ББК 44 ,41 1
Л 24
УДК 434 2 Ml 2(474 4)
р е и е н s е к т — кафедра еадосиавжеппя и канализации Горь-
ковского инженерно строительного института им В П Чкало-
ва (зав кафедрой д р теки наук проф В В НаПдеико)
Ласков Ю М и др.
Л 26 Примеры расчетов капатзационпых сооруже-
ний Учеб пособие ля вузов/10 М Ласков,
Ю В Воронов В И Калицун —2е изд, перерао
и доп — М Стройпздат, J987 —255 с ил
3206000000—589
047(01)-87
172—87
ББК .38 761 2
© Высшая школа, 1981
© Стройиздат, 1987, с изменениями
ПРЕДИСЛОВИЕ
Большое вяимвппе охране природы а той числе водных ресур
сов уделено в Основных направлениях экономического я социаль-
ного развитие СССР на 1986—1990 годы и нз период до 2000 года
принятых на XXVII съезде КПСС
В постановлении Верховного Совета <0 соблюдении требований
законодательства об охране грироды н рациональном нспользода
инн природных ресурсов» принятом в пюле 1985 г намечен комп-
лекс мероприятий направленных из защиту подоемоа от загрязне-
ния и истощения, нз внедрение малоотходных технологических про-
цессов я также на разработку новых методов и сооружений до
«цветке производственных и городских стопных пол
Будущие специалисты по очистке городских и производственных
сточных вод должны обладать глубокими знаниями и способностью
самостоятельно решать сложные задачи до рациональному нсполь
зованию вотоемов н предупреждению ях от загрязнения н пстоше
пня Основное назначение учебного пособия — помочь студентам,
обучающимся по специальностям «Водоснабжение н канализация» п
«Рациональное использование нод>гых ресурсов и обезвреживание
промышленных стокоа» выработать навыки применения теории в
решении конкретных аадач н тем самым освоить методику расчетов
необходимой степени очистки сточных вод и самих канализацией
пых очистных сооружений
Учебное пособие содержит разнообразные по тематике и слож-
ности примеры охватывающие основные разделы дисциплин «Водо
отделение и очистка сточных вод» «Водоотводящне системы про
мышленных предприятий» и «Технология очистки сточпых вод»
Прсхисловпс гл 1 и 6 пописаны д ром техн наук, проф
ТО М Ласковым гл 3 к 4 — канд техн наук доц Ю В Вороио
вым гл 2 н 5 —канд техн наук доц В И Калпцуном
Даторы приносят спою благодарность заведующему кафедрой
водоснабжения я канализации Горьковского шгжекерно строитель
нога института им В П Чкалова д ру техн наук В В Найдепко.
а также сотрудникам этой кафедры за полезные советы, сделаи-
ные ори рецензировании рукописо
ГЛАВА 1 СОСТАВ СТОЧНЫХ ВОД И РАСЧЕТ
НЕОБХОДИМОЙ СТЕПЕНИ ИХ ОЧИСТКИ
$ 1 Виды сточных вод и состав загрязнений
Сточные воды подразделяют на бытовые, производст*
венные и атмосферные (дождевые)
Загрязнения, содержащиеся в сточных водах, бывают
минерального, органического и бактериального проис-
хождения и могут находиться в растворенном кот ювд-
ном п нерастворенном состояниях Степень загрязненно-
сти сточных вод опредетяют по ряду показателен сани-
тарке химического анализа
Для оценки работы сооружений механической очистки
основными показателями явтяются ВПК, ХПК, перман-
ганатная окисляемое™, содержание биогенных этемен-
тов, реакция среды температура
Известно, что для одних и тех же сточных еод ХПК
всегда больше ВПК Прп этом, если отношение
БПК/ХПК>0,5 сточные воды следует направтять на
сооружения биоюгической очистки В противном стучае
их подвергают физико-химической обработке
Для норматьиого хода процесса биологической очнет
ки необходимо присутствие в водах биогенных э1емен
тов — азота и фосфора По СНиП 2 04 03—85 содержание
азота и фосфора должно удовлетворять соотношению
БПК N Р=100 5 1 Дтн контроля за ходом процесса
очистки в случае необходимости определяют содержание
е воде токсичных веществ которые не должны превы
шать предельно допустимых концентраций (ПД1\) К та
кнм веществам относят ртуть, свинец, кадмий, цпапиды,
ПАВ и др
Чтобы предотвратить нарушение кислородного режи-
ма в водоеме в резутьтаге сброса очищенных сточных
вод опредетяют содержание растворенного кислорода в
воде водоема которое регламентируется «Правичами ох
рапы поверхностных вод от загрязнения сточными вода
ми> [5]
Котичество загрязнений находящихся в бытовых
сточных водах, по отдетьным ингредиентам опредетяют
по табл 25 СНиП 2 04 03—85 Зная норму водоотведения
q, л/сут, п количество загрязнений а, приходящихся на
1 чел/сут, можно вычистить содержание их о единице
объема сточных вод, т е их концентрацию в мг/л
P=a-\M/q.	(1 I)
В современных городах сточные воды промышленных
предприятий поступают в городскую канализационную
сеть поэтому в городах воды обычно смешанные — смесь
битовых и производственных Концентрацию загрязне-
ний, содержащихся в городских сточных водах, поступа-
ющих на очистные сооружения, определяют по уравне-
нию
^быт Сбыт + ^пр Спр
Рен ---------------/----------- •	(I 2)
Сбыт + S Спр
где Раит, Свы« — каввеятрация загрязнения и расход бытовых сточ-
ных вод, г/м1 *, Рвр Qср — концентрация загрязнений и расход про-
изводственных сточных вод отдельных предприятий, г/ы*
§ 2.	Расчет разбавления в реках, озерах
и водохранилищах
Для расчета разбавления в средних и больших реках
наибольшее распространение получил метод Фролова—
Родзиллера Коэффициент смешения определяют по фор
муле
I + L
где Q—расход воды (прк 95 % ной обеспеченности) в створе реки
у места выпуска сточных вод, м3 4/с, д — расход сточных вот м'/с
L—длина русла от месте выпуска сточных вод до расчетного ство
ра м, а — коэффициент, эаяисяшнЛ от пправлпческих устмпй сме
шепча
Коэффициент а вычисляют по формуле
4 = £<р	£!д ,	(14)
где С —коэффициент, учитывающий место расположения выпуска
(для берегового выпуска С—1 для руслового £=1.5). <р— коэффи-
циент извилистости русле, определяемый как отношение длины рус-
ла от выпуска но расчетного створа по фарватеру к расстоянию ме и
ду этими сечениями по прямой £— коэффициент турбулентной
диффузии который находят по формуле
E=vc(,Hcp/2W	(15)
здесь — средняя скорость течения воды а реке га участке мел
ду выпуском я расчетным створом м/с Htp— средней глубина ре
ки на том же участке м
Для определения кратности разбавления в расчетных
створах с ледует применять форму ту
л = (aQ + ?)'?	0 6)
Согласно «Правилам охраны поверхностных вод от
загрязнения сточными водами» расчетным створок» на
зывают сгвор расположенный на проточных водоемах
на 1 км выше по течению от ближаишего пункта водо
пользования (водозабор для хозяйственно питьевого во
досиабженип места купании н организованного отдыха,
территория пасе leiifioro пункта н т п) а на пепрото шых
водоемах п водохранилищах — створы на расстоянии в
I км в обе стороны от пункта водопользования (5]
Для расчета разбавления сточных вод в озерах и во
дохраннлнщах можно пользоваться методами М А Руф
феля нН Н Лаптева
Метод Н Н Лаптева применим для рассеивающих и
сосредоточенных выпусков при скорости истечения сто»
пых вод более 2 м/с По этому методу предполагается
что выпуск находится на некотором удалении от оерега,
а глубина в месте устройства выпуска составляет более
30 диаметров выпускного отверстия Наименьшее разбив
лепие наблюдающееся на расстоянии от места выпуска
ИОЧП1IX вод в озеро или водохранилище определяют по
формх те
п-Д(0 2£/4)ps	(I -)
где А — параметр определяющий эзмененне разбавления при при
мекеипи рассеивающего выпуска (при сосредоточенном выпуске
А — I) L — расстояние от места выпуска до расчетного створа da—
диаметр выпускного отверстия Р — параметр аавкенщик от сте
пени проточности водоема и нагрузки сточных аод на кего 5 — па
раметр определенный относительной глубиной вспоена
Если известна скорость течения в озере нлн в водо
хранилище, то
Р-ьп/(0 00М15ии 4- yu)	(I в)
где Па— скорость течете в прото «нам озере кт» водохра! ятнше
м/с, во — скорость пстечеяня из выпуска м/с
Параметр S зависит от глубины Н в месте выпуска и
вычисляется по формуле
0,325//
360 -i l«n/c-e)»0-
(I 9)
§ 3	Расчет необходимой степени очистки сточных вод
Водоемы обладают самоочнщающей способностью,
что следует учитывать при проектировании очистных со
оружеиий ч определении необходимой степени очистки
Необходимую степень очистки сточных вод, спускае-
мых в водоем находят но следующим показателям ко
лпчество взвешенных веществ, потребление растворенно-
го кислорода, допускаемая БПК смеси речных и сточных
вод изменение активной реакции воды, а также предель
по допустимые концентрации токсических примесей п
других вредных веществ
В «Правилах охраны поверхностных вод от загрязне-
ния сточными водами» различают две категории водое-
мов водоемы питьевого и культурно бытового водо
пользования в водоемы, используемые в рыбохозяйствен-
ных целях
Водоемы литьевого и ку льтурло бытового аодопользо-
ваиия делятся на два вида первый"—участки водоемов,
используемые в качестве источника для централизован-
ного и иецентралпзооапного питьевого водоснабжения а
также водоснабжения предприятий пищевой промышлеп
пости второй — участки водоемов, используемые длн ку-
пании, спорта к отдыха населения, а также водоемы, на-
ходящиеся в пределах населенных пунктов К какому
виду,водопользования относится данный участок водое-
ма, определяют органы Государственного санитарного
надзора
Водоемы для рыбохозяйственных целей также разде-
ляются на два вида первый — водоемы, используемые
для воспроизводства и сохранения ценных пород рыб,
второй — водоемы, используемые для других рыбо-
хозяйственных целей Вид рыбохозяйственного нс
пользования водоема определяется органами рыбо
охраны
Расчет необходимой степени очистки сточных вод но
взвешенным веществам Предельно допустимое содержа-
иле взвешенных веществ т, г/м3, в спускаемых в водоем
сточных водах определяют по формуле
m = P(aQ/4+ 1) -*-/>,	(I Ю)
где Р— допустимое санитарными нормами увеличение содержания
взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод, г/м3, Q—
наименьший среднемесячный расход воды в водоеме 95% нон обес
иеченности, м3/с, b—содержание взнешенкых веществ в водоеме до
спуска в него сточных вод г/м3
Степень необходимой очистки по взвешенным вещест-
вам моя\е1 быть определена в %
3 = (С—т) 100/C,	U 11)
где С — содержание взвешенных веществ до очистки, мг/i
Расчет необходимой степени очистки сточных вод по
растворенному в впде водоема кислороду В соответствии
с правшами спуска сгичпых вод в воде водоема пос ie
смешения ее со сточном водой содержание растворенного
кислорода должно быть не ниже 4мг/л, а дли рыбохо-
зяйственных водоемов I вида — бмг/л Исходя из атого
можно определить допустимую для данного водоема мак-
симальную ВПК спускаемых сточных вод
Допустимее БПКпала сточных вод, сбрасываемых в
водоем, исходя из условий минимального содержа-
ния растворенного кне юрода, выражается уравне-
нием
аО	О
|"2’
где L„, Le — полное биохимическое патребчеиие кислорота соответ-
ственно сточными водами и речной водой, г/м1 Q — расход воды в
реке. м’Дут О|—содержание растворенного кислорода н речь юй
воде до места спуска сточных вод, г/м^, О — минимальное содер жа-
ние кислорода п воде принимаемое рапным 4 ичп 6 г/м3 04—но-
□ффипиент дли перерасчета БПКиоли о 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 потный
и точный, но требует проведения натурных изыска-
ний на участке реки, для которого выполняется рас-
чет
Расчет необходимой степени очистки сточных вод по
БПКволн у'пи ывает самоочищение стоит ix вол в водоеме
за счет биохимических процессов, а также рачбавченне
сточных вод водами водоема Допустимую БПКвочп сточ-
ной жидкости при выпуске ее в водоем определяют по
формуле
let-----('о«-£Р	) + —Zf5"  1'13)
д 10 ст	10 ст*
где kei Ае — константы скорости потребления кис юрода сточной к
речной водой La д — предельно допустимая БПКао я смеси речной
и сточной поди я расчетном створе для водоемов питьевого п куть
турио бытового водопользовании I и 11 категории эта величина прн
пинается соответственно ранной 3 и 6 мг/л Ls—БПКоо я речной
воды до места выпуска сточных вод мг/л I — продолжительное!)
перемещения воды от места выпуска сточных вод до расчетного стпо
рз рваная отношению расстоянии по фарватеру от места выпуска
вод до расчетного створа к средней скорости течении воды в реве на
данном участке uef сут
Необходимую степень очистки 3 определяют в %
3 = (La-LCT)100/La,	(I 14)
где L, — БПКоо о сто|ных вод посгунаюшхх па оигстку
Расчет допускаемой температуры сточных вод перед
сбросом в водоем Расчет иа повышение температуры во
ды в источнике в месте сброса сгошых вод производят
исходя из ycioBint что температура воды тетом (макси
матьиая температура) ие должна повышаться в месте
выпуска сто |иых вод более чем на 3° Температура сбра
сываемых вод должна удовлетворять ус товпю
Грт < лГд0Л + Гиене	0 15)
где Тиш, — допускаемое по санитарным нормативам повышение тем
лературы воды водоема до места выпуска сточных вод
Полученную по расчетам Уст сопоставпяют с темпе
ратурон исходных стоков Т1СЯ п при необходимости наме
чают мероприятия по их охлаждению
Определение необходимой степени очистки воды по
изменению pH При сбросе в водоемы сточных вод со
держащих растворенные кисюты ипи щеючи иаблюда
ется изменение шеючиости и активной реакции воды во
доема Кислоты взаимодействуя с бикарбонатами каль
ция снижают щелочность воды н повышают содержание
свободной уг 1екпслоты При поступлении в водоем ще
лочных стоков постедиие нейтрализуются свободной уг
лекнеютой л бикарбонатами
Связь между концентрацией водородных ионов pH,
бнкарбонатной угольной кислоты НСО“ и свободной
угольной кислоты COj выражается в виде следующих за
виспмостей
при сбросе кислых стоков
рНф= pKj + 1g
Др -^ [ НСО-] — лф я
ПрЛСО2/М-Ь /7фВ
где рН« — активная реакция поды в расчетном створе при фактичес-
ком режиме, рКг — отрицательны!! логарифм первой константы дне-
соцнашге уголыюй кислоты, /7Р, Пф—расчетная и фактическая краг
ность раэбавчеппв -4 = 1 +	5 = (НСО“1 — {СО,/-14)Х
pH «—। к	__
ХЮ ''	1 IHCOj | — концентрация бикарбонатов, иг эяв/л
СО* — концентраилв свободной угольной кислоты, мг/л.
при сбросе щелочных сточных вод
< 8,5,
П„А 11С0Г1 - О 273/7* S
“рК‘ + “ Леош п в -
Пр А СО,/44 — Uф о
где -4=0 273—]0рНФ''₽К1 (параметр В определяется
при сбросе кислых сточных сод)
Таким образом, при сбросе щелочных и
ков необходимо, чтобы pH природной воды
так же, как и
кислых сто-
не выходила
за пределы 6,5—8,5 (цля водоемов питьевого н культур-
но бытового водопользования)
Дпя опредезения максимального содержания кисло-
ты Ск или щеточп Св допустимого при спуске вод в во-
Рис 1 I Номограмма ала расчета
аияусткьаю «оугкя  покоем *кс
лих и щелочим к oof
доем, необходимы данные о pH и щелочности природной
воды Для обеспечения точности вычисления содержании
Ск я Сщ разработан графический метод расчета по но-
мограммам (рис 1 1), где сплошные кривые использу-
ются при нахождении Ск, а штриховые — при определе-
ю
uni! Си Количество кислот и щелочей, нейтрализуемых
1 1 воды водоема, рассчитывается в мл I н раствора
Допустимое количество кислоты или щелочи в сточ
пых водах в мг эка/л из условия разбавления их водой
источника в п раз определяется по формулам
К ~ (я О '-К- Сдои Ш — (п — I) С 1Л
Расчет необходимой степени очистки сточных вод по
содержанию вредных веществ Вредные и ядонитые веще
ства, входящие в показатели качества сточной воды,
весьма разнообразны по своему составу Они иормпруют-
<я по принципу лимитирующего показатетя вредности
(ЛПВ), под которым понимается нанбо tee вероятное
неблагоприятное воздействие каждого вещества По ЛПВ
все вещества в водоемах питьевого и кучьтурно бытового
пользования разделены на три группы, содержащие са-
ннтарио токсикологический ЛПВ, общесанитарный ЛПВ
к органолептический ЛПВ
Санитарное состояние водоема при сбросе а пего со
сточными водами вредных и ядовитых веществ считается
хдовлегворнтельиым, если соблюдаются дна основных ус-
10ВКЯ предепьио допустимая концентрация каждого ве-
щества. вводящего в определенный лимитирующий пока-
<«1тель вредности, уменьшена но столько раз, сколько еди-
ниц вредных веществ присутствует в сточных водах н
водоеме, сумма концентраций всех веществ, выраженных
а процентах от еоответстнуюших предельно допустимых
концентраций для каждого вещества в отдельности, не
превышает 100 %
V —<1.	(116)
гдсС*т — расчетная концентрация i го вредного вещества а расчет
кеч стаоре. Сдоп— предельно допускаемая концентрация соответст
шющего вещества, i — число вредны* веществ с одннакопым ЛПВ
Из выражения (1 16) следует, что каждое вещество
(и условиях одновременного присутствии с другими вред,
иыми веществамп лэ одной группы ЛПВ) в расчетном
створе водопользования должно иметь концентрацию
г1еСдоц — предельно допускаемая концентрация расчетного веще-
ства
Концентрация каждого из растворенных вредных ве-
ществ Со в очищенных сточных водах может быть опре-
делена из выражения
со«»(<?;,-сун с;.	(iisi
щестпл вы желаемая во формуле (1 17) с учетом максимальной коп
цептрацпи н ПДК есех компонентов относящихся к одной группе
ППВ Cg — концентрация определенного вещества в иоде водоема
до сброса стоков
При очистке сточных вод различные вредные вещест-
ва определенной группы ЛПВ очищаются неодинаково
Для расчета степени очистки но вредным веществам в
первую очередь должна определяться степень очистки
того вещества, которое наиболее трудно извлекается
Степень очистки этого вещества в процентах можно уста-
новить по формуле
л-1 у 4
П 4оп
(I 19)
Поскольку остальные вещества данной группы ЛПВ
имеют более высокий эффект очистки, то выражение
{1 16) будет всегда выполняться
§ 4	Примеры расчетов
Пример 1 I* Определить концентрации загрязнений а бытовых
сточных водах при норме водоотведения 250 л на одного человека
в сутки
Решение Расчеты проводятся а соответствии с рекомендациями
СНиП 2 04 03—85 (табл 25) для чего в формулу (I 1) поочередно
следует подставлять значении норм загрязнений по каждому пока
аателю
• Примеры I 1—13 составлены кзнд техн, иауи доц Т. А Ка-
рюхнной
12
260
31Ю
216
32
13
Получаем следующие концентрат ш загрязнений мг/'
Взвешенные вещества
БПКпйПк	(
БПКа
Азот аммонийных солей
Фосфаты (в пересчете на P5Os)
X торн ты
Сточлаа вода с концентрацией взвешеллых веществ и БПКлши
ботее 250 мг/л может быть отнесена к разряду ионцептрнроадииых
стоков
Пример 12 Определить требуется ли добавка биогеллых зге
ментов для обработки бытовой сточной воды биологическим путем
Решение Требуемое минимальное число биогенных эчементов
определяется соотношением указанным в СНиП 2 04 03—85 т е
БПКлочя N P^iQG 5 )
В бытовых водах соотношение зтих ветчин может быть под
считано из норм загрязнений из одного жителя При этом сзедует
учесть что на сооружения билогической очистки сточная вода как
правлю поступает после прохождения сооружений механической
очистки в результате чего концентрация фосфатов понижается при
мерно на 20—30 %
БПКоояп осветленной воды находят из нормы 40 г/сут ив
I чел Количество аммонийного азота составляет 8 мг/л При под
счете концентрации фосфора учитывают эффективность отстаивания
в пе{внчныч отстоиниках н кроме того прои iboaht вересчет l кои
нелтрацип в единицах Р5О_, на Р те 3307 0 437=1 01 г/сут ив
I 1ел еде 0 437 — отношение двух атомных масс фосфора (62) к
молекулярной массе фосфорного вкгидриза (142)
Таким образом в бытовой воде поступающей на биохимическую
очистку будем иметь БПКволн N Р—40 8 1 0) или, приличия
БПКпоти аа 100 получим БПКполя N Р= 100 20 2 5
На каждые 100 мг/л БПКпозя в воде будет 20 мг/т аммоний
кого азота и 25 мг/л фосфора Это больше чем минимально доиу
сткмые количества и поэтому добавки биогенных элементов в бы
товые воды не требуется Результат расчета справедлив при побей
норме водопотребления
Пример I 3 В биохимически очищенной воде найдено I 5 мг/л
азота нитритов и 10 мг/л китратои Определить запас химически
снизанного кнеюрода обеспечивающего компенсацию остаточной
БПК волы а следовательно стабильность очищенной воды
Решение Подсчитаем количество кислорода которое выделяется
в результате денитрификации нитритного и нитратного азотов
2HNO, = Н,О -f- Ne + 30
На I атом азота нитритов приходится I 5 атома выделяю иегося
кислорода или 1 71 мг О, иа I мс N а на 1 атом азота нитратов —
2 5 атома кяелорода или 2 86 мг О на 1 мг N Следовательно за
пас связанного кислорода в очищенной воде составляет 171 15 +
Вода с таким содержанием нитритов и нитратов стабильна так
как в ней очень высок запас свизаниого кислорода
Пример 14 Определить коицентраияю загрязнений по взве
13
шейным веществам в по БГГК»ол« в сточных водах, поступающих на
городские очистные сооружение В городе имеется два района с
раличпой степенью благоустройства Норма водоотведения для
первого района 150 л/(чел сут) а для второго 300 л/(чел сут)
В городе находятся хлопчатобумажный комбинат хнмико форма
пептический и машиностроительный заводы расход бытовых сточ
пых вод поступающих вэ первого района, 18000 ма/сут нз второго
40 000 м’/сут Расход производстяеннык сточных яод м’/сут по
ступающих в городскую капалпзацпояную сеть состанляет от хлоп
(атобумджиого комбината IS 000 xiimhko фармацевтического заводт
3000 л машяностронтедьного завода 6000 концентрация ззгрязне
иий мг/л, по взвешенвым веществам в по БПКдотв равна в сточных
подах хлопчатобумажного комбината 150 н 250 хнмико фармацеа
пиеского завода 100 н 1200 машиностроительного заводя 200 н 100
Решение По СНиП 2 04 03—85 (тябл 25) содержание загрязяе
iiii'i в бытовых водлх в расчете на одного нагеля составляет пэ
взвешенный веществам 65 г/сут и по БПКво1Я 75 г/сут
Определим концентрацию загрязнений в бытовых водах по
формуле (11)
по взвешенным веществам для первого района P,t = 65 1000/
/150=433 мт/л дли второго Р«=65 1000/300=217 мг/л
по БПКооли для первого района /5]епк==^ 1000/150=500 мг/л
для второго Р<БПк=7^ 1000/300 = 250 мг/л
Вычислим по формуте (12) кояиентрвши! загрязнений в сточ
ных водах поступающих ив городскую очистную станцию
по взвешенным веществам
433 1 8 000 4-217 40 000+150 15 000+ 100 3000
гчв’в =	18 000-г 40 000+15 000 + 3000 + 6000	+
______________200 6000_________________
+ 18 000 + 40 000+ 15 000 4- 3000 + 6000 “ 247 мг/л
ПО ВПК a in
р _ 500 18 000 + 250 40 000 + 250 15 000 + 1200 300(1
си впк -	18000 + 40000 । 15 000 + 3000 + 6000	+
______________100 6000_________________
+ 18 000 + 40 000+15 000 + 3000 + 6000 = 3'2Эмг/л
Пример 1 б По данным гидрояетеорологическои службы сред
немеенчиый расход воды в реке при 95% иоЛ обеспеченности со
гтавлнет в расчетном створе Q=30 м’/с На участке реки от места
выпуска сточных вод до расчетного створа средняя скорость тече
пня равна 064 м/с прн гтубнке Н—-Ь 2 м Итичнстость русла на
участке слабо выражена т с <р = 1 Выпуск сточных вод с расходом
«=0 6 м’/с проектируется у берега те 5=1 Расстояние от места
выиусьл сточных вол до расчетного створа по фарватеру составляет
35 км Определить степень смешения сточных вод в водоеме v рас
четкого стпорз
Решение Коэффициент турбулентной диффузии £ находим по
формуле (15)
£ = 0.84 1,2/200 = 0,00384.
И
Коэффиавеггт учитывающий пляялве гидраяличесяях фэяторов
смешении сточных йод аычнстяем ио формуле (I 4)
а = I I у/0,003414/0.6 = 0 185
Далее находиы коэффициент смешения сточных вод с водой
водоема со формуле (13) принимав
₽ = e-«/l	_ОМ1
Тогда
1 - 0 061
а =------------------я 0 23
1 -f- (30/0,6) 0 061
Кратность разбавления в расчетном створе находим по форму пе
(I 6) />=(0 23 30+06)/0 6=125
Пример I 6 Найт и раэбавтегше сточных нод для глубинного
сосредоточенного выпуска в проточное озеро ес пи скорость те ich ш
i о = 0 02 м/с средняя глубина в месте выпуска //=30 м pacierriuft
расход сточных яод <3=032 ы’/с Расчетный створ яодопользова! ни
расположен на расстояния £=500 м
Решение Поснопъну рассматривается сосредоточенный выпуск
то 4 = 1 Найдем дявыетр отверстия мыпуска, принимая скорость
«стечения io = 2 5 м/с
/ 4 0 32
5Л5ТТ = ода"
Определяя диаметр оготовка выпуска da = 0 4 м установим
фактическую скорость истечения сс = 253 м/с
Теперь вычистим по формуле (1 8) параметр Р
Р =0 2/(0,000015 2.53 -f- 0,02) = 0 997
Да тес по формуле (1 9) находим
0 325 30
□ --------------------------0.875 = 0,884
360-4- (0,02/2 53) 10t>
Наименьшее разбавление на заданном расстоянии состовнт по
формуле (1 7)
л = 1 (0,2 500/0 4)0 997 0	= 130
Пример 17 В реку с расходом Q=15 м’/с сбрасываются стн г
ные воды с расходом 4=03 м'/с Кондентрання взвешенных ве
шесте в стачных н-здах поступающих на очистную станцию С=
= 200 мг/л Участок водоема в который сбрасываются очищенные
сто<ные воды относится но 11 категории водоемов питьевого и ку чь
турпо бытового водопользования Коипентрацни взвешенных ве
шеста в реке до спуска сточных вод 8 = 5 г/м1 Коэффициент сме
шепни л=0 75
Решение Для данного участка водоема допускаемое увеите
пне содержвяия взвешенных веществ Р=0 75 г/м3
Предельно допустимое содержание взвешенных веществ в
спускаемых в водоем сточных подах вычисляем по формуле (1 10)
т = 0,75 (0.75 15/0,3-f-1) -f-5 = 34 мг/л
(5
Необходимую степень очистки определяем по форчум (111)
Э = (200 — 34) 100/200 = 83 %
Пример 1 8 Найти необходимую степень очистки сточных еод
ло БПКоотп дли водоема отнесенного ко II категории вотоемов
питьевого н культурно бытового водопользования при следующих
условиях Расход сточных иод <}=0 6 ы'/с расход воды в водоеме
Q— 20 м3/с средняя скорость движении воды и реке цср=0б4 м/с
средняя глубина реки Но(,-=1 2 м аыпуск сточных аод проектируется
у береге следовательно, 5=1 Расстояние ио фарватеру от места
выпуска сточных вод до расчетного створа 1=3 5 км извилистость
русла на расчетном участке выражена слабо те <р= I Константа
скорости потребления кислорода сточной водой kCT—0.16, константа
скорости потребления кислорода речной водой Аг,=0 I, БПКоолп
речной воды до места выпуска сточных вод 1Р = 1 8 нг/д
Решение Коэффициент турбулентности диффузии находим по
форму те (I 5)
£ = 0,64 1,2/200 = 0,00384
Коэффициент учитывающий гидравлические факторы смещения,
вычисляем по зависимости (I 4)
a=l I У^О,00384/0,6 <=0,185
Коэффициент смешения — по формуле (13)
। _ квУ^зл)
	а  ------------------------= 0,31.
I 4- (20/0,6) е-0 ,Й|//35М
Продолжительность перемещения воды от места выпуска сточ
кых вод до расчетного пункта
Допустимая БПКа.лл сточных вод сбрасываемых я водоем,
определяетсв по формуче (1 13)
^--0-6 “о^г” as-(6-M >»-" "“) +
6
-F IS U rj63 — 51 «г/л
Пример 10 Расход о пшенных сточных вод сбрасываемых в
водоем равен 1 м'/с расход воды в реке —40 м3/с Коэффициент
смешения д=0 4 Содержание растлореяпого кислорода в природной
воде ло места выпуска сто той Ор=65 мг/л Определить какона
степень очистки сточных вод по содержанию растворенного кисло
рода если БЛКп^в сточной воды £^,и=357 мг/л а БПКполв в
расчетном створе ДРИЯ1| = 2 мг/л
Решение Расчетный створ водоема по виду водопользования
относятся к источникам для питьевых и культурво бытовых целей
18
II категория поэтому ПДК растяорепного кислорода вычисляется
по формуле (I 12)
0 4 46	4
1%^ 04( 16.5-0.4 2-4)- — = 5а мг/л
Степень очистки может бить определена по формуле (1 II)
Э6ПК = (358 — 58) 100/358 = 83 %
Пример I 10 Каьояа должна быть температура сбрасыяаемык
в водоем сточных яод если максимальная летняя температура при
родной воды до места выпуска сточной равна 19 °C а кратность
разбавления стоков составляет п—25'
Решение По формуле (I 15) температура стачкой воды сора
сыеаемоЛ в подаем должна быть Гст<25 3+19<94“С
ГЛАВА 2 СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ УСРЕДНЕНИЯ
И 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 ко
личества загрязнений сточных вод применяются контакт
ные и проточные усреднители При небольших расходах
и периодическом сбросе воды используют контактные уи
редпители В большинстве же случаев применяют про
точные усреднители которые выполняют в виде много
коридорных резервуаров или резервуаров с перемешнаа»
ющимн устройствами
Из многокоридорных усреднителей наибольшее рас
лрострапенне получили прямоугольные (рис 2 1) и круг»
лые (рис 2 2) Усреднение в них достигается за с 1ет
дифференцирования потока который поступая в усрсд
пите ль делится на ряд стру й протекающих по коридорам
разной длины В результате и сборном лотке смешпва
ются струи воды различной концентрации поступившие
в усреднитель в разное время Такне усреднители реко
мендуется применять при незначптетьном количестве
взвешенных веществ в поступающей сточной воде
В усреднителях с перемешивающими устройствами
усреднение воды достигается за счет интенсивного пере
мешиваиия воды Оно может осуществляться барботнро
2-773	| 6ЙГ	| И
Прямпугольвый усредни*
/ — яодоподающнй канал 9 — рас
пределятельяыП лоток J —глухая
якагоиалкяаа аерегородхв а —
сбаряис лотки 5 — продольные
вертикальные верегородки 4 — яо
доогеодащяЛ канал
Рис 12 Круглый хсрединаели
оиаеятрацна сточные мд
вапием воды воздухом, специальными мешалками или
циркуляцией воды в резервуарах, создаваемой насосами
На рис 2 3 представлен усреднитепь концеггграции и рас-
Рис 9 9 Усреднитель с яеремер1ямю1Цпм устройством
18
ходе воды, в котором вода перемешивается сжатым воз-
духом Усреднитель оборудован сборным устройством,
обеспечивающим автоматическое усреднение расхода
Усреднитель с барботированием воды воздухом рекомен
дуется применять д (я усреднения сточных вод с содер
жаннем взвешенных веществ до 500 мг/л При большем
содержании взвешенных веществ рекомендуется приме
нять усреднители с механическим перемешиванием и от
стойной частью
Усреднители обычно размещают посте отстойников
и in оборудуют их отстойной частью
Объем усреднителя определяется с учетом характера
ьотебаннн концентрации загрязняющих веществ, кото
рый может быть подразделен на три вида залповый, цкк
лический и произвольных
Миогокорндориые усреднители рекомендуется приме
пять при залповых сбросах высококонцентрированных
сгочпых вод Их объем рассчитывают по формуле
У = С/„К/2,	(2 1)
г 1с Q — расход сточных вол м’/ч I, — длительность за паевого сбро
са ч К — коэффициент усреднения
К — (£чвкс — Сср)/(СД0В—СРр)	(2 2)
здесь CMt,e—максимальная концентрация загрязнений в эапповом
сбросе — средняя концентрация загрязнении н стоке —
концентрация загрязнений о стоке допустимая по условиям работы
nocneivtomiix сооружений
Объем усреднителя с перемешивающим устройством
при затповом сбросе надтежит определять по следую-
щим формулам
при л<5
у = —1 3(& .	(2 3)
1пХ/(/(—1)	1 '
при А ^5
V = ( З<3/3 К	(2 4)
Объем усреднителя с перемешивающим устройством
при циклических колебаниях вычисляют по формулам
при Л<5
V =0,21Q/k	— I .	(2 5)
при
V=0 2)Q/HA,	(2 6)
гее— период цккла колебании я
Г	(•
Для случая произвольного характера колебаний кон*
центрации загрязнений сточных вод методики определе*
ння объема усреднителя с перемешивающим устройством
ие имеется, и объем определяется методом подбора Сна*
чата объем усредкитетя принимают примерно равным
суммарному прнтоку сточных вод в ча<_е,1 с концелтраци
ей загрязнений превышающей допустимую концентра-
цию Затем проверяют правильность принятого объема
путем расчета концентрации загрязнений на выходе нз
сооружения по часам суток В любой период времени
концентрация загрязнений не должна превышать допус-
тимую концентрацию Проверочный расчет ведется по
следовательно для периодов времени (в ч)
Д» < 1/(50)	(2 7)
Чисто периодов времени должно быть не менее 50
Изменение концентрации загрязнении г/м3, на выходе
из усреднителя в каждый период времени определяется
по формуле
=	(2 в)
где С.« С»„.— концентрация загрязнений на входе Н выходе за
предыдущий период времени, t/mj
Результат вычисления дСвь))1 может быть положитель-
ным я отрицательным Полученное ДСвщ следует приба-
вить к С,ы, предшес I вующего периода времени в резуль-
тате чего получим СВцх данного периода времени
Определение концентрации загрязнений в усредненной
воде следует начинать с того часа, когда наблюдается
максимальное значение Со» Если получившийся резуль-
тат в любой период времени превышает допустимую кон-
центрацию загрязнении 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
усрелннгетя и концентрации загрязнения па выходе из
усреднителя в отдельные периоды времени
20
§ 6 Решетки
Для улавливания из сточных вод крупных кераство
ранных загрязнений применяют решетки выполняемые
из круглых прямоугольных иди иной формы металтнчес
кнх стержней Прозоры между решетками b= 16—19 мм
Решетки устанавливаемые на насосных станциях могут
иметь н большие прозоры поскольку эта зависит от раз
меров насосов
Решетки подразделвют на неподвижные н подвижные
Наиболее широкое распространение получили леиодвпж
ные Для удобства съема загрязнении гасто решетки ус
танавливают под углом к горизонту а = 60—70*
(рнс 2 4) Если количество улавливаемых загрязнений
составляет О I м3 в I сут и более то очистка решеток
должна быть механизировала
где 4>ц«е — максимальный расход сточных вод —глубина поды
перед решеткой ор — средняя скорость и гтрозорах решетки кото
рую рекомендуется принимать равной около 1 м/с А; — коэффиич
еят учитывающий стескеппе прозороя граблями я задержавнымн
загрязнениями в равный 1 05
Общая ширина решеток
Bp — s(n— 1)4-йл	(2 10)
где s — толщина стержней решетки
Затем принимается число решеток N и ширила каж
дой из них
(2 11)
21
Потерн напора в решетках
Лм - р&ЧОй).
(2 12)
Коэффициент местного сопротивления решетки завп
сиг от формы стержней и определяется по формуле
i-P(s/2>)1/3sina	(2 13)
глс |J — коэффициент равный 242 для прямоугольных п 172 для
круглы стержней
При проектировании решеток коти (ество уловленных
загрязнений следует принимать в зависимости от разме
ра решеток (при 1> = 16 —20мм количество отбросов рай
по 8л на 1 чел в год аплотнос1ьих — 750 кг/м3) Улон
ленные на решетках отбросы должны подвергаться дроб
лению в тробплках и возвращаться в поток воды перед
решетками
В последние годы в СССР и за рубежом все боне
широкое распространение получают комбинированные
зппараты — решетки дробилки (коммипуторы) в кото
рых уловленные решетками загрязнения дробятся под
водой, без извлечения их на поверхность
§ 7 Песколовки
Для у т«!В1янааля пз сточных вод. песка н других мн
перальных нерастворепных загрязнений применяют пес-
коловки подразделяемые на горизонтальные вертикаль
ные и с вращательным движением жидкости, последние
бывают тапгенцна чьпые н аэрируемые
Горизонтальные и аэрируемые песколовки использу
ют при расходах более 10 000ма/сут Конструктивной
разновидностью горизонтальных песколовок являются
г< ризоита тьиые с круговым лвнжеиием воды Они вме
ют круглую форму в плане Их рекомендуется
применять при сравнительно небольших расходах —
до 70 000 м3/сут Тангенциальные песколовки также нме
ют круглую форму в плане н рекомендуются для приме
пеняя при расходах до 50 000 м3/сут Вертикальные пес
коловки велики по размеру в работают неэффективно,
22
поэтому их используют в исключительных случаях и при
соответствующем обосновании
При расчете горизонтальных песколовок (рис 2 5)
вначале определяют площадь живого сечения одного от-
деления
“ = <?и«кс/(ь'’)1	(2 ‘Я
гас <<в„£ — максимальный расход сточных вод на очно отделение
к—средняя скорость двнжеяпя воды, п — количестоо отделений
Рис. t 8 Гариааигыл-
пая necgtuoaaa
a— пдадольииД разрез
6 ~~ восерсяиыа разрез
Затем находят размеры отделения в поперечном сече
пин Длину песколовки вычисляют по формуле
Л = >4| (//«,,	(2 15)
где h,—глубина проточной части песколовки, k — коэффициент
(табл 2 1) учитывающий влияние турбупентностн и других факто
рои не работу песколовок чс — гидравлическая крупность песка рас
четного диаметра
ТАБЛИЦА 11 ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА к В ФОРМУЛЕ <2 15)
При иных расчетных параметрах коэффициент А мож
ио вычислить по формуле
* = ио/|',/Г><п—uf*.	(2 15)
где w — вертикальная турбулентная составляющая
и-0 05ь	(2 17)
Дли горизонтальных песколовок следует принимать
«=0,3 м/с, расчетный диаметр частиц песка 0,2—
93
0,25мм. продолжительность движении сточных вод не
менее 30с Изменение расхода по суткам и часам суток
вызывает изменение скорости движения воды в песколов
ках, поэтому возникает необходимость в дополнительных
устройствах, обеспечивающих поддержание в песколов-
ках постоянной скорости движения воды, равной опти-
мальной величиire i'=0 3 м/с
Горизонтальные песколовки с круговым движением
во ты следует рассчитывать по продолжительности двн
женпя воды в иих, которую рекомендуется принимать
равной 30—50 с
Известно много методов поддержания в песколовках
попаянной скорости Наиболее простой из них заключа-
ется в устройстве на выходном канале неподтоплениого
вотослива с широким порогом без донного выступа Раз
меры водостнва вычистяют по формулам
(2 18)
’сж
/маис
(2 19)
где Р—перепад между дном пескотоаки и порогом водослива btK—
ширина водослива /iaia< u hWOR — глубины воды в песколовке со
ответственно при максимальном " минимальном ^«и расходах
и скорости движения воды 03 м/с hA=q„tc/ii^aa т — коэффициент
расхода водослива аавпевший от условии бокового сжатия и рае
ныП 0 35—0 33
Аэрируемые пескотовки рассчитывают также по фор-
мутам (2 14), (2 15) и данным табт 2 I Расчетную му-
бипу пескоповки й| принимают равной половине ее гид-
равтлческой глубины (рис 2 6) При расчетных парамет-
рах не указанных в табл 2 1 коэффициент k определя-
ется по формуле
При расчете аэрируемых песколовок медует прини-
мать о = 0 05—0 12 м/с расчетный диаметр частиц пес-
ка 0 15—02мм, В/Н = > —1 5 интенсивность аэрации
3—5м3/м2 в 1ч, поперечный уктои дна (к песковому
потку) 0 3—0 4
Расчет тангенциальных песколовок ведется по формуле
6 = «маквМп<}.)|	12 21)
где F—площадь отделения песколовки в плане — максима 1Ь«
। ы Л pflixon сточных вод п — число отделений qt — нагруэья а пес-
коювку по воде
Кроме того можно рассчитывать эти пескотовкп и по
формуле
^ = ?Muic/("uu)	(2 22)
Из сравнения формул (2 21) и (2 22) сзедует, что
нагрузка на песколовку <?0 чнстенно равна гидравтпчес
кой крупности песка расчетного диаметра itq выражен
вон в м/ч
При расчете тангенцнатьяых пескоювок стедует при-
нимать глубину равной поювпне диаметра сооружения,
расчетный диаметр песка 0 2—0 25 мм
С учетом нэчоженного нагрузка на сооружение дотж-
иа быть
при tin= 18 7 мм/с
]8 7 3600/1000 — 67 м1 (м- ч)
при «0 = 24 2 мм/с
</, = 24 2 3600/(000 = 87 м3/(м i)
На тангенцнатьные песколовки ботее совершенных
конструкций допускается нагрузка <?0 = 1Ю —
-130 м 7(MJ ч)
Дня выгрузки осадка нз горизонта иных и аэрируе-
мых пескотовок обычно применяют механические скреб-
ки цепного и тепежечного типа Осадок сгребается в бун-
кер как прзвнпо располагаемый в нача те сооружения,
и затем откачивается гидроэпеватором насосом inn зр
лифтом Скребки сложны по конструкции и ненадежны
в эксплуатации поэтому в последние годы для удаления
осадка на песколовок начали применять гндромехапячес
2S
kj ю систему представ ifljomjK) собой смывной трубопро
вод со спрысками распоюженнын в песковом лотке (см
рис 2 6) Восходящая скорость смывающей песок воды
п лотке определяется ло формуле
с =	(O,7e + O,17)/fiOM.
