Ю82 м3 значение S{} неуилогненпого активного
ила составит:
о
^- = 3,85-1000/1682 :!,<• кг/мй.
Кил
Зная псе необходимьк* luviiriiinu, u<» фмрмуд»' (U 20) находим
о,уг>л,г>. 1000
1,47-2,0Н.|,|.(),НГ,.!),|
«
<lt<lU mW.
При расчете нродолж
бной стабили шиш смеси
сырого осадка и неуплотненного активного ила необходимо опреде
лить отношение БЗ осадка к БЗ смеси: 5=3,66/7,51=0,49. Тогда по
формуле (6.27)
/с = 12,32 + 2-0,49 = 12,32 + 0,93 = 13,3 сут.
Удельное количество кислорода qc определяем по формуле
(6.28):
Яс
0,76 (l + 0,4-0f49/4t5) = 1,07 кг 02/кг БЗ
Требуемый объем аэробного стабилизатора Vo составит
с = Мобщ tc = 1173,7-13,3 - 15 600 m:j.
качестве стабилизаторов применяем типовые аэробные
стабилизаторы, разработанные ЦНИИЭП инженерного оборудования.
Необходимое удельное количество воздуха находим по формуле
(6.26). Концентрации бсззолыюго вещества смеси сырого осадка и
неуплотненного активного ила составит:
0 = Мш/Мобщ = 7>51 • ЮОО/1173,7 =6,4 кг/м*.
Тогда по формуле (6.26)
1,07-6,4-1000
1,47.2,92.1,1-0,85.9,4
180 м3/м3.
Значения коэффициентом к\«* 1,47, ^«2,92, Ср—О 9,4 ваиты
в соотнетстиии с принятым типом нтрацни, используемым в качеетие
аэробного стабилизатора. Ко^ффициет ы п\ и и а — но CI Ini 1 2.04.03
85. Сооружении аэробной етнОнлн ищи и раеечнтынаютеи но
параметрам, приведенным и СНиП 2.04.0Л М> (риг. 0.3).
Уплотненный пктпиный ил или гмрп, ею г осадком перничных
отстойпнкоп нерационально подперши. п-эроГмшП гтабнли пщии, так
как это приноднт к резкому увеличению удельною сопротннленин
осадки.
Уплотнение (отнимание) аэробно пйПнлнжронапных осадков
должно ирон шодитьгн и течение 1,Г) 2 ч н гнецнально иыдсленной
и п
отстойной аоие ииутри й^рииионною сооружении или и отдельных
уплотнителях (отпойниках), Нлажпогть осадка после уплотнения
составляет 1)5* \Н\ %. Илонаи иода нанраилиетея в начало очистных
сооружений пли и а ^рационные сооружении. ВПК иловой воды
можно принимать около 100 мг/л,
Дальнейшую обработку стабилизированных осадков следует
231

к
Рис. 6.3. Аэробный минерализатор
1
I
зона аэрации; 2
А
А
отстойная часть; 3 — уплотнитель; 4 — система аэрации;
. избыточный активный ил; //-фугат от центрифугирования осадка из
первичного отстойника; III — фугат от центрифугирования
аэробно-минерализованной смеси; /V —отвод аэробно-минерализованной смеси
ДУС
I
FI*
У
же. как и для осадков, сброженных в метан
тонки и мо:»офнльних условиях
иных осадков больше
чем
Водоотдача аэробно стабилизиро-
робно сброженных. Нагрузку на
иловые площадки по сравнению с осадком, сброженным в метантен
фильных условиях, можно увеличить в 1,5 раза. ^
робной стабилизации происходит гибель бактерии коли
ках в
При а . А
более чем на 95 %, но яйца гельминтов при этом не погибают, по
этому осадки после аэробной стабилизации необходимо обеззар
живать.
Пример 6.4*. Сравнить условия работы двух метантенков
объемом 1000 м3 каждый по дозам загрузки, если в один метантенк
подается осадок из первичных отстойников в количестве 60 м3 в
сут, а во второй — уплотненный активный ил в количестве 120 м
з
\\
осадка
сут. Влажность осадка 93
лктимпого ила 26
активного
ила
97 %, зольность
30 %
о
Рсиичшс. Hi ycvioiimi задачи очевидно, что доза Д,
метан
тенки, работающего на \ш\ и 2 раза нише, чем метантенка,
загружаемого осадком. Нетрудно подсчитать, что доза загрузки
метантенка, в который подается осадок, равна 6 %, а доза загрузки
метантенка, работающего
на
иле,
12
Это
означает, что
дли
тельность пребывания двух видов осадков
в метантенках также
различается в 2 раза. Осадок сбраживается в течение 16,7 сут, а
активный ил — в течение 8,3 сут
Ю0/Д, %).
з
осадка на
метантенк, загружаемый осадком, подается за сутки 0,06 м
объема сооружения. При влажности осадка 93 %
м
содержание сухого вещества в нем составляет 70 кг/м3 (при плот
ности осадка, равной 1 кг/л), а беззольного вещества
70%
массы
сухого вещества, или 49 кг/м3. Следовательно, в метантенк
загружается беззольного вещества
До
ез
0,06-4923, =94 кг/(м-сут).
Ана
2,66 кг/(м3-сут)
рассуждения
для
второго случая дают Дбез
полученных результатов видно, что метантенки работают
*
Примеры 6,4—6Л1 составлены канд. техн. наук доц, Т. А. Ка
рюхиной,
232

в различных условиях как по продолжительности пребывания в них
осадков, так и по нагрузке беззольного вещества ни единицу объема
метантенка.
Чтобы определить, к какому результату припадут столь
различные условия работы метантенков, следует воспользоваться ураинени-
ями А. А. Карпинского, по которым можно подсчиппь ожидаемый
процент распада беззольного вещеетпя Р^л и мы ходя raia /'пм«.
При сбраживании осадка n;i первичных онюПннкон и мезо-
фильных условиях уравнения имеют вид: /'п™ —(ИКУЛ^^ и ^<Ьа
582Д
0,'Л
без
о :«|
Для активного ила соответственно имеем; /'а«»а — 4($#4У/д ^ * * и
0,43
ез
Гбеэ = 365Дб
Подставив в эти уравнения найденные величины Дбеа, получаем»
что ожидаемый распад осадка составит 50 % с выходом газа 436 л
с I кг загружаемого беззольного вещества, а ожидаемый распад
ила — 27,5% с выходом газа 241 л на I кг загрузки, или
соответственно 872 и 878 л/кг распавшегося беззольного вещества.
Таким образом, можно видеть, что результаты работы
метантенков ожидаются различными по глубине сбраживания двух видов
осадков, но почти с одинаковым выходом газа с I кг распавшегося
беззольного вещества.
Пример 6-5. Подсчитать теоретически возможный выход газа
при сбраживании осадка из первичных отстойников и активного
ила, если анализом определен состав компонентов, приведенный в
табл. 6,4.
ТАБЛИЦА 0.4. К ПРИМЕРУ 6.5
щ*т
Концентрация, %, в пересчете на беззольное вещество
Компоненты I осадка из первичных
отстойников активного ила
Жироподобные ве- 35,6
32,3
щества
Азот общий
Углеводы:
альфа
теми
4,9
7.У
10,2
1,5
Решгнш*. Теоретически ношпжный пычод rain можно
подсчитать, если известно содержание и оедлкдх жиро , углевод"- и белко-
воподобных веществ, I) прямом выражении здесь показано только
содержание жироподобнмх веществ, Дли подсчета белкопоподобных
веществ исходит нт предположении, что н них общий азот
составляет 10 % "<> мисее, Поскольку и других группах веществ
содержание азота мало, то дли подсчете количества белковоподобных
веществ нужно умножить концентрацию азота на 6,25 (100: 16=6,25),
Таким образом, неличина б (белки) дли осадка составляет 4,9*6,25=
30,6
233