(2 23)
nc 100/Т-—- — эквивалентный диаметр зерен песка см дзя
осатка из леско ювок следует принимать do,,=OO5 с» (здесь р,—
процентное содержание (по массе) фракций песка со среишм дна
метром <1 , с (Л—Ito)/ha — относительное расширение песка при
смыве [здесь ho и h высота слон осадка в лотке до и после лолачя
промывной воды (расширения) [ р—динамическая вязкость г/(см с)
Общий расход воды, подаваемой на смыв
Ф = оЫ.	(2 21)
где 6 — ширина пескового лотка I — длина пескового лотка
Для обеспечения достаточной равномерности распре
депеиия воды по дтияе смывного трубопровода вода в
смывкой трубопровод должна подаваться под напором
", = S®,tS4/W	<2 2S>
где и е—скорость движения воды н начале смывного трубопровода
Диаметр выходного отверстия спрысков den? рассчи-
тывается по формуле ______________
1™ - 1/-----Й!—— ,	(2 26)
' ллцр у 2gff0
где л—число спрыскоэ ка смывном трубопроводе цР — коэффяцп
епт рзехода спрысьоп ор (ентпровочно равны! 0 82
Ботее подробно о работе гидромеханической системы
изложено а специальной титерат)ре [I]
При расчете песколовок стедует принимать колнче
ство за (ерживаемого песка 0 02 ч на I чет в I с\ т, в паж
ность песка 60 % лпотиость песка I 5т/м1, содержание
песка а осадке 60 % В аэрируемых пескотовках колнче
сгво задерживаемого песка составпяет 0 03 л на I чел в
1 сут, а содержание песка в осадке — 90—95 %
§ 8 Отстойники и осветлители
Для улавливания из сточных вод нерастворепных за
гряэнений применяют отстойники периодического (кон-
тактные) и непрерывного (проточные) действия В пран-
тике очитки стошых вод в основном используются от
стой ни ки непрерывного действии
По направлению движения жидкости в сооружения
отстойники подразделяют на два основных типа гори
зонтальные и вертикальные Для очистки сточных вод
широко используют также радиальные отстойники ко
торые являются разновидностью горизонтальных Ог
стойиики с вращающимися сборно распределительными
устройствами имеют круглую форму в плаi е а движение
воды в них практн 1вскн отсутствует (кроме возмущении
создаваемых сборно распределительным устройством)
В последние годы получили распространение так ia
зываемые тонкослойные отстойники Особенность их за
ключается в том что отстойная эона разделяется полон
ными секциями и трубгатымн эпемептамн па неглубокие
слои где обеспечивается ламинарное движение оснет
лепной воды
В зависимости от назначения в технологическом схе
ме ошстнон станции отстойники подразделяются на пер
винные п вторичные Первичные отстош икп служат для
предварительного осветления сточных вод поступающих
на биологическую или фиэпко химическую очистку а вто-
ричные— для осветления сточных вод прошедших оно
логи 1ескую плп физикохимическую очистку Для пред
варительного осветления сточных вод и осветления
СГО1НЫХ вод прошедших биологическую и физике химп
ческую очистку в ряде случаев возможно применение
осветлителей со взвешенным слоем осадка
Выбор типа и числа отстойников при проектировании
до лжец производиться на основании тех ни ко экономя tec
кого н\ сравнения с учетом местных условий Вертикаль
ные отстойники целесообразно применять при производи
дельности очистной станции до 20000 м3/сут горл
эонтальные—более 15000 м3/сут радиальные — более
20 000 м3/сут осветлители со взвешенным слоем осадка
применяются при производительности очистной станции
до 100 000 м3/схт
Исследования последних лет показали что для иптен
епфикацип и осветления сточных вод рационально приме
некие предварительной аэрации сточных вод с добавле
кием активного ила выполняемой преаэраторамп
Первичные отстойники При расчете горизонтальных
отстойников вначале следует определить ширину отделе
1ШЙ отстоннвяэ
п
ладюдищн* Лоток
4 — Дворцы* ЛОТОК

-распределительный лычк
- отводной лоток 6 — лоток
’П'вопровод дл« удалении
/1//[ и
(2 27)
ггевм*. —максимальным расход стачных вой п — чисто отделении
77,— глубина протпгноП чисти отстойник» и —средняя скорость по
тока а прсдетах рабочей дтнны отстойника
С toahvio схему течения воды в отстойнике с расшире
писм потока в начале сооружения и сужением в его конце
представим в виде двух участков (по длине) рабочего
с равномерным движением воды и мубнной И, в преде
лах которого происходит осветление воды и нерабочего
где освегченне воды практически не происходит
(рис 27) Д тина рабочего участка может быть определе
на по формуте
LP = U
nc * — коэффициент испоизопаиня объем» отстоипнкя Z- —
обтай л тина отстойника
Общую длину отстойника рекомендуется определять
«в
по зависимости
vHj
(2 28)
где u<i — усювиая гидравлическая крупность соответствующая за
данному эффекту осветления воды тля реальных размеров сооруже
ння >1 условий проектирования и> — вертякатыая прбученпая со
ставляищая овредетяеиая пс формуле (2 I?)
Условную гидравтическую крупность опредетяют ну
тем проведения 1абораторныч (техиотогичееккх) анзin
зов в шпилдрак отстойниках при стапнеском отсталая
инн воды По этим анализам строят кривые кинетики
осветнения воды Э = ({() для двух высот стотба воды
/|, к й2 (А|^200 мм hi—/ц^200 мм) и вычленяют коэф
фнцнент пропорцнона тьностн п по форму те
л = (ig /j — ig /а) /(jg й, — Ig йа),
(2 29)
где / и h— продол кнтельиость отствиваная воды при котором дос
тигается требуемый эффект в цилиндрах с высотой стотба воды со
ответстае ню fi и hi
Уставная гкдравтн !еская крупность соответствую
щая заданному эффекту осветтепля в шпяндре отстой-
нике с высотой стотба воды равном высоте проектнруе
мого отстойника Щ может быть пайде ia по соотиоше
нию
При температуре воды которую будет иметь реа тьная
сточная вода условная гидравлическая крупность может
быть определена по формуле
«о = Рл"/Мв
(2 31)
где р и рп — д| намнческая вязкость воды поточенная в таборатор
яых и производственных условиях
Для бытовых сточных вод продолжительность освет
ления воды а цлтнпдрач с высотой столба воды =
= 500 мм в зависимости от эффекта ее осветления может
приниматься по табп 2 2 Показатель степени п может
быть определен по рнс 2 8
Рекомендуемые расчетные параметры отстойников
приведены в табт 23 Высоту нейтра зьното слоя стедует
принимать f/2=03 м (от дна на выходе нз отстойника)
Диаметр радиального отстойника (рис 2 9) и отстой
ника с вращающимся сборно распределительным хстрой
29
1 Кб Л И ЦК t.-i. продолжительность отсткцвкния воды
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭФФЕКТА ЕЕ ОСВЕТЛЕНИЙ ПРИ /-ТО'С
Эффект осштленяв	Продолжитя^ы1Оет1, отстаивании, с. при 1.оицситрацкя мвешшиых «ещест». кг/л			
	1UU	200	жю	400
20	600	300		__
30	900	540	32-	260
40	1320	650	450	390
50	1900	900	&40	460
60	3800	1200	870	680
70	—	3600	2о00	1830
80			—	
Рис. ? а Злписимостъ
аоваяртела степени А
от концентрации С
1 — при 5-50 4, 2--нря
5-М %; J —при Э-
стаом определяется по формуле
0=1/ —.	(2.32)
V лйМ'-л-М	'
Между отношением DIH\ н v существует определен-
ная связь Многочисленные исследования показывают,
что для радиальных отстойников обязательно соблюдение
соотношения P///j =6+12. При средних рекомендуемых
параметрах D///| = IO; /Л = 3м, / = 1,25ч = 4500с. Тогда
скорость на половине радиуса
о 0/(2/) =1СН|/(2г) = (Ю'3000)/(2>4500) ^3.3 мм/с
Следовательно, в радиальных отстойниках скорость
нд половине радиуса при решении возможных в практике
задач меньше рекомендуемых пределов.
По формуле (2 32) диаметр радиального отстойника
определяется без учета глубины сооружения, поэтому
30
при расчете вначале следует принять глубину Н\, а за-
тем уже определить на и D Есчп при этом отношение
D/H\ будет отличаться от рекомендуемого отношения, то
расчет следует повторить прп новом значения глубины
//; Таким образом расчет радиальных отстойников про-
изводится методом подбора
Рекомендуемые расчетные параметры для радиаль-
ных отстойников н отстойников с вращающимся сборно-
распределительным устройством приведены в тзбл 2 3.
При проектировании этих отстойников стедует принимать
ях диаметр не менее 18 м, а высоту нейтрального слоя
у периферии 0,3 м
31
ТАБЛИЦА iS. РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЕРВИЧНЫХ
ОТСТОЙНИКОВ
5—10 0,005
5—Ю 0,05
— ' 0,05
Диаметр вертикального отстойника также следует оп-
ределять по формуле (2 32), а расчетные параметры при-
нимать по табч 2 3 Диаметр отстойника принимается
4—9 м, длина центральной трубы — равной глубине Н\\
высота нейтрального слоя между низом отражательного
щита и уровнем осадка — 0,3 м
Длина рабочей части тонкослойного отстойника вы-
числяется по формуле
гда — расстояние между полками (ярусами)
Общая длина отстойника определяется с учетом раз-
меров водораспределнтечьного и водосборного устройст-
ва Расчетные параметры отстойников приведены в
табл 2 3
Производственные сточные воды, содержащие вспчы-
вающие примеси (нефть, четкие смолы, масло л др ), очи-
щают путем отстаивания в сооружения'., называемых
нефтеловушками, смоло- и маслоуловителями Расчетные
параметры этих сооружений должны приниматься в за-
висимости от физических характеристик загрязняющих
примесей и их концентрации
Нефтетовушки проектируются трех типов горизон-
тальные (рис 2 10), радиальные и тонкослойные
(рис 2 11) Расчет нефтеловушек рекомендуется произ-
водить аналогично расчету отстойников с учетом кныети-
3—773	as
ки всплывания нефтяных частиц Прл отсутствии дан-
ных о кинетике всплывания нефтяных частиц допускает-
ся принимать гидравлическую крупность этих частиц в
предечах от 0,4 мм/с (с количеством уловленной нефти
70%) до 0,6 мм/с (с количеством уловленной нефти
60%)
При расчете горизонтальных нефтеловушек следует
принимать: Л|=2м, А/Л=15—20, А=3ч-бм; и = 4ч-
—6 мм/с, а при расчете тонкослойных нефтеловушек:
|(0 = 0,15 мм/с, й,|Р —50 мм, а = 45°.
Преазраторы. Для интенсификации работы первичных
отстойников (осветления сточных вод) рекомендуется
осуществлять преаэрацню сточных вод с добавлением ак-
тивного нла в преаэраторах. Исследования последних лет
44
показали, что применение отдельно стоящих преаэрато
ров не обеспе!ивает желаемого эффекта и намного эф
фективнее совмещать их с отстойниками На рис 2 12
показана новая конструкция преаэратора встроенного в
радяапьнын отстойник1 * Особенность этой конструкции
заклинается о том что перепуск води из преаэратора в
отстойник производится в верхней части отстойника че
рез ьотьцевое пространство между двумя концентрически
распоюя епнымп ьожухами Первый кожух обтекается
потоком сверху а второй—снизу Упомянутые кожухи
создают совершенное распределитечьное устройство
обеспечивающее оптиматьный гидраазнческпй режим
работы отстойника и исключающий размыв осадка со
дна (это явление пабиодатось и в преаэраторах прежнем
конструкции)
При оптимальных параметрах работы преаэратора
(продопжптельностн аэрации /г=15 — 20 мин интенсив
ности аэрации 2=2 — 3 м3/(м ч) и добавке и та в очвщал
муго воду С„ = 130—200 мг/т) эффективность работы от
стоиника повышается по взвешепннм веществам на 40—
50 °/ а по БП1< на 80—100 % (с 15—20 до 30—40 %)
Вторичные отстойники Все типы вторичных отстойнн
ков устраиваемых пос е аэротенков рекомендуется рас
считывать по нагрузке, м3/(м’ ч) опредетяемои по фор
муле [6]
Ч = 4 5qH,'Vri l/o) '“I	(2 34
где т) — коэффициент нснапьзоаэнкн объема зоны отстаивания дтя
радналыгых отстойников равный 04 вертикальных— 0 35 гориэон
тальных—0 4а J — птоаый iiktcic см’ г а — концентрация актггп
ного нтл в аэротенке г/л о,—ко гцег трэш я ила о осветленной ао
де мг/л
Вторичные отстойники после бноюгическнх фильтров
также рекомендуется рассчитывать по нагрузке, вычпе
ляемой по выражению
я ~	(2 35)
где — условная гятрваткчсскля крупность бпопэскки которая при
полной биологической qi стке panrra 1 4 мм/с
При определении пчошади отстойников спедует v гн
тывать п рецирку тяцпониый расход
Осветлители Дчи осветпения производственных сточ
1 А с 493(776 СССР MKH’C02S3/02 ^строгстао для очистки
сточных под/В И Каитун В Н Николаев, А П Варлыпп п др//
Онубч в Б 11 —1962 —№ 47
35
пых вод некоторых видов возможно применение осветли-
телей со взвешенным слоем осадил Так, для глубокой
очистки вотокпо-каолиносодержащнх сточных вод кар-
тонно-бумажных предприятий применяются осветлители
конструкции ВНПО Бумпрома, а для очистки сточных
вод аккумуляторных заводов от взвешенных веществ —
отстойники осветлители типа ВНИИГС. При восходящей
скорости движения поды 1,2 мм/с эффект осветления со-
ставляет 98—99 %.
Для илоотделепия и осветления сточных вод, прошед-
ших биологическую очистку в аэротенках, применяются
осветлители со взвешенным слоем нла В комбинирован-
ных сооружениях—окситепках и аэротенках-отстонни-
ках — ПЛОО1 деление н осветление воды происходит в ило-
отделителях-осветлителях со взвешенным слоем ила.
Исследования последних лет показали, что осветле-
ние воды после аэротенков успешно может осуществлять-
ся в осветлителях со взвешенным слоем нла, конструкция
которых аналогична конструкции осветлителей, приме-
няемых для очистки природных вод1. По предлагаемой
схеме основная масса ила должна отделяться в нюотде-
лнтеле-отстойнике обычного типа с кратковременным
пребыванием иловой смеси а них (в течение 30—-10 мни).
Концентрация ила в очищенной воде, направляемой а
осветлитель, должна равняться 20—500 мг/л (рис. 2.13).
1 Калгшун в И. Николаев В Н, Шевцов В С Осветл1Пели дли
разделений иловых смесей//Водооиабжевие н санитарией техника,—
19* -№ I).
Зв
Конструкция осветителей должна исключать возмож
кость засорения труб и отверстий я позволять промывать
сооружения и все коммуникации
§9 Фильтры, микрофильтры и сетки
Для пубокой очистки вод от меткодпспергированкик
частиц а также для доочистки сточных вод после био
логической (или другого метода) очистки применяютзер
нкстые фвльтры Они бывают с нисходящим (сверху
вниз) и с восходящим (снизу вверх) потоком (рис 2 14)
Фильтры с нисходящим потоком воды могут иметь одно
сдойную и многое дойную загруяку Можно применять
также аэрируемые в каркасно засыпные фнтьтры
Рис. 9 U Отярытый скорый зернистый фильер
дреке* ’— коллектор дренаже J — лотки для огаода пром иеной ао
ды < —карыкн 5 —нес аньП фильтр) ют |й слой 6— rpioHfoit. П оддержи
Ппощадь фильтров м’ вычисляется по формуле
___gfe(l -I m)
(2 36)
* Tt/ф-З 6л (U/I rl + W',/4 + « ,М-/ЮфГ(
гм Q — пропзнодитстькоеть ошеткой станнин ма/сут k — коэффи
цпент неравномерности Т — продолжительность работы станции о
течение суток ч — скорость фильтрования u/ч а — котчестао
промывок каждого фгиьтра о сутки Wi— ннтенсвяноеть л/(с м;)
первоначального взрыхтепня верхнего слоя загрузки продолжитель
ностыо /| ч W] — ичтснсвйкость подачи воды л/(с ма) с продол
житслькостью еодовочдушиой прокыпкм t? ч (только при водовоз
душкоЛ промыпке) Wa — интеиснппость промывки т/(с uJ) про
должительиостью G ч I, — продолжительность простоя фильтра из
за промыпкн ч /п — коэффициент, учятыаающнй расход поды на
промыла барабанных сеток
37
^ТАБЛИЦА Я РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПЕСЧАНЫХ
Ф11Л1 гр	<|>»Яътр\<О1!ий	
	илтерияч	
Однослойиий С НИС ХОДЯЩИМ ПОТОКОМ	Кпарнеэый пссон	!,2—1.3
	Г равпй	0.5— 0,75
Однослойный	Гранитный щеоень МсЛКИА	1 2
ФИЛЬТРОВ
Скорость фнльт ровакня. Н.'Ч, пря работе		Интенсивность про* иивкя. л/(с к*)	И У II	Эффект очистки.	
S	ig			й	й
6-7	7—8	Воздух— 18—20	2	50-60	70
		Воздух — 18—20 и вода — 3- "	10-12		
		Вода — 7	6-8		
1G	18	Воздух— 16	3	<0—50	65—75
		Возду х — 16 и вода — Ю			
		Вода — )5	3		
1	1			
Круаиозернистый с ПНСЯОДЯ|Ц)|м потоком	Гранитный щебень	1.2	10
Однослойный с вас ходншнч ПОТОКОМ	Кварцевый пени	1,5—2	II-
	Гравий	0.75— 0,95	
Дп\ ХьЛОЙпыЙ С ПИСКО ДЯЩ11М Потоком	ЛчгрНЦНТ 1ПН КС	0,4-0.5	
	Кварцевый песок	0,6—0,7	
	Гравий	0 5—0 75	
		1 1			
	18	Воздух — 1C Возду \ — 16 >i вода 10 Вода — 15	3 4 3	35-40	45-50
	13 14	Воздух — 18—20 Воздух — 18—20 и вода 3—4 Вода 6—'	8—10	50—05	80-90
	Q—10	Вида 11—10	10- 12	Ь0-70	70—80
Расчетные параметры фнлыров приведены втабп 2 4
Продолжительность простоя фильтра из за промывки
следует принимать равной 0,33 ч, а коэффициент т =
=0 003—0,005
Чисто фильтров па станции стедует опредетять ло
эмпирической формулеД М Минца
У =	(2 J7)
При доочистке сточных вод, прошедших биологичес-
кую очистку,стедует предусматривать
установку перед фильтрами барабанных сеток,
при теобходимосгп, насыщение профильтрованной вп
ды кис юродом,
оборудование фильтров дренажем ботьшого сопротив-
лении с круглыми отверстиями
Дли выделении из сточных вод мелкоднсиергирооэп-
иых примесей могут применяться мнкрофяльтры Основ-
ным рабочим элементом их ивтяется вращающийся ци-
линдрический барабан, обтянутый фильтрующим полот-
ном с размерами ячеек 40—70 мкм и погруженный в
камеру примерно на 0,7 диаметра
Площадь фильтрующей поверхности микрофильтров
следует определять по формуле
*i Qk
t,n, '
где — коэффициент, >'штываюший увеличение производительности
инкрофйчьтроц зз счет очистки промыепои воды п paaauii l,0S—
1,05 hj—коэффициент, учитывающий площадь фильтрующей по
еерхности, распо юженной над водой (при потру женин барабана ыа
0,6 диаметра lt5=0,55, а при погружении на 0 7 диаметра fe-.=0,63)
При расчете микрофизьтров скорость фитьтроваимя
следует принимать 20—90 м/ч в зависимости от харак-
тера задерживаемых примесей и их концентрации в очи-
щаемой воде При доочистке биологически очищенных
вод скорость фильтрованья принимается равной 20—
25 м/ч
Для очпсткн сточных вод векоторых отраслей про-
мышленности применяют сетки, размер их ячеек зависит
от вида загрязнений и необходимой степени очистки во-
ды Рабочу ю площадь сеток находят по формуле
rQ = Qkklh,/tc,	(2 39)
где о< —скорость движении воды и сетке — коэффициент сгес
нения площади сетки проволокой и опорными рамами.
= (_v^'p1 + £*)	(2.4о(
40
(Здесь b — размер ячеек в свету d — тиамстр проволоки сетки F —
часть площади занимаемая рамами и шарнирами) hi— коэффиии
епт загрязнения сетки равны» 1 2—1 8
При расчете сеток следует принимать Л=0 5—5 мм
е/=ОЗ—2 мм о<1 = 0 2—0 4 м/с для плоских сеток lc =
=04—1 м/с для вращающихся сеток
§ 10 Првмеры расчетов
Пример 2 1 Определить объем и размеры а л тане многпкорп
дорпогс усреднителя нр» залповом сбросе высококоииеитрироааииых
сточных вод в течение I,•= 0 5 ч Расход сточных вод постоянен Q—
«=80 м3/ч Концентрации загрнзленлГ| Сии<« = 450 мг/л Са(1—85 мг/л
Допустимая концентрации загрязнений из уставив норматыюи рд
боты последующих сооружений Сдоо 140 мг/л
Решение Определяем коэффициент усреднения по формуле (2 2)
К = (450 —85)/(140 — 85) =6 64
Объем усреднителя находим по формуле (2 1)
V = 80 0 5 6,64/2 = 132 8 м«
Проектируем прямоугольный усреднитель состоящие из двух
отделений глубиной Н=15 м Площадь каждого отделении будет
F= ( /(«Я) = 132,8/(2 1 5) =44 27 м’
В плане размеры сооружений принимаем /-ХВ=5аЗХИ м По
ширине каждое отделение делим на четыре коридора шнршои Ь =
2 м Для устранения стратификации в коридорах устаиапливаетси
по одному барботеру так как Ь/Н = 2/1 5 I 33<2
Пример 2 2 Определить объем п размеры усреднителя для
усреднения концентрации загрязнения сточных вод поступающих с
практически постоянным расходом Q = 2I5 м2/ч Изменение концепт
рации загрязнения сточных вод характеризуется ряс 2 15 Содер
жаипе взвешенных веществ а воде меньше 500 мг/т Допустимая
концентрация загрязнен! i Схйа —350 г/м3
Решение Из рис 215 видно что изменение концентрации
загрязнений происходит циклически Период цикла равен t =7 ч
Проектируем усреднитель с перемешиванием осуществляемым бар
ботнроваинем воды воздухом
Средняя концентрации загрязнений в поступающей во те
„ Т 215 (50 + 1504 450 + 2 550 J- 350 -f- 200)
Qp ” г,. ”	7^13	=
= 328,6 г/м’
Коэффициент усреднения определяем по формуле (2 2)
К = (850 — 328,6)7(360 — 328,6) = 10,3
41
Объем усредпятеля находим по выражению (2 6)
V- 0 21 215 7 10 3 = 3255 м“
Проектируем прямоугольный в плане усреднитель составляй
вз двух отделений глубиной Н=3 м Птошадь каждого отделения
будет
F = УЦпН) = 3255/(2 3)» 542,5 м*
При ширине каждого отделения 6=20 и длина их будет
Установку барботеров предусматриваем в четыре ряда при
расстояниях 25 и от стелой и 5 м между барботерами
Пример 2 3 Определить объем и размеры усреднителя для
усреднения сточных нод приток которых н концентрации загрнэне
янй по часам суток характеризуются данными приведенными н
табл 2 5 Допустимая концентрации загрязнений СЯ0Я = 7(Ю г/м1
Концентрация взвешенных веществ в воде 295 мг/л
Решение Как видно из табл 2 5 изменение коицентрвиип за
грнэнеиян происходит произвольно Учитывая это и то что содер
жанпе взвешенных веснеста в воде меньше 500 мг/л проектируем
усреднитель с перемешиванием осуществляемым барботированием
воды воздухом
Из табл 25 стедует что превышепие копцеитрашж загрязнении
еяерх допустимом наблюдается с 7 до ]6 i Поэтому период ycpe.i
нения принимаем рапным 9 ч
Ориентироночно объем усреднителя принимаем
V - 300 Ц- 450 450 4- 480 4- 500 4- 600 4- 7(М 4- 750 +
4- 500 = 4730 и1
Чксто типовых секций размером 25XU8X5 м п объемом
4?
ТАБЛИЦА 1 Г. ИСХОДНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ
ПРОЕКТИРУЕМОГО УСРЕДНИТЕЛЯ
	njw™.	r£.						
			а и	а	а и	а и	Я	1
fl		 1	540	240			-27	493	—24	465
1—2	580	280	—	.—	—22	471	— 19	446
2—3	580	285						—19	452	— 17	429
	400	300					^~l 1	441	—9	420
4	450	200				-19	422	— 18	402
5-6	340	450		—	2	424	2	405
7	340	600						12	435	12	417
7—в	300	740	—	—	16	451	17	434
8-9	450	500			л	455	5	439
9—10	450	700					20	475	21	460
10—11	480	1000			—	45	520	46	506
Н-)2	500	1550	—	700	92	612	93	599
12—13	600	820	13	713	22	634	24	623
13—14	700	650	—8	705	2	636	3	626
14—15	750	800	13	718	22	653	23	649
J5—16	500	1200	43	761	48	706	49	698
16—17	350	450	—19	742	-16	690	-16	682
17—18	350	240	-31	711	—2*	662	—28	
18—19	380	270	-30	681	—27	635	—26	628
19—20	450	180	-40	641	-37	598	—36	592
20-21	450	150	—39	602	—36	562	-36	556
21—22	400	150	—32	570	—29	533	-29	527
22—23	400	210	—20	544	-23	510	-23	504
23—24	550	ЗОН	—24	520	-21	489	—20	484
1400 м1 должно быть, л = 4730/1400=3 38 Принимаем четыре сек-
ции, обшнй объем которых будет
У = 1400-4 = 5600 м'
Пропускная способность каждой секции
«7 = Смвкс/« = 750/4 = 187,5 м’/ч.
Скорость продольного дапжеяпя поды а секции
fl.1000	187.5-1000	„ „„
ь = 7 адм = ч я я адм ” °'82 *ш/с< "яоп = 2.5 ««A.
г • -MIKJ	11,0'3' зшо
43
здесь F— площадь живого сеченая секции
Максимальный отрезок премепв, через который следует оире-
делать концентрации загрязнений на выходе из усреднителя, нако-
пим по формуле (2 7)
Дг = 5600/(5 750) = 1.49 ч.
Принимаем Д/= I ч
Расчет правильности принятого объема усреднителя начинлем
с 11 ч, когда концентрация загрязнении а поступающей воде нач
большая (см табл 25) Предполагаем, что в !2 ч я усредненной
воде концентрация загрязнений равна допустимой (700 г/м3) Из-
менение концентрации загрязнений в следующий час по формуле
(2 8) будет
600
ДСаЫ1и =	(620 - 700) 1 л= 13 г/м».
Концентрация загрязнений в выходящей воде
Свызи = <-аых1а+ ЛСоЫХи - /W-f- J.J = /и г/м».
Результаты расчетов а последующие часы приведены а табл.
2 5, из которой следует, что максимальная концентрация загрязне-
ний я усрсдисннон воде равна 698 г/м3 (в 16 ч за третьи сутки),
т е меньше допустимой концентрации, ранной 700 Г/м3 Следова-
теиьпо, расчетный объем усреднителя V—5600 м3 определен пра-
вильно
Пример 2 4 Определить размеры решеток и колнчсстио улав-
ливаемых загрязнений для очистной станции со средней производи
тельностью Qcj. с1т=120000 м’/сут
Решение Расчетные расходы следует определять по суммарно
му графику притока сточных вод на очистную станцию с учетом
поступления сточных вод от промышленных предприятий Если дан-
ные о расходе сточных вод от промышленных предприятий отсутст-
вуют, расчетные расходы определяют в предположении, что па стан
тио поступают только городские сточные воды
Средний секундный расход
9ср = Qcpcyr/(24 3600) = 120 000/66 400 = 1.39 и’/с.
Общий коэффициент неравномерности водоотведения =
= 1,47 (6), тогда
?маис = 9ср Коб маис = I >39 -1,47 = 2,04 ма/с.
Этот расход является расчетным расходом для решеток
Принимая глубину воды а камере решетки й| = 1,5 м, среднюю
скорость воды в прозорах между стержнями = 1 м/с и ширину
Прозоров Ь=0,0)6 и, количество прозорон решетки определяем по
форму ie (2 9).
rf= —-----------=89
0,016-1,5 I
Принимаем толщину стержней решеткл з=0,008 м Ширину
решеток находим по завнслмостн (2 10)
44
Рас J К Схема yciaaoaa» решена (а ярнмеру 1 4)
Принимаем дне решетки ширина каждон из 1 вторых ло форму
те (211) составляет
В, =2 13/2= I 065 м
В соответствии l выполненными расчетами выбираем типовую
решетку МГЮТ со слетующими денными размеры камеры перец
решеткой BxW — 1000X2000 число прозоров л-39 угол наклона
решетки к горизонту а=60а Перепад между дном камеры до и
после решетки 2,—2}=0 1 м
Промеряем скорость воды в проворах решетки При принятых
размерах она будет
_ qh3_________2 04 1 05	_
tp“ Nbht л” 2 0 016 I 5 39 ”	“/С
Вычисляем длину камеры решетин = /, + /а= 1 2 + 0 в = 2 м
(величины I и 11 приняты конструктивно) Отметка уровня волы
23 2 +/|| = 0 1+15-16
Для определения отметки уровня воды в канале после решетки
2< (рис 2 16) составим уравнение Бернулли для двух сечений
перед решеткой и после решетки относительно плоскости проходя
щей но дну камеры решетки (после решетин)
zj +	+»{Д2в) -zi 4- Pil'l +^/(2g) +hM,
где h„ — местные потерн напора, определяемые ло формуле (2 12)
45
С уieroM принятых обозначений и условий получаем
Z, = О I м Z, = 0 м, о,/V — hi — 1.5 ы p>/v = hj
_ q_________2,04	1,02
4 “ АЯН Л,"2 I J,' A, '
Коэффициент местного сопротивления решетки находим по фор
муле (2 13)
-рею = 2.42 (0,008/0,0|6)43 Из/2 = 0,836
С учетом порученных данных уравнение Бернулли приобретает
ВИА
О 58а
О 58*
19,62
ИЛИ Aj— 1 57 h‘,+ 0053=0
Решаем это уравнение графически и в итоге получаем >i,--
Определим количество загрязнений удавливаемых решетками
Количество отбросов счичаемых с решеток, имеющих ширину про
зарон А = 16 мм ранио 8 ч/год на 1 чет Принимал норму водоотве
дения л=25О л/(чел сут) определим приведенное число жителей
Л'оу = Qcp сут/л = 120 000 1000(250 = 480 000 чет
Объем улавливаемых загрязнений
W„„ 8	480 000 8	,
Vc>"' ~ 1000 365 - 1000 365 “	Csr
Прн нк плотности р=750 кт/м1 масса загрязнений составляет
Af- 10 52 0 75=7 89 т в I сут
Для измельчения задерживаемых загрязнений принимаем лее
дробилки молоткового типа Д.36 (в том чкс?е одну резервную) со
следующими техническими характернсгикамя производительность
600 мг/ч. мощность электродвигателя 22 кВт
Пример 2 5 Определять размеры решеток о количество улявлн
паемых ими алгризиеннй лтн очистной етаианп со средней пренвво
днтельностью Q„ £ГГ= 15 000 м’/сут
Решение Учитывая что данные о поступлении пропзвотствеп
ных сточных вод отсутстнуот расчетный расход определим в пред
положении что па станцию соступают только городские сточные
волы
Сретнй секундные расход
9cp = QcPctt/(2'* 3600) = 15 000/86 400 = 0,174 ы*/е
Общий коэффициент перввпомерности водоотведения прняимя
ем Ло» кие-1 58 |б) Тогда
?м«1<с = 4с р ^ал микс = 0.174 1.58 = 0 275 м’/с
Принимаем глубину воды н камере решетки А =0 5 м среднюю
скорость воды в прозорах решетки ор=1 м/с я ширину прозоров
Ряс 2 Г? С>см« >ст»Яй»<« осшетси <( dpbivcpy 2 SI
между стержнями Ь—0,016 м, числа Прозоров решетки находим по
формуле (2 9)
Толщину стержней решетки принимаем $ = 0006 м Ширину
решеток определяем по формуле (2 10)
Вр = 0,006 (36 — 1) + 0,016 36 = 0 79 м
В соответствии с выполненными расчетами принимаем вертикали
кую решетку РМУ2(9) с камерой имеющей размеры ВХН =
я 1000X1000 мм число прозороо л 39
Проверяем скорость води в лрозорах решетки
tfa 0 2 75 1 05	_
U₽ ~ Ы1, л - 0 016 0 5 39 - '	“/С
Ндхотпм длину камеры решетки (конструктивно) 1^=1 +1 —
=10 + 08=18 м Отметка уровня воды 23“21 + Л| =0 1+05—0 6
Определяем отметку уровня воды в канале после решетки (рис
2 17) Составим уравнение &рнуллн для двух сечений I— I перед
решеткой и il—'fi посте решетки относительно плоскости прохо-
дящей по дку камеры решетки после решетки
zt+ +	= Z2+ ptlf + tfy(2g) + Лм,
47
где йи— местные потери напора, опредечясмые по формуле (2 12)
С учетом принятых обозначении и условии запишем
0,275
0 275 0,275
Коэффициент местного сопротнетенил опреде гясм по формуле
0,55?
Срега = 2,42(0 006/0,0!б)<3
Уравнение Бернулли приобретает вид
0 5У /0,275 V
°''+“'6 + ^-‘‘ + (^г)й
ft?—0 585 Л; + 00038=0
Решаем это уравнение графически и в итоге ноту юем /ь=057м
Вычисляем количество загрязнений улавливаемых решетками
Количество загрязнений, снимаемых с решеток имеющих ширину про
эорои Ь = 0 016 м раино 8 л/год а а 1 чел Принимаем норму подо
отведения п=200 л/(чел сут) и определяем приведенное число жп
телеп
Огг.-.т 15 000
д,пр__Ч£Ш^___,кв = 75 0М 1|e„
Объем утапливаемых отбросов составит
„ Улрпа 8 _ 75 000 8 _
сут 1000 365	1000 365	' сут
При их плотности р=750 нг/м’ масса загрязнений составляет
А!=1 64 0,75=1 23 т в 1 сут
Для измельчения задерживаемых загрязнений применяем лве
лробилкн типа Д 36 (в том числе одну резервную) со следующими
характеристиками производительность 300 кт/ч мощность электро
двигателя 22 кВт
Пример 2 6 Рассчитать горизонтальные песколовки для очнет
ной стаиивн производительностью фгг ер=80000 м’/сут
Решение Срецшй секундный расход на очистную станцию со
ставит
Аср = 0срс>т (24 3600) = 80 000/86 400 = 0,926 ма/с
Общий коэффициент неравномерности tarn..<=147 [6] Стедо
вательно максимальный секундный расход будет
Амане = ‘?ср^0«мпис = 0,926 1,47 = 1 36 мэ/с
Принимаем четыре отделения песколовки которые объелння
ю тс я в группы ио два отделения Плошали живого сечения каждого
отделения определяем но формуле (2 14)
= ) 133 м*
48
Глубину прото ihou нети принимаем ft —06 м Ширина отде
леиий
Д =ш//11 =. 1.133/0,6 = 1,89 м
Принимаем ширину отделения В = 2 м Тогда наполнение я
песколовке при максимальном расходе будет
1.133
ht = w В — —-— = 0 £7 и
При расчетном диаметре частиц леска d=02 мм ыа=187 мм/с
н ft=l 7 (см табл 2 1) длина песколопкн ло формуле (2 15) соста
пит
£=1.7 0,57 0 3/0 0187 = 15 5 м.
Осадок на пескотовкн удаляется с помощью гидромеханн lecaou
системы В начале пескотовкн ниже уроння днища предусматрипа
етсн устройство бункера диаметром Dt—2 м Длина пескового лотка
и смывного труболропода будет /=£—Ов=15 5—2—13 5 м
При норме яодоотведепня п—250 л/(чел сут) приведенное чпсло
жителей Л'вр=80 000 1 000/250 = 320 000 чел Тогда объем осадкп я
сутки составит	002/1000=32000 002/1000=64 м’/суг
Предусматриваем выгрузку осадка 1 раз и сутки При посту пле
инн □ бункер 30% осадив и расположении остального осадка ио псе
му днищу песколовки высота стоя в каждом отделения будет

р 0 7
nlB
Высота эоны накопления осадка (при с=0 1) должна быть не
менее
/1Л = КР/,,(«+ 1) = 1,5 0,04 (0,1 -f- I) як 0,07 м.
где Кс — коэффициент запаса
По конструктивным соображениям принимаем Л, = 0 2 и в гит
ромехакическую систему — состоящей из двух смывных трубопрово
дов в каждом отделении (рнс 2 18) Максимальная высота слоя
осадка А.„с=0 2 м
Для расчета необходимой восходящей скорости в лотке пр iitir
маем аканвалентный диаметр зерен песка rfa„=005 см темпериту
ру сточной воды 28 °C, при которой динамическая вязкость р =
=00084 г/(см с) Восходящую скорость промывной воды находим
по формуле (2 23)
v= 10 0 051 11 (0 7 0 I + 0,17)/0,0084° я = 0 63 см/с
му трубопроводу пычистяем по формуте (2 24)
ql = 0,0063 2 13.э/2 = 0 085 м3/с
При скорости и,р=3 0 м/с диаметр смывного трубопровода
. / 4аГ~ , Г 4 0,085	„
dTn = l/ —— = 1/ -----------1-----я0, 9м
тр К лотр И 3,14 3
4-773
49
Принимаем диаметр смывного трубопровода </,р = 200 мм Ско
рость движения воды в начале его будет
Требуемый напор в начале смывного трубопровода определяем
оо формуле (2 25)
Н9~5 б 0,2 f.5,4 2,7Р/(2 9 8J) = 3 14 м
При расстоянии между спрысками 2₽0 5 м число пх на каж-
дпм смывном трубопроводе составит
я = 2//2=2 13,5/0,5 = 54 щт.
Диаметр отверстие спрысков определяем во формуле (2 28)у

__________4 0,085
3,14 54 0,82 /2 9.81
= 0,018 м
Выполним расчет водослива обеспечивающего поддержание в
песколовке постоянной скорости v—0 3 м/с при изменении расхода
Предусматриваем оо одному водосливу ив каждую группу песко
ловок состоящую из двух отделспнЛ (см рис 2 18) Коэффициент
Кос • = 089 [6] Мяннмальвый расход на песколовки будет ?м.с =
~q,vK«c и*1-0926 069=0639 м’/с, а минимальное ваполпеияе
9М,Я _	0,639
пВа 4 2 Со-
отношение максимального расхода к минимальному па группу
из двух песколовок
iq == вмаис/^мив = 1,36/0,639= 2,13.
S0
Перепад между дном песколовки к порогом водослива находим
по формуле (2 18)
_ 0 57- 2,13^ 0,27 _
Ширкну водослива определяем по формуле (2 19) для двух от
ле тений
2-0,36 1^2 9,81 (0,18-( 0,57)’2
Оаределкм радмеры отаодиик каналов
Расход на одну песколовку
41 =‘)tuvc>f> ~ 1,36/4 = 0,34 м»/с.
в на две песколовки
д, = 2<?, = 2-0,34 = 0,68 ы*/с
При форсированном режиме работы или при перегрузке очист-
ной станции расходы будут [б|
<?;=<?, 1,4 = 0,34-1,4 = 0,48 м»/с,
<?j = 4, 1.4=0,68 1,4 = 0.95 tffc.
Размеры отводящих каналов принимаем соответственно от одной и
двух лесколовок следующими
Ь, = 800 мм, = 0,0012;
b, = 1000 мм, {, = 0,0008,
Наполнении я скорости в ник будут [3]
8(=0,48м, Vj =0,91 м/с;
hg =0,75 м, о, = 0,92 м/с,
А|=0,62м, о,' = 0,97 м/с;
/ь = 0,98 и. ь;'=0,98 м/с
Прв движении ноды от пссколонки до регулирующего лотка но
теряын напора пренебрегаем
Чтобы обеспечить одинаковый уровень бортов песколовки и ка-
налов. глубина их должна равняться (при условии превышения бор-
тов над уровнем волы в период форсированного режима работы),
песколовки Нв = Н3—Р=1,48—0,18=1,3 ы,
капала от одной песколовки Ht = l 21 ы,
канала от двук песколовок Ht—8,4-0,5=0.98+0.5= 1.48 м
Пример 2.7. Рассчитать горизонтальные песколовки для очистной
станции производительностью 140000 м’/сут
Решение Средний секундный расход на очистную станцию со-
ставит
9ср = <2срсут'(2 4 3600} = 140000/86 400 = 1,62 м’/с.
Общий коэффициент неравномерности Кис и.«е=1.58 [б] Следо
яатслько, максимальный секундный расход
4*	St
?маис — <7ср ^ов макс — 1.62 1,58 — 2,56 Ма/с.
Принимаем три рабочих отделении песколовки и одно резервное
Площадь живого сечении каждого отделения определяем но форму-
ле (2 14)
2,56
ш -- —!----= 2,84 м>.
0,3 3
Принимаем глубину проточной части Л|=0,7м Ширина отделе
"""	В = а/А1 = 2,84/0,7 =4,06 м
Принимаем ширину отделении В = 4 м При этом наполнение и
песколовке при максимальном расходе будет
/г, =Ш/Й = 2,84,4 = 0,7! м
При расчетном диаметре частиц песка </=0,2 мм, и0=!8 7 мм/с
и А=! 7 (см табл 2 1), длина лесколоакк по формуле (2 15) соста-
И11Т	L = 1,7 0.71 0,3/0,018' = 19,4 м
При норме водоотнедення л =300 л/(чел сут) приведенное чист
жителей Nllf = J40 ООО 1000/300= 466 667 чел Тогда объем осадка,
учавшвасмыи за сутки, V = JVOp 0,02/1000 = 4Ь6 667 0 02/1000 =
= 9,33 м’/сУт
Общая площадь рабочих песколовок в плане
F = nBL = 3 9 19,4 = 232,8 м«
При выгрузке осадка 1 раз и сутки максимальная высота слоя
осадка в песколовке будет равняться
ht = Кн VlF = 3 4,33/232,6 = 0,12 м,
где Ао = 3— коэффициент, учитывающий неравномерность расирсде
чення осадка по площади пескололкн
Расчет выполнен в предположении что и бункер осадок непос
родственно не поступает
При выгрузке осадка скребковым механизмом принимаем й5-=
= 0 2м (см рис 2 5) Ширину отводнщих каналов принимаем от
одной песколовки Р,= 1000 мм. от всех песколовок b2 = 1600 мм Для
поддержании в песколовке постоянной скорости на выходном Непа-
ле запроектируем водослив с широким порогом без донного выступа
Коэффициент Квб .ш=0,6 [01 Минимальный расход на песколовку
будет дкнн = <?. sKo< ыи= I 62 О 6=0 97 ч’/с, а млинмачьиос напол
некие
0,97

Отношение максимального расхода к минимальному
= <1моис/<7м1111 = 2,56/0,97 = 2,64
Перепад между дном песколовки и порогом водослива опреде-
ляем по формуле (2 16)
0,7! - 2,64w 0,27
Р =---------—---------- -- 0,21 м
2,642Л-1
62
Ширину водослива находим по формуле (2 19)
2,56
веж =--------г---------------------- = I .BJ м
0,36к2 9,81 (0,71	O,21)3J
Потерями напора от песколовки ло водослива пренебрегаем
Пример 2.8, Рассчитать горизонтальные песколопки с круювым
движением воды дтя очистной станции производительностью Qc(1 с,г =
Решение Средний секундный расход на очистную станцию со-
ставит
<?ср = Qcp сут/(24 3600) = 25 000/86 400 = 0,289 м’/с
Общий коэффициент неравномерности КаЬ 1,55 |6| С те
дояателыю, максимальный секундный расход
4манс = ?ср Коб макс — 0,289-1,55 = 0,448 м’/с.
Принимаем два рабочих отделении песколовки Площадь живо-
го сечения каждого отклонив определяем по формуле (2 14)
0.448
<о = ~—— = 0,75 м*.
Принимаем сечение песколовки, показанное иа рис 2 19, с раз-
мерами й| = 1,19 м, /|,=0.87 м, lij=0,32 м, В-1 м, а = 00’ Время
обработки поды 1 = 40 с При этом дтна песколовки должна быть
£=Щ = 0,3 40=12 м, а диаметр (по осн проточной части) Du=L/n —
= 12/3,14=3,82 м
Пример 2 9. Определить производительность аэрируемой веско
ловки длиной 1=21 м, поперечное сечение которой показано на рис
220 Размеры песколовки л =3,5 м, /i|=2,09 m,/ij=0,6 м, /ii=0,3 м,
S=5,8 м. ii=2,5 м, bj=0,8 м, 6j=3,4 м, 64=1 и, в(=0,6 м
Решение Дав определения продолжительности обработки воды
я песколовке для улавливания частиц диаметром более 0,2 мм по
формуле (2 20) находим коэффициент k при a=B/rt=5,8/3,5 = 1.66 н
63
u«= 18 7 мм/с
_ — 26 4 I 66 0,0187 _
” 1g (1 20 1,66 0,0187) “ ‘
Расчетная глубина пескоювкц h,«H/2»3.5/2=l 75 м С учетом
полученных результатов определяем
Г = Й1/и«=1,95 1,75/0 0187 = 182 с
Скорость Движения воды в песколовке
и = Lit ~ 21 /182 = 0,115 м/с
Птощадь живого сечения песколовки (см рис 2 20)
ш = ВН - Л2/2 — b2 ha - ba h3/2 - Ь]12 =
= 5,8 3 5 - 0 8’/2 — 0.8 0 3 — 3.4 0 3/2 — 0 6'/2 = 19,05 м’
Производительность песколовки
Q1 = wu = 19,05 0 115 = 2,19 м’,с = 7884 mj/h
Производительность песколовки в сутки при •>»= 1 46 [6]
Q = 86400qt/KoOMaHC= 86400 2,19/1,46 = 129 600 m’/cvt
Проверим скорость входа воды я песколовку
dHW А<2 м/с-
где Ш1 — площадь живого сечения входного отверстия в песколовке
Подобные задачи решают при технологическом анализе работы
очистных сооружении
Пример 2 10 Рассчитать аэрируемые песколовки для очистной
станиип производительностью С?<г е¥, = 2D 000 м3/сут
Решение Средний секундный рвсхот на ответную станцию будет
равен
7ср = Qcp сут/24 3600 = 20 000/86 400=0 231 м’,с
Общий коэффициент неравномерности Хо« „««c^l 57 Следов»
те чини, максимальный секундный расход
9маис = 4ср ^св мане = D |23I 1 57 = 0.363 м?/с.
Принимаем два отделения песколовки и скорость движения но
ды в них е=6 I м/с
Плошадь живого сечения отделения определяем по форму тс
(2 14)
<о = 0,363/(0,1 2) = 1,82 м"
Если принять размеры песколовки указанные на рис 2 2), то
живое сеченне одного отделения песколовки будет
<0= 1,7 1,2 —0,4 1/2= 1,84 м'.
При атом скорость
0 .363
и - q/[ил) =	- °.099 м/с.
54
Принимаем минимальный диаметр частиц песка улавливаемы!