составе углеводов показано наличие легкогидролизуемой
фракции (геми-углеводов) и трудногидролизуемой
(альфа-углеводов). В реакциях брожения участвуют обе фракции, поэтому при
подсчете величины у наличие углеводов учитывается суммой обеих
фракций. В осадке содержание углеводоподобных равно 16,8 %, а
в иле —6,5 %.
При подсчете теоретически возможного выхода газа (или
предела сбраживания) содержание жиров, белков и углеводов
соответственно ж$ б, у следует выразить в граммах на 1 г беззольного
вещества осадков. Таким образом, для осадка из первичных
отстойников по формуле (6Л6) имеем:
а = 0,92-0,356 + 0,62-0,168 + 0,34-0,306 = 0,536 г/г,
а для активного ила
а = 0,92-0,323 + 0,62-0,065 + 0,34-0,494 = 0,505
Оценивая данные анализа и результаты подсчета, можно видеть,
что химический гостии осадка из первичных отстойников заметно
отличается от соепши активного ила меньшим содержанием белко-
иоиидоОпых веществ и ббльшим углеводоподобных. Это
закономерно, так как в иле находится огромное число микроорганизмов,
обусловливающих повышенное содержание в нем белковоподобных
веществ и углеводоподобных (растительные остатки, бумага,
раздробленное тряпье и т.п.), которые в значительной мере
улавливаются в первичных отстойниках.
Можно также отметить, что в беззольном веществе осадка
содержание газообразующих компонентов (т.е. сумма ж+б+у) со
ставляет 83%, а ила — 88,2%. Следовательно, в первом случае
на лигнино-гумусовый комплекс веществ, не образующих газа при
брожении, приходится 17 %, а во втором — 11,8 %.
Пример 6.6. Сравнить полученные результаты, если предел
сбраживании по данным химического анализа осадков из первичных
отстойников ранен 58, а для ила — 46%. В первом метантенке
сбражинается только осадок из первичных отстойников, а во вто-
1юм смесь осадка и ила и соотношении к беззольному веществу
),б : 1. Распад белюлыюго вещества, подсчитанный по выходу газа,
в первом метантенке составляет 44 %, а во втором — 36 %.
Решение. Сравнить результаты применительно к условиям
данной задачи — это значит определить глубину или степень
сбраживания осадков в двух метантенках аналогично тому, как
оценивается, например, степень очистки сточной воды, т.е. в процентах по
отношению к начальному (или максимально возможному)
количеству.
первом метантенке, где сбраживается только осадок,
получена степень его обработки, равная 75 % теоретически возможной:
(44:58)100-75%.
Во втором метантенке сбраживается смесь осадка и ила. Предел
сбраживания смеси аСы определяется как среднеарифметическое:
асм = (58-0,5) + (46-1)/(0,5+1) = 48%.
Степень обработки смеси (или глубина сбраживания) равна:
(36:48)100=75 ""
Таким образом, оба метантенка обеспечивают одинаковую
степень обработки осадков, хотя количество газов, образующихся в
двух сооружениях, может оказаться заметно различным.
234

Пример 6.7. Определить удельный расход промывной воды
если удельное сопротивление г подаваемого ни вакуум-фильтрацию
сброженного осадка составляет 2-10й см/г, а на брожение смеси
ила и осадка — 3* 1016 см/г.
Решение. Удельный расход промывной нодм дли осадка
lg (г. Ю-***) _ 1,8 = lg (2-10". 10~«) - I,Н ~ 2,6 м^/м11
•
а для смеси ила и осадка
q l«(:M0|rt'i0 *<>) |,Н 4,5 м»/м«.
Пример fl.H. Рассчитать, какое количество реагентов
потребуется для обработки осадков способом викуум фильтрации. Дли этой
цели используют FeCU и (wi(Oll)j с активностью *тих веществ
соответственно 95 и 40 %. Установлено, что необходимая дола РегОз
составляет 3,5 %, СаО— 12 %.
Решение. Пересчитаем дозу с Fe203 на FeCl3 и с СаО на
Са(ОН)2.
Определим необходимую дозу FeCl3. В молекуле Fe203 имеются
два атома железа, на долю которых приходится 70 % молекулярной
массы Fe203. Если доза Fe203=3,5 %, то на долю железа приходится
3,5-0,7=2,45 %. В FeCl3 на 56 г железа приходится 162,5 г соли,
или на 1 ч. железа по массе —2,9 ч. соли. При потребности в
железе 2,45% потребность и соли FeCI3 составит 2,45-2,9 = 7,1 %.
Поскольку исследуемое вещество имеет активность 95 %, то для
обеспечения нужного количества активного реагента потребуется
соли 7,1 : 0,95-7,5
Определим необходимую дозу Са(ОН)2. В составе этого
вещества на долю СаО приходится но массе 73,7%, или, что то же,
на 1 ч. СаО требуется 1,36 ч. Са(ОП)2. При дозе СаО, равной
12%, требуемая доза Са(ОИ)2, следовательно, составит 12-1,36
16,3 %. Поскольку активная известь составляет всего 40 %, то
для обеспечения достаточной дозы по активному продукту
необходимая доза Са(ОН)2 будет: 16,3:0,4=40,8%.
Окончательно получим, что для обработки 1 кг сухого вещества
осадков нужно взять 75 г хлорного железе и 408 г гашеной извести.
Пример 6.9. Проанализировать данные о работе вакуум-фильтра
БОУ-40, если за 2500 ч его эксплуатации на промывку было подано
89999 м! гадкой влажностью 9(1,8%, Получено после промывки
42 000 м3 осадков влажностью <>5 %, л обезвоженного осадка
12 650 м3 влажностью 80%. Исполыонпны регенты: хлорное
железо с дозой 4 % и гашеная известь г дотй 25 % по товарным
продуктам. Удельный расход промывной йоды составляет 4 мя/мп
Решение. На промывку подано сухого вещества 80000'3,2/100•«
2560 т. После промывки и уплотнении еунот вещества получено
42 000-5/100=2100 т. Потеря сухого вещества осадки со сливной
водой 2560—2100=460 т.
уплотнитель было подано смеси по объему 80 000*4-«
320 000 м3.
Если удалено в виде осадка 42 000 мщ> то оОъем сливной воды
составит 320 000—42 000=278 000 м11.
Концентрация взвешенных вещегги и сливной воде (460-1000)/
/278 000=1654 мг/л.
По сухому веществу подано релгентов: хлорного железа
2100-0,04=84 т, гашеной извести 2100-0,25-525, всего 84+525
609 т.
235

Значительная часть добавляемых реагентов оказывается в воде
в нерастворенном виде. Это — образующийся гидроксид железа,
практически нерастворимый в воде, до 80 % добавляемой извести
в связи с ее малой растворимостью и до 5—10 % инородных веществ.
Учет всех этих компонентов прямым способом может быть выполнен
лишь ориентировочно, но такой подсчет показывает, что 70—80 %
массы реагентов добавляется к сухому веществу осадков.
После фильтрации получено сухого вещества (12 650-20)/100
2530 т. Поскольку в осадке сухого вещества было 2100 т, то
дополнительные 430 т могут быть отнесены за счет реагентов.
Производительность вакуум-фильтра по сухому веществу при
площади поверхности фильтра 40 м2 (с учетом реагентов) составит
(2530-1000)/(2500-40) =25,3 кг/(ч-м2), а без учета реагентов
21 кг/(ч-м2
Пример 6.10. Рассчитать, какая часть ила по объему удаляется
в виде фугата, и определить качество фугата, если на
центрифугирование подастся ил влажностью 96,8 %. Влажность
обезвоженного ила 80 %i эффективность задержания взвешенных ве-
иичтн 2Н
Решение. В 1 ми исходного ила было 32 кг сухого вещества
(влажность ила 96,8 %). В виде обезвоженного ила получено сухого
вещества 32-0,28=8,96 кг/м3. Объем этого ила при его влажности
80%, т.е. содержании сухого вещества 200 кг/м3, составляет
8,96/200=0,0488 м3/м3.
Если с 1 м3 обрабатываемого ила получается 0,0488 м3
обезвоженного продукта, то фугата получится 0,9552 м3/м3, что составляет
95,5 % первоначального объема ила. В полученном фугате имеется
сухого вещества 32—8,96=23,04 кг/м3. Концентрация * фугата по
взвешенным веществам составит 23,04/0,9552=24,1 кг/м3, или 24,1 г/л.
При концентрации сухого вещества в фугате 24,1 г/л его
влажность составляет 97,6 %.
результате центрифугирования получилось по объему более
95 % фугата от расхода отработанного ила с качеством,
практически близким к исходному илу. Влажность фугата всего
на 0,8 % им ню влажности ила( поданного на
центрифугирован не.
схеме сооружений должна быть предусмотрена система
обработки или использования фугата.
Пример 6.11. Определить влажность осадка после удаления
иловой воды, если на иловые площадки с поверхностным отводом воды
подан осадок влажностью 97,4 %. После отстаивания удалена
иловая вода в объеме 50 % первоначального объема осадков с
концентрацией взвешенных веществ в ней 1 г/л. Расчет следует
выполнить применительно к 1 л осадка.
Решение. При влажности осадка 97,4 % содержание сухого
вещества составляет 26 г/л. После удаления отстоявшейся воды объем
осадка уменьшился в 2 раза, т. е. стал равным 0,5 л. Удалено
иловой воды также 0,5 л с содержанием в ней сухого вещества 0,5 г.
Следовательно, в 0,5 л осадка осталось сухого вещества 25,5 г, а
в пересчете на 1 л — 51 г/л. При концентрации сухого вещества
51 г/л влажность осадка составит 94,9 %.
Пример 6.12. Расчетный расход очистных сооружений полной
биологической очистки Q=20 0Q0 м3/сут, очищенная вода имеет
БПК2о=20 мг/л. Рассчитать илоуплотнители для уплотнения
избыточного активного ила.
236