песколовкой, d»=0 2 мм дли которых «0=187 мм/с Для принятых
размеров песколоакн (см табл 2 1)
а = Я/H = 1,7/1,2 = 1,42 и k = 2,13 h, = W/2 = 1,2/2 = 0,6 м
Длину песколовки находим ло формуле (2 15)
£= 2 13 (0 6/0 0187) 0 099 6 77 м
Осадок из песколопки удаляется гндроэлеваторами располагай
мыми в бункерах которые устроены я начале песколовок и имеют ок
руглую форму в плане диаметром (на уровне анаша песколовки) О«
= 15 м Осадок смывается в бункер с помощью гидромеханической
системы Длина пескового лотки и смывного трубопровода l=L —
—Dr~f>TJ—\ 5=5 27 м
При норме водоотнеленпя л—300 л/(чел сут) приведенное чне
го жителей
/Vnp = QcpCiTM = 20000/0,3 = 66667 чел.
Объем осадка н сутки (прн количестве задержанного осадка на
одного человжа 0 02 л/сут)
V=A'or 0 02/1000 = 66 667 0 02/1000= | 33 м’/сут
Предусмотрим выгрузку осадка 1 раз я смену (3 рпза в сутки)
Прн поступлении в буккер 20 % всего осалка а песковом лотке от
деления должно быть
I / V V 20 \	1 / 1 33 I 33 20 \	~
1/1 “ л ( з “ з 1оо 2 ( з ~ з юо ) ~ ,177 14 /с)Т
При ширине пескового лотке Ь—0 5 м высота слоя осалка в нем
будет
Ла = Ип/(Д>) = 0 177/(5 27 0 5) = 0 07 м
Г лубина пескового лотка прн е=0,1
-КгМс-Н 1)= 1 S 0 07 (0 1 4-1) = 0 12 м
По конструктивным соображениям (для обеспечения нормально
го размещения смывного трубопроыода в пескояом лотке) лринима
аэратор 1 — свыаноя трубопровод
S5
см размеры пескового лотка показанные на рас 2 21 а макснмаль
ную высоту слоя осадка (а начале пескового лотка) Л.и« = 0 2 м
Дня расчета необходимой восходящей скорости а лотке прннниа
с st эквивалентный диаметр зерен песка	см температуру
сто iHofi воды 28 ‘С, при которой динамическая вязкость р =
= 0 0084 г/(см с)
Восходящую скорость я ютье определяем по формуле (2 23)
V = 10 О 051 31 (0 7 0,1 + 0.17)/0,00&41> * =0 63 см с
Общин расход промыныой воды а лотке по формуле (2 24) со
ставит
= 0,0063 0,5 5,27 = 0,0160 м3/с
При скорости Огр 3 м/с диаметр смывного трубопровода
Принимаем диаметр смывного трубопровода drt = 100 мм Тогда
фактическая скорость движении воды в начале этого трубопровода
будет
Напор в иа|але смывного трубопровода определяем по фор
м’.к (2 25)
//,,=5602^54 2, | р/(2 9.81) 2 35 м
При расстояппн между спрысками 2 = 05 м чисто их па смыа
н>м трчбопроводе состаонт
и = 2//Z = 2 5,27/0,5 = 21 шт
Диаметр отнерстия спрысков находим по формуле (2 26)
= 0 013 м
Проверим работу бункера как тангенциальной песколовка на
утавливаипе песка
Подсасываемый на песколовки гидромеханической системой рас
ход определяем по формуле fl)
tfi|9 2^1 56 (tf + 8n)J
0.0>66[9 2+^(l 2 + 0 2)] = 0i0e2 мЭ/с
5,27
Расход поступающий а бункер, будет Ca=</( + Qu = 0 0166+
+0 082=0 099 м*/с
Площадь бункера (тангенцнвльвой песколовки)
£^ = ^’/4=3,14 1,5’/4= 1,77 м’.
66
Нагрузке на 1 м2 птошяди бункера юсгааит
«в = <?0 З600/Пв - 0.099 3600/1,77 = 201 м\(м ч)
Эта нагрузка веника по сраакеяою с нагрузками на обышые
тангенциальные песколовки Подобный результат всегда бе дет по
тучаться при узких веско маках Для иск течения выноса песка не
дует рекомендовать периодическое включение ги тромеханн гескоЛ сн
с темы н работу
Пример 2 II Рассчитать тангеицпачьныс песколовки ди очнст
нон станпнн производительностью Q — 8000 м^сут
Решение Средний секундный расход не очистную станцию со
ставит
4ср = Qcp Е>тЛ24 3600) = 8000/86 400 = 0 093 и’ с
Обш1 Л коэффициент неравномерности Лоо«а«=16 [6| Следо
вательно максимальный часовой расход бтдет ч г=-0 091 3600 16-=-
=535v7 м3/ i
Принимаем два отделения песколовки а нагрузку на 1 м1 ллоща
дн г/0- 110 м’/м' и I ч [9] Птощадь каждое отделения таигенцн
альной псскотовни вычисляем по формуле (2 21)
F = 53o 7/2 110 = 2 44 м’
Диаметр каждого отделения должен быть (рис 2 22)
D = | 4F/n = V 4 2,44'3 14 = 1 74 м
Глубину песколовки принимаем равной полопине диаметра [6]
т е Л,=0 88 м
Для накопления осадка служит конусное основание песколовки
Высота его hi— у I 76;—0881—1 62м Объем конусной части
nD’/i, 3.14 I 76’ 1,52
I ко» - ~~ =----------------— = i .23 м»
67
При норме водоотведения л = 240 л/(чел сут) приведенное чис
до жителей
AfflP = Q«rn 1000/п = 8000 1000/210 = 33 333 юл
Объем улавливаемою осадка за сутни будет
V = Nas> 0,02/1000 = 33 333 0,02/1000 = 0,67 и’.
Заполнение коиуснпА части осекало а ни осадком будет пропето
днть за период
/	f = VHoa/V^ 1,24/0,67 = I 35 сут
/ Осадок целесообразно выгружать эрлифтом 1 раз в сутки
' Пример 2 12 Рассчитать горизонтальные отстойники дчн очисг
ной станции ироизвочите'и.ностью QepeTI=40000 м’/сут Содержа
ине взвешенных веществ а воде С0 = 200 мг/л Требуемый эффект ос
истлении воды 3 = 45 %
Решение Средний секундный расход на очистную станцию со
станпт
9ср =• Qcp сут/(24 3600) = 40 000/66 400 = 0,463 м’/с
Обшнн коэффициент неравномерности Л«а »««-> 1,51 (6[ топа
максима тьцын секундным расход будет
<7манс = <7ср ^обмане = 0.463 1,51 = 0,690 м’/с
Принимаем среднюю скорость движения воды в отстойнике i =
=5 мм/с н глубину проточной части сооружения //, = 25 м При
шести отделениях отстойника ширина каждого из них овреде.тяетсн
по формуле (2 27)
0 699
В —---------= 9,32 м.
доел лле ' м
0 699
—-.0.0052 «/.
Принимаем ширину отдь хини В=9 м Скорость движения воды
в отстойнике будет
_______________ ^маис
“ пВ//,
Определим у стопную гидраачп вескую крупность при	м
и /=20°С соответствующей требуемому эффекту осветления воды
Грсбуеман продолжительность осветления воды в цилиндре высотой
/4=500 мм по табл 22 будет 6=775 с В соответствии с рнс 28
л =0,3 По формуле (2 30)
и =-------!-т—ПТ = 0,00199 м/с
775(2,5/0,5) *
При / = 10вС р,=00101 а ца=00131 по формуле (231)
Ue = 0,0101 0.00199/0,013! = 0,00153 м/с
Вертикальную турбулентную состаалнюшую определяем но фор
куле (2 17)
и = 0,05 0,0052 = 0,00026 м/с
Длина отстойника по формуле (2 28)
______________________0 0052 2 5________
” 0,5 (0,00|оЗ — 0 00026) “ ' М
м
Общий объем проточном (рабочем) части сооружлимм V<ntt:
=nBtilL=6 9 2.5 205=27675 м3
Рассмотрим вариант с глубиной //, = 3 ч Тогда
0 699
Принимаем ширкну отделений В=6 м и находим
0 699 п
U= 775 (3/0.5Г =°'M23 М/С‘
Up = П 0101 0,0023/0.0131 = 0,00177 м/с,
w = 0,05 0,0065 = 0,00032 м/с,
11,0065 3
0,5(0 /0177 — 0,000321
Общий объем проточной чести сооружений в этом спучае со-
2767,5 м3
Следондтельно, первый вариант с глубиной Hi=2 5 пелесообраз
нее и принимается за основной (для последующего применении)
Масса улавливаемого осадка в сутки составит [10]
Со3XQ 200 0,45 1,2 40000
Ссу’ - 1000 1000 =	1000 1000	— 4, 2т/сут
При влажности WOC = 95% н плотности р=1 т/м’ объем осадка
100 бг»т	100 4 32
V ---------------------------=86,4 м3 /сут
(I0U —W'oc)p (100 - 95)1	1
Осадок сгребается в бункер скребковым механизмом цепного
тлпа и удаляется из бункера по трубопроводу под ггдростатн веским
напором рапным I 5 м
Общая высота отстойника на выходе
Пример 2 13 Определить размеры горизонтального отстойника
дтя очистки производственных сточных вод Q=4900 м’/сут коэф
фпапепт ивовой неравномерности К = 1 4 начальная ноииентраиня
взвешенных веществ Сь= 1500 мг/л конечная концентрация сточных
вод должна быть С3=ЗОО мг/т Скорость осаждения взвешенных ве
щесгв в состовинн локон характеризуется рис 223 Влажность вы
павшего осяткв 75 % плотность его р=1 б т/м1
Решение Расчет отстойника выполняется по методу А И Ж*
кова [II] Расчетная схема приведена ил рис 2 24
Расчетные расход на отстойник
<?мвнс = QX/<24 3600) = 4900 1,4/86 +00 = 0,079 м'/с
59
Принимаем .........к из двух отделений Тогда расход на каж-
дое отделение составит
<? = <?монсМ = 0,079/2 = 0,0395 мэ/с
Требуемый аффект осветтення воды
3 = (£?!-С,) 100/С] =(1500 - 300) 100/1500 = 80%
Для волученпа такого эффекта условная гидравлическая нрун
посте взвешенных частиц должна быть и$>033 мм/с
Принимаем ттубинч проточной части отстойника Н,=2 м а сред
нюю скорость течения с—5 мм/с При раенределенки воды в начале
сооружения к сборе ее в конце сооружения с помощью водослива
й<|=0 25 м, а-30°.
М
Определим длину участка Л на котором иысота ангинного стоя
н отстоиянке достигнет расчетной глубины //,=2 м
Средняя глубина потока не этом участие
йС( = tf, [- /iu/2,15 = (2 ( 0,25)/2,15 = 1.05 м
Средняя скорость потока на участке
v, = oflp /У, /ЛСр =5 2/1,05 = 9 5 мм/с
При этом ft=0 15 (см рнс 2 24), ш=0 04 (си рис 2 24) а
/, = '''^(Я, -/!,)/*=- ' '^(2 —0,25)/0 16 = 8.02 м
Продолжительность протекания воды на участке
I, = /(/tj -=. 8,02 1000/9 5 = 844 с = 0,23 ч
За это время наименьшая оседающая частица пройдет путь
hi =/, (ц, — щ) =844 (0 33 —0,04) =244,8 мм = 0,24 м
При о<р=5мм/с ш = 00( (см рис 224) Оставшуюся члеть глу-
Ли ы отстойника частица пройдет за время
Я, —й, 2000 - 244 8
/а = —1---L =  -------—— = 5485 с = 1 52 ч
За ато время частит переместится ло горизонтали па расстоя
/2 _ ia цср = 5485 0,005 = 27,4 м
Длина участка сужения потока
/а = /V,/1g a = 2/lg 30s = 2/0,577 яг 3,47 м
Общая длина отстойника должна быть ]2|
L -= >о + К + fs + <з т /< = 0,7 + 8,02 | 27,4 -L 3,47 -г 0 5 =
.=.40,0 м
lllupi । л отделений отстойника
В = о) = 0 0395/(2 0 005) = 3,95 м « 4 м
Прн диух отделениях перяигных отстойников объем их стедтет
увеличить а I 2—I 3 раза [6] Учитывая что отстойники оборудуют
си достаточно надежными механизмнми— ценными скребками вы
ход коюрых из строя практически исключается расчетчиц объем
отстоинпкоа не увеличивается
Масса уловленного отстойником за ехтки осадка
С,- 3kQ _ 1500 0,8 1,2 4900
С,-7г=|0О0 1000 “	)000.|000	~ T/CJT
Объем выпавшего осадка
1006с-,	1007,06	,
Уоа —--------------~ 15 69 м1/сут
оа (|00-Гос)р	(100 - 75)1,8	*
Для накоплении осадка а начале сооружения проектируется буи
кер а виде перевернутой усеченной пирамиды верхнее основание ко
торого имеет размер 4X2 5 м а нижнее 1X0,5 м Высота пирамиды
равна 25 к Объем бункера одного отделения
10 = -А. Л (sL +	4- sj = у 2,5 G 2 5 + V4 2,5 I 0.5 -
4-105) = 10.6 м3
В осаозаинп отстойника также предусматривается емкость для
накопления осадка Высота ее в конце сооружения равна 02 м При
уклоне днища i =0003 высота ее а начале сооружения й=02 +
+ L 0 003=0,24-40 9 0003 = 032 м
Объем осадо июй части в основании одного отдечення
V0CB = 4 40,9 (0,32 4-0,2)/2 = 22,8 м’.
Общий объем осадочных частей двух отделений
^ос = (Kg 1 П,ся)п = (10-6-< 27.8)2 = 76.8 м3
Осадочные части отстойника будут заполняться осадком за
768/1569=4 89 сут Учитывав бочьшую неравномерность распреде
леинн осадка do площади отстойннкя, выгружать его рекомендуется
I раз я сутки В бункера, расположенные н начале сооружения оса
док сгребается цепными скребками, а удаляется из бункера с ночо
щыо насосов
Пример 2 14 Рассгнтать радиальные отстойники дчя очистной
станции производительностью Qcoc,r=80 0M м3/сут Содержание
взвешенных веществ в яоде Со=250 мг/л Требуемый эффект осиет
лении яоды Э=50 %
Решение Средний секундный расход на очистную станцию
<?ср = <Эср сутЛ24 3600) = 80 000/86 400 = 0,926 м3/с
Общий коэффициент неравномерности Км «д.с= 1,47 [6] Мах
сималыгый секундный расход
?манс — *7ср ^аб мане — 0,926 1,47 = 1,36 ма/с
Принимаем четыре отделения отстойника с глубиной проточ
ной (рабочей) части /У, =3 I м
Для достижения заданного эффекта осветления иродолжнтсль
пость отстапнапня в цилиндре с h| = 500 мм должна быть /(=770 с
(см табл 2 2) По формуле (2 30) при л =0,25 (по рис 2 8)
1000 3 I
и —-----------.л , — 2 5о мм/с,е
770(3,1/0,5)° -1
При /=10 ’с по формуле (2 31)
и, = 0 0101 2 55/0 0131 = 1,97 мм/с
Опредетпм вертикальную турбулентную составляющую в пред*
почоженни что и=3 мм/с По формуле (2 17) ш=0 05 3=0 15 мы/с
Для радиальных отстойников ft =0 45 (см табл 2 3) Диаметр от-
стойника определяем по формуче (2 32)
1 /	1 I JO илю
“ И 4 0,45 3,14(1,97 — 0, |5)
«2
Скорость ил аоловпе радиуса
_ а?_______________1 i зб
“ ” ллО/У, “ 4 3,14 23 3,1
= 0,00304 м/с =3,04 мм/с
Скорость оказалась практически равной принятой Пересчет от-
стонпика производить не требуется
Теоретическое время осветления яоды равно,
t = nV/q =	= 4 3,14 23 ' 3,1 /(4 1,36)=378б с = 1,05 ч.
Масса уловленного осадив [10|
CgdkQ 250 0 5 1,2 80 000
Gcjl = 1000 1000 =	[000 1000	= 12 т/сут
При самотечном удалении влажность осадка (Fas = 95 % [6]
Объем уловленного осадка отстойникамв прн плотности его р =
= 1 т/м3
1000с,.	100 12
VoD “ (100- 1F0<Jp (100 - 95) 1 “2 м'/сут
Высоту зоны накопления осадка у внешней стенки отстойника
принимаем равной //}«=0 3 м, в возвышение борта отстойника над
кромкой сборного кольцевого яодосзива Н3=0 5 м Таким образом,
общая высота отстойника fl—Му +//5 + //s=3 1 +0 3+0,5=3 9 м
Этот пример еще раз подтверждает, что я радиальных отстой
иннах скорость движение воды на половине радиуса, как правило,
не превышает S мм/с
Далее определим размеры подводпщнх и отводящих трубопро
подоя и лотков Максимальный секундный расход сточных иод на
одни отстойник
= Ч МВН(/П = 1 36^ = °-34 «’/С
При скорости окою I м/с по таблицам [3] подбираем диаметр
подводящего н отводящего трубопроводов d=7Q0 мм фактический
скорость движения воды в них
u = 4<j /(nd”) = 4 0,34/(3,14 0,72) = О,88 м/с
Ширкну прямоугольного сборного кольцевого лотка принимаем
равной 6,=05 м, о уклон его /=0,001 В конце каждого потукотьиа
лотка расход оо ты
^=^„../2 = 0,34/2 = 0,17 ма/с
При свободном сливе воды а ьопце каждого полукольца лотка
будет устанавливаться критическая глубина воды [9]
6ир = У<й/(еЬ!) = 0 17’ (9.Ы 0.5’) = 0,23 м
Глубина воды я кольцевом лотке с противоположной стороны
от места выпуска (я том месте, где вода растекается п разные сто
роаы) 19)
1Шч = ЛкрИ1=0,2з/з = (,4 м.
Пачучеияый результат следует скорректировать с учетом потерь
напора и уклона дна лотка Для определения потерь напора нужно
вычислить следующие параметры
?ср = <?л/2= 0.17/2 = 0,085 ма/с,
Аср = <0 23-J-0,4)/2 = 0,3(5 м
шСр = *лЛср==0,5 0,315 = 0,158 м‘,
Яср = о>ср/ХсР=«ср/(*л+-2ЛеР) =0 158/(0,5 Д- 2 0.315) = 0,18 м,
С - —=~— 0,18' ° = 53 7 «' '/с
п 'р 0,014
/ = п(Оотст —О 5)/2 = 3.14 (23 - 0,5), 2 = 35 3 м
С учетам полученных результатов находим
= <7ср //(С2ш^/?ср) = 0,085J 35,3/(53,7-’ 0,(582 0 18) = 0 02 м
Превышение дна лотка с противоположной стороны от отказ
над дном лотка у слива (выпуске)
ДЛ2 = (/ = 0,001 -35,3 = 0,035 м
Уточненная тлхбпна воды в начале лотка (с противоположной
стороны от места ныпуска)
Лнач = Лняч-г Дй(-Д/[, = О 4-г 0 02 - 0,035 = 0,385 м
С некоторым запасом для исключения переполнении лотка глу
бпиу его с противоположной стороны от места выпуска принимаем
*л = ViH 0 1 = 0.38 + 0,1 =0,48 м *0,5 м
Так как верхняя водосборная кромка лотка дочжна быть гори
аоии 1ьпа ттублна чотьа у места выпуска воды
/|л = Л, + Л/г2 = 0,5 т 0,035 =. 0,535 м
Проверим пропускною способность лотка при перегрузке о trier
ной станции Расход на отстойник [б]
? = ?накс 1.4 = 0,34 1,4 = 0 48 м’/С,
а расход в конце почукольца лотка
= 9/2 = 0,48/2 = 0 24 м3/с
Критическая глубина в конце лотка будет
й|1р = у/q\]'\gP} = 0,245/(9,8 0,5") = 0,29 и,
плсбинч с противоположно Л стороны от выпуска
Л||Оч = Лнр1/'з'=О,29 Кз = 0,5 м
Сравнение полученных величин ft«0 и йасЧ с данными претшест
кующих расчетов показывает что сборные лотки отстойников про
пустят расход и при перегрузках очистной ставцни Однако усчовпя
работы лотков при этом будут предельными
Определим Днямстр трубопровода д?п выпуска осадка Если вы
пуск осадка будет производиться I раз в смену, то объем выпускае-
мого осадка из одного отстойника
= ^ос/<3п) ~ 240 (3 4) = 20 м‘
Дтя обеспечении выпуска осадка эв 1 ч его расход должен бы.ь
9О0 = ^ос/3&00 = 20/3600 = 0,0056 м’/с.
Скорость движения осадка а трубоорояоде должна быть не мс
нее 1 1 м/с [6] Для принятых условий диаметр трубопрояода по-
лучается менее 200 мм Для исключения засорения трубопровода дн
аметр его принимаем dO4 = 200 мм При скорости у0<=1 I м/с расход
но трубопроводу
%с =	%с/4 = 3. |4-°.22-1,1 /4 = 0.035 м’/с.
При этом выгрузка оевдкз будет производиться эа время
'00 = ^ос = 20/0.035 = 571 о = 0.16 я.
Для обеспечения скорости движении осадка в трубопроводе
uec= i 1 м/с или более должен быть установлен соответствующий
перепад между уровнем поды в отстойнике и центром трубы в или
ном колодце с учетом потерь напора в трубопроводе
Пример 215 Запроектировать типовые радиальные отстойники
ДЛЯ ОЧИСТКИ бытовых СТОЧНЫХ ВО1 расход которых Qcnej.=
= 120 000 м’/сут Со (ержание взвешенных веществ в воде Сц=
= 180 мг/л допустимое содержание взвешенных веществ в осветлен
ной воде С( = 10б мг/л
Решение Последовательность решения задачи следующая вна
чале определяется требуемый объем сооружений, по которому затем
будут подобраны тиковые отстойники
Требуемый эффект осветления воды
3 = (Со —С() 100/Са = (180— 100)100/180 — 44 4 %
Уравнение (2 32) можно записать в следующем виде
nD’
q = nk—— (ut — ь),
или
q = nkF (и, —tn)
Помножив левую и правую части уравнения на Н\ с учетом то
ГО ЧТО	нолччнм
п!г (/<„ — »)
где Уа, — объем зоны отстаивания одного отстойника
Полученное уравнение может быть использовано для ртечез i
Определим величины входящие в расчетное уравнение (и; и
К». ..«=147)
f = Qcp с>т Ков М1(С/(24 36001 =120000 1,47/86 400 = 2,042 м*/с
Для радиальных отстойников А=0,45 (см табт 2 3) Для обес
печения заданного эффекта осветтевна воды продолжительность ос
&—773
65
•утдения ее в ил тнидре >tt =500 мм должна быть /|—ОйО с (см тайл.
21} Принимаем /Л=3 I м Тогда условная гндрднлнческап круп
и кть но формуле (2 30)
1000 3 1	„„
ц =----———-—тгп- = I S3 мм/с,
960(3,1/0 5)и 3
где л = 0 31 (см рнс 2 8)
Прн / = 10 °C по формуле (2 31)
Ufl = 0 OlOl I 83/0,0131 = I 41 мм/с
Вертикальную турбулентную составляющую при и 3 мм/с оп
рсделясм по формуле
ui = 0 05и = 0 05 3 = О 15 мм/с
Объем каждого отстойника при п 8 будет
3 । 2 042	,
Vi,-г —-------------------------= 1396 и3
от 8 0 45(0 00141 —0 00015)
Принимаем отстойника по пповому проекту 902-2 88/75 со
следующими размерами диаметр U = 24 м глубина отстойника с
о адочиой частью у внешней стенки Н,=3 4 м глубина проточной
tpa6oien) lacrii Hi—3 1 м объем зоны отстаивания 1400 м-1 объем
эоны для накопления осадив 210 ма
Теоретическая продолжительность осветления воды пря макси
м чьпои расходе составит-
I nVal!q- 8 1400/2 042 - 5485 с = I 52 ч
Пример 2 16 Рассчитать радиальные отстоииики со встроенным
преаэратором для очистки стотых вол расход которых Q<₽ =
100 000 м’/сут содержание взвешенных всшеств н воде Со=
240 мг/л Эз4)«»28	.9)20=37 % ам=6 03 (по данным технологи*
кеках анализов в цилиндре Л=500 мм) [9| Крииан кинетики ос
в тления воды представлена на рис 2 25 (кривал /) ВПК =2110 мг/л
I ребуемыи эффект осветления 5гр^60 %
6<i
Решение Определяем средний секундный расход сточних вод,
воступающих на очистную станцию,
<?cp = QCf,/{44.3600) = 100 000/86 400= 1,157 mj/c
Общий коэффициент неравномерности Ков.И£= 1,47 |б| Мак*
симаэьиый секундный расход
7маис = 4ср Коб лаке = I. IS7 1,47 = 1,7 м*/с
Максимальный часовой расход
?>«.. = «макс-3600 = 1,7 3600 = 6120 м«/ч.
Прикпиаем оптимальные значения дозу активного ила С =
= 100 мг/л, продолжительность аэрации /,= 15 мял и аитенсланость
аэрвггпи /«=2,6 ы’^м’ ч)
Коэффициент повышения эффективности осветления ноды за
счет преаэрации при / = 30 мин опрсделнем по формуле
Кзо~ Э'^/ЭЖ1 = З.б -0.033тю = 3,6 -0.03.37 = 2,43.
где Эх я Э£ — эффективность осветления иоды в дкливдре без пре
аэрации и с преаэрацней
Эффективность осаетлеяиа ноды арн преаэрации я /=30 мни бу-
дет
Э5У = КмЭя = 2,43-28 = 68,04%
Коэффициент повышении эффективности осветлеяпк воды засче/
преаэравин при f—120 мин определяем ио формуле
К14) = 3^/3^ = 2,7 -0,02 3^ = 2,7 -0,02.37 = 1.0G.
где Эрп и зу?п —эффективность осветлеоня воды в цилиндре без
преаэрацян и с преаэрацией
Эффективность осветлении воды при преаэрацян и / = 120 мни
будет
ЗД) = К>вЭ|Л = 1.96 37 = 72.52%
В основу последующих расчетов принимаем уравнение кинетики
осаждения вэвешенньгх веществ в воде [9]
3,= (//120)в".
Коэффициент а при преаэраипи
n„p _ ^Igf-W^no) _ 301g{6B,04/72,52) _
° -	Ig(30/l20) ”	1g0,25
Выисляем эффективность осветления воды при разных зч 11 ‘
пнях /
Г млн ... .	10	15	30	45	60	120
3 "а .... 52,49 60,56 68,04 70,40 71,43 72,52
По этим данным строим кривою кинетики осветлении ноды лк
ле преаэрлцни (см ркс 2 25 крпппя 2) Для обеспечоияя яеобхоти
ыого эффекта осветлемвя воды Этр = 60% продолжительность ее ос
6*
6?
ветлення должна составлять /=9П0 с Принимаем отстойник с ра
бочеА глубиной 3 I м При npeaapaiiiiii коэффициент л=0 15 Гндрав
лическая крупность оо формую (2 30)
1000 3 J
960(3,1/0 5)1 15
= 2 46 мм с
При температуре стожой воды /=10лС по формуле (231)
и0 = 0 00101 2 46/0 00131 = 1,9 мм/с
В радиальных отстойниках с иреазраторамн k— 0 65 Принимаем
и>—0 Определяем общий объем эоны осветтепип отстойников по
.ле
= 1000 Я, ?манс = 1000 3 I 1	:= 4,67
*(«(,-<.)	0,65(19-0)
Общин объем преазраторов
УВр = ?мансЧ'а = б120 0 25= 1530 м»
Общий объем отстойников со встроенными препараторами будет
VbT = v0CB + VUP = 4267 4- 1530 = 5797 м3
Принимаем три типовых отстойника диаметром 0=30 м и объ
емом Ум=2190 м3 по проекту 902 2 85/75 Общий объем отстой
ников Vot=6570 м‘ Принятый объем больше требуемого
Определяем диаметр иреаэраторов Объем одною преа»ратора
V„p-к„г/3= 1530/3=510 м> Принимаем гтубину препаратора
Нцр—3 м Тогда
Определяем среднюю скорость движения аоды н отстойнике ка
половвне радиуса При среднем диаметре отстойной части Dcs =
= 14 7+(30—14 7)/2= 22 35 м
пл£)ср Н
Вертикальная турбулентная составляющая по формуле (2 17)з
а> = 0 05 2 69 = 0 134 мм/с
Проверяем объем золы оснеттении
1000 3 I 1 7	,
Уйся =-------------------=- 4580 м3
оса 0,65(1 9-0 13)
Общий объем отстойников и преаэраторов
Уот - 4580 4- 1530 = 61Ю м3
Получившийся объем меньше объема принятых оптонииьов —
6570 м3
Эффект ошетки воды по БПК$
эьпк, =- 0 008Этр + I 8ЭТР - 45 7 = 0 008 60 +
4- 1,8 60 —4j 7 = 33 5%
68
Промер 2 17 Рассчитать радиан те отстойники ддя очистной
станнин произаоднтеиностью Qcp—60(100 м’/сут Содержание взве
шейных веществ в воде Со=30(1 мс/д Про технологическом модели
ропаинн процесса осветтеяия сточных вод [9] было подучено, что
эффект их осветления после отстаивания в течение 30 мин составил
3=-б8 % в цилиндре высотой Л'=0,5 м н 3=65% в цилиндре высо-
той й" = 1 м Содержание оседающих веществ я воде 3(}1)=76 %
Требуемый эффект освстлслвя воды 3=50 %
Решение В основу расчетов берется уравнение кинетики осаж
тения взвешенных веществ п воде |9]
3, = (Г/!20)в//Э|во
Определяем коэффициент а
при й'=5(1 см
1g (3 /Э,и) 1g (68/76)
°ы |	30 I 30	1 
30 14 120	30 |£! 120
при //= 100 сч
lg(3-/3lt0)	1g (65/76)	.
°1»»= “1	зб~ = “1 зГ -3125 •
------I в-----	------1 й---
30	120	30	120
В соответствии с полученными значениями коэффициента а пы-
чистены значения эффекта осиетчения ноты при разнимой нродол-
жшельности ее отстаивания, которые сведены в табл 26 и постро-
ен график (рис 2 26, кривые / и 2)
По полеченному графику определяем показатель степени л в
формуле |9 | ('//"= (й'/йА)" В зависимости от эффекта осветления
полы находим по графику величины /' ,й' н t" ,й" Данны е ычпепе •
ний сводим в табл 2 7
89
ТАБЛИЦА J 7 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПАРАМЕТРОВ
ОСВЕТЛЕНИЯ НОДЫ
ЗфЫТГ ьс •еглени* во	/' иьи		А «	л* 	- ‘‘	к /А'
30	4 4	у			0,64	
40	6.5	j I			0,59	
50	10	16	500	1000	0,62	0.5
60	17	24			0.71	
70	35	45			0,77	
Среднее значение			-	-	0,67	0,5
Показатель степени
”=^Эг-'8’'“'"“’5-ОЛ7
Принимаем глубину отстойников //,=3,1 При этой глубине в
состоянии накол продолжительность осветления воды при соотаект
вующи* эффектах ее осветления
ti=i' (Htlh'Y.
Значения ltl вычисленные но этой формуле, приведены в табл
ТАБЛИЦА It ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОСВЕТЛЕНИЯ БОДЫ
Э.-А	Зшченкн г,,	МШ1		□hawriin г,. mis
	лрн А	м | пр	Н,=2 1 и		крн А =<1 ' м [ нри Н,=Э 1 и
эо	4.5	12.6	60	17	1	48
40	6.5	18,2	70	35	98
50	'° 1	28		1
По данным табл 2 в из рие 2 26 построена кривая 3
В основу определения эффективности осветления воды в дешт-
вуютеи отстойнике принята экспериментальная эапиепмость коэф-
фнаяента полезного действия (КПД) от нродолжительноетн осветле-
ния воды (кривая 5) (9| При разных значениях f путем умножения
эффекта осветления воды в состоянии покоя (кривая 3} не соответ
«.твуюшее значение КПД (кривая 5) были получены эффекты освет-
ления води в реальном отстойнике при глубине //(=3 J м п постро-
ена кривая 4 Ло этой кривой определяем продолжительность освет
леивя воды чтя обеспечения требуемого эффекта ее осаетчеикя J =
= 50 % И получаем t=80 мин
Средний секундный расход ня очистную станвню составит
</ср=<?срстт/(24 3600) =60 000/86 400 = 0,694 ы»/с.
16
Общий коэффициент нераеиоыерносте К<л ы.«< = 1.49 [б| Тог-1
максимальный секундный раскол
«макс = «ьр''об макс °.C9t 1.49=1.034 мэ/с
Объем одного отстойника при обшей их количестве л=4 до:
жен быть
Vct - «макс Ил = 1.031 80 60 4 = 1241 и1
Принимаем отстойники диаметром D-24 м ио типовому проекту
902 2 84/75 со следующими данными рабочая (проточная) глуби
на //|=3,1 м. общая гидравлическая глубина (с осадочной час
тью) // = 3,4. объем отстойной (рабочей) части ко, = 1400 м' обьсм
осадочной части V(1C=2H1 и’
Фактическое время осветления аоды составит
/ = я) т/«ма:<с = 4 1400/1,034 =5416 с = 90 мин
По рис 2 2G устанавливаем. чго аффект осиеттыия и >ды при
этом составит Э = 33 %
Macva уловленного осадка аа сутки
_ C^3kQ _ 300 0,53 1,2 60 000 _
бсут~ JOOO-IOOO"	JOW-llU)	= H,Ji/cyr.
в объем его при влажности 0^=95 % и плотности (> = 1 т/м’
100 GcyT	100 11,45
- W-i'.cH.' ‘	“ 229
Объем осадка накапливающийся за сутки в одном otctoh'ih.z
составит 229/4 = 57 м’ что аначителыю меньше объема осаюч1пи
час*и равной 210 mj Выгрузку осадка рекомендуется производить
1 раа и сутки но ке реже 1 раза за двое суток
Пример 2 18 Рассчитать вертикальные отстойники для о iultiioh
станции производительностью Q<n<,, = 15000 м3/сут Содержание
взвешенных иещести в воде Си=240 мг,а Требуемый аффект оспы
ления йоты 3=40%
Решение Средний секундный расход ва очистную станцию
9cp=QtpcyT/<24 3600) =-15 000/86 400 = 0.174 м’/е
Общий иоэффявнент неравномерности К,г ,<<<=! 58 Тогда мак
енмальный секундный расход
«ч<: с — «ср АпО мане — 0,174 1,58 = 0 275 м’ с
Принимаем расчетную высоту зоны осажтсьия W|—3 м Гятрпя
лическая крупность по формуле (230) прн 1|=560 (см табл 2 2) и
п=0 25 (см рис 2 8)
1000 3
«Ю<9Л.51Р» = 3’43““'с
Гндраилическад крупность прн /=10“С по ффмуте (231)
цЙ = 0,010| 3 43/0,0131 = 2,64 мм, с
Принимаем 12 секций отстойника, которые м плане располага-
ются группами по 4 сскцнв
Диаметр отстойника определяем по форчупе (2 32) при w = 0 и
* = 035 (см табл 23)
- / 4-0,275 1000
V 12 3.U 0,35 2.64 “5,И "
Принимаем тиаметр отстойника 0 = 6 м Диаметр центра чьной
требы при i п ,Р = 0 03 м/с
-<«гл- Л[------------ =	1°'275 -0.99 «« I «.
1 л F ллмцт|, V 12 3,14 0,03
а -и, зметр се раструба <lv=du rp I 35= I I 35= I 35 м
Высоту щели Нз между нижней кромкой центральной трубы и
иощрмюстню отражательного щита определяем из условии обеспе-
чения а ней скорости ощ=0,02 м/с Расход через щель
4щ = 4манс/я = П^р Яа сщ,
отсюда
Яа = <7макс/(«л<<р1'щ) = 0.275/(12-3,14 1.35 0,02) =0,27 м
В соответствии с указанием СНиП высоту слои между низом
отражательного щита и поверхностью осадка принимаем Ну=0 3 и
Общая высота цилиндрической части отстойника
/10 = я, -[-я, + я,4- н< =3 4-0,27 4-0,3 + 0,5 = 4,07 м,
гАе //«=0,5 — высота борта отстойника (возвышение внешней стен*
кн отстойника над кромкой сборной водосливной стенки)
Принимаем угол наклона стенок конусной части к горизонту ров
иым G0a Тогда высота конусной части
Я„ = у Di-D'/4 = D /з/^= б У'3/|(= 5,2 м
Общая пысота отстойника
Я=Яи h//x = 4,07 + 5,2 = 9,27 м.
Пример 2 10 Рассчитать тотослойный отстойник дли очистки
производственных сточных вод, максимальный расход которых
<7«««« = 80 mj/u По данным техпоюгических анализов ноды установ-
лено, что длн достижении заданного эффекта осветлении воды при
высоте столбз воды /1=0.2 м и /=10°C продолжительность освет-
ления ючАна составлять/=440 с
Решение Проектируем отстойники с перекрестной схемой, кото
ран представлена па рис 2 27 Принимаем расстояние между пласти-
нами (высоту нруса) h„p=0,l м, а угот наклона пластин к горизон-
те а=60’
Расчетная глубина будет
A ^ip/cos а = 0,I/O,5 = 0,2 м,
а гндраа hi 1еская крупность
ил = /|// = 0,2 1000/440 « 0,45 мм/с.
Принимаем нроточную скорость в межполочиом пространстве
(—4 мм/с Для тонкослойных отстойников с перекрестной схемой
*=0,8 (см табл 23)
Проверим условия обеспечения ламинарного движения в меж-
полочном пространстве
0,4 10
Re = o/i„p/v = ~0	- = 305 < (500 - 600).
Ламинарное движение воды обеспечввается
Длину тонкослойных блоков определяем по формуле (2 33),
6 йсоза и0	0,8-0,5 0,45-1000
Общая длина отстойника должна быть
L = /б -г I, + 1, 4- 21, 4- lt = 2,22 4- I -J- 0,2 -)-2 0,2 4- 0,2 = 4,02 и,
где 6=1 м, (з—0,2 м, /4=02 м, /«=02 м — размеры отстойника при
пятые по конструктивным л технологическим соображениям (камера
предварительного осветления воды длиной 4 предназначена дтя вы
делелнн из сточных вод крупных включений)
высота блока определяется из следующей очевидной формулы
«мане = 2*с шб но = 2£с ЪНа WI,
где сое — жилое сечение тонкослойных блоков, Ле=1 1 — козффн
инент учитывающий стеснение жиаого сечения тонкослойных блоков
листами полок и конструктивными элементами бчоиоа
Прнлпмаем дла отделения отстойника н 6=0,75 м Высота би
нов из приледенной выше формулы
?„[Я1,С	80
Нб ~ 2/гс bun ~ 3600 2 1,1-0,75 0,004 2 = 1 °8
Высота отстойника
//= 4-Аз 4-Лц - 1,68 4-0,2 4-0,12 = 2,
где Ла = 0 2, /i.=0 12 — размеры отстойника, принятые по конструк
тиеным и технологическим соображениям
Пример 2 20 Рассчитать вторичные отстойники после аэротен
кое на полную очистку работающих с дозой активного ила а-2 г/з
Расход сточных нод Qcp<(,=65 000 ма/сут В соответствии с расче-
том требуемой очистки сточных вод вынос взнешепных веществ >п
вторичных отстойников должен быть яе более = 15 мг/л
7J
Решение Средний секундный расход сточных вод на очистную
сгаииию
/сг = Qcd сутЛ24 3600) = 6500 J/86400 - 0,752 М»/с
Общий коэффициент неравномерности Хов ««“1.485 |6| Мад-
сныальный часовой расход воды
<7мвнс ч = Qcp с>т Ход м-кс/24 = 65000 1.485/24 = 4022 м’/ч
Проектируем радиальные отстойники Расчет их чыполпяем но
нагрузке Принимаем расчетную глубину отстойников //,=3 1 м Па
грузну определяем ио формуле (2 34) прп 7=80 см’/с
Площадь одной секция при общей их количестве п = 4
I = Амоке ч/Ив) = 4022/(4-1,69) = 595 М*.
Диаметр секции
D = ///7 = /4 595/3,?4 = 27 5 м
Принимаем отстойники диаметрам О "=30 м оо типовому проек
ту 902-2 89/75 со следующими размерами рабочая глубина //,-
=3 1, общая глубина Н—3.7 ти, объем зоны отстаинипня 10,=
=2190 ы4. объем вопы осадка ^« = 440 м’
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 предналпачеиных
дли снижения выноса активного яла на сооружений до 6 мг/л
Решение Повышение зффективностн осиетлеиня воды он оторнч
пых отстойниках может быть дос1пги\то за счет установки в соору
жеипях перед сборными лотками (па выходе) тонкослойных баоаоа1
1]j рис 2 28 представлена зависимость выноса навешенных вещест^
из отстоивнков от условной гидравлической крупности при обору
доиаппя их тонкослойными блоками, работающими по противоточ
noil п перекрестной схемам
Проектом предусматриваем оборудование отстойников наиболее
эффективными тонкослойными блоками с перекрестной схемой (рис.
2 29)
Для достижения заданного эффекта осветления воды (выноса
6 мг/л) расчетная гидравлическая крупность взвешенных веществ
должна быть и—0 5 мм/с (см рщ 2 28 крнвав 2) Угол наклона
пластин принимаем а=60°
Высота блоков должна составлять
= Н- //2 - Н, - /Л « 3,7 - 0,3 — 0.3 -
— 0.2 —0,5 = 2,4 ч,
।де Н|=03 и — высота слоя ода Н»+Л«=034-0,2=0,5 м —пысота
нейтрального слоя Н,=0 5 — глубина погружения тонкослойного
1 Калицув В Ич Я мел зев В Н, Омеров М. А Вторичные ра-
диальные отстойники с тонкослойными полотыми блокаин//Совре-
ценное состоякве и тенденции развития бочыинх городов а СС<_Р
и за рубежом. — Экспрщх-нифс.рмацнв МГЦНТИ—1984— Выл 6.
74
Я
pecntoa 2 cieMHMH
Рк К расчету коричного
радиального отстойнике с тон
осаойгами влоаамн
425 Ц5
блока под уровень воды обусловленная необходимостью предотвра
щеиия биологического обрастания поверхностей б токов
Дл| । а тонкослойного блока может быть определена по форму
ле 2 33 но в этой формуле неизвестна скорость и зависящая т
длины /о Определим и приближенно — в предположении что /а )
Расход q^nAcff«n(D—I— la—(где йс —1,1 — коэффициент, у i
тывающнй обтекание блоков водой) Тогда
nkcHaHD —
___—	... -	— 	- и W Z м/с
3600 4 1 I 2 4 3 14 (30 —0 5 — 0 7)
где fi OS м — расстояние принятое из условия оптимального (рас
четного) течсшя воды через межполо ное пространство тонкослой
вого блока 1см пунктирные тявлн с/жепня потока на рис 2 2'')
/•, = 0 7 м —шпрняа лотка
Теперь ыожво определить по формуле (2 33) длину тонкослойно
го блока
73
15 0 0012 1000
0 6 0 5 0
где АР 0 15 м — принято с у !етом малых скоросгеи ч
Проверим значение скорости
4022
о =---------------------------------------------« 0 0012 м/с
3600 41,1 243 14 (30 — 05 — 07 — 0 9)
Скорость оказалась практически равной принятой Поэтому рас
ет ыо ы о считать завершенным
Изложенную задачу можно решать строго — путем совместного
решен! и уравнений дли 1л и о (пли q] Однако решение задачи ml
тщом noitepa проще Оно всегда зазерцгается после первого вари
анта расчета так как 1а значительно меньше D
Пример 2 22 Определить размеры гравитационного клоотделн
теля н осветлителя со взвешенным слоем ила для илоотделения н
осветлении сточных вод прошедших биологическую очистку в аэро
теинах Расход сточ гых нод Q — 000 м’сут Допустимое <п
держание взвешенных веществ в очищенной воде a =5 мг/л
Решение Средний секундный расход иа очистную станцию
«гр - Qcp сг/(24 3600) -21 000/86400 = 0 231 м3/с
Общий коэффициент неравномерности	157 (6[ Тогда
максимальный секундный расход
Амане = Аср Коб макс = 0,231 1 57 — 0 363 м’/с
Размеры илоотделителей определим по продолж1гтельпоетп обра
Готкп воды которую принимаем 1=0 5 ч Тогда объем илоотделите
ЛсН
VB = Амане I — 0 363 0 5 3600 = 653 м3
D кт |естве илоотделителей проектируем обычные вторичные от
гтонннки диаметром D=9 м и высотой цилиндрической >астн 3 м
а конической 5 I м по типовому проекту 902 2 168 Padoinft объ
см одной секции равен 167 м3 Число секций л =653/167 = 391 При
ннмаем четыре секции
После олоотдетенпн предполагается что в воде будет Ллержать
си 60—500 мг/1 ила Для осветления воды проектируем осветлители
со взвешенным слоем ила Для достижения заданного эффекта (со
держании взвешенных веществ в осветленной воде не ботве 5 мг/л)
(исходящая скорость в осветлителе долж >а быт> и = 09мм/с (см
рис 2 13) Принимаем коэффициент распределе шя воды между зоной
о ветле! ин н оеэдкоу плотнителем  0 8 П лошадь зоны осеет ленки
Роса в Аманс/°я = 0 8 0 363 100/0 9 = 323 м1
Площадь зоны илоуплотнення
Рил _ (1 - kv п) 4ыа|(сЧ = (I - 0 8) 0 363 1000/0 9 — 81 м3
Проектируем осветлители ло типу коридорных осветлителей
применяемых для осветления природных вод Так мк площадь од
ной секции осветлителя в плане не должна превышать 100 м3 при
ннмаем 8 секции Площадь каждого на двух коридоров секции f =
76
= 323/(8 2)
я площадь осадкоуплотпктеля fo, = 81/8
Ширину коридора принимаем Ь,=3 и, тогда длина его должна
быть /<=20 2/3 = 6 73 м (Лирика осадкоуплотпнтеля выше окон дня
приема осадка Ьв ,= 10.1 /6,73 = I 5 м
Важнейшим элементом осветлителя является водораспределп
тельный дырчатый коллектор размешенный я нижней пасти корни,
ров осветлителей Россчитывают его па максимальный расход воды
Расход по коллектору
«кол = ° 363/(8 2) =0 0227 м'/с
Принимаем диаметр коллектора t/,oj = 2a0 мм Скорость днпн е
пня воды в Нем будет
ПсР
Скорость эыхода воды яз отверстий принимаем	М/С
Тогда площадь отверстий
/отв = 9кол/°отв = 0,0227/1,5 ~ 0.015 м’, или 150 cmj
Принимаем диаметр отверстий 25 мм Плошать каждого из mix
/„.-Чл./4-3 14 2.S?4-4 S
4 0.0227
Общее пиело отверстий Ното= 150/4 9=31 отв Отверстия размс
щаем в два ряда по обеим сторонам коллектора и шахматном п <
рядке Они напранлень/ вниз под углом 45° к герязолту Paccroniiii"
между краями отверстий в каждом ряду !—2 673/31 = 0408 м (эго
расстояние должно быть нс более 0 5 м)
Пример 2 23 Рассчитать нефтеловушки для очистки произвол
ствениых сточных вод от нефти яри среднем расходе сточных в д
Св <>> = (0000 м’/сут и чвеовом коэффициенте неравномерности
сточных вод Х,= 1 3 Содержание нефти в воде С| = )00 мг/п В очи
щепной воде содержание нефти ке должно превышать С =40 мг/л
Решение Максимальный секундный расход на нефтеловушки
«Гмокс = Сер сут *4/(24 3(500) = 10 000 1 3/86 400 = 0,15 м'/с
Принимаем 3 отделения нефтеловушки глубина проточной чн
тн //|=2 м раоетнви скорость дви кеяии воды о=0005 м/с |Ь|
Эффект счистки воды от нефти 3—(Ci—С2) 100/С,100—10) 100/
/J00=60 % Прн этом гн трап лическая нрупность ue=0 6 мм/с |6)
Ширину отделений выпгеляем по формуле (227)
В =0 15/(3 2 0 005) = 5 и
Длину нефтеловушки определяем по форму ле (2 28) г
£. = 0,005 2/(0 5 0,0006) = 33 3 м
Количество улов ленной нефти
C3hQ (ОО 0 6 1
1000 !(Ю0- 1О00 1000
15000 = 0 9 т/сут
Пример 2 24 Рассчитать пес 1апые фильтры для доочистки стоп
иых япд срслнни расход Q1Pt, =40 000 м’/сут
Ршиние Средний секундный расход на очистную станцию
</ср = <2гр сут/(24 3600) = 40 000/86 400 = 0,463 ма/с
Общим коэффициент неравномерности Ха«и<<е = 151 (6|
Проектируем однослойные песча 1ые фильтры с восходящим лото
ком ноды Принимаем v«=ll м/ч п= I (продолжительность фнль
троцикла 24 ч) 07г—4 л/(с м*) гг=Ю мин = 0 17 ч Ws=^6 л/(с м*|
/ 6 мин=0 13 ч G=033 ч (см табл 24) Суммарную площндь
фильтров определяем по формуле (2 36)
_________________40 000 1 51 (1 +0 005)_____________ 237 9 м*
Гф“ 24 11 — 3 6 I (4 0 17 + 6 0 13) — I 11 0 33 -	“
Число фичьтрон определяем ио эмпирической формуле (2 37)
Д'= 0 5]/237 9 ®8 ют
Площадь одного фитьтрв /’i — Гф/Л' 237 9/8 30 м5 а разно
его в плане 6X5 м
Принимаем число фильтров иаходнщнхея о ремонте Лг=1 Ти
да скорость фильтрования воты при форсированном режиме
Ч Ф = °ф V/(V — Л/р) = 11 8/(8 — 1) - 12 6 м/ч
Эта скорость не превышает скорости допускаемой на форенр
панком режиме работы фильтров [6|
Далее рассчитываем распределительную систему фильтра П|и
и 1тенсииност । промыякн фильтра 1^5=6 л/(с м1) колпчестно п| >
мыаиои воды необходимой дли одного фнтьтра
(jap = f1WJ- 30 6 - 180 п с
Днвметр коллектора распредетительнон системы находим по сно
роста входа дромьгввой воды <1ып~450 мм При рвсходе 180 л с
v.^ = 106 м/с (рекомендуется uHoi=l —12 м/с) Принимаем ра
стояние между ответвлениями распределительной системы т = 03 м
Площадь дна фильтра приходящаяся на каждое ответвление будет
(при наружном дивметре кот лектора d.o-i—470 мм)
/отв = (6 — 0 47) 0 3/2 = 0 83 м’
а расход дромывной воды поступающей через одно ответвтенис
Qtrte ~ /отв = O 836 = 4 98 л с
Диаметр труб ответвлении принимаем 50 мм (ГОСТ 3262—75*)
скорость входа ноды я отяетвление— — 2.35 м/с.
Для обеспечения 9о% itou равномерности промывки* фильтра
ipoMbtBuds вода должна подаваться под напором в начало распре
Д|_Л11тсты1о1 системы
Нв —2 9lti0
13 ъ —---------------2 9’, I
2й
1 06 + 2 36’
------------------ = 8 93 м
Расход промывной воды вытекающей iepvj отверстия и распре
делительной системе находим по формуле
1 Калицун В И Пзльгунов П П О расчете дренажа песчаных
фить?рон//Исследозаг ни п, очистке сточных вод —М изд МИСИ
нм В В Куйбышеов —1975 — 7*> 110
«no = 1*I/o V ,
где д — коэффициент раскола (для отверстий — 0,62), Zf0 —общая
площадь отверстий
Из этой формулы определяем общую площадь отверстий
Опо	0,18
Уо=------—Р	 =-------- -	— = 0.022 м».
рУДОв 0.62И 2-0,81.8,93
При Лл= 10 мм площадь отверстия /и=0<78 сч2 Общее количе-
ство отяерстий
л= ХЛЛо = 220/0,78 » 282.
Общее число ответвлений на каждом фильтре (5/0,3)2=34 Чис-
ло отверстий, приходящееся па каждое ответвление, 282/34 =8 шт.
При длине каждого ответилеяия /От»=(6—0,47)/2 = 2,76 м н рас-
положении отверстий в две ряда в шахматном порядке расстояние
между отверстиями /о=6и./12=2,76/8=0 34 м Произведем расчет
сборных отводных желобов фильтра Принимаем четыре желоба г
треугольным основанием Расстовпле между желобами составит

вис 1 Зв К рвечтту желовоа дав
ораашмюй авды ав фильтра
в/4 = I 5 м (рекомендуется не более 2,2м) Расход промывной воды,
приходящийся на один желоб </п,=4ор/4 = 180/4 = 45 л/с.
Прннныаем ширину желоба Й=0,35 Площадь поперечною се ie-
нви желоба н месте его примыкание к сборному каналу определяем
по форму те Д М Минца
/= 1.73 ]/	=1,73'^(0,045^/9.81) 0,35 = 0,072 м2
Конструитнвио принимаем размеры желоба, показанные но рнс
2 30 При этом наименьшее превышение кромки желоба над уровнем
воды а нем составит 8 см
высота ирочкн вад уровнем эвтруэкн
МЧ| = (he е/100) 4-0,3 = (1,5 25/100) 4- 0,3 л 0,68 м,
где с=25 % — относительное расширение фильтрующей загрузил
С учетом толщины днища обшап высота желоба 0,37+004 =
=0.41 м Следовательно, расстояние от низа желоба до верха за-
грузив фильтра будет 0,68—0,41 =0 27 м, что удовлетворяет требовл-
иням
19
ГЛАВА 3 СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ
ОЧИСТКИ сточных вод
§11 Поля фильтрации и поля орошения
Поли фильтрации — это участки земли, предназначен
пые для полной блопогическои очистки предваритетыю
осветленных сточных вод При очистке сточных вод на
полях фтиьтрацнн нспочьзуется самоочишающая способ-
ность почвы наиболее интенсивно процесс окисления ор-
ганических загрязнений идет в верхних слоях почвы
(0,2—0,3 м), где соблюдается благоприятный кислород
ный режим Из этого и вытекают требования, предъянля
смые к отводимой под почя фильтрации территории, к
свойствам грунтов, а также к качеству и объему сточноп
воды, которая может быть очищена на 1 га площади по
1СИ
Земледельческие поля орошения — это специально
подготовленные н спланированные участки, на которых
выращивают сетьскохозянственные культуры а для оро
шепия и удобрения используют сточные воды после их
ПОЛНО)! биологической очистки
Применение почвенных методов очистки рекоменду
стся прн расходах сточных вод до 5000—10000 мэ/сут
Почя орошения и лота фильтрации состоят из карт
сппанированных горизонтально итн с незначительным
уклоном и разделенных земчяпыми оградительными ва
чинами Сточная нода распределяется по каргам оро
сигельной сетью вода профильтрованная через слой
почвы отводится осушительной сетью (рис 3 1) Для
ночей следует выбирать участки со спокойным речьефом
местности Естественный уклон на этих участках не дол-
жен превышать 0,02
Наиболее предпочтительно устраивать поля па песча
пых и супесчаных грунтах можно устраивать их также
па сугпниистых грунтах и тощих гчинах однако пагруз
ну по сточным водах] в этом счхчае снижают Тяжечые
ехгчиики и гчнны не пригодны дчя >тих целен, так как
коля щболачаиаются Торфяные грунты нуждаются в
ирсдварптечьном осушении
Уровень подземных под на территории, используемой
под поля, должен находиться на глубине не менее 1 5 м
от поверхности При бочее высоком почоженин уровня
подземных вод необходимо устройство дренажа
60
Рис i  Пои орошения
I — noAiio стсчныя boa 2— распределите тыкай колодец A— магистряти <ый
кяяал 1 — распределительный канал 5 — кяртоный ороситель С — дрока*,
йен сети Т —отводнан дренажная кэнакя й — вылуск о—г —точки Расчет
aut участков
Межполияной период дни попей фильтрации котеб
лется от 5 до 10 дней, для полей орошения он устанавти
ваегся в соответствии с режимом полива выращиваемы*,
культур
При определении требуемой площади полей орошении
н потен фильтрации исходят из так называемой нормы
нагрузки, т е объема сточной воды, которая может быть
подана на I га тощали потей за определенный лроме
жуток времени Нормы нагрузки зависит от многих фак
торов характера почвы, ее окислительной мощности,
фильтрационной способности, пористости, от типа поток,
рота выращиваемых на них культур, характера и коп
центрации загрязнений сточных вод, от кпяматкческих
условий и др (табл 3 1) [10] Нагрхзкн сточных вод па
□оля фильтрации в зависимости от вида i руита, Клима
тических условий и глубины затегаиия подземных вод
принимают по табл 47 (СНиП 2 04 03 85)
Расчет полек ведется по среднесуточной норме на
грузин, т е ло количеству сгочпых вод приходящихся на
I га площади полей в среднем за сутки а течение года
Потная расчетная площадь полей фипьтракин
пол +	реа 4* Аф в (^ф аод + ф pnli (3 I)
0-773
ТАБЛИЦА 31 НОРМЫ И'ГРЗЗКИ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД
НА ПОЛЯ ОРОШЕНИЯ ДЛЯ РАЙОНОВ со среднегодовой высотой
слоя атмосферных осадков зоа-зоа нм
и-рагурз	Сельсяазазжасгвеи им культуры	Нагрузки на	пела лрлшеинй эдеиисн-гн от с	ыМга сут), У1ГТЭ
"С		суглинка	супася	паем
До 3,5	Огородные	30	40	60
	Полевые	15	20	30
3,6—6	Огородные	35	50	75
	Полевые	20	25	40
6,1—9,5	Огородные	45	60	80
	Полевые	25	30	40
9,6—11	Огородные	60	70	>5
	Полевые	30	35	45
Батее 11	Огородные	70	80	9U
	Полевые	35	40	45
ne F* ин-полезная площадь полей фильтрация, га Лври — ре-
зервная площадь полей фильтрации, га, рапная 10—25 % потезной
и ющади (СНпП п 6 183) йф ,=0 25-0 35—коэффициент, учиты-
гпющнГг увстпчеине площади в связи с устроЛстпоч вспомогатель-
ных сооружений |6]
Потная расчетная площадь полей орошения
где Fa аа_, — полезная площадь полей орошения, га, Fam—резерв*
гая площадь полей орошения, гз, 4в> =0,15-1-0,25—кадффицнеят,
тельных сооружений
Полезная площадь полей фильтрации
? ф пол ~	(3 2)
1 те Q — среднесуточный расход сточных вот, м3/еут, qt — нагрузка
«.точных вод вв ноля фильтрации. м3/(га сут), определяемая по
120т 47 |6]
Полезная площадь полей орошения
Fа пел = Q/?oi
где 4а — нагрузка сточных вод на ноля орошения м3/(га сут), опре-
деляемая как средневзвешенная величина из нагрузок на учлеткн с
различным» видами сельснохшийстмеиных культур (см табл 3 I).
82
Для удобства эксплуатации поля разделяют ватина
мн на отдельные карты Размеры карт нолей фильтрации
определяют в зависимости от рельефа местности общем
рабочей площади потен способ! обработки почвы ко
личества очищаемой сточной жидкости При обработке
п01ны тракторами пчощадь одной карты должна бып
не менее I 5 га Длина карт принимается в 2—4 раза
больше ширины Площадь карт потен орошения прнни
мается 5—8 га ширина карт зависит от вида грунта дтя
песков 50 м дтя супесен 80—100 м для суглинков 120—
150 м Дайла карт должна быть в 4—5 раз больше шн
рины Общее шело карт Лоооли зависит от принятие
размеров одной карты
Поскотьку прн подготовке полей к тетпему вегетацн
онному периоду прн уборке урожая в период дождей
выпуск на поля орошения сточной воды не допускается
длн приема сточных вод в это время служат резервные
не занимаемые под сельскохозяйственные кутьтуры уча
сткн выпотняющпе роль обычных потей фильтрации
Площадь этих полей га определяется по формуле
f о	°Ф/4ф	(3 3)
где а — коэффициент учитывающий часть расхода сточных вод по
ступающих па резервные участки (значения а для района со срет
негодовон температурой воздуха до б 10 и 1S ®С принимаются с
ответственно I 0 7а н 0 5; —норма изгрузки сточных под ia ;
зераиые фильтрационные потя принимаемая по табп 47 [6] и /
/(га сут)
Ширина карт резервных фильтрационных участков
принимается 50—100 м а длина —в 2—4 раза больше
ширины
В зимнее время после промерзания почвы фильтра
ция сточной воды практически прекращается и начин i
ется постепенное намораживание поступающей сточной
воды Требуемая дтя намораживания тощадь

Фпам (I ~~ Р1
С нам — /'ос) Р I®4
(3 4)
где — продолжительность зимнего намлраживання прчннмас
мая равной числу дней со среднесуточной температурок воздуха ни
же — Ю’С [определяется но изолин) нм (рис 32)] 0 — коэффи
ент зимней фильтрации
эаянсящни от фильтрационной способности
грунтов для легких суглинков суиеси и пескоя он соотаетстие! но
равен 0 3 045 н 055 йлам— высота слоя наморажвэания принимав
мая не более I м (обычно 0 5—0 6 м) line — высота сдоя зни ix
«хадкоо м р — плотность льда равная 09 т/м’
03

Стачные воды полают в наивысшую то iwy потей в
распределительный колодш откуда вода по сети рас
пределительных канатов поступает а отдельные карт
Для распределения воды внутри карт потен орошения
перед поливами устраивают временную оросительную
сеть в виде полос нт борол Для равномерною запо!
нения водой карты п лакируют с продольными и попереч
ними уклонами размер уклона зависят от водопронинт
емостн грунта Продольные н поперечные уклоны равин
для легких суглинков 0001 и 0 002 для супесен 0002
и 0 003 для песков 0 003 и 0 004 Оросительная сел
должна быть запроектирована таь чтобы стошая вода
подавалась самотеком в любой из участков обслужпнае
мои этой сетью территории Земляные канавы устрэнва
ют трапецоида mucro сечения каналы и лотки—прями
угольного сечения с облицовкой Ширина по верху огрз
днтстьпых разделительных ватинов должна быть не мс
нес 0 7м 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 Размеры тотков и трубо
проводов определяют расчетом наименьшие размеры
лотков 02\02 м, а наименьшим диаметр труб 100 мм
Магистральный канал рассчитывают по общему wai
симальному секундному расходу а распределительный
канал—по максимальному секундному расхоту который
зависит от числа карт одновременно орошаемых и
примыкающих к данному распределительному каналу
А'од = ' о полкам п	( Г1

Канаты рассчитывают по обычным форму там гл драв
лики для равномерного движения жидкости с соблюл»
ннем допустимых скоростей потока и уклонов капало»
Минимальная незаиливающая скорость для картою ix
оросителей распреде штельиых и магистральных кап
лов принимается равной 0 3 0 4 и 0 5 м/с Наяменьшии
уклон для картовых оросителей принимают 0001 а для
рлспределитетгных и магистральных каналов — 0 0005
При неблагоприятных грунтовых условиях на полях
85
сии, j —• дреиажовн
труба, 4—осуши*
орошения и полях фильтрации устраивают осушительную
водоотводящую сеть, которая состоит из дренажа, сбор-
ной сети, отводящих линий п выпусков.
Дренаж позволяет своевременно отводить лишнюю
влагу нз почвы в способствует прониканию воздуха в осу-
шаемый деятельный слой, без чего не может проходить
аэробный окислительный процесс. Устройство дренажа
обязательна при залегании подземных вод на глубине ме-
нее 1,5 м от поверхности карт. В зависимости от харак-
тера грунтов дренажную сеть устраивают в виде откры-
тых осушительных канав пли закрытого дренажа
(рнс. 3.3): в слабопроннцаемых грунтах (суглинках) —
закрытый древаж; в сильнопропнцаемых грунтах (песок,
супесь) —открытые осушительные канавы.
§ 12. Бнологическне пруды
Процесс очистки в биологических прудах аналогичен
процессам, происходящим при самоочищении водоемов.
Для устройства биологических прудов могут быть ис-
пользованы естественные впадины местности, заброшен-
ные карьеры, а также специально созданные водоемы.
Пруды применяются для биологической очистки и глубо-
кой очистки городских, производственных и поверхност-
ных сточных вод.
Биологическую очистку сточных вод в прудах е есте-
ственной аэрацией осуществляют в тег случаях, когда
БПКиолл н® превышает 200 мг/л. при большей БПК0ПЛв
необходимо проводить этот процесс в прудах с искусст-
венной аэрацией, Если БПКаолч превышает 500 мг/л,
то поступающие сточные воды следует предварительно
очищать.
При глубокой очистке сточные воды направляются в
м
Плясгуясячагы* бяляоппмяиа
пруды после нч биологическом или физике химической
очистки в прудах с естественно! аэрацией БПК пЛн по
ступающих сточных вод не должна превышать 25 мг/л
а в прудах с искусственной аэрацией — 50 мг/л После
глубоком очистки БПКполи сточных аод может быть до
ведена до 2—3 мг/л летом и 1—2 мг/л зимой
Биологические пруды устраиваемые на 1ефяльтр\<
щих или слабофильтруюших грунтах должны состоять
не менее чем из двух параллельно работающих сеьщп
включающих от двух до пяти последовательно распою
женкых ступенен (рис 3 4) Эффект очистки в каждж
ступени следует принимать около 50—60 %
Конструктивные размеры каждом секции пруда с ес
тественнои аэрацией должны назначаться с учетом обес
печения гидравлического режима близкого к идеальномх
вытеснению гарантирующему движение жидкости i л
всему живому сечению пруда Это достигается или соот
ношением длины секции п ее ширины не менее 20 1 или
конструкциями впускных if выпускных устройств Рабо
чая глубина прудов принимается равной 0 5—1 м
В прудах с искусственной аэрацией форма прудл в
плане зависит от типа аэратора обеспечивающего ско
рость движения воды в любой точ! е прхда не менее
0 05 м/с
Рабочая глубина пруда зависит от БПКл л пост;на
ющен сточной воды и яе должна превышать 05 1 i
3 м соответственно при БПКпоЛв>100 >40 >20 п
<20 мг/л
87
аэротенки вытеснители (рис 36,а)—сточная вода и
возвратный активный ил подаются сосредоточенно с од-
ной из ториевых сторон аэротенка, а выпускаются также
сосредоточенно с другой торцевой стороны,
аэротенки смесители (рис 36,6)—подача и выпуск
сточной воды и пла осуществляется равномерно вдоль
длинных сторон коридора аэротенка,
аэротенки с рассредоточенной подачеи сточной воды
(рнс 3 6, а)—сточная вода подводится в нескольких
точках по Длине аэротенка, а отводится сосредоточенно
Из его ториевой части, возвратный ил подается сосредо
точенно и начало аэротенка
Аэротенки используют в чрезвычайно широком диа-
пазоне расходов сточных вод от нескольких сот до мт-
лнонов кубических метров в сутки
Аэротенки вытеснители целесообразно применять при
БПКполи постхпающен сточной воды до 300 чг/л, а а*ро
тенкн смесители — при БПКпшя До 1000 мг/ л
Расчет аэротенков вктючает определение вместимости
и габаритов сооружения, объема требуемого воздуха н
избыточного активного та Вместимость аэротенков он
ределяется ио среднечасовому поступлению сточных вод
за период аэрации в часы максимального притока Про
должнтсльность аэрации в аэротенках смесителях t, ч,
вычисляется но формуле
где L, — БПКооло поступающей в аэротенк стоялой воды (с учетом
anikeiiM БПК при перешили отстаивании), мг/л, £г —БПК«0.я
(иищеяпых сточпых вод мг/л а —доза ила. г/л (о аэротенках сме-
сителях без регенерации а = 3 r/л с регенерацией а«=2т4,5 г/л) S—
зольность цлв (для городских стачных вод 5 = 03) р— удельная
скорость окисления ыг БЛКо«л« ua I г беззольного вещества витии-
нога ила в I ч
’ = L,C + XtC + «oL, (“ГнрГ)’	13 4
здесь рм>>< — максимальная скорость окисления мг/(г ч) С — кон
цеитриипя растворенною кислорода, мг,л Kl — константа харвк
тернзующая свойства органических загрязнений, ыг БПКиод./i, Ло—
нонетаита характеризующая влияпие кислорода мт Oi/x, ф— ко-
эффициент ингибирования проектами распада активного ипа л/г
Для городских н близких к ним по составу производ-
ственных сточных вод р-акс = 85 mi БПКпо1н/(г ч) Kl =
= 33мг БПКг,и1И/л, /<0 =0,625 мгО2/л, <р=0,07л/г 5 =
= 0,3 Для различных видов производственных сточных
вод эти расчетные параметры приведены в табл 40 [6]
При расчете аэротенков смесителей с регенерацией доза
ила принимается равной дозе ила в регенераторе Про
должнтельность аэрации в аэротенках вытеспитепях вы
чнсляется по формуте
‘Нс + к°)('•. сТГIк-
Рмвис(I — °)	J
<э 9)
где Дг—коэффициент учитывающий влияние продольного переме-
шивания при полной биологическое очистке до Lt — I5 мг/л X. = 1 &,
при £, >30 мг/л Лг= I 25
Дота активного ina при расчете аэротенков вытесни-
телей принимается без регенерации равной 3—5 г/л в
при регенерации 2—4 5 г/ ч При расчете аэротенков вы
теснителей без регенерации величина La определяется с
учетом разбавлении рециркулирующим расходом
Режим вытеснения в аэротенке обеспечивается ври
соотношении длнвы и ширины коридоров более 30 1, ес-
ли это отношение меньше, то необходимо осуществлять
секционирование коридоров с пятью шестью ячейками
Степень рециркуляции активного ила R в аротеинах
рассчитывается по формуле
1000/J—а ’
(3 10)
где / — нлокый индекс см’/г (табл 3 2), следует иметь е виду, что
дли окситенкоо величина / должна быть снижена в ),3—1,3 разе
М
ТЛЕ Т II Ц А 3 2 ЗНАЧЕНИЯ ИЛОВОГО ИНДЕКСА !
Сточные воды	J см1 пр нагрузке из ил мг/(т суп					
	100	200	3 0 | 400		SCO	600
Городские Производстве шые	130	100	70	80	9а	110
нефтеперерабатывающих заводов	—	120	"0	80	120	160
заводов синтетического ка учука	-	100	40	70	100	1.30
иеллюдозно бумажных комбинатов	—	220	150	170	200	
химических комбинатов		40	60	75	90	|°0
Формула (3 10) справедлива при /<175 см^/г и
л<^5 г/q Величина R для отстойников с илососами с
итоскребами с самотечным удалением ила должна
быть равна соответственно не менее 0 3 0 4 и Об
Нагрузка на I г беззольного вещества нла в сутки
При проектировании аэротенков с регенераторами
необходимо рассчитывать продолжительность окисления
загрязнений i
(3 12)
где дР — доза н па в pei li ератаре г/л
ар-1!/(2ЯН I] а	(3 13)
Удельная скорость окисления для аэрогеиков смеси
тетей и аэроте! ков вытеснителей с регенераторами on
ределиется при дозе ила ор
При поде iere 1 дтя аэротенков вытеснителем
БПКполп поступающем сточной воды определяется с )че
том разбавления рециркуляционным расходом
«)/('	«)	О 14}
Следует иметь в виду что при расчете аэротенков с
регенерацией активного ила L определяется с у |етом
разбавления циркулирующим расходом а —без учета
разбавления
•2
Продолжительность пребывания сточных вод в соб-
ственно аэротепке ч
2,5 La
ta = -— lg— .	(3 15)
а период регенерации /р, ч
/Р =	(3 |б)
Объемы аэротенка V, и регенератора V₽, м3, опреде
ляются следующим образом
^=/a(l+«)Qp.C4.	(3 17)
Vp=/p*4pac4	<3 IS)
где Qp,<i — рас 1егныи расход сточных вод м3/ч
Прирост активного ила в аэротенках П, mi/л, подсчи
тывается по формуле
/НОМт KaLa,	(3 19)
где В, — концентрация взвешенных веществ поступающих п таро
теик мг/л Кп — коэффициент прироста активного ina для город
ских н производственных сточных вод Кп=03—05
Продолжительность аэрации в аэротенках на полное
окисление (аэротенки с продленной аэрацией) определи
елся по формуле (37) при у телыюй скорости окисления
Р==6 мг БПКпал|/(г ч) [4 мг БПК&/(г ч)[. дозе ила а =
= 3-4 г/л н эолыюсти 5 = 0 За, количество избыточного
активного ила принимается равным 0,35 кг па I кг
БПКпа и (0 5 кг на 1 кг БПК5)
Удельный расход воздуха О мп/м3 при очистке сто i
пых вод в аэротенках определяется отношением расхода
кислорода требующегося для обработки I м3 воды к
расходу используемого кислорода с 1 м3 подаваемого
возлуха
где 2— удельный расход кислорода воздуха мг на 1 мг снято»
БПКаош при полной очистке равняется I I мг/мг при кспотноП очи
стке —09 мг/мг а для аэротенков на полное окисление — ( мг/мг
(142 мг/мг БПК$) А| — коэффициент учитывающие тип аэратора
принимается для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соот
ношения площадей аэрируемой золы и аэротенка (J/F) по табт 3 3
для средиепузырчатой и систем ннзкоиапорнон аэрации 4,-075
4а —коэффициент зависящий от глубины погружеивя аэраторов ft,
принимается по табл 3 4 л, — коэффициент учитывающий темпе
ратуру сточных вод
Я| = 1+0,02 (7ср —20),	(3 2lj
93
(адш Тсг. — среднемесячная температура сточных вод за летний пе
риал °C) гц— коэффициент игчесгвв сточных вод дли городских
«.точных вод л3=0_85 для ороиаоодствениых сточных вол прпинма
ется но опытным данным при нх отсутствии прннннвстся раш ым
0 7 С —растворимость кислорода в воде мг/л
Ср= (I +Дя/20 б)Ст	(3 221
(здесь Сг — растворимость кислорода воздуха в воде в ааянепмо
сти от температуры и давления принимается по табл 3,5) С —
срстнгя ко|щс1гтраш1я кислорода а аэротенке приближенно прппи
МЗСП.Й ранной 2 мг/л
ТАБЛИЦА ЗГ РАСТВОРИМОСТЬ КИСЛОРОДА В ЧИСТО Л ПОДЕ ПРИ
ДАВЛСННН« I МП<
т«	T т>рй ’С	ст « /т	ТмтхрпР- *С	с’4"
		12 79	20	9 02
	п	11 27	22	8 07
	12	10,75	24	8,33
	14	Ю, >6	26	8 02
	15	4,82	28	7 ,71
	1В	И 4		
Птощадь аэрируемой зоны / принимается по пиша
ди занимаемой пневматическими аэраторами включая
просветы между ними до 0 3 м По найденным значени-
ям D и I определяется интенсивность аэрации /,
м'1/(мо ч)
I = DHH	(3 23)
гяе Я — рабочая глубине аэротенка и
В аэротенках вытеснителях удельный расход воздуха
II и |тепсив1!осгь аэрации расе штываются по формутам
(32С) и (323) Если вычнс7е|ная интенсивность аэра
инн более /ма с дтя принятого значения k следует уве
ли шть площадь аэрируемой зоны если менее минима !
поп /« , для принятого значения kj следует увеличить
расход воздуха приняв/«иг по табл 3 4
При подборе механических пневмомеханических н
струйных аэраторов стедует исходить из их производи
тетьиостн по кислороду скорости потребления кислоро
да и массообменных свойств стотных вот характерпзу
емых коэффициентами п л2 и дефицитом кислорода
Рабочую глубину аэротенков принимают от 3 до 6 м
отношение ширины корнюра к работей гтубине аэро
тепков—от J I до 2 1
Для аэротенков я регенераторов число сеицни дсиж
но быть не менее двух Для станций производительно
стыо то 50 тыс м'/сут паибочее целесообразное шело
cci пни 4—б а при большой произвотнтетьности—6—8
в е секши рабочие каждая состоит из двух — четырех
коридоров В практике проектирования и строительств!
аэротенков испотьзуют типовые проекты разработанные
Союзводокана тпроектом (таб 1 3 6) и ЦННИЭП ниже
ТАБЛИЦА Зв ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ
АЭРОТЕНКОВ СМЕСИТЕЛЕЙ
111 рии оридор».	РвбГПАИ глуй и а про емко	Число к ридороо		ссшни м	Тонер ооо о проекта
3	1 2	2	170 200	24 36	002 2 94 902 2 95/96
4	4 5	2	664 1296	24 36	902 2 215 216 902 2 21//218
6	5	3	3 780 5 400 7з61	42 to 83	902 2 268 902 2 269 902 2 21!
9	5 2	4	21 660 26 080	120 150	902 2 120/72 902 2 264
М
б)
б)
Системы паддчи ыддух!  дчрагскжи
мерного оборудования (табл 37) Систему аэрации в
аэротенках применяют, как правило, пневматнческу ю
лти механическую (рис 3 7)
В зависимости от вида пневматического аэратора
раэтячают метко средне и крупнопуэырчатую аэра
цкю. крупность пузырьков воздуха соответственно состав
лкег 1—4 5—16 и белее 10 мм К мелкопузырчагым
аэраторам относят керамические тканевые и тастико
йые а также аэраторы форс) ночного и ударного типа к
средпепнзырчатым— перфорированные трхбы, щедевые
аэраторы и др , к кру пнопузырчатым—открытые снизу
вертикаиные трубы а также сопта
Накботее распространенным типом мелкопузырчато-
го аэратора явтяется фиитросиая пластина размером
ЗООуЗОО мм и юицнной 35 мм Фтьтроспые птастииы
заделывают в жетезобегонные канаты, устраиваемые на
дне коридора аэротенка у стенки, вдоль длинной' его
во
ТАБЛИЦА JI ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТИПОВЫХ АЭЮТЕВКОВ*ВЫТЕСМВТ£ЛЕЙ
1 = 3.	И й	*	РиСочый объем иДпиП кекцих и* ipt длине м							Номер та левого проекта
			ЗБ—12	•IB S4	но-а»	72 8	М-90	9S- и	108—114	
			1040—1213	1386—1559	1732					902 2 195
	3 2	3	IbGO—IB20	2080—2340	2600	—							902 2 192
4 5		4	2(|70—241b	2762—3108	3494—3800	—	—	—	—	902 2 178
		2	1420—1653	1896—2134	2372					902 2 19э
	4 4	3	2140—2496	2852—3208	3564									902 2 193
		4	2850—3325	3800—4275	4750-5225	—	—	—	—	902 2 178
		2		2530—2847	3154—3471	3788				902 2 196
	4 4	3	—	3800—4275	4750—5225	5700						902 2 192
6		4	—	5700	5334—0968	7602—8230	6870	—	—	902 2 179
		2	_	2880—3240	3600—3960	4320				902 2 >96
	5	3	—	4320—4860	5400—5940	6480					—	902 2 193
		4	—-	6500	7220—7940	8666—9380	10 100	•—	—	902 2 179
		2				6180	6 655-7 130	7 э05-7 980	8 455	902 2 197
	4 4	3	—	—	—.	9270	9 983 10 696	11 409-12 122	12 831	902 2 194
		4	‘—	—	•—	•—	13300 14 250	15200-16 150	17 100 1В05(	902 2 18D
		9				7 020	7 560 8 100	8 640-9 180	9 720	902 2 197
	5	3	—	.—	-—	10 530	11 340 12 150	12 960 И 770	14 580	902 2 194
		4	—	—	—	—	151-0 16 200	17280 18360	19 440—20 520	902 2 180
с арены П частики укладывают обычно я два пли три
। । ,а для обеспечения подачи в аэротенки необходимого
i цемз воздуха, который подается по магистральным
। чдуховодам и стоякам в канал перекрытый пластнна-
м г Стояки размешают через каждые 20—30 м Исполь-
ют также пористые керамические трубы диаметром
О мм и длиной 500 мм
Для среддепузырчатой аэрации чаще всего прнмепя-
к дырчатые трубы с отверстиями диаметром 3—4 мм.
। >убы укладывают на дне аэротенка, воздухоподающие
с яки устанавливают через 20—30 м
Крупнопузырчатые аэраторы могут выполняться из
11 уб диаметром 50 мм с открытыми копнами, опушенных
1 итпкально В1И1Э на глубину 0 5 м от дна аэротенка
Заглубление аэраторов при ииэконапориой системе
। рации 0,5—1 м, при других системах 3—6 м в зависн-
стн от глубины аэротенка
Принцип работы механических аэраторов основан па
в пленении воздуха непосредственно ил атмосферы вра-
u ющимися частями аэратора (ротором) и перемещнеа-
I, и его со всем содержимым аэротенка Конструкция
I пора может быть конической дисковой цилиндричес-
ки!, турбинной, кочесной, винтовой, а ось вращения мо-
нет располагаться вертикально и горизонтально По
и । ишиву действия механические аэраторы делят па им*
। е терние и поверхностные Наиболее широко распрост-
। шеиы механические аэраторы поверхностного типа
При устройстве пневматической системы аэрации не-
обходимо произвести расчет воздуховодов который со-
ек ит в подборе диаметров трубопроводов и определении
и 1срь напора в нах Скорость движения воздуха в об-
пкм и распределительном воздуховодах обычно прини-
мают равной Ю—15 м/с, в воздуховодах небольшого
ди (Метра—4—5 м/с Суммарная величина пглерь напора
, । «.чет местных сопротивлений и сопротивления па тре-
пне в воздуховодах не должна превышать 0 3—0 35 м
При определе! ин общего напора воздуходувки расчет-
। । е потери напора в аэраторах с учетом увеличения со
Н| огявлеиия т период эксплуатации следует принимать
д1я мелкопузырчатых аэраторов не более 0,7 м для
1редневузырчатых (рзево 1агаемых на глубине более
3 м) 0,15 м в системах пизконапорпой аэрации (при ско-
рости выхода воздуха из отверстия—5—10 м/с) 0,02—
0 ('5 м
•ж
Воздуходувки подбирают по каталогу, исходя из об
щей потери напора и расчетного расхода воздуха Число
рабочих воздуходувок при производительности станции
более 5000 м3 воздуха в 1 ч принимается не менее двух.
при меньшей производительности допускается устапав
лнватъ одну рабочую воздуходувку Если число рабочих
воздуходувок не превышает трех то принимается одна
резервная, если более—две резервные
При устройстве механической аэрации необходимо
произвести расчет аэраторов и определить необходимое
нх число для установки а аэротенках
§ 14.	Циркуляционные окислительные каналы
Циркуляционные окне тигельные каналы представтя-
ют собой проточные бассейны тралецентальиого сечения,
имеющие замкнутую форму в тане и оборудованные
механическими аэраторами, обеспечивающими циркули
цнонное перемещение, перемешивание и насыщеоне мк
лородом обрабатываемой смеси сточной воды и активно
го нла Циркуляционные оросительные каналы явтяюкя
сооружениями полной биологической очистки сточных
вод активным илом при продленной аэрации В цирку-
ляционных окислительных канатах' могут очищаться ка»
бытовые, так и высококонцентрированные неразбав ien
ные производственные сточные воды, без вредварнтели
ного отстаивания (посте решеток н песколовок)
По схеме работы циркуляционные окислительные ка
налы делят на каналы непрерывного и периодического
действия (рис 3 8) В каналах непрерывного действия
09
разделение иловой смеси осуществляется во вторичном
отстойнике а в капаiax периодического действия пело
средствеиио в самом канате при вик'ноченпых аэрато-
рах Наиболее распространены вытянутые в плане коль-
цевой формы каналы с бетонными откосами и дном, ра-
бочей глубиной около I м и производительностью до
Н00 M3/cj т
Продолжительность аэрации в циркуляционных ка
палах определяется по формуле (3 7) при р = 6 мг/(гХ
Хч) (по БПКяо,и) »ли 4 мг/(г ч) (по БПКэ). а = 3~4
r/л и 5«035 Удельный расход воздуха определяют по
формуле (3 20) как для аэротенков продленной аэрации
при 2 = 1 мг/мг (по БПКполн) нлп I 42 мг/мг (по БПК$),
*i=0 75
Механический аэратор рассчитывают по подаче необ
холимого кислорода и по созданию скорости потока а
канале (расчет ведут по БПКэ) Количество кислорода,
кг/сут которое необходимо подать в сточную воду,
Afffl = 2ae-M)<?/iOOO	(3 24)
Расчетная производительность I м аэратора по кис-
лороду, г/(ч м)
где ла — частота вращения аэратора с-1, Л» — глубина погружения
оратора см d,— диаметр аэратора см
Для механических клеточных аэраторов диаметром
50 70 и 90 см расчетную производительность Л1а иахо
дят по табл 3 8
Требуемая скорость движения жидкости в канале,
м/с
t>Tp~O 25 / оЯо ,	(3 26)
где На — глубина канала и
Скорость движения жидкости в канале, создаваемая
аэратором
----.	(3 27)
+ 0.05К)
где h — импульс давления аэратора определяемый по табл ЭЯ,
I, — длина аэратора м 5И — площадь живою селения канала ма,
п=0 014 «— коэффициент шероховатости для бетонных стелой, R —
100
ТАВЛИЦА 18 ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА МЕХАНИЧЕСКОГО
клеточного АЭРАТОРА
Д.мкегр	Чаета га	ГЛубина погружения греб ей см	Праш води тыьиость по кислороду г (ч и)	Требуемая мощность	Мяпульс да&ле! ни
		8	230	0,21	0 0015
	60	15	380	0 49	0 0055
		20	490	0 6	0 0054
		в	470	0 42	0,0066
50	90	15	950	0 9	0,012
		20	1170	1.2	0 ОН
		8	850	0,62	0 016
	120	15	1800	1 42	0 017
		20	2300	1,92	0 016
		в	300	0 36	11 (106
	60	15	570	0 9	0 013
		25	940	1 35	0 1
		в	570	0 э7	0 01
70	во	15	ИЗО	1 5	0 01
		25	1900	2 27	0,09
		8	830	0,85	0,014
	100	15	1930	2,24	0,024
		25	3200	3,5	0 ОЗэ
		8	530	0,63	0,0086
	60	20	1200	2,21	0,021
		30	1430	4	0 022
		в	910	1,14	0,013
	80	20	2400	3 6	0.01
90		30	3400	6,26	0 034
		в	1350	1.8	0,016
	100	20	3900	5	0,04
		30	5600	9	0,049
юг
гндрав тнческий радиус, ы, <ц — длина циркуляционного какала, и:
—сумиа килффициектов местных сопротивлений, для О образно
го кэпа ia равная 0,5
По имеющимся типовым проектам производитель-
ность циркуляционных окислительных каналов—от 100
до 1400 MJ/cyT, БПК5 поступающих сточных вод—150,
250 ц 400 мг/л. Число каналов на очистных сооружениях
I—2, число аэраторов в канале 1—4, глубина канала
1 м
§ 15	Биологические фильтры
Биоюгкческий фнтьтр—сооружение, в котором сточ-
ная вода фильтруется через загрузочный материал, по-
крытый биологической пленкой, образованной котония-
ми микроорганизмов Биофильтр состоит из следующих
основных частен фильтрующей загрузки, помещенной в
резервуар крупой или прямоугольной формы в тане,
водорэслредеипелыюго устройства, обеспечивающего
равномерное орошение сточной водой поверчнисiп за-
грузки биофичырз, дренажного устройства для удале-
ния профильтровавшемся воды, воздухораспреде ипечь-
ного устройства, с помощью которого поступает пеобходн
мый д тя окислительного процесса воздух Отработанная
и омертвевшая пчелка смывается протекающей
сточной водой п выносится из тела биофильтра Необ-
ходимый дчя биохимического процесса кислород возду-
ха поступает в толщу загрузки путем естественной и
искусственной вентитяцпи фильтра
Процессы окнсчення, происходящие в биофильтре,
аналогичны процессам, происходящим в других соору-
жениях биологической очистки и в первую очередь на
нолях орошения п почях фильтрации Однако в био-
фильтре эти процессы протекают значительно шпеи
снвнее
Бпофптыры могут работать на потную и неполную
биологическую очистку и классифицируются по различ-
ным признакам, основным из которых является конструк-
тивная особенность загрузочного ма!ериача объемная
загрузка (гравий, шлак, керамзит, щебень и др) и то-
скостиая загрузка (пластмассы, асбестоцемент, керами
ка, металл,ткани и др )
Биофильтры с объемной загрузкой подразделяют ид
к тельные, имеющие крупность фракций загрузочного
(02
материала 20—30 мм и высоту слоя загрузки I—2 м вы
соконагружаемыс с крупностью загрузочного материя
ла 40—go мм и высотой слоя загрузки 2—4 м ботьшои
высоты (башенные) с крупностью загрузочного матери
ала 60—80 мм и высотой стоя загрузки 8—16 м Объем
ный загрузочный материал имеет плотность 500—
1500 кг/м1 и пористость 40—50 %
К биофичьтрам с плоское!пои загрузкой относятся
биофильтры с жесткой засыпной загрузкой где в м
честое загрузки используют керамические, птастмассо
вые и метачлнческие засыпные этемепты в зависимое!и
от материала загрузки плотнос1Ь ее состатнег KKI—
600 кг/м‘ пористость 70—90 %, высота слоя загрузки
1—6 м
биофильтры с жесткой бточион загрузкой —блочные
загрузки выполняют из различных видов пластмассы
(гофрированные и плоские листы или пространственные
элементы), а также из асбестоцементных листов плот
мость пластмассовой загрузки 40—100 кг/м пористость
90—97 %, высота слоя загрузки 2—16 м птотность ас
бестоцементнои 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 те
нок, синтетических тканей (нейлон, капрон) которые
крепятся на каркасах итк уктадываются в виде руто
нов птотность такой загрузьи 5—60 кг/м' пористость
94—99 %, высота слоя загрузки 3—8 м
Капельные биофильтры применяют при расходах
сточных вод до 1000 м3/сут, а высокоиагружаемые и
большой высоты—до 50 тыс м’/сут Плоскостные био
фильтры с засыпной и мягкой загрузкой рекомендуется
использовать при расходах до 10 тыс м’/сут с бчочиои
загрузкой—до 50 тыс мэ/сут
По технологической схеме работы биофильтры могут
быть одноступенчатыми и двухступенчатыми ,прп этом
режим работы назначается как с рециркуляцией так и
без нее
К биофильтрам с плоскостной загрузкой следует от
нести и погружные дисковые биофильтры которые ис
потчуют для о |истки бытовых н производственных
сточных вод прн расходах до 1000 мл/суг Диски выпог
пяют из пластмасс асбестоцемента или из металла они
имеют диаметр 0 6—3 м Расстояние между дпеками
103
10—20 мм, частота вращения вала с дисками I —
10 мин-1
Капельные биофильтры в зависимости от расхода
сточных вод и среднегодовой температуры воздуха раз-
мещают в неотапливаемых помещениях, допустимая
БПКлоли сточных вод, лоиваемых тга биофильтр, состав-
ляет 220 мг/л. гидравлическая нагрузка I—J м'/м1 в
1 сут
Для расчета капельных биофильтров сначата опре-
деляют коэффициент К
K = La!Lt,	(3 28)
где £а, L, — БПКпштк стсшьсх вод (поступающей я очищенной)
По средиезнмлей температуре ci очных вод Т н зна-
чению К (табл 3 9) определяют высоту биофильтра И
и гидравлическую нагрузку q Если полученное значе-
ние К превышает значения, приведенные в табл 3 9,
необходимо вводить рециркуляцию и расчет производить
по методике расчета высокоиагружаемых биофильтров
с рециркуляцией
ТАБЛИЦА 39 ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА КАПЕЛЬНЫХ
БИОФИЛЬТРОВ
1 щрк&лическая нагрузка«. <>т>	Значепнп X при срсдиезнш1еЛ температуре сючиоЛ воды Г. ‘С			
	Я	|	щ		и	ц
1	8,0/11,6	9,8/12,6	10,7/13,8	(1,4/15.1
1.5	5.9/10,2	7,0/10,9	8,2/11,7	10,0/12,8
2	4,9/8,2	5,7/10,0	6,6/10,7	6,0/11.5
2.5	4.3/6,9	4,9/8,3	5,6/10,1	6,7/10,7
3	3,8/6,0	4,4/7,1	5,0/8,6	5,9/10,2
Примечание Перед чертой — злаченяя К для высоты био-
фильтра /7 = 1,5 м, после черты — для Н=2 и
Затем по расходу очищаемых сточных вод, м3/сут, и
гидравлической нагрузке, м3/(м5 сут), вычисляют общую
площадь биофильтров, м<
F = Q/q.