Решение. Для данных условий прирост активного ила составит
200 г/м3 [10, табл. 4.591 При kmax= 1,2
max =1,2-200 = 240 г/м*.
Максимальный приток избыточного активного ила
qmax = 240-20 000/(20000- 24) = 10 м3/ч.
Предполагаем, что будут применены два илоуплотнителя
вертикального типа. Согласно табл. 58 СНиП 2.04.03—85 и табл. 4.60
[10] принимаем продолжительность уплотнении /—10 ч, скорость
и—0,07 мм/с, влажность исходного ила W| «99,2 %. уплотненного
1^2=98 %. Высота проточной части Л —3,6 0,07-10-2,52 м.
Максимальный расход жидкости, отделяемой при уплотнении
ила,
. </ж= 10(99,2 — 98)/(100 — 98) = 6 м3/ч.
Полезная площадь илоуплотнителя
пол = 6/(3,6-0,07) = 23,81 м».
Площадь поперечного сечения центральной трубы fTp = 10/ (3600 X
Х0,1) =0,0277 м2«0,03 м2. Общая площадь илоуплотнителя /^бщ
23,81+0,03=23,84 м2. Диаметр одного илоуплотнителя
4-23,84
3,14-2
3,9 м
Принимаем к установке два илоуплотнителя. Объем иловой
части илоуплотнителя
100 — 99,2 10
ил _ Ю -7 — = 20 м3
ил 100 — 98
Пример 6.13. Расчетный расход очистных сооружений полной
биологической очистки Q=250 000 м3/сут, очищенная сточная вода
имеет БПК2о=25 мг/л. Рассчитать илоуплотнители
Решение. Прирост активного ила Р=220 г/м3 [10, табл. 4.59]
тогда, принимая 1гтпх
тих - I .ЯЛ - I .3>220 - 260 г/м».
Максимальный приток избыточного иктмшюго ила при С~*20 г/л
Ятах = 260* 250 000/(24 -20 000) - 135 ма/ч.
Предполагаем, что будут неиолмоияиы дна рлдипльных
илоуплотнителя.
Согласно СНиП 2.04.03—85 при С — 20 г/л иринимагм расчетную
нагрузку на площадь зеркала уплотнители i/,,**0,;i м*/(ма ч) |1()|,
Полезная площадь поперечного ссчрннм радиальных илоунлотмите-
леи
пол
135/0,3 450 ма
Диаметр радиального илоуплотнители определяется так же,
как и у вертикального илоуплотнителя:
4-450
3,14.
16.9 м.
237

Принимаем к установке два типовых радиальных илоуплотни
теля диаметром D=18 м (один рабочий и один резервный).
Необходимая высота рабочей зоны илоуплотнителя при продол
жительности уплотнения 9 ч [10] составит #=0,3-9=2,7 м.
Общая высота илоуплотнителя при использовании илоскреба
//общ=2,7+0,3+0,1=3,1 м.
Пример 6.14. Рассчитать сушилку с фонтанирующим слоем.
Расход уплотненной смеси осадков Qi=5,5 м3/сут при влажности
i=92% и количестве секций пв=13. При расчете сушилки
используем результаты исследований данного аппарата; влажность сухого
осадка 52=8%, напряжение по влаге в объеме сушилки Л*
= 100 кг/(м3*ч), напряжение по влаге на площадь неподвижного
слоя (сухого осадка) 615кг/(м2*ч), удельное количество
затрачиваемой теплоты ^т==:4590 кДж/кг.
Решение. Расход сухого осадка
со =* Qi (100 - fl,)/(100 - В2) = 5,5 (100 - 92)/(100
^ 0,478 т/сут.
Расход испаряемой влаги
Ои.в - Qi - Qc.o = 5,5 — 0,478 = 5,02 т/суш.
При равномерной в течение суток подаче уплотненного осадка
в сушилку его расход будет:
Qy#0 = 5,5-1000/24 = 229 кг/ч.
Расход испаряемой воды
и.в
5,02-1000/24 = 209 кг/ч.
Объем сушилки
с = Qh.bMi = 209/100 = 2,09 м3
Площадь плотного слоя сухого осадка
„,<! VJAt~* 2,09-100/615 = 0,34 м?
Диаметр сушилки
% -
|Л),34*4/3,14 = 0,658 и.
Высоту плотного слоя сухого осадка Лп.с рекомендуется
принимать 0,2 м. Наклон образующей конического днища к горизонту
70°. Обозначая диаметр нижнего основания усеченного конуса
сушилки du запишем: d2—dt = 2x; x=/tn.c/tg70o; х~ 0,2/2,747=0,081,
тогда
1 = 0,658 — 2-0,081 =0,496 м
Площадь нижнего основания
д = 3,14-0,496*/4 = 0,193 м*.
Диаметр трубы отбора сухого осадка rf3=0,25 м, т.е. площадь
сечения этой трубы Ftp=0,049 м*. Площадь нижнего основания
площадь газораспределительной решетки
д _ р — о, 193 — 0,049 = 0,144 м2.
р — i д i тр
Принимаем живое сечение решетки равным ОД Тогда
#x\iG
0,144/0,5 = 0,072 м*.
238

Расход теплоносителя
Q™= QL/i.=209-13«27I7 кг/ч,
тн ^и.в в
или, принимая плотность теплоносителя 1,205 кг/ма,
тн
2717/1,205 = 2255 м»/ч (0.Ш м*/е).
Скорость движения теплоносители при npoxoav через решетку
v ^ Qt„//\« л - (UWO.O/y - M.ffll м/с.
¦
качестве теплоносители используют дымовые газы котельной,
разбавленные воздухом до темпераiypu 400 41, Дли преодоления
сопротивлений в газовых коммуникациях уста ни ил н на ют
последовательно два дымососа Д-8.
Диаметр цилиндрической части сушилки принимаем du**l,3 м.
Площадь цилиндра
/?ц= л^/4=3>14.1,32/4= 1,327 м?.
Высота усеченного конуса днища
# = (dv — dx) tg Ж12 = (1,3 —0,496) 2,747/2 =1,1 м.
Объем усеченного конуса
Vy,K
dn \* / di \2
ц . / "1
+
3,14-1,1 Г/ 1,3 \* /0,496 \а 1,3-0,496
2-2
-Ь-^-ТГ^— =0,742 м*#
Высота цилиндрической части сушилки
(Vc - Vy.K)/Fn = (2,09 - 0,742)/1,327 « 1,02,
Принимаем одну рабочую и одну резервную сушилки.
Пример 6.15. Рассчитать экспериментальную установку тепловой
обработки осадков сточных вод производительностью 120 м;7сут,
принимая: температуру обработки осадков 200 °С,
продолжительность обработки осадкой н реакторе 1,5 ч, рабочее давление а
реакторе 1,8 MI la, период уплотнении обработанного осадка 3 ч, про-
изводителыюсть вакуум-^нлыра при обеитжнванин обработанного
и уплотненного осадка 30 кг/(мй*ч).
Решение. Обработка осадка принимаете*! и такой иоследопатель-
ности. Осадок из первичных отстойником (рне, (1,4) пропускают
через дробилку и вместе с активным илом подают и приемный
резервуар насосной станции 3. Затем через теплообменник смен* осадка
и ила поступает на обработку в реактор, куда одновременно под
ется пар от источника теплоснабжении Обработанный оеадок и*
реактора проходит через теплообменник и редукционный клапан и
уплотнитель осадка. Уплотненный осадок подается ш накопитель
осадка и насосной станцией 10 направляется на обезвоживание,
которое производится на вакуум-фильтре или на иловой площадке,
Кек, снимаемый с вакуум-фильтра, подается в бункер или на склад
осадка. Вода, выделившаяся в процессе уплотнении, отводится па
сооружения биологической очистки. Из реактора образующиеся
газы отводятся в систему газоудаленни.
239

Рис. 6.4. Схема установки тепловой обработки осадков сточных вод
/ - дробилки; 2 — приемный резервуар; 3, 10 — насосные станции; 4 —
теплообменник; Л — реактор; б — котельной; 7 — редукционный клапан; 8 —
уплотнители осидка; 9—накопитель осадка; 11 — вакуум-фильтр; 12 — иловые
площадки; Р — бункер; 14 — склад осадка; 15 — система газоудаления
Осадок из первичных отстойников и избыточный активный ил
подаются по самостоятельным трубопроводам. Расчетный расход
смеси осадка и ила равен 5 м3/ч при исходной влажности сырого
осадка 94% и избыточного активного ила 97%. Объем приемного
резервуара принимается равным 9 м3 из учета 1,5-ч хранения осадка.
Для теплового расчета теплообменного аппарата,
предназначенного для предварительного нагревания осадков, поступающих в
реактор, принимают следующие параметры: 7\ = 200°С — температура
теплоносителя на входе в теплообменник; /i=12°C — температура
осадков на входе в теплообменник; Г2=50°С — температура
теплоносителя на выходе из теплообменника; /2=150°С — температура
осадков нл выходе it;i теплообменника; p=»l(8 МПа — рабочее
давление в теплообменнике. По технологическим соображениям
принимается противоточная схема движения греющего и нагреваемого
осадков — труба в трубе: диаметр внутренней трубы 80 мм,
наружной— 150 мм,
Площадь поверхности нагрева' теплообменного аппарата, м2,
F = Q (А* Ср к),
где Q — теплопроизводительность аппарата, Дж/ч; k — коэффициент
теплопередачи, Дж/(ч»м2); Д?Ср — средняя разность температур
греющего и нагреваемого осадков, град.
Расход теплоты на нагревание осадков
Q = cG (t2 — tt) = 4,2-5000 (150 — 12) = 2,9- 10е кДж,
где G = 5000 л — количество подогреваемого осадка в 1ч; с —
теплоемкость осадка, равная 4,2 кДж/(кг-К).
Средняя разность температур
240

Если принять 6=2100 кДж/(м2-К), то необходимая площадь
поверхности нагрева
F = 2l9-10e/(2100-44)«3|f4 мК
Длина секции составляет 4 м, при нчлт площадь пошнштгти
нагрева одной секции равна 1,12 м2. Число труп H^.'lM/l.r-f-^H.
По условиям компоновки к устанонкг ириннматгм М) секций,
при этом площадь поверхности мигрени рнннн il.'l.n м*.
Реактор предназначен дли подо| ргипмин огмдион пни яидашюП
температуре. Продолжительное и, их oftpfinoiiui 1(Г» ч Необходимый
рабочий объем репктори ринен 7,Г> м11. ООьем реаиюрй с учетом
использонаинн чисти объема под иыделшшшПсн пм состанлнет
10 м3.
К установке приняты дна реактора КОСЛЫСО (одни рабочий
и один резервный) диаметром 1400 мм, рабочим объемом 10 ма и
рабочим давлением 1,8 МПа; материал реактора — сталь марки 20.
Уплотнитель предназначен для предварительного обезвоживания
осадков, подвергнутых тепловой обработке. Уплотнение осадка
производится в течение 3 ч. При этом выделяется до 30 % воды от
первоначального объема осадка. Рабочий объем уплотнителя у=
= 5-3=15 м3. Принимаем диаметр уплотнителя 2,5 м, площадь
зеркала воды 4,9 м2, рабочую глубину 3,1 м,
На вакуум-фильтр, предназначенный для обезвоживания осадков,
подвергнутых тепловой обработке и уплотнению, осадок подают
с помощью плунжерного насоса по трубопроводу г/ — 150 мм.
Расчетный расход уплотненного осадка, поданаемого на один вакуум-
фильтр, Qpac4=2,5 м3/ч при влажности его 94 %. Период работы
вакуум-фильтра 16 ч в сутки. На оснонании экспериментальных
данных производительность принимается раиной 30 кг/м2 в 1 ч.
Рекомендуется принять к установке дна наукум-фильтра БОУ-5-1,75.
На иловую площадку подается осадок, подвергнутый тепловой
обработке. В этот период вакуум-фильтр не работает. Осадок
подается с помощью плунжерного насоса по трубопроводу диаметром
100 мм. Расчетный объем осадка по технологическим соображениям
принимается равным 60 м3/сут, или 21900 м3/год, при исходной
влажности уплотненного осадка 94 %. Предполагается, что
половина осадка, прошедшего тепловую обработку, направляется на
иловую площадку. Лабораторными опытами установлено, что осадок
после тепловой обработки хорошо отдает влагу, и поэтому годовая
нагрузка на иловые площадки может быть принята 5 м:7(м2-год).
Тогда необходимая площадь иловых площадок составит 21 900/5-¦
= 4300 м2. Принимаем размер одной карты 43ХЮ м. Общее число
карт 10.
Склад обезвоженного осадка предназначен для открытого
хранения осадка, подвергнутого тепловой обработке и механическому
обезвоживанию. Влажность кека, снимаемого с вакуум-фильтра,
75 %. При дальнейшей сушке в естественных условиях его влажность
в течение 2 мес. снижается до 20—25 %.
При расчете теплообменника принята разность температур
осадка, поступающего в реактор и выходящего из него, 50 °С.
Температура осадка в реакторе составляет примерно 200 °С при
рабочем давлении 1,8 МПа. С учетом потерь напора необходимое
давление пара на выходе из котельной принимается равным 2 МПа.
Количество теплоты, необходимое для нагревания поступающего в
реактор осадка, кДж/ч, для 5 м3/ч осадка составляет Q =
= 1 -5000 (200—150) = 1 046 500 кДж/ч.
16—773 241

При давлении пара 2 МПа энтальпия равна 2589 кДж/кг.
Расход пара для нагревания 1 м3 осадка 1046500/2589=404 кг/ч.
учетом 25 % теплопотерь расход пара будет равен: 404*25/100
¦¦ 101 кг, следовательно, расход пара на нагревание 5 м3/ч осадка
составит 500 кг/ч. Таким образом, суточное потребление пара на
один реактор будет равняться 12 т.
Пример. 6Л6. Рассчитать флотационный илоуплотнитель при
следующих исходных данных: расход ила У =1000 м3/сут,
начальная концентрация активного ила С0=4,5 кг/м3.
Решение. При рециркуляции ила во флотаторе количество су
хого вещества Ясух^СоУ^ 4,5-1000=450 кг.
Согласно рекомендациям принимаем: давление воздуха
0,4 МПа, степень насыщения воздухом /н = 0,6, температура
15 °С, рабочая глубина флотатора h=l94 м, что соответствует
гидростатическому давлению 0,09 МПа. Рабочее давление воздуха
Ра-0,4+0,09 = 0,49 МПа.
Объем растворимого полдухп qn> освободившегося при
снижении данлсния с 0,49 до 0,1 MI In, определяем по номограмме (рис.
П,Г>) г/» —100-20—80 см8/л. Тогда <7в = <?,^н = 80-0>6=48 см3/л.
Необходимое содержание воздуха в иловой смеси находим по
формуле (6.41):
wv
1,4-48(0,6-4,9
4,5-1000
0,03 м3/м3.
Подставляя значение Wp из уравнения (6.40), находим объем
рециркуляционного потока, насыщенного воздухом:
WVVC0 0,03-1000-4,5
п
hBp(fnPa-\) 1,4-48(0,6-4,9
1250 мз/сут.
Общий расход, поступающий во флотатор,
Q V *\ V,, * * ЮОО -|- 1250 =-- 2250 м^/сут,
или, при равномерном поступлении ила по часам суток, 94 м3/ч.
д., см3/л
Г
п * т 14 on 94 W± Г Рис* в-5' Растворимость
и з ш и zu *э ju l, <, воздуха в активном иле
в зависимости от
давления и температуры
А МПа
242
f