(3 29)
Биофильтры устраивают в виде отдельных секций.
Число н размеры секций завися! oi способов распреде-
ления сточной воды по поверхноон, условий их экеллу-
104
атацни и др, число секций принимается не менее 2 и
не более 8, все секции должны быть рабочими
Высоконагружаемые биофильтры, как правлю, pai
метают на открытом воздухе, высоту биофильтра на
значают в зависимости от БПКпаЛв очищевкой стоянии
воды а гидравлическою нагрузку принимаю! 10—
30 mj/(m* 2 сут), допустимая БПКпиаи поступающих на
бнофп льтр сточных вод 300 мг/л
Расчет высоконагружаемых биофильтров производят
в такой пос 1едователыюсти по форму ie (3 28) находя i
К, по среднезимней температуре сточной воды / и по
найденному значению К определяют высоту биофилы
pa Н, гидравлическую нагрузку q н расход воздуха ti д
(табл 3 10) Если полученное значение К отличается
от приведенных в табл 3 10 следует принимать для
очистки без рециркуляции Н, q и Вуя по ближайшему
большему значению К, для очистки с рециркуляцией но
меньшему
ТАБЛИЦА 3 10 ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ВЫСОКОНАГРУЖАЕМЫХ
БИОФИЛЬТРОВ
8	|	IU	|	ь 1	14
Гидравлическая нагрузка а	М‘/(М' еут)	
)О | 2С |	10	| Л | 10 | 20 | )0 I XI
При вья=8 и3 на 1 м1 воды
2	3,02	2,32	3,38	2 5	3,76	2,74	4 3 3,П2
3	5,25	3,53	6.2	3 96	7,32	4 64	8,95 1 5 25
4	9,05	5,37	10,4	6 25 11,2 7,54 12,1	9,05
При S>R= 10 ц3 на I м3 воды
2
3
3.69	2.89	4,08	3,11	4.5	3,36	5,09	3 67
6,1	4,24	7 08	4,74	8,23	5,31	9,9	6,04
10,1	6,23	12,3	7,18 15,1	8,45 16,4 10
При Ам=12 мэ на 1 м3 воды
4,31
105
При очистке без рециркуляции находят пюшадь
биофипьтров по формузе (3 29) при очистке сточных
вод с рецвркучяцией определяют допустимую БПКппи,
смеси, поступающей и рециркуляционной сточной воды,
подаваемой па бнофпчьтр, Аеи, мг/т коэффициент ре
цирку 1яции лр и пощади биофильтров F
/	= KL,	(130)
Ир —	£	'	1
I =Q(rip+ 1)/«	Р 32)
При расчете высоконагружаемык биофильтров дпя
сточвых вод, имеющих Т<8°С и Г>14°С
k = jo'1®+|1 ,	(3 33)
гис а н 0 — коэффициенты, принимаемые пл табл 3 11. Ф — кряк
|п1алы1ый комплекс
Ф-7/S^ Ат/-/'(3 34)
р пхь Кг — температурная константа потребления кислорода
Кт = 0,2 1.D47’-г	(3 35)
ТАБЛИЦА ап ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ а И в
ЬдсльлыА расход юадуаа Цуд и*/»’	Ki in Ч иалигиЛ кшамеди ф		
6	<0,662 £>0,662	1,51 0,47	0 0,69
10	<0,65 £>0,85	1.2 о.<	0 13 о аз
12	<1 1Ю >1,06	СМ	0.19 1.15
Биофильтры с плоскостной загрузкой стедует рязме
шать в закрытом помещении Высоту биофильтра на
«илчагог в аапнсимостн от требуемой степени очистки
Допустимая БПКМ<1Л| поступающих сточных вод при
полюй биотогн lecKOH очистке составтяет 250 мг/л. при
I еполной очистке — не ограничивается Гидравлическая
нагрузка зависит от необходимой степени очистки и со
держания органических загрязнений в поступающей
< ючной воде.
106
ТАБЛИЦА 111 ЗНАЧЕНИЯ Ч ПИН РАЗЛИЧНОЙ If
Для расчета биофильтров с плоскостной загрузкой в
зависимости от требуемой БПКз очлшейных сточных вод
по табл 3 12 нахотят критериальный комптекс
i1 = ₽UKT1MB	(3.-)
где Р— пористость загрузочного матерка па. %, АТа— масса оргонн
ческкх загрязнений по ЬПК>, оостулающия в I сут ка едиинпу ла
верхиостл загрузочного материала биофнтьтра г/(и3 сут)
Мп = La IbISjh = Afo/Sjn,	(3 3)
где La— БПКч поступающих и точных вод мг/Л <?л—гидравлическая
нагрузка. м3/(м3 суг) 51П — удепыыя лояерхиоспь загрузочного н<
терцета м’/м3, Л1и — нагрузка ло ВПК- на I м3 объема биофильтр!
гДм3 <.ут)
По заданной средпезнмпей температуре сточных вод
Т подсчитывают Кт Глубина слоя загрузки Н назнача
ется в зависимости от требуемой степени очистки, но не
менее 4 м, Р определяется конструктивными размерами
плоскостной загрузки, находят из форчучы (3 36)
Ми=Р»К1/л	<3 3**)
Далее по заданной величине La и конструктивному
размеру S,A из формулы (3 37) определяют допустимую
гидравлическую нагрузку qn
Ча = А)п 5уд/1-д	(3 j |)
Затем по заданному суточному расходу, м3/сут, и
подсчитанной q„ вычисляют объем загрузочного мате
риала биофильтра, число биофильтров и их конструк
тнвиые размеры
Погружные дисковые биофильтры рассчитывают по
зкепернмептальпым данным в зависимости от требуемой
степени очистки и концентрации органических загрыз
нений в поступающей сточной воде В зависимости от
нагрузки по ВПК , ш н 1»1 по БПКз па 1 м3 площади по
всрчиостп дисков, расхода сточных вод и ВПК а посту
нающей сточной воде вычисляется общая площадь по
107
верхпости дисков Затем назначаются конструктивные
размеры погружных биофильтров такие как диаметр
дисков расстояние между ними чисто дисков на одном
аалу нт д после iero определяется чисто сооружений
Сточная вода распределяется по пояерхности био
фитьтров с помощью спринклерном системы состоящем
на дозирующего бана разводящей сети н спринклеров
ин! с помощью реакт! впых оросителей состоящих из
стояка и дырщтых труб Вентилируются биофильтры
естественным путем (капельные биофильтры и био
фильтры с плоскостной загрузкои) или искусственной
поддувкон с помощью вентиляторов (высоконагружае
мые аэрофильтры)
В практике проектирования применяют онофильгры
прямоугольной формы в плане с размерами сторон JX3
<6x4 9X^2 12x12 15X15 12x18 м и др с высотой
слоя загрузки 2 3 3 и 4 а также круглом формы в пла
не диаметром 6 12 18 24 и 30 м с высотоп слоя загруз
кн 2 3 и 4 м
§ 16	Примеры расчетов
Пример 3 I Рj читать поля фильтрации располагаемые в рай
е Волгограда при следующих исходных данных срел lecyro и ыи
j 1сход осветленных сточных вод Q — 5000 м’/сУТ среднегодовая тем
кратура аоздуха Z=76“C среднегодовая высота слоя атмосфер
пых осадков 478 мы слой зимних осадков Ла4 — 75 мм грунты на
территории волей — песок уровень подземных вод находится ка глу
б ше 35 м рельеф территории нолей — спокойны,! с уклоном 0 003—
0 005
Решение Принимаем с учетом местных условий по табл 47 (6|
1 агрузку сто 1ных вод ва пола фильтрацн i q$ —235 м’/ra в 1 сут и по
|ормуде (3 2) определяем полезную площадь волей фнльтрацвв
Лфаал- 5000/235 = 21 Зга
Поскольку поля фильтрации расположены во К влиматическоы
районе резервная ппощадь нолей фильтрации составляет 20 % по
лезноЙ (СНиП 2 04 03 Ъ5)
Лф рез 0 2Гф пал = 02 21 3 — 43 гд
Так как площадь полой фильтрации ie пропитает 1000 га
(СНиП 2 04 03 85) то /гф, 0 35
Подсчитаем потную площадь полей фильтрации по формуле
(3 I)
5ф - 21 3 + 4 3 + 0 35 (21 3 + 4 3) = 34 5 га
Далее оврсделнем требуемую для зимнего намораживания пло
щадь по формуле (3 4}
5000 30(1-0 55)
“ (0 5 - 0 075) 0 9 10* “ 17 6 г*
I >8	'
Полученная площадь дли зимнего наморажнвЫ'.нп меньше пол
ной площади полей фильтрации, следовательно, обеспечивается про
пуск стоков в зимний период
Принимаем пиело ьарт потей фильтрации М»= 12. тогда птошать
одной карты составит 2 88 га Размер каждой карты 100X288 м
Пример 3 2 Рассчитать поля орошения, располагаемые в рай
one Харькова, при следующих исходных даивых среднесуточвыв
расход биолопчески очищенных сточных оод Q = 4500 ма/сут, мак
симальпый секушный расход 4Ы1М=94 л/с. среднегодовая темпера
тура ноздуха Г = 6.9°C среднегодовая высота стоя атмосферных
осадкой 609 мм, слой зимних осадкой Лос=80 мм, грунты па терри
торви полей — суоеси, уровень подземных оод находится ва глубвие
3 и Площадь полей на 30 % занята полевыми. а па 70 % — oropoi
нымп культурами Рельеф террвторпи полей спокойвый с уклоном
около 0,003, абсолютные отметки земли от 117,00 до 119,00
Решение Определяем полвэвую площадь нолей орошения по
формуле
_ Q______	4500___________4500
Fodo''=9j (0,3 30 + 0.7 60) 0,9~ 45,9 ~ Га
Потезкую площадь разбиваем на карты размером 80X360 м
Тогда общее число карт
д. _ Fo пол _ 98 10 000 _
б'опот - 80 380 “ 80 380 “
Вытисняем резервную площадь полей орошенвя по формуле
(3 3)
4500
Го = 0.75 ]М0 85-30.5 г.
Размеры карт фитьтраииоивых участков 80X320 м, число рс
зераных карт
,,	_ Fо реэ_______30 5  10000 _
° р“ “ 80 320 “	80 320 “
Полную площадь полей орошенвя подсчитываем по формуле
= 98 + 30,5 + 0,25 (98 + 30,5) = 160,5 га.
Далее находим требуемую для зпмнего намораживания площадь
по формуле (3 4)
4500 20(1 -0,45)
/"пвм- (0 6 __0Г08)0,9 ю« - 1 ’ га
Высоту наликов прнпимаем выше слоя намораживания ив 0,1 м,
Л,=07 м
Дли распета оросательяой сетп определяем число карт, орошае-
мых одновременно Высокая фильтрационная способность грунтов
и низкий уровень подземных вод позволяют приветь /ии = 5 сут
Число карт, орошаемых одпааремеиао .определяем по формуле ( 3 5)
NM = 32/5 л 6,
100
а расход аоты, поступающей на одну парту, —по формуле (3 6)
?МаИс = 94.'6 ~ 15,55 л/с.
Производим гидравлический расчет оросительной сети полей оро-
шенья (3) а соответствии с выбранной схемой (см рис 31) н соо
дни данные расчета в табл 3 13
таблица ata гндравЛнчсския расчет ороснтсльяон сети
лолей прошений
}частое (рне J 1|	расаод.	Ши риал	5*5а ja	Уклон	Ско
Кортовый ороситель а—б	15,65	200	207	0,001	о.м
распределительный канат	31.3	.300	180	0 002	0,6
д—ц	62,6	300	300	0,602	0.7
г—а	94	400	300	0,002	0,78
Магистральный канал д--е	94	400	300	ft ,002	0.78
Для определения отметин дна и начальной точке магистрально-
го канала 2„ . воспользуемся формулой
^м и > 2н 4-йиам 4- «кор /(< ор + fp к /р„ + и It* и *	4*0.6-|-
4-0,001 380 4-0,002 960-)-0,002-50 = 120,0,
где Z, — отметка поверхности карты, наиболее удаленной и высоко-
расположенной по отношению к начальной точке магистрального ка-
нала, 1>ог, If,. 1м> — уклоны картовото оросители распрслелнтеть-
кого и магистрального каналов , /, ар. I, „ 1Ы, — длина картового оро-
сителя, распределительного к магистрального каналов, принимаемые
конструктивно
Поскольку поля орошения размещаются на супесчаных грунтах,
а подземные воды залегают на гл убине 3 м. предусматринасм откры
тын дренаж Определяем молул ь стока или расход ноды «?й1,, кото-
рая должна быть отведена с участка
*?о Гм р С 1000_____
= Гдр-66 400
0 5 45,9-5 1,6 1000
2,5 86 400
= 0,797 л/(га с),
где —коэффициент просачивания, учитывающий поглощение во-
ды растениями ц испарение в среднем равный 0,5, ka Е — коэффи-
циент нерввномерности поступления воды ц осушительную сеть, при-
нимаемый ранным 1 £, 1ЧГ — продолжительность ответеиия дренаж-
ной воды с карты, принимаемая рапной (0,4-0,5) 1ЫВ, сут.
но
Подсчитываем высоту слоя волы, отводимой за сутки:
Вышсляем расстояние между дренажными канавами /3f (см
рис 3 3) по формуле
тде 44=2,2 м —глубина осушительной канавы, Н»,— глубина осу
шпсмого слоя, равная 0 6—1 м в зависимости от вида сельскохоэяй
ствеипых культур, — коэффициент фильтрации определяемый оо
табл 3 14
ТАБЛИЦА 9 14 КОЭФФИЦИЕНТ ФИЛЬТРАЦИИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫ!
ГРУНТОВ
1 Р>нт	ЭффсктиаагиГ| дияиетр зерен	Коэффициент фнлысищид	
		см е	к/еут
Пссчт (ЫЙ Песчаный с яримесью глины Песчано глинистый Проикцвсмый глп Н11СТЫЙ	1 2—0.12 0. (2-0.076 0.076—0.038 <0,038	1-0,01 0.01—0.004 0,004—0,001 <0,001	1 SS 3 1 «с С5 ©а? 4°
В соответствия с расчетом прянямасм по одной дренажной кт
пане на каждой карте (см рис 3 1) Следовательно площтдь.об
i тужпваемая одной дренажной канавой
FAp = 380 80/10000 = 3,04 га.
т расчетный расдод о конце каждой дренажной канавы
*др = «др7дР = 0-797 3,04 = 2,42 л/с
Осхшител!ные кянаяы принимаем трапепентачъното сечения с
откосами 1 I 5 и шириной по дну 04 м мпяимдтьный ум тон 0,002
Расход дренажных вод в отводной канаве
fl>p = W»™. = °-797 98=78,1 д/с
Пример 3 3 Рассчитать биологические пруды глубокой доочпет
in биологически очищенных сточных вод при еле чующих исходных
данных раскол сточпых под Q=39fl0 м3/сут БПКг,е  поступающих
сточных вод £«=20рг/л требуемая БПКо л- очищенной воды £>=>
=6 мг/л средняя температура сточных вод летом Т-, = 2ОаС, зимой
Решение Запроектируем двухступенчатый биологический пруд с
естественной аэраине й О|ределкм продолжительность прейыоаппя
стошых вод в нерпой ступени, приняв эффект очистки равным 50 %
(БПКааю после первом ступени L, составит (0 мг/л)
= —। £“
’ аК g £t '
где а — коэффициент объемного использования, учитывающий степепь
отличии гидродинамического режима движения жидкости от условий
полного вытеснения (прн соотношении длины секция пруде к шири
пе 20 I или более а=0 8—0 9 при соотношении 3 I или менее а =
=035, для промежуточных случаев а определяется интерполяцией)
К — коэффициент ^консервативности веществ обусловливающих
БПКиоля воды (константа скорости потребления кислорода) сут 1
л соответствии с данными [6| дли прудов глубокой очистки прн тем
пердтуре воды 7-20“С Для первой ступени Л|=0 07 сут-1 для ато
рой ступени 006 сут 1 для остальных ступеней 0.04—0 05 сут-1
При теиператтре яоды отличающейся от 20 °C в пределах от 5
до 30°C коэффициент определяем по формуле
К, - К„ | 0477-”
В нашем случае коэффициент X и летнии период для первой сту
пени /<|,=0 07 сут и зимний период /(,,=0 053 сут-1 Конструк
о тетннй период
в зимний период
1	20
',я ~ 0,55 0.053 ‘S 10 “S SS
Продолжительность пребывания сточных под ио иторо>| ступени
биологического пруда
I Li—i-r
=к'в L,-Lp '
rie Lr — БПКао u обусловленная вторичными загрязнениями воды
метаболитами микроорганизмов т е лиутркнодоемнымн процессами
дтя летнего периода /.,=>=2—3 мг/л, для зимнего /.,= 1—2 мг/л
Рассштвем продолжительность пребывания сточных вот но его
рой ступени биологического прута дли летнего н зимнего периодов
предварительно назначив козффщиент /(для летнего периода Л?,=
=0 06 сут 1 и тля зимнего периода /(J3=004G сут-1
1	10 — 3
'sn = 0.8ru 0.06lg 6-3 =7-22с>т
I . ’О-2 ,
'--овдо-^ lg'T^"=7’fi7 суг
За расчетный период принимаем зимнее время гота Подсчпта
ем объемы пераои и второй стуиепей биолотпчсьипх прудов
Vt = 3900 6,66 = 25 974 м\
Vt = 3900 7,67 «29 913 м’.
U2
Подсчитаем площадь требуемую для первой и второй ступени
биологических прудов Г\ и Г3 которая должна обеспечивать посту
плсннс достаточного котнчества кислороде за с гет естественной аэрт
цнн а течение всего года
Для первой ступени бнотоги гееккх прудов эта площадь будет
определяться по формуле
‘ (Ст - Сб п) г, 'L
где Сг — растпорнмость кислорода при данной температуре мг'л
(см табл 3 4) Се в— требуемое содержание кислорода в воде вы
ходящей из пруда мг/л принимаемое не менее 1—2 мг/л г( — нт
мосфсрная реаэрация кислорода для бнологических прудов с ест<_с
венной аэрацией равная 3—4г/(м2 сут)
Для летнего периода
9 02 3900 (20 — 10)
£,л “ (9,02 - 2) 3 5 0 85 -|6<)4м
дли зимнего
10 26 3900(20— 10)
Г,а  ------------5-----— = 10 233 м’
'	(10 26-2) 3 5 0 85
Таким образом для обеспечения достаточного количества кпе
дорода а течение всего года площадь пераоп ступени биологитеск! х
прудов должна составлять 16 844 м1
Далее определяем требуемую площадь второй ступени бнотоги
чесних прудов
Дли летнего периода
9 02 3900(10 — 6)
f'" "(9,02-2)3 5 О К”6™"’
для зимнего периода
_ 10 26 3903(10—6) _
(10,26-2)3 5 0,85 ~651 “
Подсчнтыиаем максимальную глтвшу биологических прудов с
учетом выполнения требования кнелоротиого режима
первой ступени
//,= V,/F^ = 25974/16844 - I 54 м
второй ступени
Hi = V, !Ftl = 29 913 6738 = 4 44 м
Глубину прудов с естественной аэрацией рекомендуется принп
мать равной 0 5—I м Назначаем глубину первой ступени прудя
Hi=09 м и второй Н2=1 м общая площадь первой п второй ступе
ни составит соотнетстаенло 29 000 и 30 000 м1 Принимаем четыре
параллельно работающих биологически* прута по две ступени в
каждом Размеры каждой секции первой ступени 18X403 м, второй
8-773
ИЗ
1лХ417 ы На стадии проектирования бноготических прудов учиты-
и icrcH возможность использования глубоко очищенных сточных вод
д in промышленных и сельскохозяйственных нолей
Пример 3 4. Определить возможность совместной биолошчесиой
очистки производственных н бытовых сточных вол при следующих
исходных данных БПКполи смеси сточных вод, поступающих в азро-
тенки, £„ = 600 мг/л, концентрация азота в сточных водах (.» =
= 22 мг/л концентрации фосфора С$=4 мг/л. расход сточных вод
0=5000 ма/сут
Решение В соотпетствии с требованиями [6], содержанье био-
генных элементов и сточных волах при биологической очистке зави-
сит от БПКиоля поступающих сточных вот При этом должны ны-
держнваться следующие соотношения
Сд мни — 57-a/lOO, Сф миц = 1£а/100
Проверяем эти соотношения
Св мня = 5 600/100 = 3) мг/л, €фм<гн= 1-600/100 = 6 мг/л
Таким образом, в сточных водах имеется недостаток азота нфос-
Для обеспечения нормального хода биологических процессов в
азротекнах слетует добавить необходимое количество биогенных
элементов В качестве добавок используют хлорид аммония, нитрат
аммония, гпдроортофосфат аммония, гпдроортофосфат калия, гипо-
фпсфит кальция и тр Необходимое количество лобавтпемых аешеств
инрсделптси по следующим формулам
при введении азотсодержащих веществ, кг/сут,
М-.
10а0Хала
при введении фо1 форгпдержвшнх веществ, кг/сут,
мни—	Q
ф ЮООЛф пф
где (Cj«,n—С,) и	м.в—Сф) — недостающее количество взота к
фосфора в сточных водах, кг/ы9, Xi и Xj— молекулярные массы
азотсодержащих и фосфорсодержащих веществ, Xt. Л* — атомные
массы азота п фосфора {раины соответственно 14 и 31), л. и л« —
количества атомов азота и фосфора я мплскутах применяемых Оно*
генных добавок
В качестве биогенных лобанок применяем хлорид выыонпя
NH,CI и гипофосфит кальция Са(НаРО,), Подсчитаем суточные
расходы добавок в расчете на 100% продукта
(30- 22) 53,5
«NH.ri- l000 |4.]
(6—4) 170
^{UPO.|>--()00;1 /5000 = 27,4 кг/сут.
= 153 кг/сут,
114
При приготовлении растяоров биогенных веществ и их дозиро
вании применяют такое же оборудоианне нас и лрн коагутяцнк или
нейтрализации Сточные воды посте добавки в них биогенных не
шести подаются г дцотенки
Пример 3 6 Определить расчетный расход сточных вод о з ।
теинах при следующих исходных данных расход сточных вод Q
=27 000 м’/сут период ajpauiu I — 6 ч
Решение В соотиетстлни с указаниями |6| нместимост! asp
тенкпв определяется по среднечасовому поступлению воды за nq i i
аэрации и часы максимальною оритока сточных вод ГЬдсчятаим
Средне часовой приток стачных вод на очистные сооружения
ffep сут = <2/86 400 = 27 000 (000/86 400^312 л/с
Прн нвлпчни графика распределения среднесуточного расх да
сточных вод по часам суток (табл 3 16) суммируются макенмалищ
часовые расходы за 6 часовой период аэрация н подсчитывается сред
кий расход за этот период Максимальный ориток сточных вод из
блюдается с 6 до 12 ч к в сумме составляет 5 9+59+67+67 + 4 а
>=36 7 % суто того расхода
ТАБЛИЦА 0 13 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕД ПЕСУТОЧUOfO РАСХОДА
СТОЧНЫХ ВОД ПО ЧАСАМ СУТОК
Требуемый расчетный расход
30 7Q
врасч- [00/
36 7 27 000
100 6
= 1651 5 м1/ч= 459 л/с
Прн отсутствии графиня распрсделе шя среднесуто 1иого росхода
сточных вод по часам суток можно яоспользс ааться данными |б
табл 2] определив по среднесуточному расходу ^<Р<И=312 л/с об
ши А максимальный коэффициент неравномерности водоотведения
Лов«9«с=1 55 Подсчитаем расгетиый расход
?расч — «оО макс 9ор сут ~ । 55 312 — 484 л/с
Пример 3 6 PacciHTJTi аэротенки д 1Я о ikctkh городских ст и
них вод-тгрттл'едующнх исходных данных расход сточиых вод Q =
116
= 28000 м’/сут, расчетный расход <?р.сч= 1720 ы’/ч, БПКаол! посту-
пающих сточных аод L4= 140 мг/л, БПКп01а очищенных сточных
вещ Li = 15 мг/л среднемесячная температура сточных аод за лет
। и период Т4(,=21 “С
Решение Принимаем аэротенки смеситеш без регенерации, по
скольку Le< 150 мг/л В соответствии с данными [б| принимаем ла-
зу ilia а=3 г/т, его зольность 5=03, максимальную скорость окис-
ления рь,<с=85 мг/(г ч), ьонстанту, характеризующую свойства
органических загрязнений. Л7=.13мг/л. константу характеризующую
втиянне кислорода, Ко=0Д25 мг/л, коэффициент ингибирования про
ii\>.TUMii распада активного ила <р = 0,07 л/г Концентрацию растио
pc iHuro кислорода и аэротенке принимаем С—2 мг/л
Подсчитаем удельную скорость окисления р ио формуле (3 8)
р — 85-----------------------(------------'l = 20 мг/(г ч).
15 2 + 33 2 + 0,625 15	1 +0,07 3 )	'
Определяем продотжнтельпость аэрации по формуле (3 7)
140 - 15
3 (I —0,3) 20
и подсчитываем вместимость аэротенков
У^?расч'= 1720 2,98 — 5126 ма.
Принимаем четыре секции днухкоридорчых аэротенкоя смеси
тслей с рабочей глубиной Я=4 0 м и илриной коридора 5=4 м
Принимаем мелкопузырчатый аэратор из керамических фильтрос
ных пластин в отношение площади фильтросов к площади аэро
теина f / F =(\ 1 В этом стучае коэффициент, учитывающий тип аэра-
тора, kt = 1,47 (см табт 33), а коэффициент, зависящий от глубины
noi рулении аэратора, йа=2,64 (см табл 3 4)
Подсчитаем коэффициент п,, учптыяающий температуру сточпых
нот по формуле (321) п,= I +002(21—20) = 1,02 Коэффициент
и 1 тачаем равным 0 85 Так как по заданию требуется поляаЬ очи-
стка то 2 = 1 I мг/мг Растяорнмость кислорода поздуха а сточной
ноте определяем по формуле (3 22)
Ср - (l	10,69 кг/л.
где /;,= 4 3 м С,<=884 мг/л при температуре 21 ®С (см тдбл 35)
Ухтьиып расход нозтуха D рассчитываем по формуле (3 20)
„	1,1(140-15)
D —------------—-----------'	= 4 7 ма /ма
1.47 2.64 1,02 0,85 (10,69- 2)	‘	'
По найденным значениям t и D вычисляем интенсивность аэра-
ции но формуле (3 23)
/ = 4,7 4,5/2,98= 7,1 Ма/(ма ч).
Выведенная интенсивность аэрации I менее /Ыи>с ДЛЯ принято
го значении hi и более /и ч для принятого значении й2 следователь-
но, пересчета интенсивности аэрации не требуется
Общий расход воздуха
А>бш*=	= 28 000 4,7= 131 600 м’/сут.
Подсчитаем площадь аэротенка по найденному объему V и ра
бочен глубине Н
F = y/W =5126/4 5 = 1139 м>
Теперь вычислим длину коридора аэротенка
lt = Г/(ЯЯ1ли) = ц39/(4 4 2) =35 в ы,
tie л, и л, — соответственно число секций аэротенков н коридоров
в каждой секции
По табл 3 6 подбираем четыре секции двухкоридорных аэротен
коа-смесителей с рабо ей гл^бпнон 4 5 шириной коридора 4 м
длиной коридора 36 м и объемом каждой секции 1296 м1 (типовой
проект 902 2 217/218) В этом случае общий объем аэротенков
составит 5184 м’, а фактическое время аэрации 3 01 ч Общие рнэме
ры площади занимаемо)) аэротенками 32X36 м
Пример 3 7 Определить прирост нла и аэротенке при ВПК п
иоступаюшеп сточной яоды 1» 180 мг/t н концентрации H38ctni.il
ных веществ fi> — ИО мг/л
Решение Прирост ича опредетяем по форм) те (3 19) паэна ши
коэффициент прироста активного ила /Си-0 4
/7 = 08 140 + 04 180 = 184 мс/д
Пример 0 8 Рассчитать число мелкопузырчатых аэраторов из
фнльтрасных пластин н дать рекомендация по нх расположению при
следующих данных суточный расход воздуха подаваемый а одну
секцию четырехкорндорносо аэротенка Ор,йЧ=6875 м3/ч ширинт
коридора В 6 м длина коридора I, —78 м рабочая глубина И—
Решение В качестве аэраторов принимаем керамические фи тег
росные пластины размером 300X300 мм с удельным расходом воз ty
ха 0пл=8О—120 л/мин на одну пластину
Определим требуемое число пластин
DpaC4 1000	6875 1000
Г'П1~ <Тчл 00	~ '00 60 -11+ ШТ
Дин обеспечения благоприятных услолнй биологического окне
лении загрязнений содержащихся в стачных водах и имеющих раз
лишив скорости окистенин назначаем чисто рядов фнтьтросиык
пли тип и I 11 lit н IV коридорах соответственно 3 2 2 и I Чис
ло фильтросиых птастии я одном ряду
Ппл = яги|''пр = ,1,‘6/8 = 144 ШТ
где Пг,—общее количество рндоп фнтьтросиык птастии
Общая площадь занимаемая фильтросными пласт жами
/ = (0 3 0.3) лпл =0,09 1146 = 103 м*,
1то состанляет 55 % площади дна аэротенка F равной 1872 м*
Ряды ф1)Т1тросиых пластин располагаем с одной стороны аэро
тенка на расстонши 0 6—0 8 м от стены (рис 3 9) что сиособстнует
созданию врпщптетьио)о движения смеси обрабатываемой стонюй
воды и активного и та
Пример 3 9 Рассчитать поадуходуяиос хозяйство (рис 3 101
станции аэрации и подобрать воадуходуяки при следующих исходных
денных Нд очистных сооружениях запроектировано четыре тети
117
рея коридорных аэротенка с длиной одного коридора G = 79 и. ши-
риной В = Ь м к рабочей глубиной //«4,4 м В проекте приняты ысл-
копузырчатые аэраторы пэ фкльгроспых л частиц Общее количество
воздуха, подаваемое о аэротенки, р14ад=43 2С0 м*/ч
НЯ
ТАБЛИЦА ак ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ВОЭДУПОВОДОВ
Расход воздух» и' ч (изд чертлй) и схоросп «	< лд [ой
при (Югерхх на юра ии и
50
100
150
200
2>J
300
ЭоО
400
450
500
600
7Ю
800
«00
100J
0 Сив	«,	0 17	оь	« 17			-
0 002	0 003	0 004	0 00а	0 006	0 007	0 01	0 лэ
1 2	1 6	2	2 5	3	3 5	5	7
0 014	0 019	0 025	0 031	0 (138	( 046	0 063	0 041
1 8	2 5	3		4 5	6	8	П'
1 042	0 057	0 074	0 002	0 1|2	0 136	0 |88	0 48
2 2j	3		5	6	8	10	14
0 09	0 122	0 16	0 198	0 242	0 296	0 404	
2 75	4	5	6	8	9	12	16
0 15В	0 22	0 285	0 35	0 435	0 525	0 73	0 ЯЗЯ
3	4 5	6	7	9	10	11	2)
2<14	0 357	0 474	0 582	0 1	0 878	1 ’	
3 J	5	7	8	10	12	16	
0 39э	0 542	0 703	0 8 5	1 08	1 31	1 8	
	(,		9	Р	14	18	
0 7	0 ’7э	1 13	1 Ъ	1 53	1 89	2 57	
	0	8	1	12	14	20	
0 78	1 07	1 39	1 72	2 12	9 58		
5	7	9	(0	14	10		
1 02	1 38	1 84	2 26	2 76	3 34		
)		9	12	14	18		
1 67	2 29	2 98	3 63	4 5	j 53		
Ь	8	10	12	16	20		
2 5	3 37	4 5	5 52	6 7			
	9	12	14	18			
3 6	4 89	6 4	7 85	9 7			
7	10	12	16	20			
4 87	6 6	8 75	10 8				
ь	10	14	16				
6 5	8 9	11 7	14 1				
8	и	14	18		1		1
119
Решение Требуемый общин напор воздуходувок, м,
ЯОбш ~ /‘тр + Лм + ,(ф+
где й1р— потери напора по длине воздуховодов от воздуходувки до
наиболее удаленного стояка, м Л„—потери напора ка местные со-
противления и ноздухояодлх, м, — потери напора а фвпитросиых
пластинах равные 0,7 и
Воздуховоды рассчитываем исходя из наиболее экономяlechii
выгодной скорости движения воздуха в распределительных и общем
поздухояоде 1 — 10-20 м/с в воэду хоподноднщнх стопках о=4—
—10 м/с
Дли расчета воздуховодоп используем тябшцы потерь напора в
вентиляционных трубопроводах прн температуре воздуха 20°C и дав
ленив 0,1 МПв (табл 3 1Ь)
На изменение температуры вяодитси поправка
О| -
где р(—плотность воздуха при расчетной температуре и даятеиии
0 1 МПа кг/м1 pw —плотность воздуха прн расчетной температуре
20 “С и даплеиин О I МПа кг/м3
При расчетной температуре 30 “С по табл 3 17 находим а,-
«=008
ТАБЛИЦА 311 ПОПРАВОЧНЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ
НА ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Температуре, 7. ’С		Теипсрапра 7 «С	и1
-20	1 13	-4-Ю	1 03
-15	у [	л-15	1,02
-Ю	1 09	Ч-2О	[
—5	1 08	-+-30	0,98
()	1 07	4-40	0,95
I 5	1,05		
На изменение давления воздуха р МПа, вводим поправку af
р МПа .	. .	0,1	0,12 0,15 0,17 0,2
ар ................... 1	1,17	1,41	1.57	1,81
Приняв р=0 15 МПа доту шм of= 1 41
С учетом поправок потеря напора по длине воздуховодов мм
Лтр = ‘Itp a« ад>
где i — потеря напора иа единицу длины воэдухопода при темпера
ts ре воздуха 2D “С и давлении 0 1 МПа (определяемая по табл 3 16),
мм 1ц — длпйа воздуховода м
Потери напора на местные сопротивления
/<м = ь. —рак «г,
120
ТАБЛИЦА 3 18 ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ МЕСТНЫХ
СОПРОТИВЛЕНИЙ
Мести» сопротивление	Зслопиос обоанипснис	
Вход в трубу	-t=	0,5
Выход из трубы			1
Колено, 90“		
закругленное	7й	0,3
прямое	Г	1.1
Переход	[ 1	0,08
Тройники		
на проход	1 Т ц	0,1
в ответвление	( п	1.5
в противоток	JL,	з
закругленный	дц	1 <5
с плавным ответа [синем	ДХ	0,7
е плавным ответа пением на проход	, J,	0,18
Задвожа	X	0,1
121
— ТАБЛИЦА» I» К РАСЧЕТУ ВОЗДУХОВОДОВ
о зд>*о	'тр	С р “ “		о и;с	м	л| -	
1—1	66	12	1000	14 4	0,18	11 88	
1—2	24	9	900	14 2	0,18	4 32	
2-3	24	6	800	И 5	0,15	3 0	
3-4	44	3	600	10	0 17	7 48	
4-5	(	1 6	ООО		( 13	О (3	
5-6	33	1 5	450	9 4	0,2	7.0	
6-7	12	0,5	250	9 6	0 5	6	
7-Ь	7	0 25	200	8	0 37	2 5^	—
р ““	Местное еопритиа.пен ic	£		'’м “м
6,42	Два колена	0 6	15 3
5 97	Переход Тройник на проход	0 08 0 1	4 46
4 98	Переход Тройник на проход	0 08 0 1	2 93
0 31	Переход Колено Задвижка Трокпнк па проход	0 08 0 3 0 )	7 13
(’ (8	Тройник па проход	0 (	1
0 5	Переход Гройник в ответвление	0 08 1 5	1~ 17
8 20	П1 pi ход Эадннжка Тро< ник нл проход	0 08 0 1 0 1	3 17
3 58	Переход Котено Задвижка Колено Выход fj рубы	0,08 0 3 0 1 0 3	14 01
ЬО 26			S=bo,17
где J—коэффициент зааисвший от вида местного сооротввлсння
(определяетсв по табл 3 18) v — скорость движения возара м/с,
р — Л четность воздуха при расчетной температуре кг/м'
_	1,293р 273	_ 1,243 0,15 273 _	5	; >
Р- 0,1(273 Т) ~ 0,|(273-f-30) -1‘7 *г/* ’
где 7=30 °C— температура поэдуха
Расчет воздуховодов сводим в табт 3 19 и получаем h,t =
«=60 26 ммя=0 Obi м йв 65 17 мм «е0 066 м
Требуемый общий напор
«общ = 0,061 4- 0,066 + D,7 -j 4,4 = 5,227 м.
Полное давление воздуха
Pu=o I ь0,01 Hotm = o,l + 0 0| 5,227 = 0,153 МПа
Воздуходувки подбираю! по каталогу (или по табд 3 20) исхо-
дя из полного давления воздуха 0 153 МПа о расчетного расхода
воздуха Quoaa—4321)0 м3/ч В здании позтуходуппой станции уста
идолиоают три рабочяе и одну резервную воздуходувки типа ТВ
300 16 производительностью 18 тыс ы /ч каждая Можно устапе
вить также пять рабочих и две резервные воздуходувки твпв ТВ
175 I 6 производительностью 10 тыс м’/i каждая
ТАБЛИЦА 3 10 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУХОДУВОК
Пример 3 I0 Рассчитать объем аэротенков для сшстип сточных
вод аторип системы водоотосдеппя нефтспсрсрабатыпающего завода
при следующих исходных данных расход сточных вод Q«=2D ООО м3/
/сут, расчетный расход д.,<п=1000 и’/ч, БПКоояя поступающих сточ-
ных вод £.и=370мг/л БПКопля очишеаных сточных вод £, = 15 мг/л
Решение Принимаем двухступенчатую техното) пческую схему
биологической ошеткн еточвых вод В качестве первой ступени про
ипмаем аэротенки смесители с регенерацией обеснечиптюшис а на-
шем случае 70 % ный эффект сяил ення органических загрпзнений
В качестве второй ступени принимаем аэротенки нытеепптелл без ре
генерации
ВПКкшв сточных вод после первой ступе»и биологической сча-
стия составит
^ = £□(100 — 70)/|00 = 370 0,3= II) мг/л.
123
Рассчитаем аэротенк смеситель с регенератором По данным
(6, тайл 40] принимаем максимальную скорость окисления
= 59мг/(г-ч), константы Кд=24мг/л и К0 = 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 о<в=3,5 г/л, коэффициен-
том регенерации />=0 3 и иловым индексом /=100 см’/г
По формуле (3 10} подсчитаем степень рециркуляции активного
нла
R =----------------= 0,54.
1000/100 — 3,5
Определим скорость окисления о аэротенке-смесителе с регене-
ратором по формуле (3 8)
= 21,5 мг/(т ч).
Найдем общую продолжительность аэрация по формуле (3 7)
370 — 111
Общий обьем аэротенка и регеиераторп составит
V, = 4ркс<1 = |000 4,9 = 4900 м3,
где объем регенератора
4900
U|a l+F/(l- Р) I + (0 ,3/1-0,3)	3427
объем регенератора
U,p = Vla — U,a =4900 — 3427= 1473 м3
По полученным результатам уточинам нагрузку па 1 т беэзоль
кого вещества нла по формуле (3 II)
24 (370— III)
-----------------= 518 мг/(г-сут).
9ил =
•S) 6
По табл 3 2 находим, что при этом значении q,n для сточных
вод нсфтеперсрабаты лающих аанодов / = 127 см ’/г
Уточняем оо формуле (3 10) степень рениркулиции.
3,5
Я =---------!-----= 0,8,
1000/127 — 3,5
Определяем дозу нла в аэротенке
____________V, дор__________________4900-3,5_________
*’' ~ VIa + 0/t2R) + 1)1/,р“ 3427 +(1/(2 0,8) + I) 1473
= 2,95 г/л.
124
Произведем расчет второй «.туленк биологической очистки аэро-
тенков вытеснителем без регенерации, предварительно прнияя ню
аык индекс 7= 100 <-м3/г Дозу ила а=2 г/л, и концентрацию растил
рениого кислорода С = 2 мг/л
Определим степень рециркуляции активного ила по форму те
(3 10).
Я =--------------- =0,25
1000/100 — 2
После аэротенков вытеснителей принимаем третячвые отстойни
ки с илососачи тогда в соответствии с |6] принимаем Я»0 3 и под
счптыиасм ВПКсочл поступающей в аэротенки вытеснители сточной
воды с учетом рециркуляционного расхода по формуле (3 14)
89 мг/л
Период аэрации определяем по формуле (3 9), приняв коэффи
циект Kr= I 5
L. 1	] 4- 0 158 2 Г
+Ktc,n_jKr__i_^__^+,.ail(a9_,5)+
89 ]
+ 24 2 ]п — 1,5 = 4,26 ч.
Объем аэротенка вытеснители с учетом рециркуляционного рас-
хода по формуле (3 17)
V3 = 4,26(1 + 0,3) 1000 = 5538 м3
Уточняем нагрузку на I г беззольного вещества ила Ла форму
ле (3 II]
24 (£i ~ £()	24(89—15)
фвл -—	— - “	— 90Я urllr тггУ
По табл
аый индекс
= 70 см3/г
При новом значении J степень рсциркулиини
R =----------= 0,16.
1000/70 —2
а(| — 5)/,	2(l — 0,3j 4.26	1 ’
3 2 находим, что при значении фа, = 298 мг/(г сут) ило-
дтн сточных вод нефтеперерабатывающего завода /=
но при наших расчетах длв обеспечении эффективной работы отстпй
ников было примято Я=0 3, следовательно произведенный распет в
коррективах пс нуждается
Подбпп аэротенков смесителей перкой ступени производим по
табл 30 Назначаем четыре секции двэхкоридориыт аэротенков (ти
попон проект 962 2 217/218) с шириной каждого коридоре 4 м,
Дэйной 36 м рабочей глубиной 44 м и объемом каждой секции
129о и3 Общин объем аэротенков первой ступени 5184 и3 Под реге
125
ерагор можно выделить либо целиком одпу секцию аэротенков ли-
бо часть одного коридоре в каждой секции
Аэротенки вытеснители подбираем ио табл 3 7 Принимаем че
тыре секции двухкоркдориых аэротенков (типовой проект 902 2 195)
с шириной каждого коридора 4.5 и длиной 48 м рабочей глубинок
32 м и объемом каждой секции 1386 м1 Общий объем аэротенков
второй ступени 5544 м’ Поскольку в аэротенках вытеснителях соог
ношение длины коридоров к ширине пенсе 30 1 то в соответствии
е данными [6] необходимо секционирование коридоров на unit,
шесть ячеек
Пример 3 11 Определить объем аэротенков при следующих ik
ходиых данных расход городских сточных оод Q = 180 ООО м'/суг,
ОПК юла поступающих сточных под £«=220 мг/л. БПКишш очищен
них СТО П1ЫХ ВОД £1=15 МГ/Л Ко', ка»с = I 4
Реш. пие Подсчитаем средний и расчетный расходы
$v|l = Q 1000/86 400= 180 000 1000/86 400 ~ 2083 л/с
«Эрвсч = *об макс 4сР = 1.4 2083 - 2916 л/с= 10498 м’/ч
Так как БПКвояп превышает 150 мг/л то я соответствии с дан
иымн [6] необходима регенерация актнаниго ила Принимаем к рве
чету аэротенки вытеснители с регенераторами и по формуле (3 10)
оирсделлсм степень рециркуляции актипного пла ориентировочно
приняв дозу нла а аэротенке о=3 г/л и иловый индекс /= 100 см’/г
1000/100 —3
Определим БПКпол» сточных вод поступающих а аэротенк вы
госпиталь с учетом разбвнлекпя циркуляционным активным нлом по
формуле (3 14)
£0 — (220 + 15 0 43)/(1 +0 43) = 158 мг/л
Продолжительность пребывания сточных вод а собственно аэро
теике подсчитаем по формуле (3 15)
2 5	158
/в="^ГГ'в~ = !'44 I 02= 1,4, ч
Пропдисдем преднарптелькый подсчет дозы и да н регенераторе
по формуле (3 13)
а,, = |)/(2 0,43) + I] 3 = 6 49 г/л
По формуле (3 8) найдем удельную скорость окислении при мак
скмальиой скорости окислении р«кв=85 мг/(г ч) константах KL =
= 33 мг/л и Кц=0 625 мг/л, коэффициенте ингибирования <р=0 07 и
зольности ила 5=0 3 в соотнетствнн с данными [6 табл 40|, копией
трацню кислорода и аэротенке принимаем С = 2 мг/л
р = 85--------------—---------(------------— 16,64 ыг/(г ч)
и 15 2 + 33 2 + 0 625 15 \ I + 0.07 6.49 )
Определим продолжительность окисления загрязнений по фор
муле (3 12)
_________220 - 15_________
0 43 6.49(1—0 3) 16,64 “ ' ' 4
126
Период регенерации яла по формуле (3 16)
/р = 6,31 — 1.47= 4.84 ч
Продолжительность пребывания поды в системе «аэротенк — рс
г<1 гратор»
'а р=(1+ЯИв+Я'р = (1+°.43) 1,47 + 0,43 4,84 = 4,18 ч.