Принимаем, это при 10-мин разрежении высота флотируемого
слоя составляет 77%, а слоя разреженного осалкп ~- 211 %, тог/и
гидравлическая нагрузка
Q' =0,23-1,4/10 = 0,00332 mVCm-miiii), или I.UI м«/(м**ч).
Площадь флотатора
F = Q/Q' - 94/1,93 ^ 4» м*.
Объем флотируемого слон
>
ГП - 491,4 — till м»,
При шчюгредемк'ином ипгыщгнпм идп нсидухмм (бп
рециркуляции ила) из формулы (0.41) опрглслисм нсоОходимио дпиление
воздуха
0,03= 1,4*48 (0,6ра — 1)/(4,5-1000); ра = 0,57 Ml In.
Площадь флотатора
V/(24Q') = 1000/(24.1,93) = 22 м2.
Сравнивая рассмотренные варианты, можно отметить, что по
первому варианту необходимая площадь флотатора почти в 2 раза
больше, чем по второму (49 и 22 м2), но необходимое давление
насыщения воздухом во втором варианте выше (0,57 и 0,49 МПа).
Пример 6.17. Произвести расчет вакуум-фильтров и
барабанной сушилки для обезвоживания и сушки сброженной смеси осадка
и активного ила. Расход сырого осадка влажностью U^i = 93 % из
первичных отстойников Qi = 250 м3/сут, расход избыточного
активного ила влажностью W2=97 %, Q2=420 м3/сут.
Удельное сопротивление осадка первичных отстойников 220-1010 см/г,
щелочность 25 мг-экв/л, удельное сопротивление уплотненного
активного ила 2200-1010 см/г, щелочность 12 мг-экв/л.
Решение. Влажность смеси осадка и активного ила определяем
по формуле (6.42):
W™ = 100
1
(WO-WJ + QtilOO — W,)
см
1 "Т Х2
jft-
100
250-7 -I- 420-3
250-1. 420
95,50/о.
Щелочность смеси находим мо формуле (0.44):
250-25 4-420.12
Шсм = — — — 10,85 мг-'жн/л.
^см 250-1-420
Удельное сопротивление смет пычшушим по аншпнмоети (0,43);
220-10-10• 250• 7 + 2200-10 ¦••МУС).Л
см
(250 4-420) (100 — 05,1.)
1047-10w см/г.
Дозу извести (по СаО) определяем но формуле (0.45):
„ /-./- т / 05,5-0,01685
0,25 У 1047-10" 4- 1/ — :±--*—:-
100 — 95,5
9%.
Доза хлорного железа составляет 3 % массы сухого вещества
16
*
243

смеси. Количество сухого вещества обезвоженного осадка в 1 сут
определяется по известной зависимости
1 = (Qi + Q2) (ЮО - «7см)/100 = (250 + 420) (100
95,5)/100 = 35,5 т.
Удельное сопротивление скоагулированного осадка г=28 см/г,
а при вакууме 350-133,322=46662 Па Я=28-46 662/500= 19,6 см/г.
При этом удельном сопротивлении осадка продолжительность одно
го оборота барабана равна 3 мин.
Принимая влажность кека №к=80 %, по формуле (6.46)
определим производительность вакуум-фильтра в 1 ч:
0.24
100 — 80 -,/ 1-80-350 (100 — 95,5)
95.5 — 80 V ЬЗ-19.6
19.7 кг/м
При работе вакуум-фильтров 24 ч в сутки необходимая площадь
поверхности фильтров состпннт 70,8 м2. Принимаем три рабочих и
один резервный иакуум фильтр типа БОУ с площадью поверхности
фильтровании 20 ма каждый.
Количество осадка, обезвоженного на вакуум-фильтрах в 1 сут,
составит:
ОС — V41
+ Q2)
ЮО — WCM \ л 100 — 99,5
670 -"— = 150 м*
100 — Wu У 100 — 80
к
Принимаем, что в барабанной сушилке осадок подсушивается
до влажности 30 %, Таким образом, в сутки из осадка удаляется
107 м3 воды, или 4,46 м3/ч. Нагрузка по испаряемой влаге на 1 м3
объема барабана составляет 60 кг/ч.
Удельный расход теплоты на 1 кг испаряемой влаги равен
4943 кДж. Тогда расход теплоты в сутки будет: 107 000-4943
-449МО5 кДж.
Количество термически высушенного осадка составит: 150—107
•ИЗ т и I сут.
Пример в. 18, Рассчитать центрифуги для обезвоживания сырого
осадка первичных отстойников и избыточного активного ила из
вторичных отстойников. По схеме фугат при обезвоживании осадка
направляется в первичные отстойники, а фугат при
центрифугировании активного ила — в аэротенки. Производительность станции
30 000 м3/сут. Концентрация взвешенных веществ в сточной
жидкости Ci==200 мг/л. Эффект осветления в первичных отстойниках
50 %. На 1 м3 сточных вод прирост активного ила составляет Си
100 г/сут.
Решение. Определим коэффициент выноса взвешенных веществ
из первичных отстойников
ос/ЮО = 1 — 50/100 = 0,5.
Принимая эффективность задержания сухого вещества в
центрифуге 55%, определим коэффициент выноса т= 1—«9/100=1—55/
/100 «0,45.
Увеличение концентрации взвешенных веществ при подаче фу*
гата перед первичными отстойниками определим по формуле (6.49);
п.ф = 200 +
200-0,45 (1—0,5)
0,45(1—0,5)
258 г/м3.
244

Объем сырого осадка влажностью 95 %, задержанного п пер
вичных отстойниках,
п.ф<23ос'НЮ 258 - 30 000 - ПО . 100
1000-1000-100 (100 — 95) ~~ 1000-1000- 100-Г»
77,4 м»/еут.
Принимая эффективность задержания сухпк» жчщч ии» 1Ш % 111>it
центрифугировании осадка перпнчных ок'инптнпи и млншнисп* не*
ка 70 %, определим его оГп.гм
77,4 (100 Щ 100.Ь!»
« „—
к 100 (100 70) 100
/,00 М«.
массы)
Плотность кска (>„<*»0,85, ни лому mhivw кскй
М = l/KpK ^ 7f09-0,85 ™ 6,03 т.
Определим коэффициент прироста активного ила (
п.ф/С^ 258/200 = 1,29;
„Q/C 100-30 000-1,29
и 1000-1000 1000-1000
3,87 м3
Считая эффективность задержании сухого вещества активного
ила на центрифугах 20 % и влажность кска 70 %, получим массу
ила и его объем, подаваемый на центрифуги;
М± = Л1И-100/3 = 3,87-100/20 = 19,35 т;
1
М1 -100/(100 —1^и) = 19,35-100/(100 — 97) =645 м*
установке принимаем центрифуги ОГШ-50К-4, имеющие
производительность 14 м3/ч. Тогда число рабочих центрифуг п=645/
/(14-24) =2. Кроме того, имеются две резервные центрифуги
Пример 6.19. Рассчитать установку по сушке осадков городских
сточных вод под вакуумом. Производительность очистной станции
40 000 м3/сут. На станции образуется ежесуточно 150 м3 сырого
осадка и 250 м3 избыточного уплотненного активного ила. Влаж
ность сырого осадка 93 %, а уплотненного ила №и = 97 %. Активный
ил перед сушкой подается на центрифуги, где его влажность снижа
ется до 1^е«И)3%. Температура пара 1(>0°С. Влажность осадка
е сушки №a~!i5 (!
Решение. Объем иктиинои» ила п I еут после центрифу
ИЛ
(100 1ГИ) «5» (ИМ) —07)
,ъ.
-+..-Р*
ил,ц loo- г„ юо ш
107 ма
По формуле (6.50) определим ппьем нгннриемоп плши и I еут:
W
100 —Ц?
100 — W
100 1KI .
(150 | 107) I - ¦ , -~ <мн,7;\ ма
v ' " юо an '
На станции устанавливаем пику ум сушилку НГГ.У 1Ш00, имею
щую рабочий объем барабана НО м" и иршпмоднтелынк'ть но йен»
ряемой влаге 3960 кг/ч. Напомним, что ян I цикл н импорте об|
батывается объем осадка, ранний троимому рнбочему общему пина-
рата, который равен половине его геометрического объемы.
По формуле (6.51) определим объем осадка, обрабатываемого
245

аа 1 цикл сушки:
ц = 3-30/2 = 45 м3.
Количество воды, выпариваемой из осадка за I цикл, подсчи
тываем по формуле (6.52):
Wn = 45
000 (
100 — 93
ц У 100 — 35
40 200 кг.
По формуле (6.53) находим количество циклов, необходимое
для испарения воды из суточного расхода осадка:
лц = 228 730/40 200 = 5,68.
Продолжительность цикла вакуум-сушки в одном аппарате
определяем по формуле (6.54):
х = 40 200/3960 = 10 ч.
Количество циклоп работы амарата п сутки
пх 24/т-24/10 = 2,4.
Необходимое число сушилок
п = пц/пг = 5,68/2,4 = 2,37.
Принимаем три рабочих и один резервный аппараты.
Необходимый расход пара
Dx= 1,4Й?7Г= 1,4-228 730/24= 13,3 т/ч.
Пример 6.20*. Подсчитать распад по газу РГ и по беззольному
веществу гооа, если загружаемый в метантенк осадок имеет
влажность 96 %, зольность 25%, а сброженный — соответственно 97,5
и 38%. Удельный выход газа составляет 12 м3/м3; плотность газа
1,02 кг/м3 (плотность, подсчитана по результатам химического
анализа брожения). Определить также, какая часть распавшегося
вещества переходит и газ и какая — в иловую воду.
Решение, Подсчитаем распад но беззольному веществу исходя
из данных измерения влажности и зольности осадков в процессе
брожения. При подсчетах плотность осадков до и после брожения
принимаем равной 1 кг/л.
исходном осадке количество сухого вещества было 40 кг, а
беззольного: 40(1—0,25) ==30 кг. В сброженном осадке осталось
сухого вещества 25 кг, а беззольного — 62 % сухого, или 25(1—0,38)
= 15,5 кг.
Поскольку в процессе брожения объем осадка не изменяется, то
количество распавшегося беззольного вещества можно определить
по разности 30—15,5=14,5 кг, откуда распад по убыли беззольного
вещества оказывается равным:
14,5/30 = 0,483, или 48,3%.
Подсчитаем теперь распад по газу. В процессе сбраживания
выделилось 12 м3 газа с 1 м3 загружаемого осадка. Масса
выделившегося газа 12-1,02=12,2 кг. Распад по газу, т.е. отношение массы
*
Примеры 6.20—6.25 составлены канд. техн. наук доц. Т. Аа Ка
рюхиной,
246

выделившегося газа к массе загруженного бсгполмюго вещества
г-(12,2/30) 100=40%.
Поскольку с 1 м3 загружаемого осадка пленяло*1!* 14 .Г* кг 6e:i
*ж
зольного вещества, а в виде газа получено 12,2 кг, ю 2,3 иг рае-
павшихся веществ перешло в иловую воду. II процентном отношении
это распределение составляет соответственно Н!1 и Г/ %
Если фиксируется соотношение Л^;» -/V, -яо еннаепиничт
убоко прошедшем процессе сб|
сннае1сльетиует о
Когда ИОГЛС MU/MVlOlllbl
основной массы газа дальнейшее промочим* гоироножааиси ныде
лением продуктов распада практически юл».и»» и нлонун» иоду,
Пример Н.21. Оценит»! рнОоту мп синенной, iuvm йнплш нлоной
жидкости дал результаты по содержанию жнрмын кислот и одном
метантенке 33 мг-эки/л и щелочное in 42 mi экн/л, й и другом
соответственно 8 и 92 мг-экн/л. Газы брожении и мерном Met антенне
имеют состав СН4—25%, Нг-29 %, Ш2—45 %• N—1 %, а но пто-
ром — соответственно 65, 1, 33 и 1 %.
Решение. В составе газов первого метантенка малб процентное
содержание метана и в больших количествах присутствуют
компоненты первой, кислой фазы брожения — диоксида углерода и
водорода, в составе иловой воды этого метантенка содержание жирных
кислот превышает предел для нормально работающего сооружения
при одновременно низком запасе щелочности. Все эти показатели
однозначно свидетельствуют о подавлении щелочной фазы брожения
и наличии явных признаков «закисания» метантенка.
Для второго метантенка показатели по составу воды и газа
находятся в пределах норм стабильно работающего сооружения.
Пример 6.22. Оценить эксплуатационные данные о работе ме-
о
тантенков, если доза загрузки равна и 7о, влажность загружаемой
смеси осадка и ила — 95,0%, зольность — 28%, влажность
сброженного осадка — 97,1%, зольность сброженного осадка — 42%.
Температура брожения 51,5 °С.
Соотношение загружаемого осадка и ила по беззольному
веществу равно 1 : 1. Газы брожения имеют состав СН4—65 %, Н2—0 %,
С02—34 % и N—1 %. Выход газа составляет 13 м3/м3. В иловой
жидкости среднее содержание низших жирных кислот (НЖК)
равняется 7,5 мг-экв/л и щелочности — 91 мг-экв/л. Концентрация азота
аммонийных солей в иловой воде составляет 845 мг/л.
- Решение. Метантенки работают и термофильном режиме
сбраживании при температуре бродящей массы о1,5°С, весьма близкой
к оптимальной, которая принимаете*! Х\ЩУ\\Ч Термофильно
сброженные осадки полностью обезврежены и санитарном отношении.
Сооружении эксплуатируются н условиих очень низкой дли
термофильного режима доты тагруши, сосганлмющей всего 11%, тогда
как по нормам проектировании при исходной иллжногш оепдкон
95,5 % она может быть принята ранний |0 %
Определим глубину процесса распада органического иещеетаа,
для чего выполним рид преднпртельны* расчетом
Доза Дбез составляет
Дбез = 0,11-45(1 0,йК) ;»,ГМ кг/(м' суг).
В сброженном осадке осталось Пеиодьмого вещества;
Дбез = 0,11-29-0,5Н 1,85 кг/)мвтут).
Распад по беззольному веществу:
^без = (Дбез- Дсб) ЮО/Дсез - (3,56-1 Щ 100/3,5в - 48,1%.
247

Найдем распад по выходу газа. Плотность газов брожения,
найденная по справочнику и подсчитанная как
среднеарифметическая величина, составляет 1,15 кг/м3. При выходе газов 13 м3/м3
загружаемого осадка их вес будет: 13-1,15= 14,9 кг/м3 или в
расчете на 1 м3 объема метантенка (что нужно для получения
сравнимых величин): 14,9-0,11 = 1,64 кг/(м3-сут). Распад по газу Рг
1,64-100/3,56=46,2%. . . .
Предел сбраживания загружаемой смеси (учитывается по
выходу газа) при соотношении осадка и ила по беззольному веществу
: 1, ас*= (53,6-1+50,5-1)/2=52,1
Степень (или глубина) сбраживания осадков, учтенная по
выходу газов, 46,2-100/52,1 = 89 %.
Из полученных результатов можно сделать следующий вывод.
Метантенки работают с низкими дозами загрузки как по объему,
так и по беззольному веществу. Вследствие этого получены высокие
результаты по степени обработки осадков. Распад по беззольному
веществу несколько превышает величину Рг, что позволяет говорить
о практически закончившемся выделении газа (речь идет о таком
газоиыделепин, которое проходит со скоростями, приемлемыми в
техническом отношении). Глубина сбраживания осадка составляет
89%, т.е. до теоретически возможного выхода остается
недополученным лишь 11 % количества газа. Состав газов брожения и
иловой воды свидетельствует о стабильно идущем процессе брожения.
Интересно сравнить также результаты, полученные в
эксплуатации, с данными СНиП 2.04.03—85. Согласно этим СНиП, при
влажности сырых осадков 95,5 % и /Сг=0,27 ожидаемый распад
беззольного вещества, учитываемый по выходу газа, должен
составить:
Р = (аСм —*гД)/100 = 52,1—0,27-11 =49,03 %.
нашем случае в натуре мы получили Рг=46,2 %, т. е.
результат, близкий к тому, который по требованиям СНиП следовало
бы получить при Д—11 %. Это означает, что при той же степени
сбраживания метантенки могли бы обработать осадка больше, чем
обработано, т. е. что метантенки заметно недогружены.
Пример 6.23. Определить ожидаемую степень сбраживания
осадков сточных вод в метантенках по рекомендациям СНиП 2.04.03-85,
Решение. Назовем степенью сбраживания (или глубиной
распада) отношение ожидаемого распада беззольного вещества у к
максимально возможному сбраживанию беззольного вещества а.
Напомним, что по СНиП распад беззольного вещества учитывается по
выходу газа. Решим задачу для трех вариантов исходной влажности
осадков, загружаемых в метантенки, — 93, 95 и 97
Применительно к осадкам городских сточных вод справедливо
предположить, что при исходной влажности загружаемой массы
93 % речь может идти об осадке из первичных отстойников, при
влажности 97 %—об активном иле и при исходной влажности 95 %
о смеси осадка из первичных отстойников и активного ила. Для
этого последнего варианта допустим, что в загружаемой смеси
соотношение масс беззольного вещества осадка и ила составляет
1:1. Тогда по рекомендациям СНиП предел сбраживания осадков
можно принять: для осадка из первичных отстойников 53 %, для
активного ила 44 % и для смеси осадка и ила при указанном
соотношении количества беззольного вещества 48,5 %.
Рассчитаем теперь степень сбраживания для первого случая при
248