Объем аэротенка по формуле (3 17) будет
Va = l,47(l |-0,43) (0498 = 22067 м’.
Объем регенератора находим по формуле (3 16).
Рр = 4,84 0 43 10 498 = 21 848 м’
Для уточнения влопого индекса определим среднюю дозу ила в
сискме «аэротенк— регенератор»
_ О + Яра а + Я/рДр __
аСр —	—
'а Р
_ (1+0 43) I 47 3 + 0,43 4,84 6,49 _
По формуле (3 11) определим нагрузку на I г беззольного ве*
щсства активного ила
24 (/.„-/,)
аср (1 — 5) /а р
24 (220— 15)
4,74 0,7 4,(8
= 355 мг/(г сут)
По табл 3 2 дли городских (.точных воя при 4^ = 155 мг/
/(г/еут) клояыЛ индекс /=76 сма/г что отличается от предвари
тельно принятой величины 7=100 сма/г Поэтому необходимо уточ
нить степень рецнркуляцнн активного ила по формуле (3 10)
1000/76 — 3
Эта вели1нна зяа нпельно отличается от предварительно рассчп*
таипоЛ, поэтому требуется корректировка СПКасла с учетом рсцир
куляционного расхода Lo, определяемыЛ по формуле (3 14) и про
лолжптелыюстп пребывания сточных иод в аэротенке I, вычисляе-
мой по аыроженпю (3 15)
La - (220 + (5 0,3)/(1 +0,3)= 173 мг/л,
Далее нроиэнедем перерасчет дозы ила я регенераторе а, по
формуле (3 13), удсдьноЛ скорости окисления р по формуле (38),
периода окисления /0 по формуде (3 12), продолжительности peie
шрацни ила (р по формуле (3 16) к пребыианип его в системе
• афотепк — реге1срдтор» ta р
ор= [1/(2 0,3)+ 1)3 = ч г/л
Р = 45 15 2 + 33 2 + 0,625 15 ( 1 + 0,07 8 ) = 15,5 “Г/(Г Ч)‘
127
= La~Ll = 220 ~15 = 7 fl7
0	/?ap(l—S)(j 0 3 8(1—0,3)15 5	'
Zp = 7,87 — 1,53 = 6,34 ч,
/, p=(l +Я)'а + Я'Р = О + 0.3) 1,53 + 0,3 6,34=3,89 ч
Подсчитаем объемы аэротенка V, К регенератора по форму-
лам (3 17) и (3 18)
Уа = 1 53(1 4-0,3) 10 493 = 20 880 м3
Vp = 6 34 0 3 10498 = 19967 м3.
Находим среднюю дозу ила по вышеприведенной формую
(1 +0,3) 1,53 3 + 0 3 6 34 8
=--------------Гй--------------= S.4S г/л,
я вновь вычисляем нагрузку на 1г беззольного вещества активного
яла
24 (220— (5)
^|,л “ S ЙП_П ятя
=. 332 мт/(г сут)
Прн этом нагрузке идооьнг индекс (см табд 3 2) / = 73 см*/г,
а степень рециркуляция активного яла Я=0 28 что незначительно от
лнчается от скорректированных величин /=76 см’/г и R=03 По-
скольку степень рециркуляции не должна быть менее 0 3 (для от
стоиннков с илососамп), то окончательно принимаем Я—О'] н даль
неишего уточнения расчетных параметров аэротенков вытеснителей
регенераторами не производим
По табл 3 7 подбираем восемь секции четыреякоридорпых аэро
тенков вытеснителей (типовой проект 902 2 I78) с шнриион каждого
коридора 4 5 длиной 66 м, рабочей глубиной 44м н объемом каж
дой секции 5225 м3 Общий объем аэрогенной 4)800 м’ Из общего
объема каждой секции два коридорв выделяются под аэротенки и
дна коридора под регенераторы Фактическое время пребывания об
рабатыввеыон сточион воды в системе «аэротенк — регенератор» со-
ставит
'ф= Уобш/Зрасч = 4! 800/Ю 493 = 3,98 ч.
что практически равно расчетному времени Га-р-3 89ч
Пример 3 I2 Рассчитать аэротенки и систему аэрации прн следу-
ющих исходных данных расход городских сточных сод Q=
=45000 м’/сут расчетный расход Q,,e,=2700 м3/ч .БПКоола посту
паюшпх сточных вод 7.о=130мг/л БПКнола очищенных сточных вод
Li = l5 мг/л среднемесячная температура стошых вот за летний пе
рнод 7^=20 ®С солесодержанпе сточных вод Сс=2 г/л
Решение К расчету принимаем аэротенки вытеснители без реге
передня так как БЛКсотв поступающих сточных вод La< 150 мг/л
Определим степень рециркуляции активного ила по формуле
(3 10), приняв дтп предварительного расчета иловый шпеке I —
= 100 см’/г и дозу ina о=3 г/п
3
R = ------------=0 43
1000/100—3
Подсчитаем БПКВ01Я поступающих в аэротенк вытеснитель сточ-
кых qo'i с учетом рециркуляционного расхода по формуле (3 14)
L'a = (130+ 15 0,43)/(1 +0,43) = 95,4 мг/л
Продолжительность аэрации определим по формуле (3 9), под
ставив в нее La вместо L, и приняв по данным [6, табл 40] ри<а =
<=85 мг/(г ч). Ло = 0б2а мг/л KL=33 мг/л Кг = 1 5, ф=0,07 л/г,
S=0 3, концентрацию растворенного кислорода С=2 мт/л
I +0,07 3 Г
/ =-----!— -------- (2 + 0,625) 195,4 — 15) +
85 2 3(1 — 0,3) L
95,4 1
|-33 2 1п—I 1,5= 1,69 я
Объем аэротенка вытеснителя с учетом рециркуляционного рас
хода по формуле (3 17)
V = 1,69(1 +0,43) 2700 = 6525
Уточняем нагрузку па I т беззольного вещества плз по формул;
(311)
24 (95 4 _ (S)
m - 5‘3’7 “г/(г Ч"1-
По табл 32 находим что при полученном значении иловый
лндекс длч городских сточных иод 2=110 см’/г При новом эначе
или / степень рециркуляции
1000/110 — 3
Уточним БПКоги поступающих в аэротенк сточных вол La
продолжительность аэрации t объем аэротенка вытеснители и ва
грузку на I г беззольного вещества ила
La = (130+ 15 0,49)/(1 +0,49) =92,2 мг/л;
15) +
т|5
у = | 64 (1 -J-0,49) 2700 = 6598 ма,
24(92,2—15)
т =---------= оза мг/(г сут).
1	1/l_n II I «	1	’ ’
По табл 3 2 находим что пр» qBB=638 мг/(г сут) 7=108 см’/г
я Я=0 48 Эти величины практически не отличаются от скорректн
рованных величин /=110 см‘/г и Я=049 и следовательно в даль
нейшем уточнении расчетных параметров пет необхолимостп
По табл 37 подбираем четыре секции двухкорилорных нэротен
ков вытеснителей (типовой проект 902 2 195) с шириной каждого ко-
ридора 45 м длиной 42 м рабочей глубиной 44 м и объемом каж
лой секции 1658 м1 Общий объем аэротенков 6632 ы* Поскольку ре
9—773
129
жим яытсспения я нашем случае яе обеспе«пгааетев (соотношение
дiniitj ы ридоров аэротенка к ширине равно 167 что менее 30) не
□Схо |им1> осуществить секниоинропаиие коридоров Принимаем а
каждой секции аэротенка ио шесть ячеек Секционирование осуще
ствляется установкой в коридорах аэротенков легких вертикальных
перегородок с отверстиями в нижней части Скорость движения нло
вой смеси в отверстиях перегородок принимается не менее 0 2 м/с
Рассчитаем систему аэрации В аэротенках вытеснителях пара
тори располагаются неравномерно в соответствии со снижением за
грнзиспнЛ Принимаем пневматическую систему аэрации с иелкопу
зыр1ятыми аэраторами и ио формуле (320) определяем удельны»
расход ноздуха D приняв удельный расход кислорода ноэдуха /=
*=1 1 мг/мг Коэффициент k, учитывающий тнл аэратора найдем ио
табл 33 приняв отношение //Г=0 1, получим й, = 1 47 Коэффицис i
k? зависящий от глубины погружепнн аэратора Лл находим по
табл 3 4 Пр1гмнмаем аэраторы из фнлътросиих труб и при к,—
= Н—03=4,4—0 3=4,1 м находим fe,=256 Температурный коэффи
инент п вычисляем по формуле (321) Л| = 1-и002(20—20) = 1
Коэффициент качестда воды для городских сточных вол Пз=
=0,85 Растворимость кислорода в поде найдем по выражению
При отсутствии данных по солесодержанню можно яоспольэо
аатьен формулой (3 22) и табл 3 5
Сдельный расход воздуха (арн С=2 мг/л) определяем по фор*
мне (3 20)
„	1 1 ((30- 15)
D =	-------- —	— = о,3 м’/м’
1 47 2,56 I 0.85(9,47 — 2)
По найденным зна|енняы D н f вычисляем среднюю интенсне
кость аэрация по формуле (3 23)
/ =5,3 4,4/1,64 = 14,2 м’/(м» ч)
Поскотьн'. полу iciiiian интенсивность аэрации />/„!.« (табл
33) необходимо увеличить площадь аэрируемом зоны Принимаем
//Г=0 15 по табл 33 находим Хе = I 57 н пересчитываем Он/
п	1,1(130-15)	_ .
1,57 2.56 1 0,85(9,47— 2)	’	“’
1 =4,96 4 4/1.64 = 13,3 м’/(ч ч)
Полученное значение /</нпКс Наболим общин расход воздуха
=4,96 2700= 13 392 №/ч.
Для определении яитенсиинастк аэрации по длине а ротеика
выл'синтелн строим график изменения БПКОиа« во премеии (рис
3 1<) Длв атого принимаем начальную БПКлш, £в-=-92 2 мг/л, ко
немную но нехо ышы данным Дг=15 мг/Л и несколько промежуток
них аначеипй, 75, 50 и 30 мг/л По формуле (3 9) находим продал*
130
Ряс 111 Кяиетяяя снижении БПКлп1|1 я ячеЯяэс яэритсмея яытесникяя
жнтелыюсть аэрация, необходимую для снижения La до перечислен'
пых выше значений бПКпвла Полученные данные систематизируем
в табл 3 21 и стопим кривую зависимости L=f(i} Следует иметь п
виду, что при БПКапл'. равной 75, 50 и 30 mi/л коэффициент Аг —
ГАвЛИЦА ill ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ АЭРАЦИИ
В АЭРОТЕНКЕ-ВЫТЕСНИТЕЛЕ ПРИ t.'g -11,1 кг л
Интервал времени (рис 3 11), соответствующий периоду аэрации
/=1,6-1 ч, делится на шесть рапных частей по принятому числу я-кук
в аэротенке вытеснителе, затем определяются величины ОПКиил., u i
входе и выходе из каждой ячейки Полученные данные сведены и
табд 3 22 Для каждой ячейки определяются удельный расход вгп
духа О' по формуле (3 20), интенсивность аэрация при ^=/'6=0 27 ч.
расход воздуха <?яолввО'^р»еч> м*/Ч Общий расход воздуха на
аэротенк Qaou ранен сумме расходов воздуха а ячейках р,мд =
=*7506 м’/ч
Число вневматнчесиих аэраторов из фнльтросиых труб опреде-
ляется для каждой ячейки о зависимости от удельного среднего рас
кода воздуха из аэратор и площади одного ряда аэратора in
131
ТАБЛИЦА 3 22 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ШЕСТНЯЧЕЯКОВОГО
АЭРОТЕНКАВЫТЕСНИТЕЛЯ
			Комер	пне и		
			1 ‘ 1			
L. «г/1	92 2	"3	□а	3J	27	20
L,, мг/т	"3	5а	39	2	20	15
7 мг/мг	О 9	0,9	0 9	0 9	1 0	1 1
£1 ыэ/м3	0 68	0 63	0 56	0 42	0 2,	0 22
) м^Цм" |)	10,92	10 33	9 2	0 9	4 41	3 6)
<оощ	1836	1701	1512	1134	729	594
4	2 34	2 21	1 9-	1 48	0 96	0 75
I м аэротс кт / по формуле
/ Я
% =--------Т
?ООЗД /
В нашем случае прп ширине капала В 15 м принимаем фильт
ртспыс трубы d~2№ мэ и <?В1>«д—70 м3/(ч м) а / 03 м"/м Пара
метры аэраторов hi фильтржиык труб приведены в табл 3 23 нз
г| и тьтросных птастик — в табт 3 24 и га дырчатых труб — о таМ
1 25
ТАБЛ И Ц А 3 23 ПАРАМЕТРЫ АЭРАТОРОВ ИЗ «НЯЬТРОСНЫХ
ТРУБ ПРЯ ПОТЕРЯХ НАПОРА 0 3 — 1 м
Д	V	Дл| а уч стков дзриторов « и ОШ и с оян при дсп устиноП иер?в oMepi осп fiipew (			1рс эьоди 1C.1UHOCTL
драки jH	в утре в ।			)□ •-	
242	164	2а	43	53	30-112
260	200	29	51	60	35—115
288	228	33	56	72	40—126
При paciere средней интенсивности аэрации бито получено что
ллсщадь аэрируемой зонд должна с итватять 15 % площади аэро
теша При сснциоц|1ропании азротепка вытеснителя а соответствии
с расчетам числа аэраторов укладываем в 1 2 3 и 1 й я 1еАках ло
дпе фильтросных трубы d 288 ям в в 5 и 6 й ячейках по одному
аэратору Общая п*|ощ<|дь аэрируемой эоны в этом случае составля
ст 11 % птнцадн аэротенка
Дтя ботее тщательного регулирования подачи воздуха на воз
132
ТАБЛИЦА! 24 ПАРАМЕТРЫ АЭРАТОРОВ ИХ «ИЛЬТРОСНЫХ
ПЛАСТИН ЛРН ПОТЕРЯХ НАПОРА 0 2—1 ы
ТАБЛ И ЦАО 2ч ПАРАМЕТРЫ АЭРАТОРОВ НЗ ДЫРЧАТЫХ ТРУБ
С ОТВЕРСТИЯМИ ДИАМЕТРОМ 3 мм ПРИ ПОТЕРЯХ НАПОРА 0 (5 м
духоподах каждом нчсйки следует >стакавл1вать расхода еры с за
движкам! итн аеититями
Пример 3 13 Рассчитать систему аэрации аэротенка аытесштети
с регенератором при следующих исходных данных ширина коридора
В 45 м длина Л—60 м высота рабочего слоя WH м удельный
расход воздуха D=9 5 мэ/м3 раслетный расход 3000 м‘‘/ч продол
жнтелыюсть аэрации / = 43 ч допустимая неравюмериость аэраини
Решение В Аэротенках вытесните анх с регенераторами чисто
аэраторов па первой половине длины аэротенков и регенераторов
принимается пдное большим чем на остатькоп длине
Определим среднюю интенсивность аэрации но ф)рмуле (3 23)
/ср = 9 5 4/4 3 = 8 44 мЩм* ч)
Иптенсноность аэрации на первой потнице аэротенка и регеие
ратора
/( = 1,33/ср а ка второй /, = 0 67/с()
133
Приникаем аэраторы из дырчатых труб (табл 3 25) с наружным
диаметром J —11-1 мм и чкетам отверстии на I м аэратора—80
Удельная иронэяодитслы'ость такого аэратора ч*«ч»=73 м5/(ч к) а
л юшадь одного ряда дырчатых труб / =0 12 м5/м
Определим число рядов дырчатых труб иа первой потовине
аэротенка и регенератора
пзз/^а
Лф( -
?»озл /
второй половине
«ф|-= Лфт/i
1,33 8 44 4,5
73 DJ2
= 5.77
,5 77/2 — 2 ,69
В нашем случае принимаем Па первой подранке аэротенка и ре
генератора шесть рядов дырчатых труб, иа огороЛ половине- три
ряда соответственно распределив расходы воздуха
Дтя сокращения протяженности наружных воздуховодов ст ,
якон и запорной арматуры количество стояков для подвода нолуха
к пневматическим аэраторам дотжио быть мннимльиым оно олре
дсляетсн iij условий допустимой неравномерности раснредстения иоа.
духа едать норидороо аэротеииоц По табл 325 при догтустихой не
равномерности язрацип 10 % находим что длина участка об лужц.
яжмая он им стояком равна 17 4 м Следовательно при днис ко
ридора 60 м каждый из них должен обслуживаться ытырьмя
стоявямн
Пример 3 14 Опрсдсшть размеры аэротенка отстойинкт про
следующих исходных данных расход сточных вод 0=26000 м! сут
расчетный расход QP,«n=1470 к3/4, БПКпои поступающих сточных
иод £.= 150 мг/л БПКоот, очищенных сточных вод £<=20 мг/л,
удетьная скорость окисления р= 19 мг/(г ч)
Решение Оиредстим продолжительность аэрации ио формуле
(3 7) приняв дозу ила в зоне аэрации о = 3 5 г/л
1507-20
3,5 (I -0,3) 19
ОСъем юны аэрання аэротенка отстойника
=4расч'= 1470 2,8= 4116 м’
Принимаем четыре аэротенка отстойника е рабочей глубиной
Н,=32 м шириной зояы аэраивв В„=6 м и длиной /„=536 = 54 м
Определим расчетную площадь зоны отстаивания м’ на иыеоте
1)5Н„ прн допустимой скорости восходящего потоке в расчетном
сечении .1 = 0.25—05 мм/с (в машем случае о,—0.4 мм/с) и числе
взротенков отстойников л„=4
FQ = Qpac4/(3,641 nJ* 1470(3,6 0,4 4) = 255 М«
Ширина эоны отстаивания Во нв высоте 0 5//
Ва = Г0//д* 255/54 = 4,7 м
Расстояние от нмлней грани козырька до днища йа находим
прп с'оростя движения жидкости в шелн <9=3 мм/с
Аз, == QpBe4/U,6c. нв /J 1470/(3,6-3 4 54) — 0,63 м
Попечатаем расход циркулирующего ила при концентрации пир
к) играющего нла оп = 4 5-64 г/л (в нашем случае пц=48 г/л)
<?ц = Ррасч«1/(ад—п) = 1470 3 5/(4,а-3.3) = 3J5S мэ/ч
134
Рис 3 13 Kipotem-dtcro&HHi
Ширли; иаибопее узкой части зоны отстаивания b м определи
ем ио скорости движения иловой смеси принимаемой в зависимости
от концентрации иловой смеси, Cj=4-rl0 мм/с (в нашем примере
Vj=5 мм/с)
b ~ Qpac., + <?n = 1470 + 3958 = (
3 6jj/i0 1а 3,6 5 4 54	‘
Зона азрацил отделяется от зоны отстаивания продольной на
клоииой (под углом 65—70°) перегородкой (рис 3 12) со струспап
раеляюшим козырьком спускающимся в зону аэрации под углом Г/
н горизонту
Подачу сгичнпн воды и циркулирующего ила в зону аэрации
осуществляют рассредоточений по длине аэротенка Для iipinivnii
тельной циркуляции активного ила в анис отстаиазнии предусматри
веем илояые бункера с эрлифтами Подсчитаем пдощадь е тане из"
ных букксраэ при скорости осаждения идя в бункере и, = 5— 10 мм с
(принимаем 6 мм/с) к концентрации ила во взвешенном слое oaj =
=4 г/л
_ _ (QpHCI4-<?u)a (1470-f- 3955)3,5 __
6	3 6и(ап-)0ло	3,6 6 4 4
Илояые бункера рдсполагают кяк а поперечном
ТЯК II В при
При поперечном расположении иловых бункеров расстояние между
нчич устанавливается 3—4 м
136
Удетьиыл расход воздуха эрлифтами дтя перекачивания цирку
дарующего и та определяем при геометрической высоте подьемп ак
тинного нта Лг=05 м КПД эрлифта г|,=0 6 и гчубшге погружения
форсчикн эрлифта от уровня на или Нс^24 ч
Избыто iiibJii активный in удаляется из зоны отстаивания с от
метин соответствующей половине высоты слоя взвешенного осадка
по нлооои трубе лот действием гидростатического давления вош
Итовые трубы толжны располагаться между бункерами
Пример 3IS Произвести расчет механического аэратора по
всрхностногл типа и определять необходимое число аэраторов дтя
остановки в трех секциях дву хкорндорных аэротенков при следую
щих исходных данных расход городских сточных вод Q =
— 30000 м1 cvt БПКпали поступающих сточных вод £о-=-150 мг л
БПКса^л ошщенныд сточных вот £( = 15 мг/л длина одного корндо
рп аэротенка /0= 4в м ширина fi = 6 м рабочая гтубиив Н 44 м
дефицит кислорода do — ОУ
Решение Расчет аэратора заключается в определении оптныать
иых его параметров tpirc 3 13) режима работы и технологпчес! их
показателей
Диаметр аэратора ц-i нгачаем из хсювщ
dB = (0,!5 - 0.2) В = 0.17 б « I ч
Ч11ГЮ топастей
л, (10- 12)/77- 12/7= 12
Дтипэ Tonadii
IJfi
Высота лопасти определяется по формуле
Лл =^/2-r//2g/lD,
где h„ — глубина погруже шя диска раяиал 0 08—0 1м I — продпл
жятельиость i робега inn лопастного пути, равного расстоянию меж
ду лопастями (или продолжительность поворота лопасти на угол
ранный углу между лопастями) с / = 1/(явЛл) здесь л0 — частот
вращения аэратора, с*1)
Задаемся частотой вращения аэратора исходя па окружной скл
растя врашенлл равной 35—45 м/с /=1/(1 2 12}=007 с Теперь
подсчитаем высоту лопасти
йл = 9,8 (0,07)‘/2 + 0,07/2 9,8 0,1 = 0 |3 м
Правильность выбранной частоты вращения проверяется уело
пнем
Статический напор аэратора м
где *1— коэффициент учета числа лопастей
k„ = 1 4------------------— I Ч------------------- = I 45.
Л ПлИ-(гВ11/гв)=)	1>|1 -(0 29/0 5} |
—угловая скорость равная 2 лло рад/с ka — коэффициент исполь
зовапия боковой поверхности аэрато;а
2Л;
здесь с,, — скорость подъеча воды на входе в аэратор
oJ= /2g	•,) =/2 9 8(0 I +0,13} = 2,12 м с
Далее попечлтываем hs и //ет и пр пернем праяпльиость пыбора
частоты вращения
О 51
Поскольку требуемое условие слблютается переходим к расчету
техно логически» показателен аэратора
Расход жидкости перекачиваемой аэратором
Мощность, потребляемая аэратором кВт, прн плотности жидко
137
сги р 1 т/м и периферийной скорости вращения ou=nd»/ia= 3 IX
X 1 1 2 3 77 м/с составит
р0.°. f а (Ял+ >.„>! _
24,	[1+ ,п ]-
= |.,.И77_ г 9.» о.н-о.да _
2 I 4а L	3 71 J
Окислительная способность аэратора
Л(и = (2 8 — 3) Уцетти = 2,В 3,6В = 10 3 кг/ч — 247 кг/сут
Рассштаем обслуживаемую одним аэратором тону которая on
редсляется из условия обеспечения придонной скорости докженш
воаы (на глубине 0 2 м от дна} равной 0 35 м/с Поверхностная схо
ох = 0 35 ЦН~ 0,2)/0,2|° |4=0 35 |(4 4-0 2)/0 2| 14 = 0 54 м/с
Тогда зова обслуживаемая одним аэротором опредсляетсн как
квадрат с размером стороны
где h: = 1 14 — коэффициент определяемый экспериментально
1^а=йбсолютиая скорость выхода жидкости кз аэратора м/с
с»бв —	здесь ur = (te + iB)/2 — раднатьная скорость вы\о
да жидкости нз аэратора [tB — скорость пращеиия и начале лопа
сти с.-л^-г/^Яв-З 14(1—2 021)1 2 2 19 м с]
Подсчитаем tr с.ос к (>
ог = (2,19- 3 77)/2 = 2 98 м/с
4абс = V 2,98" -f- 3 7/ =4 а и с
1в = (2 1 14 0 01 4 «)/(□ 54 3 14 1) = Я 3 м
Число аэраторов определяем из условия обеспечения перемени
пиния воды
ла=/7(\Я)= 1728/(8,3 Б) =34,6,
где / —(лошадь трех двуккоридориыс аэротенков равная 1728 м’
Неэбхошмое к установке в аэротенках число аэраторов в соот
встствкп с их окислительной способностью определяется по формую
-w.-- '•Ж, «.*>)
где Z —потребность в кислороде на 1 кг сиптон БПКоалв равная
10т—2 3 в зависимости от релича работы аэротенков Л1, — окисли
тслыган способность аэратора кг/сут Лст — коэффициент ка теетва
стошых вод равный 0 7—0 9 для городских стоков—0 85
Принимаем L. и L< в кг/м* коэффициенты 2 = 13 и k ст-0 65
Тогда
) 3 30 000 (0 15 —0 015)
0,ч5 247 0,7
= 35.8
1S8
Аэратор работает оптимально прн лв=лв1 что соответствует на-
шему расчету К устаионке принимаем 36 аэраторов, но шесть аэра-
торов в каждом коридоре
Для обеспечения хорошей циркуляции воды и аэротенке и пре
дотвращеикв выпадении взвешенных веществ иа его дно устаивали
вают шаби.инвторы потока и виде вертикальных труб диаметром
0,6 м с задором 1 см под аэратором Стабилизаторы устанавливают
соосно с аэраторами, они имеют вернине и нижние конические \шк
рения, прн этом верхние уширения оборудуют вертикальными ради
альио расположенными лопастями, предотвращающими закручива-
ние поды в стабилизаторе
Дли упрощении расчетов при подборе механических дисковых
азрлтор'.и поверхностного типа □ табл 3 26 приведены основные их
характеристики
ТА 6Л ИЦА 3M ОС ИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЭРАТОРОВ
ПОВЕРХНОСТНОГО ТИПА
& | а	I i	-• j о а. 5 V а	5н та	•ПОИЛ.	•и? см	Е « я а off Шй	5Й
				§			
<>.5	13з	3,5	6	14	17	1.2	80
0.7	95	3,5	6	t а	20	2.4	170
	67	3.5	12	13	21	3.4	230
1.5	48	3./5	16	14	25		550
2	38	3,95	16	15	30	1 1 к	600
2,5	32	4,25	(8	16	37	18.1	1250
3	27	4,5	24	)7	36	26,5	I860
3.5	24	4,6	24	18	40	38,5	2600
а	22	4,76	24	20	47	52,5	3500
4,5	21	4.95	24	22	52	75	4900
Пример 3.16. Выбрать технологическую схему биологический
очистки сточных вод химического комбината и поселка городского
типа и определить объем сооружений биологической очистки при еле
дующих исходных данных расход сточных вод химического комби-
ната Qos=8000 м’/сут. Срвсч Ор=400 м3/ч,* БПКва11 поступающих нв
биологическую очистку производственных сточных вод £пр=2000 мг/л
расход городских сточных вод Qw— 10 000 м'/сст, Qpic4rop=
-=660 м’/ч, БПКполп Городских сточных вод оосче сооружений мс
ханической очистки £гоь=240 мг/л, БПКвочо очищенных сточных
под /.,=15 мг/л
Решение При очнетке высококонцентрированных сточных ic,i
применяется двухступенчатая биозогичсская очистка В качестве пер
вой ступени применяем аэротенке смесители с регенеоа горами, обес
печиаающис и пашем случае 85 "о ный эффект очистки, в качестве
второе ctjuckii— аэротенки вытеснители с регенераторами После
первой ступени очистки предусматриваем отстойники с продолжи
139
L, =--Lap (100 — 85)/100 - 2000(100 — 85)/100 = 300 мг/л
По результатам исследований задаемся средней дозой ила ое|,=
= 4,5 г/л, коэффициентом регенерации Р=0 75 п иловым индексом
7=120 см3/г По формуле (3 10) подсчитываем степень рециркуляции
активного пли
________4,5_______
- 1000/120- 4.5 ~ 1|17’
Скорость окислении в аэротенке смесителе с регенератором он
ределнем по формуле (3 8) при концентрации кислорода в аэротенке
С=2 мг/л
300 2	/I \
300 2 + 45 2+ 1,2 J00 (I -j- 0,17-4.5/ ' 9,1 МГ/<Г ч)
140
НаЛдем общую продоп^итетьиасгь aipauirn на первой ступени
по формуле (3 7)
/,_________ОТ)-300	_
|— <’cp(l— •SJC ~ 4.5(1 —0,3)39,1 — ' '*
Обшнй объем аэротенка смесителя и регенератора составит
И, = <?расч up ‘i = 400 13<а = 3520
Объем аэротенка
Г,а =------------------------------------= 1380 V,
1+Р/(1-Р)	1+0,75/(1—0,75)
объем регенератора
(/1р = 1/( — Г1а ~ 5520- 1380 = 4140 ма
С учетом потученных результатов расчета утошяем нагрузку
на I г беззо 1ьного вещества ича по формуле (3 11)
24 (2000 - 300)	...	„
---	.	— = Q1Q мг <г гмтХ
24 (Д1|Р-М)
4и
По рис 3 14 находим, что при этом значении qt-\ для сточных
под химкомбината / = 130 см3/г
Уточняем значение степени рециркутяции
о _________LZ_______
1000/130 — 4,5
Теперь определим дозу ича в аэротенке смесителе
_____________У.Оср__________________5520 4,5___________
°а ~ I та + И/(2Я) + ljl'ip= 1380+[1/(2 1.4) + 1J4140
= 3,55 г/л
Рассчитаем вторую ступень биологической очистки аэротепкоя
вытеснителей с регенерацией приняв дозу та <2=3 г/т [6 табт 411
ндоаый индекс /=100 см]/г концентрацию растворенного кислорода
С=2 мг/л
Подсчитаем расчетныЛ расход 4?р]сч см л БПКаон смеси £<.
пронзяодствеИ11Ых сточных под после первой ступени биологической
очистки и городских сточных иод после механической очистки
Фрася см = Qpacq up + Срясч гор —	+ 650 = 1050 М3(ч,
L L,Qnp-i-£ropQrop _ 300 8000-г-240 101100 _
^пг+Сгср	<Ю0+ 10 000
По формуле (3 10) определим степень рециркуляцла активного
1ПЗ
Я 1000/100 —3
43
БПКпопп сточных иод поступающих в тчротенк аытесинтещ
с у тегом разбавления циркуляционным активным илом находим но
141
формуле (3 14)
Ьм I м/?	267 - 15 0 43	1А,	.
I, u =---------- ----------------=191 мг !л.
I + /?	I + О 43
Продолжительность rrpefii шапия сгонных под a coOc’tuhho аэро
тенке кодечнгываем по зависимости (3 1а)
Произведем предварительный подсчет дозы нда о регенераторе
по формуле (3 13)
°’ + ')3 = М9
По формуле (3 8) найдем удельную скорость окистепия смеси
городских и производственных сточных вод
I5 2	/	।	\
р = )00--------------------11	I = )4 9 мт Лг ч)
и 15 2 + 40-2 + 0,8 15 \1 + 0,1 6,49/	'
Определим продолжительность окимения загрязнении по оырз
Ж(.ннк> (3 12)	'
f = Lcn ~1 <	=	267 — 15	fi 66
0 Яор(1—$)н	0 43 6,49 (1 — 0,3)14.9	’
Период регенерации i пз
= /п _ = 8,66 — 1 59 = 7 07 >1
Продолжительность пребывания сточных вод в системе «аэро
тень—регенератор»
1„ п = (I 4 R) (а + R/p = (l + 0 43) 1,59 + 0 43 7,07 = 5 31 ч
Объем аэротенка по формуле (3 17)
У« = 'п(1 +Я)<Эййсчсм= 1.39(1 -^-0.43) 1050 = 2387 м^
Объем регенератора по зависимости (3 18)
^яр « 'р Я<?рас, гы = 7.07 0.43 1050 = 3192 м’
Дли уточнения илового индекса определим среднюю дозу ила
системе «аэротенк—регенератор»
(I +Я) Г„а + Я/Ров
аср =	/-----------=
« р
(1 -т-0,43) 1,59 3 + 0.43 7 07 б 49
=------------------б""з]---------------= 5 г / т
По формуле (3 И) определим нагрузку на 1 г бемольного веще
спя активного ита
_ 24 (7-см — l-t)
’""-«CP<I-S)GP
14Х
По рис 3 14 для снеси производственных в городских сточных
вод при <;иа = 326 мг/(г сут) итовый индекс 2=75 см3/г, что отлича-
ется от предварительно привитого / = 100 см’/г.
Уточняем степень рецирку тяцкн актяв1юго нла
1000/75 - 3
Эта величина значительно отигчается от предварительно рлссчн
тайной, поэтому требуется корректировка значений LCH,G, р,
267+ 15.0,3
—ГГТЧ------М9 ш/л,
209
15
8 г/л,
р = 100
267 — 15
Поде штаем среднюю дозу нла п вновь определяй нагрузку на
1 г Оеззольниго вещества активного и за
= 4.84 г/л,
е₽"	5,94
24 (267— 15)
Лип ------------------------= 301 мг/(г сут)
4,84 (1—0,3) 5,94	'
При этой нагрузив иловый индекс (рис 3 (4) 1-7% см’/г а сте
пень рециркуляции активного ича /? = 0 3 что практически ие оттн
чается от снорректироввнпых значений, поэтому окончательно при
пимаем /?=0 3 н подсчитываем объемы аэротенка Vj, и регенератора
Узр второй ступени
= 1,65(1 +0,3) 1050 = 2252 м«,
У#|, = 9,3 0,3 1050 = 2930 м».
Общий объем аэротенка вытеснителя и регенератора
И, VM + I ip = 2252 + 2930 = 5182 mj
В целях обеспечения надежности работы число секций а-ротеи-
коя toi^iki быть три четыре В нашем случае для первой ступени
биологической очистки, где приняты аэрг.тенкя-смес1ггетн с регенера-
цией, необходимы четырехкорндорные заротепки, но подобрать тико-
вые по типовым проектам не представляется возможным. Позтиму
143
конструктивно принимаем четыре секции четыреккоридорных аэро
теинов смесите чей е шириной каждого коридора 45 м длиной 24 м
рабочей глубиной 32 и объемом каждой секции 1383 и1 Обшг i
объем аэротенков смесителем составлиет 5532 м1 В каждой секции
один коридор выдетнетск аод аэротенк а три — код регенератор
По табл 3 7 для аэротенков вытеснителей второ i ступени под
fкраем четыре секции дну «коридорных аэротснкои (типовой проект
902 2 195) с шириной каждого коридора 45 дтяноп 48 м рабо ieu
глубиной 3 2 м н объемом наядой секции 1386 м1 Общий объем
аэротенков вытеснителей составляет 5544 м1 Поскотьку режим вы
тескеша в нашем ciy'iae не обеспечивается (соотношение длины ко
рндорпп к ширине менее 301 необходимо секционировать коридоры
на питк шесть я 1еек В каждой секцн i один коридор выделяется под
аэротенк второй — л л регенератор
Пример 3 17 Рассчитать окситеики при следующих исходных
данных расход смеси производственных и городских сто гныт вод
Q 11500 м3/сут расчетный расход QP л— 730 м3ч ВПК ат ласту
ПВЮЩ11Х СТОЧНЫХ ВОД La — 390 МГ/l БПКпоти о ГПП1СННЫК СТОЧНЫХ
вод Lt=l5 мг/т Расчетные константы р« с —110 мг/(г ч) Kv =
37 мг 1 A q- I мг/1 <| =0 12 л/г S 0 3 сред гемесячпан тем! ерзгу
,а сто шых вод та летний период 7,ср=18<‘С коэффициент пг—07
Решение Подси гтаем удельную скорость окислении по формуле
(3 8) приняв в соответствии с данными [6| концентрацию кксторо
да и iriitian смеси шентеика С=9 мг/л=0 009 кг/м1 а дозу ила а =
= 7 г/т
р 110----------------------I-------------— 16 7 мг (г ч)
15 9 т-37 9 -4-1 15 \ Ц-0 12 7 /
Продолжитесь и сть пребывании сто той воды в эоне аэрации
опреде им ио форму те (3 7|
390 — 15
t ------------------ - 4 58 г
7(1 —0 3) 16 7
Суммарный объем зоны аэрации океитешоа
ка - Срасч 730 4 58 - 3343 м
В институте Союэаодохаиа тлроехт разработаны проект j окси
телков диаметром 10 22 и 30 м в которых зоны аэрации окисления
и илоотделекия равны между собой
Принимаем окситеики бо 22 м и рабочей глубиной //—4 5 м
Общий объем окентенка V >708 и3 а объем тоны аэрации I
= 854 м Диаметр зоны аэра цгк
D л/	_ -1/---------------|5 5 м
V 0 785 И >	0 78о 4 5
Ч 1сто । ксите шов
г иа/Ия, 3343 8j4 3 0
Принимаем 1етыре осситепьа диаметром 22 м
Площадь илоотделения м1 рассчлтывастсв исходя из доза
ила о итоэого индекса / и соответствующей им гидравлической на
грузкп <?><□ Иловый индекс определяет» экспериментально он завн
>44
сиг от состава сточных вод и нагрузки на ил Определим нагрузку
на 1 г ила
?ил =
24 (La-Lt)
al
24 (390 — 15)
-= 28 1 мг/(г сут)
В нашем ciyiae для <?Mn = 200 300 400 500 600 мг/(г сут) дна
Mcitsie 1 соответственно равно 90 60 60 80 110 см3/г Следователь
н< npit дю 281 мг/(г сут) эва leinie ! = 64 см-’/г
Гм дран тическая нагрузка на inaoT де тите ть 5иО 56 33 18 1 2
08 и 07 м3/(м’ ч) прн условном безразмерном параметре о//1000
ртпном соответственно 01 02 03 0 4 05 н 06 [6] Подсштаем
параметр о//1000=7 64/1000=0448 и определим ?пл=1 м3/(м' ч)
Тогда необходимая площадь илоотделителей окептенкоэ будет
fno ~ 9|>ясч^по = 730/1 - 730 м
Фтктическв площадь илоотлелнтелеп
Гиа ф = I, п (2Н) = 1708 4 (2 4 5) = 759 ма
f i ноская площадь практи 1вскн не отличается от pacieTiion
окончательно принимаем четыре окситепка (ряс 3 15) дил
1O-77J
метром Оо=22 м высотой paOoiero слоя II 45 и ширимом зоны
воздухсотдс штсля b 0 25 м и диаметром цилиндрической перего
родни Ои=Ю м Если фактический площадь будет значительно от
лн1аться от расчетной то следует изменить дозу нла и повторить
расчет
В окситонках для окислительных происссоп используется техно
логический 95 % ныв кислород от Действующих кислородных уста
иодом 11ро«ышлеп11ого npeanpiBnifl Коэффициент нслолъзоааиия
кислорода 1)о<=0 9 Подсштаем скорость потреб ииня кислорода
(390-15) 730
1000 4	КГ/‘
Qw<r
КЮОл
Определим температурный коэффициент сточных вад но форму
ле (321)
л, = ) -f-0 02(18 — 20) =0 96
Подсчитает! необходимую окислительную способность а ротора
(в стаптарткьис усювних) ори Сг 94 иг/л=00094кг/м’ (см табл
3 5)
ос=	
^10,174 [(1-Ло)/Ло1-С|
_____________0 0094 68 4___________
“ 0 96 0 7 [0,1741(1 — 0 9)/0 9) — 0 009)
= 93 кг/ч=2232 кг/сут
наться аэраторами меньшего диаметра и пересчитать частоту ара
шепни п потребляемую мощность
Например молено применить аэратор диаметром </0==-2 м с час
тотой вращения лп=38 мни 1 потребляемой мощностью Nct=
11 8кВт и оклелнтетьцои сдособностью ОСе, 800 кг/сут=33 3 кг/ч
"и = по /ОС/ОС^ = Зв У93/33 3 = 64 мни'1
Рассчвтаем требуемую мощность аэратора на налу
N = N„ (пв/ло)" = 11 6 (64/38)п = 33 5 кВт
Мощность привода аэратора при его КПД N, 0 7 состаонт
\Op-W пэ = 33 5/0,7 = 47 9 кВт
Интенсивность перемешивания нехдин |еским аэратором опеннва
ется по донной скорости с4 a lanOoiee \саленной точке зоны его
действия значение ид диыкни быть не менее 0 2 м/с
Подсчитываем величину с* при аэраторе диаметром <ft=2 ы*
2.76^ 6 («J" '____________2,76-2" 6 64nj
°Я~ (W/d,)IJ (OB/dtJu * ~ (4.5/2)1 '(15,5/2)U 46 ~ *-5 и/с
что аеа ттельно выше требуемой величины
Подсчитаем необходимый расход кислорода
_ (Lo-L(}QroCT _ (390-151 730 _
10001])	1000 0.9

Пример 3 18 Рассчитать циркуляционные окислительные каналы
при следующих исходных данных расход сточных вод Q = 73Q м’/сУ1
БПКя сточных вод номе решеток L«=250 мг/л. БПК$ очищенных
сточных вод Li = 15 мг/п
Решение Определяем продолжительность аэрация сточных вод
в циркуляционном окислительном канале по формуле (3 7) при о =
••3.5 г/л S=0.35 и р=4 мг/(г ч)
Принимаем один циркуляционный канал непрерывного денстннч
О образной формы рабочей глубиной //п=1 м. ширинок по дну Ва =
=2 5 м площадь живого сечеипя Sa = 4 м2
Канал оборудуем механическими аэраторами клеточного типа
длиной /.=2,5 м а диаметром d«=90 см, глубиной погружения h,=
=20 см и частотой вращении лс=80 мнн-1 По формуле (3 24) пот
считываем требуемое колнчестно кислорода прн 2=1 42 мг/мг
Д]тр = 1.42(250 — 15) 730/1000 = 244 кг'сут
По табл 3 8 находим расчетную производительность 1 м припа
того к устройству аэратора
Л4Я = 2,4 ktOs/(4-m)
Прн длине аэратора /«=2 5 м его про1пподнтс1ыюсть а сутки
составит M = AlaG 24=2 4 2 5 24=144 кг О-/сут Принимаем к усга
новке два аэратора обшей длиной 5 м
Определим требуемую скорость движении жидкости п канак
по формуле (3 26)	____
отр = 0,25 V 3,5-1 = 0.47 м/с
Теперь подсчитаем требуемый объем канала Va его дтну 1ц и
гидравлический радиус R
Уд =/Q/24 = 25.8 730/24 = 785 м‘
/п = 1„/5п= 785/4 = 196 и.
R = $ц/х = 4/6,1 =0,66,
где х — смоченный периметр равный 6 1 м
Определим скорость движения жп гкоети в канале создвнаемум
одним аэратором по формуле (3 27) при /«=0 03. л=0 П14,=0'З
147
что незначительно отличается от trTP При двух работающих аэрато-
рах в канате создается скорость :'а=0,б4 м/с, что существенно пре-
восходит 1’тр
Количество избыточного активного и та равно 0,5 кг на I кг
БПКв, его влажность прн удалении из отстойника составляет 98 %.
Для разделения илоной смеси применяются вертнка гьиые отстойни-
ки диаметром 4—9 м, продолжительность пребывания сточных вод
а них 1,8—2,4 ч В качестве контактных резервуаров используются
вертикальные отстойники диаметром 2—6 м, продолжительность
коатвкта составляет 05—1,2 ч
В нашем случае п соответствии с типовым проектом 902 2 256
(нроизнодптелыюсть циркуляционного окислительного канале
700 м3/сут) принимаем один отстойник диаметром 9 м и один кон-
тактный резервуар диаметром 6 м Перед циркуляционным окиспл-
тельиым каналом устанавливаем две решетки дробилки РД 200
Пример 3 10 Рассчитать капельный биофильтр при следующих
исходных данных расход сточных вод Q=850 м3/сут, БПКио-и по-
гтуиающкч сточных вод La—200 мг/л, БПКаолв очищенных сточных
вод L(=I9 мг/л, среднеэямнян температура сточных под Т-- 12’С,
среднегодовая температура ноздуха 7ипал=5‘С
Решение Определяем коэффициент К ио формуле (3 28)
К = 200/|9 = 10,5.