загрузке в метантенк осадка из первичных отстойников для мезо-
фильного режима. По табл. 59 и 61 СНиП принимаем суточную
дозу загрузки по объему Д=7 % и коэффициент п
тельно, распад беззольного вещества, учтенный
1,05
(,ЛеД01Ш
по
составит:
У/а
а
пД
53
1,05-7
45,65%,
выходу
ГИДА,
11
еТеиеНЬ ебрйЖИВЙИИИ
45,65-100/53
81,1
Выполненные аналогично
загрузки сведены в табл. 6.5,
расчеты
дли
in iMJii.iiNH вариантов
ТАБЛИЦА 6.5. К ПРИМКРУ 11.21.1
Режим сбражииинин
Мезофильйый
Термофильный
вичных
отстойников
CMtH'H <>( йДИД
81,1
82,3
86,4
88,5
( !г||РН|. гбрйжННвНИИ* %
якмшмого
иле
90
91,5
Анализируя результаты подсчетов, приведенных в таблице,
можно сделать вывод о том, что ожидаемая степень обработки
различных категорий осадков неодинакова при одном и том же режиме
брожения и что ожидаемая степень обработки одного и того же
осадка неодинакова для разных режимов сбраживания.
На первый взгляд, разница в цифрах ожидаемой степени
обработки осадков в мезофильных и термофильных условиях ничтожна
(для всех случаев не превышает 2 %), однако даже такая
незначительная разница в степени обработки осадка приводит к заметным
изменениям в требуемых объемах мстантенков. Убедимся
путем дополнительных расчетов.
Допустим, что при мезофильном режиме сбраживания
требуется получить такую же степень обработки осадка из первичных от-
"). Решив задачу в
в
этом
стойников, как и при термофильном, т. е. 82,3
обратном порядке, найдем, что доза загрузки в этом случае должна
ллл^««™«т» К П 0/ о „л 7 0/. *,«т* nm/л^АиттлгАтоп «лгмигажли tttiu ithnnu.
составлять 5,9 %, а не
как рекомендуется нормами дли
проектирования. Такое снижение до:пл .чагру.чки требует увеличении
объемов метантенкон на
16 %
5,9/7
0,10).
Допустим теперь, что такан глубокий обработка осадков
на
82,3 %
теоретически возможной
п<
гребуетеи
и
можно ограни
читься в термофильном режиме степенью сбраживании \м\ Hl,l
этом случае допустимая объемней дот тагруши могли бы, по
по рекомендациям СНиП,
имеет У У %
расчету, составить уже4 2П,*) %
что дает экономию и объеме метни генной на 1Н *
Нетрудно видеть, что если и «толь рампельным ре *улыатам
приводит изменение ожидаемой глубины обработки всею на Н2..Ч
81,1
1,2 %, то требование одинаковой степени сбраживания дли
осадков разных категорий приведет к еще более еерьешым щмгне
ниям расчетных объемов мстантенков,
Пример 6.24. Проанализирован, данные о работе вакуум фильт
ра БОУ-40, если за 2500 ч его пкенлуатанин
подано 80 тыс. м3 осадков влажностью <Ш,8
мывки 42 тыс. м3 осадков влажностью
на
промывку
было
tm %
ного осадка 12,65 тыс. м3 влажностью НО
ты: хлорное железо с дозой
4%
, получено после про-
и получено обежожен-
Испод ь.ншаны реаген-
и гашенан известь с дозой 25 %
249

по товарным продуктам. Удельный расход промывной воды составил
м3/м3.
Решение. Выполним предварительные расчеты. Сухого вещества
подано на промывку 80-32=2560 т. Получено сухого вещества после
промывки и уплотнения 42-50=2100 т. Потеря сухого вещества
осадка со сливной водой составила 2560—2100=460 т.
уплотнитель было подано смеси по объему (при удельном
расходе промывной воды 4 м3/м3) 80-4=320 тыс. м3. Если удалено
в виде осадка 42 тыс. м3, то объем сливной воды составил 320
42=278 тыс. м3. Концентрация взвешенных веществ в сливной
воде 460/278=1654 т/тыс* м3= 1654 мг/л. По сухому веществу подано
реагентов хлорного железа 2100*0,04=84 т; гашеной извести
2100-0,25=525 т; всего реагентов 84+525=609 т.
Значительная часть добавляемых реагентов оказывается в воде
и нерастворенном виде. Это — образующийся гидроксид железа,
практически нерастворимый в воде, до 80 % добавляемой извести,
в силу малой ее р
и до 5—10 % инородных веществ
Учет всех этих компонентой прямым способом может быть
выполнен лишь ориентировочно, но даже такой подсчет показывает, что
к сухому веществу осадков по массе добавляется реагентов до 70
80 %. Более определенный ответ на этот вопрос можно получить
иным путем, при условии достаточно точно налаженного учета
объемов осадков и проведения лабораторного контроля качества
осадков. Осадок влажностью 80 % еще не рассыпается, он имеет
полугустую консистенцию; для такого осадка можно рассчитать
количество сухого вещества исходя из данных по объему и влажности
осадка.
Получено сухого вещества после фильтрации 12,65-200=2530 т.
Поскольку в осадке сухого вещества было 2100 т, то
дополнительные 430 т могут быть отнесены за счет реагентов. К сожалению, в
отчетных данных не приведены показатели зольности осадков до
и после фильтрации. Столь значительная добавка реагентов должна
была повысить зольность осадка на 3
Производительность вакуум-фильтра по сухому веществу при
площади поверхности фильтра 40 м2 с учетом реагентов составит:
2 530 000/ (2500 • 40) - 25,3 кг/ (ч • м2), а без учета реагентов
21 кг/(ч-м2
Оценивая полученные результаты, можно отметить, что при
вакуум-фильтрации получен осадок удовлетворительного качества по
влажности. Производительность аппарата находится в пределах
рекомендуемых норм. На обработку осадков затрачено большое
количество реагентов, в общей сложности порядка 30 % по массе от
массы сухого вещества осадков. Велика потеря сухого вещества
осадков (до 20 %) при их промывке и уплотнении. Сливная вода из
илоуплотнителя имеет очень высокую концентрацию загрязнений и
должна быть в силу этого дополнительно обработана. Добавка этой
воды в первичные отстойники заметно отражается на работе
последних.
При фильтрации образуется большой объем фильтрата. В нашем
примере объем фильтрата составляет более 31 тыс. м3 с учетом
воды растворов реагентов. Поскольку фильтрат направляется в
уплотнитель, то общее количество сливной воды будет больше, чем
это определено первичным расчетом. При фильтрации изменяются
физико-химические свойства осадков, в них заметно увеличивается
доля зольных элементов,
250

I
Пример 6.25. На центрифугирование подается ил влажностью
96,8%. Влажность обезвоженного ила 80%, эффективное ih
задержания взвешенных веществ 28%. Рассчитать, какай чаеп, ила но
объему удаляется в виде фугата. Определить качество фугата,
Решение. В 1 м3 исходного ила было сухого вещее iaa i)2 кг,
виде обезвоженного ила получено сухою вещее та .Т*!-0,2Н-*
8,96 кг/м3. Объем этого ила при его влажное ш МО %, i с при
содержании сухого вещества 200 кг/м1 пм ишлиет M.Wi/200 —
0,0448 м3/м3.
Если с 1 м3 обрабатываемого ила получас ни 0.044Н м^ u(V:inn-
жениого продукта, то фу гита получи ген 0,Ш>Г>2 mVm\ что ечнмаилиет
95,5 % первоначального объема ила
Получаемый фугат имеет сухого вещества 112-8,00 — 211,04 кг/м3.
Концентрация фугата по взвешенным веществам оказывается 23,04/
/0,9552—24,1 кг/м3 {г/л). При концентрации сухого вещества в фу
гате 24,1 г/л его влажность равна 97,6 %.
результате центрифугирования получилось более 95 %
фугата по объему от объема обработанного ила с качеством,
практически близким к исходному илу. Влажность фугата всего на 0,8 %
ниже влажности ила, поданного на центрифугирование.
схеме сооружений должна быть предусмотрена система
обработки или использования фугата.
Пример 6.26. На иловые площадки с поверхностным отводом
воды подан осадок влажностью 97,4 %. После отстаивания удалена
иловая вода в объеме 50 % первоначального объема осадков с
концентрацией взвешенных веществ в ней 1 г/л. Определить
влажность осадка после удаления иловой воды.
Решение. Выполним расчеты применительно к 1 л осадка. При
влажности 97,4 % содержание сухого вещества составляет 26 г/л.
После удаления отстоявшейся воды объем осадка уменьшился в
раза, т. е. стал равным 0,5 л. Удалено иловой воды также 0,5 л с
содержанием в ней сухого вещества 0,5 г. Следовательно, в 0,5 л
осадка осталось сухого вещества 25,5 г, а в расчете на 1 л — 51 г/л.
При концентрации сухого вещества 51 г/л влажность осадка соста
вит 94,9 °/