По табл 39 в зависимости от среднезямией температуры сточ-
ных вод 7 н высоты слоя загрузочного материала Н находим бли-
жайшее аиаченпе Kns, Принимаем Н=2 м я находим К-галл=Ю,7.
Прн этих условиях П1дравл1гческан нагрузка q=2 ма/(м3-сут)
Площадь биофильтров находим но формуле (3 29)
Г — 850/2 = 425 м2.
Принимаем четыре секции прямохголыюй формы в плане био-
фильтра с размерами сторон 4x5=9X12 м и высотой 11=2 м Пло
щильотной секции F'=l(ie м-, а объем V'=216 м3
В соответствии со среднегодовой темсернтурой воздуха 7ВОзз =
= 5‘С и производительностью Q = 850 м’/сут биофильтры располага-
ем в неотапливаемом помещении облегченной конструкции
Пример 3.20. Рассчитать водораспределительную систему ка-
пеошаго биофильтра при следующих исходных данных расход сточ-
ных вод Q=900 м'/сут, на станции биофильтраенн запроектировано
четыре секции бнофн штрон высотой Н=2 м, размером ?1Х5 = 15Х
Решение В соответствии с исходными данными выбираем сприн-
клерную систему орошении биофильтра, расчет которой сводится к
опрсдетенню расхода воды пз каждого разбрызгивателя (ttipiiui ie
p.i), необходимого нх числа, диаметра рнзводяшен сети объема и
времени работы дозирующего бана Расчеты ведутсн по макепмаль
пым расходам Максимальный расход сточных аод на каждхю сек-
цию биофильтра
<?МВ1.С = «ЭКовга 44-24) = 900 2,73/(4-24) =.25,6 м3/ч = 7,1 л'с
При расчете водораспределительной сети начальный свободный
напор у разбрызгивателей принимается около 1,5 м, конечный—ire
менее 0,5, диаметр отверстий ра)брызгнвателя 18—32 мм, высота
расположения готовки разбрызгиватели над поверхностью загрузки
0,15—0,2 м, период орошения прн Q.a«« равен 5—6 мин
Принимаем статический напор у разбрызгивателей //ы!и=2 м
высота расположения гочовки над поверхностью бнофильтрн 0 15 з
диаметр отаерстнй слрннк терной головки <f0T, 19 мм Водораслр<_
делитель 1ая сеть — на ттубние 0 5 м от поверхносп! биофильтра
Потери напора а сети длн I редварнтечьпою расчета принимаем
равными 25 % общего i аоора и подсчитываем максимальный свобод
ный напор у голонки спринклера
Ни=0 75 2- 1 5 а
Каждый разбрызп ватель орошает вокруг себя площадь радиу
сом Rao значение которого зависит от своболдого напора у разбрыз
гнвателя По рнс 3 16 а при //со —I 5 м определим диаметр в pa д,
ус круга орошения 28м ftop=l 4 и по рнс 3 16 б —макси
мальвы! расход спринклера <!смакс =0 88 л/с
Спрнгктеры располагают в шахмат! ом порядке на расстоетпш
tc = I 73 Рг,р 17314 24друготдругав каждом ряду расст ih
uik между радами Ip — I 5 /?□<. = 1 5 14=21 м
Подсчитаем число рядов спринклеров я секции биофильтра i
число спринклеров в одном ряду лс
Яр = Л//р = 15/2 1-72
л -В//с= 15/2 4-6 2
О 2g 2g	2g
149
Рис 1 И Вово£Испрсдс,к1(Лк»«« сеть «ьпсдьиого биофильтра
где >//£>—параметр \арактер|иуюш1||| потери капора па длпне тру
Сопровода ^tt+r *)A2s^ = fl“ ^1Л*СЬ !'—восстачовитетьпый па
п< р) v«yi с«—скор >eru движения воды в расоределитетьиых тру
бопронадах до и после ответвления
Потеря напора для принятой схемы водораспределительной сети
(рнс 3 17) определяем для наиболее удаленного от дотирующего
бака рвзбрытгняателя при скорости дннжешя воды о магистральной
трубе до I м/с а в рээяодяшпх трубах на которых установлены
стояли с разбрызгивателями — ю 0 /о м/с
Рас |ет распределительной сети и годим к табт 3 27’
* Шевелев Ф А Таблниы для гидравлическою picicta сталь-
ных чугуиаых и других труб — М, J9 3
150
ZOO И
600 П
Ю 0
►too
1Ъ0 О
110 Q
910 0
ZOO 0
600
BOO 1
JOO 0
<00 0
TOO 0
900 0
ono n
?0 0
ZW 0
600 0
XO 0
1Ю 0
boo о
no u
tco 0
m о
"_w,r
ZOO о
OTO 0
CflO 0
Bio 0
6W 0
sw> 0
110 0
m о
500 0
HO 0
zoo о
600 0
310 0
0010 )
0
ZZOO 0
8Г10 r>
WIO 0
KOO 0
mi io о
ztoo 0
lino 0
[£00 0
ЖЮ 0
иоо 0
H MDLStfbX
lOHTljff Хл
iwnffj EH
ч nuodl troiadeLI HHHyndj > ii yodx ximtlodl	b • b z	7b Г1 b r) di П-Т, 0 a о tT th-о n г 0 9 0—® 0	ns 0е X 1 IM OK ГЖ no	® 0 » 0 «я a-ч i *>d I oz i—И W7 b9 7—79 Г	irdarHilKdu^ ‘'Heoirej — ri gf—CI fl 11— It 11—01 01
Wildau	I n	”ч n		w r	Ol—‘
И Hyod£		IV fb-Sd 0	1ЮI	6 1' *11 <1	g
	T	9d 0	noix bi	SI П	O“~S
ItllllUOL» 1»			bC 0-F9 0	0*1	01 9—H It	6
—	r	Г? 0	№1	bb II	ц
и i looiasdM	—	Г9 0—96 0	IXil	It II—5 ’1	
Voxadaj	7	SO n	091X00’	9 dl	d—9
 II IBOUaat	__	bS 0—id 0	OK	9 dl W d7	
	т	и I)	OtK	В 70	
пи inoiaadx	—	td n-« 0	oar	W |7—Ю &	
ГохэОиц	7	г 0	0КХЛ*	И) я	9—f
ihou bodfl	—	И 0— B9 0	090	ьо к— a. ft	9
			Ю 0	DS	T bf	f—Г
1/ iHfloi^adx			60 11— <9 0	as	t£ bC-W- Ob	I
—		10 0	as	Ht Ob	h *
i и	—	IB B—lb 0	09T	w tw— t b	
—	7	II, 0	09Г	d Jb	
HQ | 13 И DOMQ		16 0	OS	d Л	
					(jl г 'i'd H3)
»nuodoe^ О19НА5ЭЯ rug	ruUvl	usod hi	* * ^Ad diiftei ]'		H9Ml>9b< аанэьввгоро
[7H*OH4Hi39 И0НЧ1/31HизгзвиЭVdOITOR J3h?Vd d»C vnHITSVi
Сумма потерь наппра в водораспредештетыюй сети
Л = Ллл4-Лм - 8П = 0.179 + 0,437 — 0,133 = 0,483 ч
Свободный напор у голован спринклера
//СР=//сби.-/т = 2 — 0,483 = 1,517 м,
что практически не отличается от предварительно принятого Н
— 1.5 ч Если отличие будет значительным, то следует произвести
потный перерасчет распределительной сети
Минимальный суммарный расход через спринклеры должен
быть больше максимального притока а бак Quaic. а противном слу-
чае соринктеры будут работать непрерывно, что приведет к нерав
номерному орошению л ухудшению работы биофильтра
$смпп > 1,5<?макс = 1.5 7,1 = 10,65 л/с.
Минина 1Ы1ЫП спободный напор у спринклера Нсв должен быть
нс менее 0,5 м В этом случае расход через один спрнпклер «CMim
состанит 2!)л/мнп, пли 0,5 т/е (см рис 3 10, б), а суммарный расход
’< ™	™ ". -O.6-S2 - 26 "Л > 1
Потери напора при мннпмальном расходе, м,
- * («. -А .«с)" = °.4аз <» s/0.eejJ _ о, ISS «.
Тогда рабочая глубина дозирующего бака будет
Нраб = /'общ “ («св мпв + ЛМ1т) « 2- (0,5 + 0,16) = 1.34 м
При среднем расходе через сплпнклеры, обслуживаемые дозиро-
вочным баком,
% - («;	+ it »„„) По-1,1 /2 = (0,8< + O.S> 52 I, I /2 = J9.S л (с,
обтем дозирующего бака
VoBH^Wcp-Qaund'on 60 = (39.5 - 7,1)2 60 = 3888 л « 3,88 м\
где /ал = I —5 инн — продолжительность опорожнения бака
Определяем продочжнтельность напотнекня бака /„JS и полный
инн 1 его работы I
^ипп ~ I ^ыанс — 3888/7,1 =9,13 мни,
I = /||ап + ГШ1 =. 9.13 4- 2 = 11,13 мни
На капельных биофильтрах период орошения при максима ином
притоке стачных под должен быть не менее 5—6 мни, что н нашем
стучне соблюдаетсн
Пример 3 2i Рассштать высоконагружасмык биофильтр при
БПКпат™ поступающих сточных аод £□-= 180 ш/л, ВПИло™ очинен
пых сточных вод Li = 20 мг/л, среднезимняя температура сточных
аод 7= 10 °C
Ранение Определяем коэффициент К по формуле (3 28)
Х= 180,20 = 9
Высоту биофильтра находим для двух значений объеме пода-
ваемого воздуха Д1В при гидравлической нагрузке $ = 10 м3/(м} сут)
152
1 При В,а=& и’/м3 из табл 3 10 следует что ори высоте био
фильтра //|=3 м Х=62 а при Н}=4 м /(=104 Так как 62<9 то
прп пысоте биофильтра Н «=3 м необходима реинркулнипя
По формуле (3 30) определяем /.<« по формуле (331) — ко
эффпцпеит рециркуляции ri, а по формуле (3 32) — площадь бил
фильтров Fi
LCMI = 6.2 20= 124 иг/л
//,.! = (ISO— ] 24)7(124 — 20) = 0,54.
F, - 28 000(0 54 4- 1 )/Ю = 4312 м«
Прп Н=4 м pinnpKt л яппи не требуется я плошадь биофильтров
составит
/( = 3/4 = 28 000/10 = 2800 и*.
Обземы фильтрующей загрузки соответственно будут
)/, = Ft Hi = 4312 3= 12938 ма,
Vs = Ft Ht = 2800 4 = 11 200 м'
2 При й,д=12 м3/ма из табл 3 10 следует, что прн высоте био
фильтра Hi=3 м /(=835 а при Я,=4 м К=14 8
Следовательно при //5=3 м необходима рецирнуляп 1я Расклы
производят аналогично как для А1Д=8 м3/м3
бсма = 8 35 20= 167 мг/л
Ярз =(180— 167)/(167 — 20) = 0,09.
Fj = 28 000 (0,09+ |)/10 = 30-52 м»
Прп //,=4 м рециркуляции ие требуется и F<=2800 и’ Объемы
фильтрующей загрузки соответственно составляют Vs=9l5b м’ 
IC-ll 200 м1 Окоп |ательиый выбор варианта следует принимать
на основе технике экономического расчета
Принимаем Вгд=8 и1/м3. Н=4 м и к ироектиронанию идзначл
ем четыре биофильтра 0=30 м с общим объемом фильтрующей и
грузин V=l I 304 м1
Расход воздуха
=	= 8 28 000 = 224 000 м3/сут
Для пода in воздуха а высокояагружаемые биофильтры ycia
наялпвэеы два рабочих и одни резервный вентиляторы низкого дай
ления ЭВР 5 произподительиостью по воздуху 5000 мэ/ч и напором
до 80 мм (табл 3 28)
Пример 3 22 Рассчитать аысоконагружаемыЛ биофильтр при
следующих исходных данных расход смеси ороизводстяеиных н
бытовых сточных под <2=6500 м’/сут БПКоол поступающих сточ
пых иод £л=450мг/л БПКооле очищенных стошых под Li— 25 мг i
среднеанмняя температура сточных вод 7=14 ”С
Решенш Подсчитаем величину К
X = ЗОО/Lj = 300/25 = 12
Из табл 310 по показателем 7 и К находим что при уделит м
расходе воздуха В,д-=12 м3/м3 и высоте биофильтра Н-4 м гид
раалпчеенвя нагрузка ?|=20 м’/(м3 сут)
Рассмотрим другой вариант при К—11,7 нагрузка ^5=
= 10 м’/(м’ сут), Hj = 3 и и Д,а=12 mj/ms.
133
ТАБЛИЦА 3 м ЛАВЛЕНИЯ	ХЛ РАК Г ЕРИ СТ IIKII	ВЕНТИЛЯТОРОВ	НИЗКОГО
Марка eer г ul ятрд	Про 1ЬиД> Тели ОСТЬ	Нэп ,, им	Моша осп. д и аге/я кВт
Э8Р 2	200—2000	15—70	0 25—1
ЭВР J	400—4 000	15—о0	1-1 7
ЭВР 4	zoo—a joo	10—100	1 7—7
ЭВР 5	1 500—10 000	15—80	2 8—7
ЦЧ 70 \ 2 5	300—2 000	10—5о	0 27—0 6
ЦЧ 70 V 3	400—3 800	10-90	0 6—1
ЦЧ 70 Л 4	000—4 50D	м г*>	<1 6—1
ЦЧ 70 Л 5	1 000—8 500	8—80	1—1 7
ЦЧ 70 Л G	1 500—14 000	В-НО	1 7-4 5
ЦЧ 70 \ 7	2000—20 000	S—(2d	2 8—10
Зналогнчно расчету приведенному в примере 3 21 пычислнсм
требуе\ые параметры для вариантов
первого
£СМ1 = 12 25 = 300 мг/л
I ! v = (450 —300)/(300 — 25) = 0 55
Ft — 0500 (0 5а 4- D/20 - 503 8 м
V, =503 Ь 4 = 2015 н’
втор 1ГО
II 7 25 = 292,5 мг/т
ft|, (450 — 292 5]/(292,5 — 25) = 0 59
5,- 6500(0 59-*- ()/1О = (033 5 м’
1 t - 1033 5 3 - 3100 5 №
Uur ipaeM перпыи вариант п подсчитываем oOmnft растпа пт
ЙеСш = вуп<1~ 12 6500 = 78 000 м’/с\т
Првинмаем два биофильтра диаметром D=18 м с общим ои
еыом ф1 аьтр) кштси загрузки I 2032 м’ Дли подачи воздуха у с I а
вваливаем один рабочий и одни резервный вентитатпры низки
давления ЦЧ 70 Ла 3 производитель* остью 3800 ы’/ч и напором д>
90 мм (см табл 3 28)
Пример ЗДЭ Рассчитать реактивные просители для высокой
гружаемых биофильтров (аэрофильтров) при следующих исходных
данных расчетный расход стенных лад ^o«iow0J2 *Р/с число Оно
фильтром — два (рис 3 18) диаметр биофильтра [) 12 м высота
загрузки Н =4 м
Решение Рясчет реактивного оросителя состоит в определен ш
его размерна чиста распределительных труб чиста отверстий пт
распределите иных трубах расстояний между отверстиями числа
оборотов оросители и напора воды обеспечивающего необходимы*,
скорости истечении воды из отверстий оросители
104
Диаметр реактивною оросителя
Dnf> = D — 0,2=12 — 0,2 =11,8м
В каждом оросителе принимаем по четыре распределительных
трубы н определяем их диаметр Лтр при услояпв движения жид-
кости в начяле трчбы и свыше 0 5 м/с, но нс более I м/с
тр V 4яи и 4 3,14 I
Чисто отверстии па каждой распределительной трубе Лам яа
ходим на уставил скорости истечение ти отверстии нс менее 0,5 м/е,
а диаметра отверстии d т> не менее 10 мм
РТВ I —(I —80/Dop)» I — (I —80/11 800)’
Расстояние до любого отверстия от оси реактивного оросителя
Т| =/?ор ^'/nr>TH
где Яср—радиус оросители, мм, > — по| ядьоиии номер отверстия
сг осп реактивного оросители
IM
Тогда
= 5900 V1/74 =685 мм; ^=970 мм
,„ = 2169 мм; ,„ = 3067 мм; ,„==5738 мм и г д
Частота вращения реактивного оросителя
34,8-10» j 34,8-jD
d a-’ D 4	74 15’-11800
oiaU|)te op
2,66 мнп-',
где dotu= 15 мм
Требуемый напор у реактивного оросителя при четырех распре-
делительных трубах определяется по формуле
где It — модуть расхода, нычисляемый по формуле &я ^nD'pC у /?} /4
(здесь С — коэффициент сопротивления, определяемый по формуле
Н Н Павловского, R — гидравлический радиус распределительной
трубы реактивного оросителя)
В табл 3 29 приведены значении k для труб диаметром 50—
250 мм Подсчитаем требуемый напир
_ (J®. V /256-10" ai-io*
Лор “ ( 4 И 13«-74?	150*
294• 11 800
4- ~|343 10;~1 = 225 (0,9 - 0,16 + 0,19) = 209 мм я 0,21 м
Т К S Л || НА 3 29 ЗНАМЕНИЕ. ВЕЛИЧИНЫ *
В соответствии с данными |6] назначаем /|ор=0 5 м Таким об-
разом, в каждом биофильтре принимаем реактивные оросители
Dup = ll,8 м с четырьмя распределительными трубами Dlp=l50 мм
й размещаем их на 0,2 м выше поверхности загрузочною материала
Пример 8.24. Рассчитать биофильтр с плоскостной азгрузкой
при стетующпх исходных данных расход сточных вод 0=8650
м2/иут БПК$ поступающих сточных вод to=l60 мг/л БПК6 очи-
щенных сточных вод £<®|5 мг/л. среднезимвяя температура сточ-
ных 1><ц Т=12 С
Р Шенне Выбираем загрузочный материал из чередующихся
плоских и гофрированных полиэтиленовых листов с удельной пло-
щадью поверхности Syj^lOO м’/м3 и пористостью ₽ =94 %
Дтя расчета можно воспользоваться табл 330 или табл 331,
составленных для блочной пластмассовой загрузки с пористостью
93—96 %, удельной площадью поверхности 90—110 м’/»г к БПКз
поступающей сточной воды до 200 мг/л
158
ТАБЛИЦА 3 30. ДОПУСТИМАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА
4П, */( <УТ), НА БИОФИЛЬТРЫ С ПЛОСКОСТНОЙ ЗАГРУЗКОЙ
ТАБЛИЦА 33!. ДОПУСТИМАЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА НА
БИОФИЛЬТР С ПЛОСКОСТНОЙ ЭАГРУЗКОП
	Нагрузки по ВПК, кг/(м’ с,-г), прн «икоте слоя загрузи,, м
БПК| отшцсипрП	I	1
СГои^оП поди ит/Л	1
	при ерчдпеапмнеП ссмггернгурс сточной вчды, аС
	10—12	11—J5 | Ifi—М	1(Ь-Ц	13—15 | 10—. (1
15	1,15	1,3	1,55	1,5	1,75	2,1
20	1,35	1,55	1,65	1,8	2,1	2.5
25	1,65	1,85	2,2	2,1	2,45	2.9
30	1,85	2,1	2,5	2,45	2,85	3,4
40	2,15	2,5	3	2,9	3,2	4
Поскольку требуемый эффект очистки составляет 90 %, высоту
стоя загрузки назначаем раьной Н=4 м По табл 3 30 прн ередне-
авмней температуре 7 = 12 °C определим допустимую гидравличе-
скую нагрузку ?о=10 м1/(м3-сут) Далее ваходим необходимый
объем загрузочного материала биофильтра V в площадь биофильт-
ра F
I = Q/q0 = 8650/10 = 865 м«;
f = Vlfl= 865/4 = 216 м-.
Назначаем лае секцяп биофильтров круглой форчи о плане и
определяем их диаметр-
Принимаем два биофильтра диаметром 12 м каждый и размс
щаем вх г> отвплвваемом помещении.
>87
Для расчета биофильтров можно воспользоваться табл 331
По требуемой БПК> очищенной сточной воды /.< = 15 мг/л, известной
средисзимией температуре сточной воды Т=\2‘С и принятой вели
чипе Н=4 м находим, что допустимая органическая нагрузка ЛГ =
1.5 кг/(м5-сут) — 1500 г/(м3-сут)
Далее находим допустимую гидравлическую нагрузку
q0 = МЦа = 1500/150 = 10 м'*/(м*-сут>,
и затем подечвтываем конструктивные размеры биофильтра и ил
зилчасм их число
Пример 3.25. Рассчитать биофильтр с плоскостной загрузкой
при следующих исходных данных расход сточных я од Q=4t!000
м'’сут БПК5 поступающей сточной воды La = 250 мг/л; ВПК s очи-
щенной сточной воды L(=50 мг/л, среднезпмиия температура спи
пых под У—16°С
Решение Выбираем загрузочный материал из чередующихся
гофриропаииых асбестоцементных листов е удельной площадью по-
верхности 5,я=60 м’/м1 и пористостью Р=80 % Высоту слоя за-
грузки назначаем Н=6 м По табл 3 12 находим значение критери-
ального комплекса Г|=1.2, а по формуле (335) подсчитываем Д',
Кт~0.2 I,O47IS~-'=0,156
Определяем допустимую нагрузку по органическим загрязпеппим
М„ по формуле (3 36) к гидравлическую нагрузку да по формуле
(3 39)
Л)о =60 6 0,166/1,2 = 56,4 г/(м‘-сут).
= 66,4-60/250= 15,9 ма/(м3-сут).
Необходимый объем загрузки биофильтров V и их площадь Г
находим ио формхлам
И = Q/fln = 4 8 000/15,9 = 30)9 м\
f = р/Н = 3019/6 = 503 и3.
Натначаем четыре секции биофильтров круглой формы и плане
н определяем их диаметр
принимаем четыре биофильтра диаметром по 12 м
Как нариант можно ирчнять дп< секции биофильтров, тогда нх
диаметр
-» / Г 4	, 5СЙ Г
= V 2 л = V 2 3,14 ’ 1,,Э М
Окончательно принимаем два биофильтра D--=16 м (общий объ-
ем 3060 м1), поскольку в первом случае биофильтры будут работать
с перегрузкой и не обеспечат требуемый аффект очистки
Пример 3.26. Рассчитать погружной дисковый биофильтр дли
очистки сточных вод спиртоно крэххщльного завода при следующих
исходных данных расход сточных вод Q=500 м’/cvr, БПКаалп по-
ст; паюшей сточной воды La = 7U0 мг/а, БПКдотл очищенпой сточной
>68
о)	е)
воды £., = 20 иг/л, среднезимияя температура сточных вад Т= 18 С
/СибШ” 1
1‘с>иение На исвоаапнн проведенных исследований по очистке
сточных вод свяртово крахмальных заводов иа четырехступеи гятых
погружных дисковых биофильтрах была найдена ззоиенмоегь меж-
ду аффектом очистки Э, %, и усредненной нагрузкой по БПКиСп«
иа I м площади поверхности дисков в сутки Мв, Г/(м’ сут) {рпо
3 19, о)
Требуемый аффект очистки
3,^100-™^
По графику зависимости Э=ЦМП) найдем допустимую нагруз-
ки по ЕПКоол» на 1 м: тощали поверхности дпеков
Л1П = 75 г БПКпол11/{м’-сут)
Общая олощадь дисков
fосш = 2- Q/M„ = 700 500/75 = 4567 м’,
Конструктивно принимаем диаметр диска Dn = 2£ м, в атом
i тичае его рабочая поверхность с обеих сторон будет
/’д = 2лОд/4 = 2-3,14-2,52/4 = 9,8 м<
Неьб-.одимое число дисков
"д = Л>бв№ = 4667/9,8 = 475.
Принимаем установку погружного тискового бпофплнтра, со-
стоящую из дам секций по четыре ступени в каждой секция {рнс.
3 19, б), п определяем ее конструктивные размеры
1Б9
чисто дисков п одной ступени
п • = лд/8 = 476/а = 59.5 я 6Л
ширина секции погружного бнофитьтра
В = 0,[ + 6, л- 4-6, („' — 1) = 0,1 4-0,01 60 4
4 0,02(60 — 1) = 1,88 м,
где б,— тстшнна диска зависящая от материала принимаем по
лнаншихлоридныс листы 6 =001 м б, — расстояние между диска
мн принимается равлым 0015—003 м
длина секции погружного биофллнтра
1П в = лс 1С = пс (0,2 4- £)д) = 4 (0,2 4- 2,5) = 10,8 м,
где ис —число ступеней в секции /с —длина одной ступени
Рабочую глубину секции погружного биофильтра принимаем
//=0,4 -'-0,5Од частоту вращения пала с дисками п0=2—5 мни-1,
расстояние от нижней кромки дисков до дна секции бэ=3-*-5 см
Пример 3 27* Требуется произвести реконструкцию бяофильт
роз на действующих очистных сооружениях при следующих исход
пых данных расход городских сточных вод поступающих на очист
ные сооружения, Qrap=15270 м3/сут БПКа — осветленных сточных
вод Z.rop=275 мг/д, среднезнмняя температура сточпых вод Т=12“С,
а)

б)
На очистных сооружениях (рис 320 а) эксплуатируется шесть
аэрофпльтрои с гравийной загруэнои высоте слоя которой Н м
диаметр биофильтров D = 18 м 6ПК3 очишеяиых сточных вод ti =
=20 мг/л На очистные сооружения предполагается равномерная по
дача высококонцентрированных сто шых вод от промышленного
предприятия в количестве <2вр=12 000 м’/сут с БПКв после ыеха
* Пример составлен при участии пнж А Л Нена топа
16(3
нической очистки £»р=1250 мг/л я среднезнмяей температурой Т—
= |2“С Требуемая ВПК} очищенной смеси городских и пршинотст
венных сточных вод Li =20 мг/л Ня станции биофп ibTpamrii отсут
ствует резервная площадь дтя строительства соорхжетптй биологи
ческой очистки
Решение 0 связи с уястнчсвисм воппентрацин загрпэггсннЛ i>
БПК$ обрабатываемых сточных вод целесообразно при реконстрхь
инн очистных сооружении перейти с одноступенчатой на двухсту
пекчатую технологическую схему очистки замеянп объемный затру
зочный материал в биофильтрах на плоскостпои В качестяс
первой ступени предпарительно принимаем два биофильтра с пюс
костной эв1руэкай (»|=2) и качестве пторои — четыре бнофнтьтра
(/ia=4j также с плоскостной загрузкой
Па первой ступени предполагается осуществить грубую огнепу
не 50—75 % дальнейшая глубокий очистка до требуемой аелпчш j
Li=20 мг/л будет осуществляться иа второй ступени
Для реконструкции биофильтров в данном случае можно нсполь
зовать один из двух видон плоскостного загрузи итого материала
А—из чередующихся гофрированных асбестоцементных листов
(£уд 56 м’/м1 Р=80%) Д —из чередующихся гофрированных я
плоских полиэтиленовых листов (5уй=90 м’/м5 Р =92 %]
Поскольку при решения задачи реконструкции биофильтров
имеются отраничевия ло числу действующих биофильтров на каж
дон ступени и по качеству очищенных сточных вод то целесообрат
нее вначате произвести расчет второй ступени бнологнческои ошет
кя а татем первой
Определим БПКд смеси городских и производственных сточных
вод поступающих на первхю ступень биофильтров
. ^-гер <?гоп + 7-ор Qnp _
275 15 270+ 1250 12 000
“	15 270т 12000	=7° "Г'
Приняв что на первой ступени спииение BDKj долило быть
50—75 % БП1<5 статных вол поступающих на вторую ступень Li
составляет 50—25 % £fU или £j=352—176 мг л
БПК, стотпых вод прошедших очистку иа второй ступени био
фильтром с п юскостаон загрхщкоя рассчитываем по формуле по
строенной на основе критериального комллекса л (8]
L, = ]02 19-^ “Ч
поформхлнм (3 36) и (3 37)
_ РНКч РМКг5уЯ
’ ’	Ь,?,
Для проветелня растетон е ааменяюшичпея параметрами Р Н
н L? целесообразно использовать программируемые инженерные
микрокалькуляторы Самым просты м н доступным мнкрокалькуля
тором яяляется «Электроника БЗ 21» В нег< может быть введена
программе с макепмятыым чистом шотов—60 ко'нтчество регпег
рои памяти в нем —7 кроме ннх еще имеется стековап памптт —
11—773	IGI
бятсек Ьолее ковс-ршенными ннтнются «Электро! ика НК л4» и ее
о.иовав модетъ «Jтектроиика БЗ 34»
1|р грамма вводизаи а микрокалькулятор представляет собой
о 1р<.делеииук> постедиввтельность команд которая задается JB4
। (ыпотияется сю по ол( оделенной схеме (алгоритму) путем пажа
т я соответствующих клавиш микро ЭВМ в режиме программно
ЛЛ 1КЯ
Программа может быть а) линейной с выпотиенпеы всех
команд строго по.ледовательно по одной ветви б) разветвляющей
сн |дс вычисление происходит ио нескольким ветвям а) инкам
е<_ком когда определенные фрагменты программы мн гократко
। онторяютсв до гьх пор пока не будет оолччсы результат с задан
tot l спеыью точности
По укрупненной блок схеме расчета осуществляется ле; етод с
постоянного значения поверхностной гидравлической нагрузки на
з аченнс объемной заиисншен от высоты слоя загрузочною мате
риала (блок 1) Затем опредетяютсп численное значение 1; (блок 2)
и L, (блок 3) вычисленное значение I < сравнивается е требуемом
L —20 мг/л (блок 4) Лоппескин блок (блок 5) необходим для
I оитродя выполнения условия которое в вашем призере мож10 за
I ать Li — 20<0 Если данное vtтонне выполняется то ia нидн
I и ;t ьысветинается чметенное значение X I20 если условие
tie наполняется то £г корректируется (блок б) Прн каждом пин
те нрохождеиия программы через бток Ь значение L3 хменкша
стоя на (0 мг/л
Конечной целью вычислений является овре теленке допустимой
/ CTOiHux вод поступающих на второю ступень бнофитырив при
к порой обеспечивается необходимое конечное значение £|=20 иг/т
Jlin решения этой звдачп на микрокалькуляторе БЗ 21 необходимо
з ь программу закрепив за каждым гехни юги н.скнм пара
/ X, Н Sji t) и Р соответствующий регистр tiaMirrii 2 3
7 Температура сточвых вод поступающих на биофильтры
пени после их о щетин на герои тих отстг шкал био
первой ступени н вторичных отстойниках Т—10 сС Про
i| му дтя ни шелеиин по унрупнепнон блок схеме запишем □ таб
ч t нн и форме (табл 3 32)
Перед введением программы микрокалькутятор переводится в
реж iM программировании постедовательным нажатием клавиш Р
к РП после ннедсикя программы для юревода мннрокальку штора
в режим работы иегбходиио последовательно нажать клавиши Р и
РР
Значение £2 в первом приближении принимаем £а—05£св =
«г	.....	----------- ------- . т (0«с коэф
—0 5 704=352 мг/л При температуре стошых вод Т
фнпиепт Ki*=-G >26
Оiределим гидравлически о i arpv ну па едннкгу
О । фильтров второй ступени
новерхиоств
= Q'.v + Qn, _ l^o-l 12000. _ „
О 7850 nt 0 785 18 4
Чпсленлое значение д” в процессе выполнение программы
(блок 1) заменяется в шестом регистре памяти ылкромалькулятора
ин эгпчецие объемпон гидравлической нагрузки эависишей от из
ьеикмон высоты слоя здгруаки qa =q"JH м3/(мг сут)
IG2
ТАБЛИЦА 132 ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ 1								—
лк	НК	кк	АК	НК	КК	АК	НК	
ftl	36	ь*>	ЗЛ		36	55	1	
02		06	Л	А	06	60	1)	01
03	F4	42	32	F2	22	61	X 4	34
04		3i >	ВТ		3G	62	2	24
05	PS	61	34	Г	(X)	63	0	(1
10	F7	1 ‘	35	0	01	61	—	ь
II		Об	40		46	6.5	Р<0	1
12	Г4	42	।	3	34	70	Г/	
13		26	42	а	24	1	с п	
14		06	43	5	54	72	F2	22
15	F5	52	44	х	26	73	1	< 1
20	у*	2и	4э	1 1	56	-4	|	14
21	Т	06	50	2	24	75		11
22	F3	32	51		4о	6 1	—	t
23	у	26	52	I	И	81	1’2	|
24		Об	53	а	61	82	ЬП	8
25	F6	6’	54	+	95	83	t	(К,
У	слови	j с ,, fi	о з я а ч	синя	АК-	трее к	мтяды	ПК -
нажатие клавиши К			— КОД	команды				
Пасло ввкаа в микрокалькулятор программы и овода в я кика
памяти чкслеаных значении технологических параметров мои in
приступать к расчетам Численное значение £? допустимое для кои
врезных технологических ус подий, вызывается "а шин зтор пос к
остановки программы (ни индикаторе пысвечиваетея X £<—20)
нажатием клавиши F2
Рсзуютаты расктов Lj н требуемого эффекта окисни нт пер
кй ступепн Э| сводим в табл 3 33 При уиелпченнн слоя загрузки
ТАБЛИЦА а 33 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ L, мг а Н Ч
Высо I слоя	Покямтслн	Значения показа е е1 д/к ивтернАЛ»
		Л	|	В
4	%	140	270 8Л	62
4 з	Lt Э,	—	ЗМ -
5	J2	23 >	1	>3Г(' 67	<□'
блока из асбестоцементных листов
пластмассовых листов 0,5 м
следует учитывать, что высота
конструктивно равна I и, а из _____________________ ...
Расчеты покашвают, что загрузочный материал из гофрирован-
ных асбестоцементных чистой может быть применен при лысоте слоя
загрузки не менее 5 м, а то время хан загрузочный материал из
пластмассовых листов при высоте слоя 4 м Таким образом, При
реконструкции биофильтров целесообразно использовать ца второй
ступени биологической очистки загрузочный материал вида Б
Из формулы
определим высоту слои загрузочного материала в биофильтрах нер-
ьой ступеин
и = l'CU (Qrcp + Qnp)
1 0.7S5O* Л1Я 5уД
Для иернон ступени биофильтров целесообразно Испотьзовагь
также пчпетмзееояую загруэку (Bill D1 Тома нои нгпбголгзой
степени очистим 5,. равной 52 и 62 % (см табл 3 33), по кривой
Э|=/(А(В), представленной на рис 321. определим, пт*, и.,чсние
Л(ю соответственно должно быть 80 и 48 г/(м’ сут)
Теперь определим высоту слоя загрузки биофильтра первой сту-
пени при требуемом эффекте очистки Э] ==52 %
...	704 (15 270 + 12 00(1)
1 ~ 0.785 I»2 2-80 90	124
аналогично подсчитаем W| при 3) =52 %
. ___ 704(15270-)- 12 000) _
164
Поскольку высота блоков загрузочного материала из птасгмзсс рав
на 05 н а увелшеиие слов загрузки Оотес 6 и требует устройства
промежуточных кочисинкопыя решеток окончательно пранпм |еы
высоту слов загрузки первой ступени биофильтра Н 55 м и для
этой высоты уточняем допустимое значение Л1и по привете i юи ны
ше формуле
704(15 270 4- 12000)
1.	- 76 г (« суг)
По рнс 3.21 находим, что при Л1П=76 г/(ч сут) эффект ошст
кн Э аЗ %
Далее подС1Н?аем БПКв смеси городских и производственны*
сточлы» вод лоступвющпх >13 вторую ступень биофильтров
1, = Z.CM (100 — Э1)/Ю0 = 704 (100— 53J/1OO = 331 ыг/т
Высоту стоя загрузки Снофильтрив второй ступени в соотает
стввп с расчетами принимаем //г=4а м Допусти* зя гидравлн ie
скав нагрузка на второй ступени бнофнтьтрон и н| нтерпаль 1ыи
комп текс 1) равны
qn = 26 8/4,5 = б ма/(м3 сут)
92 4,5 0,126 90
П=-----------------= 2,36
Определяем БПКв очищенных сточных вод по ранее приведен
пой формуле
L, = IO'1 1В~^38= з.зб = )8 7 иг/л
Таким образом за счет реконструкции (рис 320 б) н интсиск
фикацнн padoiu биофильтров а также перевода их на днухстуяеи
чвтую техноюгнческую схему ошеткн обеспечивается необходимый
эффект очистки стоюых вод н отпадает необходимость допотннтель
него строительство биофильтров
ГЛАВА 4 ХИМИЧЕСКАЯ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКАЯ
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ вод
§17 Нейтрализация
Производственные сточные воды от технологических
процессов многих отраслей промышленности содержат
щепочн и кислоты а также сопи тяжелых металчов
Дня предупреждеппя коррозии матерна юн канаппзацп
□иных O4UCT1 ы\ сооружений нарушешя б ^химических
процессов в био Ю1 пчссклх оклсилепях л в водоемах
а также дтп осаждении из сточных воз сопей тяжепых
металпов кпезые и щелочные стоки подвергают пейгра
лизании
|Ь5
Реакипя нейтрализации — это химическая реакция
межл> веществом имеющим свойство кислоты и веще
сизом, имеющим свойство основания приводящая и
uoiepe характерных свойств обоих соединений, наиболее
типичная реакция централизации в водных расгворах
происходит между гидратированными ионами водорода и
ионами гидроксила содержащимися соответствен о в
сильных кислотах и основаниях
Н+ НОН- = нао
В результате концентрация каждого из этих ионов
становится равной той, которая свойственна самой воле
(около 10“ ) т е активная реакция водной среды при-
ближается ирН=7
Наиболее часто сточные воды загрязнены минерать
ними кислотами серной H^SOj 1зотной HNO3 соляной
HCI, а така^е их смесями
В практике химической очистки применяются следу-
ющие способы нейтрализации а) взаимная neuipaлиза-
ция кислых и щелочных сточных вод б) нейтрализация
реагентами (растворы кислот негашеная известь СаО,
гашеная известь Ca(OH)j 11 др ) в) фильтрование через
i ентрализующие материалы (известь, известиях, доло
мт магнезит ме i)
При нейтрализации сточных яод наиболее часто при-
ходится иметь дело со сто'пгымп водами, содержащими
ссриую кислоту, в этом случае реакция централизации
в 1 1впсИМ0СТ11 от применяемого реагента протекает по
уравнениям
HaSO, -рСл(ОН)а - CaSO4 -j- 2Н2О
HaSO, + CaCOa = CaSO4 -f- H20 -j- CO,
Образх 10ШИЙСЯ в результате нейтрализации сульфат
кттьция (гипс) кристаллизуется из разбавленных рас-
творов в виге CaSOi 2HjO Растворимое!ь гипса в ин
тервате температур от 0 до 40 С колеблется от I 7b до
2,11 г/л При более высокой концентрации сульфа! каль
ции выпадает в осадок
Дозу реагента для обработки спнных вод определя
юг из услоь 1я полной нейтрализации содержащихся о
них кислот или щелочей и принимают иа 10 % больше
расчетной (табл 4 1) Поскольку в кистых и щелошых
производственных стоюых водах практически всегда
присутствуют ионы металлов то дозу реагента следует
огоедетнгь также е yiertM выделения в ос«|док со :еи
IfaCi
ТАБЛИЦА 41 РАСХОД РЕАГЕНТОВ ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ
1И I ы« кислот И ЩЕЛОЧГЙ
ще •.	1 <Hj			
	< п | л я и а		"1й "	IX >
	О db	1 7	0 46	0 47
Чегашсиая изд ть	—			. -					
		1 3		
	0 76	1 01	И 5J	0 12
Гашелая известь	1 32	0 99	) 7	I । ’
	1 Od	1 4а	0 А4	<1 лч
К.ааьщщирава i ia« сади	0 93	0 <>9	I ) I	I I4
	0 82	1 1	( j	0 Г7
Квусписская иода	1 22	0 91		
	0 35	0 47	0 27	
				
	2 8в	2 12	J 7I	
При \ i Я hil Над чертой лано колик-ств! щ ин i на ) г
кислоты |пд чщ таи— колии-ство кислоты г на 1 г щелочи
тяжелых металлов Количество реагентов G кг д п
нейтрализации ооредетяем по формуте
О - К, QoA 100/Д	(4 ||
где Ка — коэффициент запаса расхода реагента по сравнению с те'
ретичссмм (для известконого чолока равен I I дла известкового т\
та и сукон извести — 15) Q — количество сточных вод подлеж i
щи к центра шзв inn к’ a — расход рсаи.нта на пеГирд шзаипю (с
табл 4 I) А—концентрация кислоты или щелочи кг/м9 В — к
кячество активной части в товарнач продукте %
Прп вейтрачизацип кислых стоков содержащих си
ля тяжелых металтов ко шчество реагента
G — Ла <? (ОЛ-i-С, +Ь|С1+ Н-КПСП)100В 0 2|
где С Cs Сп концентрации металлов в стошых аодах кг/»
bi 6j 6,—количестао реагеятв требуемое дтя перевода мет т
лов из растворенного состояния в осадок (табл 4 2)
Процессы реагентной нейтрализации производствен
пых сточинх вод осуществтяются па нейтрализационных
установках и тп станциях в состав которых вчотят пег
колонки резервуары усреднители емтты центра шзук
щих реагентов pic шорные баки для приготовлепмя pi
бочих растяорои реагентов чотзторы рабошх растворов
реагентов смесители сточных вод с реагентами, камер i
167
ТАБЛИЦА 12 РАСХОД РЕАГЕНТОВ, ТРЕБУЕМЫХ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ
МЕТАЛЛОВ
Металл	Расход реагентов. г/г			
	СаО	Са(ОН),	Na,СО,	NaOH
Цинк	0,85	1.13	1.6	1,22
Ним 1ь	0,95	1.26	1.8	1,36
	o.sa	1,1b	1 ,66	1.26
	1	1,32	1,9	1 J3
Свинец	0,27		<1,51	0,33
реакции (нейтрализаторы), отстойники для нейтрализо-
ванных сточных вод, осадкоуплотинтелн (перед механи-
ческим обезвоживанием образующихся осадков), соору-
жения для механического обезвоживания осадков, а при
их отсутствии — шламовые площадки, места для скла-
дирования обезвоженных осадков,устройства хпмнческо-
jo контроля за процессом нейтрализации
§ IS. Окисление
Окислительный метод очистки применяют для обез-
вреживания сточных вод, содержащих токсичные при-
меси (цианиды, комплексные цианиды меди п цинка)
или соединения, которые нецелесообразно извлекать иа
с сочных вод, а также очищать другими методами (серо-
водород, сульфиды).
Окисление — это реакция соединения какого-чнбо
вещества с кислородом, а в более широком смысле —
любая химическая реакция, сущность которой состоит
в отнятии этектроное oi атомов пли ионов В практике
обезвреживания сточных вод используют окислители*
хлор, гипохлорит кальция, гипохлорит натрия, хлорную
известь, диоксид хлора, озон, технический кислород и
кислород воздуха
Обезвреживание сточных вод хлором или его соеди-
нениями— один из самых распространенных способов
их очистки от ядовитых цианидов, а также таких орга-
нических и неорганических соединении^ как сероводород,
гидросульфпды, сульфиды, метнлмеркаятлл и др Окис-
ление ядовитых цианидов CN- осуществ 7яет*'я путем
перевода их в нетоксичный цианат CNO , кг-юрый затем
гидролизуется с образованием ионов аммония и карбо-
иат-иоиое.
1И
CN- + 20H- — 2e »CNO_ + HaO,
CNO“ + 2H2O-NH^ -j- CO^“.
Возможен перевод токсичных соединений в нетоксич-
ный комплекс или осадок (в виде нерастворимых циаин
дов) с последующим удалением его из сточных вод от
стаиванием или фильтрованием
Конструкция установок по обработке сточных вод
методом хлорирования зависит от агрегатного состояния
вводимых в воду хлора пли хлорсодержащпх реагентов
Если вода обрабатывается газообразным хлором и ш
диоксидом хлора, то процесс окисления происходит а
абсорберах, если хлор или диоксид хлора находятся в
растворе, то они подаются в смеситель п далее в ьон-
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 темпераiype и давлении
Озон является сильным окислителем и обладает спо
собностью разрушать в водных растворах при нормаль
лой температуре многие оргаипческие вещества и при
меси По сравнению с другими окислителями (напри
мер, хлором) озон имеет ряд преимуществ Его можно
получать непосредственно на очистных установках,
причем сырьем для его получения служит или техни-
ческий кислород, или атмосферный воздух Перепек
тнвиость применения озонирования как окислительно
го метода обусловлена также тем, что озонирование
не приводит к увеличению солевого состава очищае
мых сточных вод в не загрязняет воду продуктами рс
акции, а сам процесс легко поддается полной автомлтн
зацпн.
В процессе Обработки сточных вод озон, подаваемын
в камеру реакции в виде озоно кислородной или озоио
воздушной смеси, диспергированной на мельчайшие пу
зырькн, вступает в химические реакции с аэгрязняющи
мн сточные воды веществами
Озон в обрабатываемую сточную воду вводят раз
личными способами 1) барботированием содержащего
озон вочлухэ через слой воды, распределение воздуха
происходит через фильтросы, 2) противоточной абсорб-
(69
циеи озона водой в абсорберах с различными насади!