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
' -,
Калицун В. Им Николаев В. Н. Новые методы удаления и
обработки осадка из песколовок. — М.: Стройиздат, 1976. — 80 с.
Канализация населенных мест и промышленных предприятий/
Н. И. Лихачев, И. И. Ларин, С. А. Хаскин и др.; Под общ. ред.
Н, Самохина. — 2-е изд. — М.: Стройиздат, 1981. —639 с.
(Справочник проектировщика).
Лукиных А. А., Лукиных Н. А, Таблицы для гидравлического
расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад.
Н. Н. Павловского. — М.: Стройиздат, 1974.— 160 с.
Оборудование водопроводно-каиализационных сооружений/
А. С. Москнитин, П. А. Москнитин, Г. М. Мирончик, Р. Г, Шапиро;
Под ред. А, С. Москвитина. — М.: Стройиздат, 1979. — 430 с.
(Справочник монтажника).
Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными
водами. — М.: Медгиз, 1975. — 39 с.
СНиП 2.04.03—85. Наружные сети и сооружения.
. Справочник по гидравлическим работам/Под ред. П. Г.
Киселева.— 4-е изд. — М.: Энергия, 1972. — 312 с.
. Яковлев С. В., Воронов Ю. В. Биологические фильтры. — 2-е
изд. — М.: Стройиздат, 1982.— 121 с.
. Яковлев С. В., Калицун В. И. Механическая очистка сточных
вод. — М.: Стройиздат, 1977.— 200 с.
10. Яковлев С. В., Карелин Я. А.9 Жуков А. И., Колобанов С. К.
Канализация: Учеб. для вузов. — 5-е изд. — М.: Стройиздат, 1976.
632 с.
11. Яковлев С. В., Карелин Я. А., Ласков Ю. Мм Воронов Ю. В.
Очистка производственных сточных вод: Учеб, пособие для вузов,
2-е изд. — М.: Стройиздат, 1985.— 336 с#

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Абсорбция 171
Адсорбция 172
Аниониты 175, 193
Аэраторы механические 98, 136
пневматические 94, 117
Аэрация естественная 87
искусственная 86
механическая 88
низконапорная 93
пневматическая 88
пневмомеханическая 88
Аэротенк 88, 114
вытеснитель 90, 123
многокамерный 89
отстойник 134
смеситель 90, 116
с продленной аэрацией 93
чей
р ассредоточеннои
подз
90
Биогенные элементы
Биофильтр большой высоты 103
высоконагружаемый 103, 152
дисковый 103, 158
капельный 102, 148
с плоскостной загрузкой 103,
156
Вакуум-сушилка 215, 245
Вакуум-фильтры 210, 221, 236,
241, 249
Вертикальная турбулентная со
ставляющаи 23
Вещество беззольное
Вода иловая 207
Воздуходувки 98, 123
Возраст ила 206, 230
Выход газа 243, 247
Дезинфекция сточных вод озо
ном 196
хлором 194
Доза загрузки 223
Дозатор 167, 175
Известь гашении 166, 175
негшиенин 166, 175
хлорная 168, IH1
11л пктипныП НН, 225
шмнритныП 89, 258
— избыточный 90, 258
Млоиые площадки 221,241,251
Илоунлопштли кортикальные
20В
радиальные 209, 223, 237
флотационные 209, 242
Индекс иловый 91
Иониты 175
Камера озонирования 182
реакции 167, 175
флотационная 174, 189
хлопьеобразования 171, 184
Канал окислительный
циркуляционный 99, 147
Катиониты 175, 192
Коагуляция 170
Концентрация загрязнений 12
Коэффициент ингибирования 91
объемного использования 23,
35
смешения
усреднения 19
15
Кратность разбавления
15
М
Метантенки 20|, 221, 224, 247
Нейтрализация 165, 176
Нефтеловушки 32, 77
<)ficшожтнпше осадка 221
ОПмги ионный 175
Omit 16Н, IHI, МШ
О кипиop 181
Оке и ген к НО, 144
Ороситель реактивный 108, 154
гнринклерный ЮН, 148
Осадок сырой 207
Оснетлители 27, 35, 76, 171, 186
Отстойники
32, 71
вертикальные
27,
253

вторичные 27, 35, 73
горизонтальные 27, 58
первичные 27
радиальные 27, 29, 62
с вращающимся сборно-рас
пределительным устройством
Очистка биологическая 80
механическая
почвенная 80
физико-химическая 165
химическая 165
Песколовки аэрируемые 22, 24,
53
вертикальные 22
горизонтальные 22, 23, 44
тангенциальные 22, 24, 67
Пластина фильтросиая 96, 117
Площадка шламовая 168, 179
Поля орошения 80, 109
фильтрации 80, 108
Преаэраторы 27, 34
Прирост активного ила 93, 117
Пруды биологические 86,
111
Регенераторы 91
Регенерация 98
Рециркуляция 91
Решетки неподвижные 21, 44
подвижные 21
Сбраживание анаэробное 221
Сетки 37
Скорость окисления 91
Смеситель 171, 183
Сорбент 172, 188
Сорбция 171
Стабилизация аэробная
230
205,
Степень очистки сточных вод 7,
16
Сушилка барабанная 243
Тепловая обработка осадков
239
Термическая сушка осадка 221,
225
Уплотнение осадка 207, 241
Усреднители круглые 17
прямоугольные 17, 41
с перемешивающим устрой
ством 17, 41
Установка ионообменная 192
ч
для дезинфекции 194
озонаторная 196, 200
сорбционная 172, 188
Ф
Фильтр 37, 77
насыпной 188
нейтрализатор 166, 180
Флокуляция 171
Флотатор 189
Флотация 173
Хлор газообразный 194
жидкий 194
Хлораторы 195
Центрифуги 211, 214, 244
Цианиды 168, 181
Электрофлотатор 190
254

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .....
Глава 1. СОСТАВ СТОЧНЫХ ИОД
•
•
•
|»А<;Ч1
НЕОБХОДИМОЙ СI Г III ИИ ИХ ОЧИС1КИ
Виды СТОЧНЫХ 1И)Д И С ОСТ И И ЭЙ1'|»Н41№!111Й
Расчет разбавлении н рекпх, (кифвх и подохринилнщмх
Расчет необходимой степени очистки сточных под i
Примеры расчетов ......
Глава 2. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ УСРЕДНЕНИЯ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Усреднители
Решетки . # . .
Песколовки
Отстойники .
Фильтры, микрофильтры и сетки
10. Примеры расчетов
Глава 3. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ
ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
11. Поля фильтрации и поля орошения
пруды
•
12. Биологические
13. Аэротенки
14. Циркуляционные окислительные каналы
15. Биологические фильтры
16. Примеры расчетов
•
$
§
Глава
ХИМИЧЕСКАЯ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ
ВОД
S
17. Нейтрализация
18. Окисление
19. Коагуляция
20. Сорбция t
21. Флотация
22. Ионный обмен
23. Примеры расчетов
•
•
¦
•
щ>
Глава 5. ДЕЗИНФЕКЦИЯ СТОЧНЫХ
ВОД
9
9
24. Дезинфекция стачных вод хлором
25. Дезинфекция сточных вод озоном
26. Примеры расчетов 9
ш
ш
Глава 6. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ
¦
*
27. Метантенки
28 Аэробные стабилизаторы
29. Вертикальный и радиальный илоуплотнители
30. Флотационный ило уплотни гель . . . .
12
17
17
21
22
26
37
41
80
80
80
88
00
102
108
165
105
108
170
171
173
175
170
194
194
190
198
201
201
204
208
209
255

31. Вакуум-фильтры, центрифуги и установки по терми
ческой сушке осадков
210
32. Расчет сооружений по обработке осадков сточных
вод по различным технологическим схемам
33, Расчет сооружений по обработке осадка Ново-Лю-
213
берецкой и Люберецкой станций аэрации * • 221
34. Примеры расчетов
Список литературы
Предметный указатель •
§
*
Ш • • S
227
252
253
Учебное пособие
ЮРИЙ МИХАЙЛОВИЧ ЛАСКОВ
ЮРИИ ВИКТОРОВИЧ ВОРОНОВ
ВИКТОР ИВАНОВИЧ КАЛИЦУН
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЙ
Редакция литературы по инженерному оборудованию
Зав. редакцией И. В. Соболева
Редактор Г. А. Лебедева
Мл. редактор Т. В. Большакова
Технический редактор Т. В. Кузнецова
Корректоры Г. А. Кравченко, Г. Г. Морозовская
ИБ № 3506
Сдано в набор 20.01.87. Подписано в печать 15.05.87 Т-12013. Формат 84Х108!/з2.
Бумага тип. № 1. Гарнитура «Литературная». Печать высокая. Усл. печ. л
13,44. Усл. кр.-Отт. 13,65. Уч.-изд. л. 14,75. Тираж 28 500 экз. Изд. № АЫ199
Заказ № 773. Цена 70 коп.
Стройиздат, 101442 Москва, Каляевская, д. 23а
Владимирская типография Союзполиграфпрома при Государственном
комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7