ми 1) смешиванием с озоло воздушиои смесью в ажек
торах 1 ли роторных механических смесителях
§ 19	Коагуляция
Коагуляция — аго сипание частиц коллондюн снс
темы прн ил сюлкповениях в процессе теплового двни е
пи я перемешивания я ли направленного перемещения во
шешнем силовом поле В результате коагуляции обра
эуются агрегаты — более крупные (вторичные) частицы
состоящие из скопления более мелких (первичных)
В процессе механической очистки из стотых вод до
ciaioiKo легко улаляются частицы размером 10 мкм и
более мелкодисперсные и коллоидные частицы в резу.чь
т«т‘е механическом очистки практически не удаляют
Таким образом еючные волы после сооружений меха
кшеском очистки представляют собой агрегатнвио устой
чивую систему Для очистки таких стокон применяют м<
толы коагуляции и флокуляции агрегативная устончн
в сть при атом нарушается образуются более крупные
агрегаты частиц которые удаляются из стощых нод м<
хини lecKHMii методами
В практике очистки еючных аод основным процессом
коагуляционной очистки является гетерокоагуляция —
взаимодействие коллоидных н мелкодисперсных частиц
еючных вод с агрегатами образующимися при введении
8 воду коагулянтов (солеи алюминия железа и др )
Прн введении в еючиую воду минеральных коагу
линтов (солеи алюминия и железа) в результате реак
или гидролиза образуются малорастворимые в воде
гидроксиды железа к алюминия которые сорбируют па
развитой хлопьевидном поверхности взвешенные метко
дисперсные н коллоидные вещества и при благоприятных
гидро тинамнческих условиях оседают из дно он топни
кз образуя осадок
AI,(SOJ, + 6HtO-2Al(OH), + ЗН-SOj
FeCla НЗН2О Fe(OH)j -J-3HCI
FiSO«+2HaO Fc(0H),4-H,SO(
Коагуляционный метод очистки применяют прн не
больших расходах сточных вод прн на ли щи дешевых
коагулянтов неооходимостн обесцвечивания стоков н не
полной их очистки
179
Для ннтеисифякаипн процессов коагуляции я осаж
денил образующихся хлопьев широко используют орга
ипчегкме природные it синтетические реагенты — нысо
комолекулярные вещества напеваемые флоку 1ян сами
Их применяют самостоятельно и в сочетании с минера ть
ными коагу лянтами
Очистка сточных вот методами коагуляции или фло
купянпи включает в себя процессы приготовления вол
пых растворов коагулянтов и флокулянтов ях тозприв
ние в обрабатываемую сточную волу смешение со всем
объемом воды х юпьеобразованне выделение хлопьев
из воды
Смешение коагулянтов со всем объемом обрабатыва
емогг сточной воды происходит в смесителях продолжи
телыюсть пребывания воды в которых составляет I —
2 мин Применяются перегородчатые чырштые шанбо
вые вертикальные смесители а также мехапн геские с
пропеллерными или лопастными мешалками После
смешения обрабатываемых стогных вод с коагулянтами
начинается процесс образования хлопьев который осу
шествляется в специальных резервуарах — камерах
хлопьеобразоваиии Камеры хтопьеобразования могут
быть водоворотпые перегородчатые вихревые а также
с механическим перемешиванием Последующее освет
ление воды производится в горизонтальных радиальных
п вертикальных отстойниках Если в сточных водах коп
центрацня взвешенных веществ способных к агреглцпн
не превышает 4 г/л то целесообразно применять освег
лнгеги со взвешенным с оем осадка В осветлителях
осуществляются три основных процесса смешение koi
гуляцня и осветление сточных вод
§ 20	Сорбцвя
Сорбция — зго процесс поглощения твердым телом
II пл жидкостью вещества из окружающей среды По
глощающее тело называется сорбентом а поглощаемое
им вещество — сорбатом Различают поглощение веще
ства всей массой жидкого сорбента (абсорбция) либо
л верхиостиым слоем твердого нлп жидкого сорбента
(адсорбцпя)
Сорбцнопнля о тетка может применяться совместно
с методом био готической очистки как метод преточи
сткп доочистки I) са юстояте гь ю Сорбционные метод i
весьма эффектгвны для извлечения вз сточных вод цен
*71
пых pdcгворсишtx веществ с it\ последующей утилиза
цией и тля использования очищенных стоков в системе
оборотного водоснабжения промышленных предприятии
В качестве сорбентов применяют различные нскусст
вечные и природные пористые материалы юлу коксо-
вую мс ючь торф силикагели алюмогелн активные
глины и др Наиболее эффективными сорбентами явля
ются активированные угли различных марок Основны-
ми показателями сорбентов являются пористость,
структура лор химическим состав Пористость активп
роваппых углей составляет 60—75 % а удельная пло
щадь поверхности — 400—900 м /г Активность сорбента
характеризуется количеством поглощаемого вещества
на единицу объема или массы сорбента (кг/м кг/кг)
Процесс сороцпи может осуществляться в статпчес
кпх условиях прп 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 обрабаты
ваемап сточная вода Скорость фильтрации зависит от
концентрации рассоренных в сточных водах веществ и
колеблется от 1 — 2 до 5—G м/ч крхпность зерен сор
бента составляет от I 5—2 до 4—5 мм Наиболее рацио
палыюе направление фильтрации жидкости — снизу
нверх гак как в этом случае наблюдается равномерное
заполнение всего сечения колонны п относительно легко
вытесняются пузыри воздуха в газов попадающих в
слой сорбента вместе со сточкой водой
Обычно сорбционная установка представляет собой
неско1ько параллельно работающих секций состоящих
из трех — пяти последовательно распо южениых фильт
])ов По достижении предельного насыщения готовкой
фильтр отключается па регенерацию, а обрабатываемая
вода подается на следующий фшыр После регенерации
головной фильтр включается в схему очистки мже в ка
честве последней ступени
В настоящее время для очистки в основном приме
няются цнлиидрн jeciaie одноярусные адсорберы, в кото
172
рые загружается активированный уголь высотой стоя
2 5—2 7 м и крупностью фракций 0 25—1 мм
Дтя извлечения сорбированных веществ Moryi быть
испотьзоэ-ihi I э( <• трjгировапне органическим раствори
течем измеиенге степени диссоциации слабого э 1ектро
лита в равновесном растворе отгонка адсорбированного
вещества с водяным паром испарение адсорбирование
го вещества током инертного газообразного теп поноси
течя В отдельных случаях химические превращения
сорбированных веществ осуществляют с посчедуюшей
десорбцией
Стоимость адсорбционной очистки активированным
углем составляет 60—70 коп/м3 сточных вод из которых
30—35 % составляют затраты на активированный угочь
§ 21	Флотация
Фтотация — это процесс молекулярного прилипания
частнц флотируемого материала к поверхности раздела
двух фаз обпчгю газа (чаше воздуха) и ноды обуслов
ленный избытком свободной энергии поверхностных по
граничных слоев а также поверхностными явлениями
сма твания
Процесс ошетки еючных вот содержащих поверхио
стно активные вещества нефть нефтепродукты масла
волокнистые материалы методом флотации заключается
в образовании комплексов «частица—пузырек» всплы
вапни этих комплексов и удалении образовавшегося
ленного слоя с поверхности обрабатываемой води
Наиболее существенные принципиальные отличия
способов флотации связаны с насыщением жидкости пх
зырькамн воздуха определенной крупности По этому
принципу можно выделить с 1едующле способы флотаип
оииой обработки стожых вод 1) флотация с выделепп
ем воздуха из раствора (вакуумные напорные п эрлифт
ные флотационные установки) 2) флотация с мехапп
ческим диспергированием воздуха (нмпеллерные безна
порные и пневматические флотационные установки)
3) флотация с подачей воздуха через пористые матерпа
лы 4) этектрофлотацпя 5) биологи iecj ан и хпмщеская
флотации Разлитые способы флотации отличаются
конструкцией установок и способом разделения жидкои
п всплывающей фаз
Напорная флотация имеет более широкий диапазон
173
применения поскольку позволяет регулировать степень
пересыщения в соответствии с требуемым эффектом
о iiicThii сточных вол при начальной концентрации за
гряэпенни до 4—5 г/т и более
Плошадь флотационной камеры следует принимать
исходя из гидравлической нагрузки 6—10 м3/ч на 1 м’
поверхности камеры Время флотации составляет 20—
30 мни При проектнрованип флотаторов дтя обработки
сточных вод с расходом до 100 м3/ч принимают прямо
угсиыые камеры глубиной 1—15 ы Прн расходах бо
лее 100 м /| используют радиальные флотаторы глуби
нои не менее 3 м Глубина зоны флотации принимается
не менее 15 ы а продолжительность пребывания воты
в иен — не менее 5 мин глубина эоны отстаивании —
не moi ее 1 5 м период пребываi ни воды в йен — Ьм tn
Прн флотации с механическим диспергированием
поздуха п воде создтется интеиепш ое вихревое дыме
мне под воздействием которого воздушная струя распа
дается иа отдельные пузырьки Энергичное перемешивз
нме сточной воды во флотационных нмцеллерлых уста
новках создает в пей большое число мелких вихревых
потоков что позволяет получить пузырьки определен
кой величины
Степень диспергирования воздуха зависит от окруж
ной скорости вращения импеллера которую принимают
12—15 м/с Диаметр импеллера принимается не более
750 мм Зона обслуживаемая импеллером не должна
превышать размеров квадрата со стороной равной ше
сти лиаметрам импеллера Высота флотационной каме
ры принимается равной 15—3 м продо икнтельнощь
ф ютацин — 20—30 мин
Пневматические флотационные установки применяют
npi очистке стотых вод содержащих растворенные
примеси агрессивные к механизмам (насосам нмпелле
рам п др ) имеющим движущиеся 1зсти Воздух пода
ется во флотационную камеру через снециалын е сопла
которые располагаются на воздухораспределительных
лруоках укладываемых на дно флотацноннсн камеры
на расстоянии 0 25—0 3 м друг от друга Диаметр отвер
cum сопл 1 —12 мм рабочее давление перед ними —
0 3—0 5 МПа скорость выхода струн пз сопл НЮ-
200 м/с глубина t| лотаторв 3—4 м
Фютщня с пода ieu вол ту \ i терез пористые матери
алы отличается простотой аппаратурного оформления
174
процесса п относитедьно малыми энергорасходами Воз
дух во флотацноннхю камеру подается 1ерез мсдкопо
ристые фи 1ьтросиые пдастиин трубы насадки утолен
пые на дне камеры Давденне воздуха б I—0.2 МПа
продолжительность флотации 20—30 мин рабошн уро
веиь обрабатываемо]"! воды до рютацни I 5—2 м
§ 22	Ионный обмен
Ионный обмен — это процесс обмена между нонами
находящимися в растворе и нонамн присутствующими
на поверхности твердой фазы — ионита
О исIна сточных вод (в основном произво LC1BC I IL х)
методом ионною обмена позволяет извтекать и \iiiii
зировать цепные примеси (хром цинк свинец лсдь
ртуть и другие металлы) поверхностно активные и ра
диоактнвные вещества и испотьзовать очищенную ноту
в юхиотогическпх процессах итн в системах оборотного
водос набжеиня
По диаку заряда обменивающихся ионов пойнты де
лят из катиониты я аниониты проявдяюшпе соогветст
веипо кис потные и основные свойства Иониты подраз
деляют на природные и искусственные иди снлгетшес
кие Различают следующие виды ионитов
сильнокислотные катиониты содержащие сульфо) ру я
пы SOjH и сильиоосновные аниониты содержащие чс
вертнчиые аммониевые основания
стабокнслотпые катиониты содержащие карбоксидь
иые СООН и фенольные группы диссоциирующие при
рН>7 а также слабоосповпые аниониты содержащие
первичные NHj и вторящие NH аминогруппы днесоци
лрующпе прн рН<7
иониты смешанного типа проявляющие свойства
смеси ильной и спабой кистот иди оснований
В жнеишпм свойством ионитов явдяется их вогло
щающля спосооность ик взываемая обменная ем
кость Полная емкость понята—это количество грамм
эквииадентов понов находящихся в воде которое может
логтотить I м3 ионита до потного насыщения Рабочая
ем| дль ионита—это копи |е<.тво грамм эквивалентов
ионов находящихся r воде которое может погютигь
I м ионита в фидьтре при обрзботке воды до начала
проемжа в фнзьтрат noi ющаемых ионов
Ес in । 1Т1ЮНПТЫ находятся в Н форме или Na форме
17S-
обмен i<aiпопов будет проходить по реакциям:
Ме+ + Н1К1^Ме[К| +Н+,
Me+ + NalKj^MelK|+ \a-i-.
где |К| — сложный комплекс Калинина, Me*—катион. находящий
ин ц сточной воде
Сильнокислотные катиониты позволяют осущест-
влять процесс ионного обмена при любых значениях pH,
а слабокнелотпые—при рН^7
Регенерацию катионитов проводят промывкой кисло-
той (прн Н-кагиопкте) или раствором хлористого нат-
рия (при Na-катионите).
2Ме IК{ + HtSO,x2H [К] + Мсг SO/,
Ме(КЦ- NaCI^NajKJ + MeCI-
Поскольку я обрабатываемых сточных волах, как
правило, содерлтса несколько катионов, то большое
значение имеет селективность поглощения катионов
Стабооснбвиые аниониты обменивают анионы силь-
ных кислот
2 [A] ОН 4-	SO4 4- 2Н-О.
i дс |\| —сложный органически)! комплекс анповитз
Регенерация слабоосповпых анионитов достигается
Филированием через слой отработанного анионита 2—
4%-ных водных растворов NaOH, Na;COj или NH4OH
|ALSO, 4- 21\аОНг2[А|ОН 4- Na^SO,
Процессы ионообменной очистки сточных вод осу-
ществчкются а аппаратах периодического (фильтрах)
и in непрерывного действия
§ 2J. Примеры расчетов
Пример 4.1. Требуспя рассчитать установку дли нейтрализации
сточных аод металлургическою завода пря следующих исходных
данных расход сточных иод, включающих отработавшие траппльпые
расзаоры, регенерации которых экономически иецетесообрязнз, про-
мывные воды и смывы с полов. Q=3i5 м’/сут, поступление стоков
из нейтрализационную установку носит периодический характер,
содержание серной кислоты л сточных водах /1 =12 кг/м], а сульфа-
та мелела С, = 10 кг'м3, объем осадка 25 % от колшества сточных
под, влажности осадка 86 %
Решенье Ввнд\ неравномерного поступлепия производственных
сточных под металлургического завода предусматриваем приемный
регулирующий резервуар вместимостью, рапной количеству сточных
ьод за одну смену, т е 105 м3 Из приемною резервуара (рнс 4 1)
сточные воды выпускаются раагюясрпо ^г=3,05 л/с
176
При нейтрализации отработавших травильных растворов гаше
пой известью □ виде известкового молока происходит следующие
реакции
с серной кислотой
ILSO, -г СаО -г П..0 = CdSO4 + 2Н,О.
У8 ufi 18 IM 3G
с сульфатом жечеза
FeSOj -и CjO + HSO = CaSO. + Fe (OH),
16J те 18 IM	91
На основании вышеприведенных реакций и исходных данных по
солержанаю свободной кислоты и связанного железа в сточных
водах находим расход взвести на нейтрализацию кислых сточных
вод И осаждение железа по формуш (4 2), для чего сто табл 1 I
определяем удельный расход негашеной извести иа нейтрализацию
серкой кислоты о=0 56, а но табл 4 2 — расход негашеной изоеезп
требуемой для перевода железа из растворенного состониия и оса
док 6| = 1 (а пересчете на сульфат железа FeSOj б|=0,37) Дтя
известкового молока /(,— (,), В=50 %, тогда
С = 1,1 315 (0,56 1 2 + 0,37 10) 100/50 = 7221 кг'сут
Определим плоштдь закрытого склада для извести Г исходя из
необходимости хранения месячного запаса (<Jqn=30 сут), высоты
12-773	177
слоя извести при сухом способе хранении й > = 15 м и ее из'мииоО
Принимаем размер склада 6x24 м.
Для гашения взнести применяем механическую лопастною кз-
оестстасипху марин С 322 прошводительиоетыо 1 т/ч ч устанавли-
ваем ее я помещении рядом со складом извести Известь приготов-
ляют а виде известкового молока в растворных баках обшей ем-
костью
100 = 24 м3.
р пз 6-5
где <i = 6 — чвепо заготовок известиоаогп молока а I сут, 2=5—-
коии.ентрапня нзвестиопого молоьа по активной СаО, %
Принимаем два железобетонных бака прямоугольной формы,
размером 3,5x3.5 м в глубиной наполнении 2 м, п баках у стала а.ги-
бнем лопастные мешллкн с вертикальной осью и частотой прашенпй
<1(1 мин'1 Известковое хголоко из растворных баков подаем а до-
затор Расход известкового мо.юка
9i>a = (nvp-l000)/66 400 = (6 24)/S6,4 = 1 ,G7 л/с.
ОГлинй расход нейтрализуемого отработавшего травильного рас-
твора в известкового молока
фобы Яст “Ь 9яэ ~ 3,65 -|- 1,67 = 5,32 л /с.
Нейтрализуемый раствор смешиваем с идвдетковым молоком в
смесителе, продолжительность перемешивания /£и=5 мин Вмести-
мость смеси геля
VCM «?ойн1 «W1000 =- 5,32-60 5/1000 1,6 м».
Смеситель принимаем круглым в плане со следующими рязме-
рлмн ZJC„= 1,5 м, //-.ч=1 м В смесителе устанавливаем лсшастиую
мешллку с частотой вращения 40 мин '*
14э смесители сточные воды подаются л проточную камеру ней-
трплишзгтни, обгем которой рассчитываем исходя из продолжитель-
ности нейтрализации /,,=30 мин
Р'„ = 9еСщ-60<||/Ю00 = 5,32 60 30/1000 -.9,6 м3.
Принимоем размеры камеры нейгралп.линн в плане 2,5x2 5 м,
глубину 1,7 м камеру нейтрализации оборудуем мешалкой с часто-
той врашепип 40 мил-1
После нейтрализации сточные воды подаются в отстоПнньв вер-
гикальпого типа с продолжительностью отстаивания не менее 2 ч.
Приняв скорость восходящего потока о=0.2 мм/с, определим лдо-
нидь отстойника
For = «общ/» = 5.32/0.2 - 26,6 м2;
диаметр отставника будет
Лл = /7л0,/л = У A 26.6/3,14 = 5,5 м.
Высоту отстойной части отстойника й, првнпмасм равной
1500 мы. Продолжительность пребывания сгочиых вод в отстойнике
/=А,/(о 3600)== 1500/(0,2-3600) =2,08 ч.
Днище отстойника принимаем конусное с углом ндыона к гори
аоиту ранным 45* Объем осадочной части Vae бергм из расчета су
тонкого хранении осадка Объем осадка составляет 25 % суточного
расхода сточных вод н равен l/oo = "f' и3 Осадок накапливается п
цилиндрической чести отстойника высотой Л1=1Й ы и я конически!
части отстойника высотой и Общий объем осадо1нои locrir
Vae=8O м'
Высоту нейтрального слоя в отстойнике принимаем h =0.2 м
Таким образом общая лыеотв отстойника
Н = й( 4“	4- йд 4* Aj = 1,5-1-0,24-1,8-7-3 = 7,5 м
Принимаем два лететобетаниых отставши а диаметром 6 м иа к
дый с кислотоупорной объщовиой Отстойники ооперемигно яыклю
118ЮТСЛ дня выгрузки осадке
Пример 4 2 Рассчитать шламовые пющадьи дня пбезложнвянн 1
осадив от нейтрализационной установки првмыаяык вод при следу
ющнх исходных данных расход промывных аод Q=720 м’/сут со
держание серной кислоты в сточных волах А=05нт/ы3 содержа
яяе сульфата железа С1=06 кг/м5 платность осадка ^„,=88%
Решение Звгптшем уравнения реакций нейтрализации
FeSO, 4- СаО 4- Н.О = CaSO, 4- Fe (OH)t,
la- И 18	136	9U
H,SO. 4- СаО 4- H.O = CaSO, 4- 2H.0
98	66 1И 136	36
Количество сухого вещества оса тиа образующегося при иептра
лнаацин I м1 промынвых аод,
100 —В
М —	~	(Х| 4- *е) 4" ха + lift + Ut — 2) •
где Я — содержание активной СаО в используемой извести, % х
х3 — количество активной СаО необходимой соответственно дш
осаждения металлов л нейтрализации свободной серной кислоты hi
не 1 и’ X] — количество образующихся гидроксидов металлов кг иа
1 м1 у, yj — колнчестно сульфата кальция, образующегося соответ
ствеиио яри осаждении металлов и нейтрализации свободной серной
кислоты hi на 1 м’ Дли нейтрализации промывных аод принимаем
известь с содержанием активном СаО В=70 %
Вычисляем количество эктяняпн СаО необходимой дня оса ж тс
ши железа и нейтрализации свободной серной кислоты, в кг/ы1
х, =Ь( б., = 1 0.37 0,5 =0 22
х, = аА =0,56 0,5 = 0,28,
где Ь —в пересчете на сульфат железа опредетясм по таб i 4 2
а — по табл 4 I
Котнестио гидроксида железа цыделеииого на 1 м1 воды опрс
детяем ли уравнению реакции осаждения сульфвта железа
90	90
*1= “^7^1 =-JH2 ° е = 0,36 кг/м1’
а сульфата кальции образующегося при осуждении металлов я ней г
ралнвгнпиг свободной серной кислоты —по ураяиеннаы соответстну
«шип реакции
179
136
152
136
136
*- S6 S3
Поскольку значение третьего члена расчетной формулы отриаа-
те ты । с (i/l + vz—2) «= (0 54+07—2) =—076, то прн подсчете сухо
го иещества он не учитывается
100 — 70
М =------—----(0,22 + 0,28) F 0.36 = 0 58 кг/м1
Объем осадка образующегося при нейтрализации I м1 промыв
ных под
Рж = )0Л1/(100-Р6П) = (10 0,58),(100 — 88) = 0,48 %
Общий объем осадка В сутки
POC = POCQ/|00 = 0,48 720/100 = 3 5 м3
Шламовые площадки устраиваем в закрытом помещении и при-
нимаем Hatpysxy на 1 м! шламовой площадки qai — 10 м3/год
Общая площадь шламовых площадок
блл = Лэс 365/4Ш п = 3 5 365/10=128 м»
Принимаем гетыре шламовые площадки размером 5x64 м о
площадью 32 м каждая Здание шламообезвожавающих площадок
оборудуем греифериым краном длк выгрузки осадка с площадок о
антотраиспорт
Пример 4 3 Требуется рассчитать вертикальный фальтр дли
ньнтралнзацни кислых сточных вод при следующих исходных дан
пых расход вод <?= 1200 ме/сут концентрация серной кислоты И =
= 1 1 г/л в сточных водах отсутствуют растворенные соли металлов
Решение В качестве загрузочного материала выбираем шелков
ский доломит (Азы—062) крупностью фракций d4p= 15 мм и плот
постью р=2 8 т/м3
Высота слои загрузочного материала в см
где b — концентрация кислоты г экв/л о — скорость фильтрации
м/ч /1=147— константа
Пересчитаем концентрацию серной кислоты в г экв/л
6 = 0 0204/1 =0,0204 1,1= 0 0225
Скорость и назначаем равной 6 м/ч (обычно 4—8 м/ч) Тогда
Н = 0 62 151 ” (3 + 1g 0,0225) Уб= 108 см
Площадь фильтрации
F = Q/ti' = 0,014/0,0017 = 6,3 м”,
где Q — расход нейтрализуемых сточных иод м3/с
фильтрации м/с
о —скорость
Расход реагента
Л1 = <п.4(2/1000 = 0,94 1.1 1200/1000 =1,24 т/сут,
где ст — коэффициент, характеризующий стехниметрнчсское соотпо
шение, а нашем случае /«=0,94
Фактический расход доломита
Л1ф = 1,5/И = 1.5 1,24 = 1,86 т/сут
Продолжительности работы фильтра без перегрузки
t =; №/Мф = HFp/Мф - 1,08 8,3 2,8/1,86 = 13,5 сут,
где W—масса загруженного в фитьтр нейтрализующего материя
Таким образом, для нейтрализации сточных вод принимаем ща
круглых и плане вертикальных фильтра высотой 1,08 м и диаметром
2.3 м каждый
Пример 4 4 Определить расход хлоркой извести необходимой
дли окисления цианндсодержашнх сточных ног при следующих ис
ходных данных расход сточных иод Q=300 м'/сут коииентрацня
простых цианидов в сточных водах С=50 г/ма (но цианид иону
Испанце Дла определения теоретического количества активного
хлора необходимого дли окисления цианидов звпишем уравнение
х,=пС, где п—теоретически необходимое количество активного хло
ра для окисления растворимого цианид нова до циаиат иона по
формуле
CN- + OCI—CNO- + Cl-
Лктияпый хчор определяют по количеству грамм атомов иода
вытеиенных данным реагентом на йодистого калия в кислой срезе
При окислении простых цианидов и комплексных цианидов mtir
ка п—2 73, а при окислении комплексных цианидов мели л=2,9& ц
хт — 2,73 50- 136.5 г/м3.
Расход хлорной извести, необходимой дтя окисления штапндсо
держащих сточных аод.
х=К3 xTQ7(a Ю) = 1,25 13b,5 300/(30 10) --= 171 кг/сут,
где /01=1,2—1,3—коэффициент запаса рсагеитя о—содержание
активного .хлора в реагенте (в товарной хчоряой нанести 30—35 %)
Пример 4 5 Подобрать озонаторы для окисления производствен
нык сточных вод прн следующих исходных данных расход сточных
вод Q =2300 ма/сут, требуемая доза озона дли окпетения эагрязнс
tiitft d01= 18 г/м’
Решение Определим необходимый расход озоиа дтя оквслецпя
загрязнений содержащихся и сточных водах
Опа = 4оз(?/1000= 18 2300/1000 = 41,4 кг/сут
По табл 4 3 подбираем озонаторы марки ОП 4 производитель-
ность которых I кг озона я I ч Чисто озонаторов
40л-24	’ I 24
!81
ТАБЛИЦА 43 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОЗОНАТОРОВ
ТРУБЧАТОГО ТИПА
XI ркд озо । гора	1 |ОЫ шиЛПИЗИ 11рО|ияОД11 тгтыгасп. по озону	Кои ICI грация озоне а озшЮ поздушиоЛ	Среди! Л реслсд из	Напряжение из метро
ОП 4	(	16-17	40	10
011 6	2	11-16	to	10
ОП 121	1 6	11— 16	120	16
ОП 3'5	3 8	12-14	.зОО	18
ОП 510	6	12-14	450	18
где Л5=105—I I Чо3 — производительность одного озоиагпра,
кг/сут
Ириш маем доз рабочих и одни резервный озонатор марки ОП 4
Пример 4 6 Рассчитать контактную камеру барботажного типа
для обесцвечивания и окислении загрязнений, содержащихся в сточ
ных водах краентьно отделочной фабрики, перед их подачей в сис
иму оборотного водоснабжения при следующих исходных данных
расход сточных вод 0=3000 м’/сут поступление сточных вод в кои
тзктиую камеру равномерное зребуемая Доза озона dua—21 г/м*-,
необходимое время контакта обрабатываемой сточной воды с озоно
воздушной смесью /, =25 мни
Рсиинис Вычислим необходимый расход азота
Oo3 = dOxQ/1000 = 2 l 3000/1000 - 63 кг/сут
По табт 4 3 подбираем озонаторы марки ОП 4 производитель
пастью /?(п=1 кг озона в 1 ч и концентрацией озона в озоно воз душ
нои смеси C.,j=2ll г ч*
Число раОоnix озонаторов
Принимаем контактные реакционные камеры барботажного ти
па с расмызноакшшми элементами на керамических труб с порами
размером Ju«p = 100 мкм в интенсивностью распылнванин 1„ ~
=20 м3((«’ ч)
Общая площадь всех распиливающих элементов
/общ^^/(Соз/р)= 125 21/(20 20) = 6.6 м’,
где «у— расход обрабатываемых сточных вод м’/ч
Площадь распы швающего элемента /^=0 144 ма (диометр d„=
«=0 092 м лти / =0 5 м)
Общее ко ш icctbo распиливающих элементов лэ и их общую
длину uuiiiciHci по формулам
Пз = /обш//а = 61б/0.144 = 46.
Х/9 = п0/в = 4б 0,5 = 23 м.
182
Принимаем четыре контактные репкцноявые камеры барботаж
ного типа (рис 4 2), керамические трубы располагаем по дпу каме
ры на расстоянии 0.5 м между осями Высоту слоя полы яад расны
лнтелями принимаем Н=4,5 м, а размер контактной камеры в плане
1,3x23 м Распылинающие элементы собираем но два элемента п
блоке с пбевх сторон центрального котлсктора, таком образом кип
структпвно и каждой камере располагается по |2 распиливающих
элементов
Коиструктяпный объем контактных камер
V',, ' 4 (1,3 2,3-4,5) = 54 и».
Необходимый объем камер с учетом продолжительности контак-
та обрабатываемой еточпой воды с озона воздушной смееыз
V = КцрА'н = 1.1-125 25/60 = 57,2 М’,
где Лор — коэффициент увеличения объема поды за счет продувки
его озоио ноздушиой смесью, обычно рапен 1,1, <и — продолжнтель
кость ь он та к гл, ч
Поскольку конструктивный размер камер не обеспечивает иенб
хотимол продолжительности контакта, то окончательно принимаем
размер камер в плане 1,Зх2Л ы, а высоту слоя воды 4,8 м. в этом
случае общий объем контактных камер барботажного типа состдвля
ст 57,4 м'
Пример 4.7. Определить размеры нертаьалыгого смесителя ирн
следующих исходных данных расход сточных вод Q = 20Q м’/ч, про-
должительность пребывания сточных вод п смесителе <си=2 мин
Решение Приникаем смеситель круглой фбрмы в плане (рис
tea
4 3) с углом конусности конической чаети а = 40° и скоростью восхо-
днщего потока о цилиндрической части смесителя оц=90 м/ч
Определим пзощадь попереиюю се leniin ин тнндрической части
смеситечя /ц и се диаметр Du
Рв = <?дп = 200/90 «2,2 м2,
Од = У 4Лц/л = /4 2,2/3,14 = I 67 м
Диаметр ачодного отверстия смесителя принимаем равным диа-
метру поднодящего трубопровода dn, который назначаю! исходя на
I Ki pOCTII движении СТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ Pu«* I —1.2 М/С. При t и= 1,1 М/С
<J„ = 253 мм
1’асс чи ываем высоту конической части смеслтепя li„ прн угле
koiixuiolTH а=40’ 11 ее объем Уи
_ (Од — 4a)/(2sin 2(Г) - (1670 -253)/(2 0,364) = 1,95 м,
3,14	1/1.67',- / 0,253 \«	1,67 0,253 I „ ,
b("h-i—— I-1'67”’
Определив потный объем смесителя
Vcm = <?/cm/60 = 200 2/60 = 6,7 М3,
находим объем цилиндрической части смесителя 1'а и сс высоту
Уц = Vcm -И< = 6.7 - I,67 =. 5,03 м2,
Лц= Уц/Гц = 5,03/2,2 = 2.28 м.
Общая высота смесктетя
Wcm = *k + '*4= 1,95 4- 2,28 = 4,23 м
Сбир воды производится в верхпей части смесителя периферий
пым лотком через затопленные отверстия при скорости движении
воды через отверстия оогв= 1 м/с
Опредезим число отверстия лпТ1 при днвметре отверстия Лм=
= 80 мм
Ж“) -
-= 4 200/(3,14 0,083 1 3600) = 11,
где foin Н lore — площади соответственно всех и одного отверстий
м
Расстояния между отверстиями (по осям)
/0ТВ«-^)ц//|0ТВ = 3,14 1,67/11 = 0,475 м
Скорость движения воды и периферийном лотке ол = 0,5—0 8 м/с,
а уклон дна лотка 1=0 02
Пример 4 8 Рассчитать водоворотную камеру хлопьеобразовя-
иия совмещенную с вертикальным отстойником при следующих ис
ходных денных расход сточных вод Q= 13 000 м2/сут. максимальный
расход 9и«ш = 810 м]/ч, средний раеход <?о|,=540 м3/ч
Решение Принимаем число водоворопш камер хлольеобразо-
184
Рис 4 4 Ввдомретаак камера
иопьсовркаомнвк спхещеинвк <
сртикккьяыы отстойником
1 — подача сточных вод 3 — вы
4 — выпуск осадка
вания совмещенных с вертпка иными отстойниками л,,= 4 (рис
4 4) н определяем тощадь
/к 1 — 4макс 'н з/(60//н к Ли х) = 810 7,5/(60 3,6 4) = 7,03 ма,
где I, х=5-10 мин — продолжительность пребывания сточных вод в
камере //цх=36 4 м — высота камеры
Далее вышелием диаметр одной камеры
dH1= /4/|(3[/л = / 4 7,03/3.14 = 3 м.
Впду в камеру подают с помощью неподвижного сегнерова кп
леса, выполненного в виде двух изогнутых отрезкон трубы Выпус
кают воду нз сота тангенциально но отношению к поверхности стен
ки камеры Солю размещается на расстоянии 0 2d, ,=0 2 3=0 0 м
от стенки камеры на глубине 05 м от поверхности ноды Диаметр
con 13
dc = 1,13 У^вякс/(р.с) = 1,13/о 02а/(0,908 3) = 0,115 м,
rie ?ИЛКс —мисимаиный расход сточных вод на одно сопло, мэ/с
р=0 908 — коэффициент расхода для конически сходящегося насад
ка с углом конусности Р —25“ ll—скорость выхода аоды нэ сипла
м/с (принимается равном 2—3 м/с)
Диаметр подводящего трубопровода рассттыяасм из условия
скорости движении сточной воды 00=08-1 м/с В ннжнеи части ка
меры хлопьеобразоваиня устанавливаем успокоительную решетку
ня гашения вращательного движения воды
Объем 'они осаждения отстойника при продолжительности пре
быааиия обрабатываемой сточной воды в зоне осаждения /ог=1 ч
Уос = «манс'ос/лИ1 = 810 1/4 = 202.5 ма
Высоту зоны освжтен1Я принимаем раонол HLC - Н, t+05 =
=3 6+0 5=4 I м Диаь етр отстойника
Оотс = ),13/ (Voq + VHI)n/0c =
= 1,13 /(202,5 -f-25,3)/4,1 =8,4 и.
185
Принимаем четыре вертикальных отстойника диаметром 9 к
каждый си встроенными водоворотнымн камерами хлопьеобразова-
вно диаметром J м
Пример 4.9. Рассчитать осветлитель коридорного типа <. верти-
кальным осадкоуплотинтелем при следующая исходных данных
расход производственных сточных вод, поступающих на осветлитель.
Q = J500 м’/ч, сточные воды обрабатываются сульфатом алюминия и
полиакриламидом, концентрация взвешенных неществ в сточной во-
де, поступающей в осветлитель, Сн=2000 г/м* 1, концентрация наве-
шенных веществ после осветления должна быть СИ=10 г/м1.
PeuuHuv Определяем расход сточных вод, выходящих из освет-
лителя.
________Q_________ __________I 03___________
Уоср=; i -h (С„ - С„)/Сшл = 1 -у-(200' — 10J/31 ООО “ H1 ',J '''
где Сшл — концентрация взвешенных веществ н шламе осадкоуплиг-
интелн после уплотиеипя я течение времени между продувками ос-
ветлителя (не метя. 3—Ьч), г/м1 (определяется ио табл 4 4), пр.1
LH=20u0 I 'и1 и («и । = 4 ч значенье Ctu, =31 0D0 г/м1.
ТАБЛИЦА Н ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ОСВЕТЛИТЕЛЕЙ
СО ВЗВЕШЕННЫМ СЛОЕМ ОСАДКА
JJ<1—100
400-1000
1000—2500
Площвдь оснет in гелей
I осн = Go + А уил = и (Лр -j- (I — Л р) <J] —
=	[0,с2 н- (I —0,62) 1.2) = 334,3 м’,
где F3 о И / ги л — соответственно площадь зоны осветления н осадно-
уплотнителя, м1, i-| аСч — расчетная скорость нисходящего потоке
сточной воды в зоне осветлении, м/ч (определяется по табл 4 4),
Ф— 1,15—1,2—коэффициент подсоса осветленной воды в осадкоуп-
лотннтель, А'п — коэффициент расиредечеиия воды между зоной ос-
ветления поды и осацкоуплотннтелем (определяется по табл 4 4)
Поскольку площадь одного осветлителя не должна превышать
100—J50 и*, принимаем четыре осветлителя , каждый площадью
Гоеа=9б м: (в том числе площадь зоны осветления F и =60 м1, а
площадь осадкоуплотпнтеля F>lw=36 м’)
Ширине каждого коридора осветлителя А осв=3 м, ширина осад-
ноуилотиителя /11ил=3,б м (рис 4 5) Длину коридоров принимаем
равной 10 м Высота слон Л|, где наблюдается превышение расчет-
ной скорости восходящего потока, обычно равна 0,5—1 м, рекомен-
дуемая высота слоя взвешенного осадка /|}=2-г2,5 м, высота эоны
186
(.предел ктелькыс тоуйи
S — сборные жалоба а
зона >зосшениог<
аырьхакл » — оеедкоуллотвлтыа, $ — дырчатые трубы. отиедящи» осветдея
кум сточчуи воду 10 — дырчатые осадхоотводашие трубы л — отвод >ол<7т
осветления Л3=1.5->-2 м В данном случае А(=( м, Ла=25 ы и А3=
= 2 м Тогда общая высота оснетлятеля
Я<к;п = hj 4- + Аз = 1 4- 2,5 -|- 2 = 5,5 м.
Площадь осадкопрнсчных окон а одном осветлителе
с Q<l -Кр) 1500(1-0,62)
“ «И		’
где Оон — скорость движения сгонной воды с осадком я чс.пкспри*
сыных окнах (обычно нрниимаетси 36—54 м/ч)
Высота окон Лон=0 3 м Тогда общая их длина с каждой сторо
ны осадкоуплотшгтеля
'«-^«/(Ч,.) = 3'ж‘2°.3>-6-6 "
Устраиваем с каждой стороны осадкоуилотннтеля по горизонта*
ли 10 окон для приема избыточного осадка размером каждое 0.3X
Х0 66 м Нижняя кромка осадконрпемных окон располагается на
высоте ltt— 1.5— 1,75 м ныше Перехода стенок осветлителя из наклон
пых н вертикальные Принимаем /|<=1,75 м
Определим объем зоны уплотнения осадка 1'тил (части пбъемл
.сайкнунлотннтеля, которая расположена на 0,5 м ниже кромки
иоалконриемиых окон) По конструктннным размерам объем зоны
уплотненна одного осветлителя	м<
Проверим соответствие копструктппиого объема зоны уплотне*
инн условию
У у ПЛ > Q (Ся — Ск) /упт/Сщл*
Q (С„ - С,,} (упл/Сшл =	(2000 - 10) 4/31 000=96,3 хП
1Й7
Условие соблюдается стедпаатсльио, осветлитель подобран пра-
вильно
Пример 4 10 Определить эффект очистки сточных под на одно ,
двух и четырехступеичатой сорбционной установке при следующих
исходных данных расход сточных вод tj = 13 ма/ч, адсорбционная
ьонстанта распределения сорбата между сорбентом и раствором
Л«дс=8000, начальная концентрации сорбата а растворе Си =
=0,35 кг/м3, доза сорбента Сс = 1,3 кг/м*
Решение Определим расход сорбента прн одпосту ланитой сорб
цноипон очистке
/п, = Сс Q  1, 15 — 19,5 кг/ч
Рассчитаем концетрацию сорбата в сточных водах после одно-
ступенчатой сорбционной очистки
Q	15 000-0,35
С. =-------------С„ =------------------= 0,031 г л =31 мг/т
Q-rAaacmi 15 000	8000 [9,5
. Расход сорбента па каждой ступени прн диухстуиенчзтои к че-
тырехи хненчатоп очистке будет
тд — mjn ~ 19,5/2 = 9,7о кг/ч,
- mjn — 19,5/4 =4,88 кг/ч,
где п — чисто ступеней а сорбционной установке
Концентрации сорбата Сд и С, соответственно посте двух и че-
тырехстулепчатон очистки составляют
/ Q	/	15 000 V
С, —------5------ Си = -------------------- 0.3о =
WH-Л’ядс mJ н ^15 000+аООО 9,75/
= 0,0091 г/л =9,1 мг/л,
/ Q	= /	15 000	0 3_ =
* \Q Мадс mJ и \ 15 000 + 8000 4,ал J ' °
= 0,0021 г/л = 2,1 мг/л
Определим эффект очистки сточных вод соответственно на
одно двух и четырехступенчатой сорбционной установке
Э, -= (Сн —Q 100/Сн= (350 — 31) 100/350 = 91,1 %,
Э2 = (СН —CJ 100/Св = (350 - 9,1) 100/350 = 97,4 %;
Л = -Q Ю0/С„ = (350 — 2,1) 100/350 = 99,4 %
Пример 4,11 Определить продолжительность защитного дейст-
вия фн tbrpa ирн очистке фенолсо тержащпх сточных под и количе-
ство 1лдержииаемого фенола ирн слелхющнх исходных денных на-
чвтьпаи концентрации фенола в стопой поде Си=350(1 мг/л, ско-
рость фильтрации i=2 2 м/ч, коэффициент чзщпттюго действии
фптьтра /\ид = 22 5 потеря времени защитного действии т=6,5 ч,
динамическая активность сорбента (актиннровзнныи уголь) од=
= 175 кг/м‘
Решение Принимаем насыпные фильтры высотой //=1 м, пло-
щадью филырашш /"=4 м} и iMiiHpitnecxoH константой /1=0,3 м.
Тогда продолжительность гащнтного действии фптьтра
/ад = КздЯ-г =22,5-1 — 6,5 = 16 ч,
I8S
Количество фенола сорбируемого фильтром за этот период,
At = (Н - /I) Fa. - () —0.3)4.175 = 400 кг
Пример 4 J2 Рассчитать пневматическую флотационную тетя-
ковку прн следующих исходных данных расход сточпых вод Q=
«=400 м3/ч, время флотации /ф=15 мин, коэффициент аэрации
К.ор=О,25
Решение Объем флотатора
Уф = (?ф/|60(1 -К8вр)| = 400 15/160(1 -0,25)| = 133,3 м’.
Рабочая глубина флотатора 11^=3 м, тогда его площадь
Гф == V ф/Нф = 133,3/3 = 44.4 м3
Принимаем китеисноность аэрации /=20 м3/(м3 ч) тогда тре
бхсмый расход ноадхха
Qn = /f0 = 2O 44.4 = 888 м3/ч
Принимаем два флотатора шириной В$=3 м и данной /ф=7,5 м
каждый
По дну флотаторов поперек секций располагаем воэдухораспрч
делительное трубы на расстояния /гр=0,25 м друг от друга, обило
число труб в каждом флотаторе
лтр = /ф//тр = 7.5/0.25 = 30.
Определим общее число сопл де, приняв скорость выхода стр\п
воды из них Vc— 100 м/с, а диаметр отнерстин сопла Jc = l мм, т е
площадь отверстии каждого сопла /с=0 <100000785 м?
пс = <2П/(3600/сс.с) = 888/(3600 0,000000785 100) - 3142.
Число сопл на каждой воздухораспределительной трубе пс и
расстояние между ними 1е находим по формулам
л' = лс/(2лтр) =3142/(2 30) = 52.
1с = йф/Ч= 3/52 = 0,058 м
Рабочее давление перед соптамп принимаем равным 05 МПа
Пример 4 13 Раесчнтзть иыцеллерную флотационную ycration^v
длв предварительной очистки сточпых оод мехоаол фабрики, содср
жащпх поверхностно активные вещества я жиры, при расходе сто i
вых вод <?=2700 м’/сут
Решение Флотационные камеры принимаем квадратными в та
не со стороной квадрата /=-G^/e (dp=0,2 — 075 м — диаметр лмлеа
лера) Принимаем Jd=05 м тогда /=0 0,5=3 м Рабочий объем
камеры
Уф == йф Z1.
где hf — рабочая высота фаотаиноилой камеры (обычно 1,5—3 м)
/<1 — Нс.т/Рфм<>
то । । —плотность фютпруемой жидкости (водно воздушной cmi
— С 67 р№ т/м3, //ст — статический уровень сточной воды о
I i (то флотации), м
WtT = •H'u/Ui) =°>2S !2J/2’9.8 = I,а М,
18в
здесь =0.2-0.3 — коэффициент напора, с» — окружная спорость
вращение импеллера, равная 12—15 м с
Тогда
Лф = 1 ,8/(0,67-1) = 2.7 м;
Кф = 2,7 У=24,3я’.
Число флотационных камер
Ц1ф	2700 25
Ф 24-601'ф(1-Ка) 24 60'24,3(1 — 0,35)
где < (=20-30 мни — продолжительность флотации, К. >-.=0.35 —
коэффициент аэрянни
Пршгимасч нмпеллериую флотационную установку, состоящую
из трех флотаниопмых камер
Пример 4.14. Рассчитать элекгрофлотацнонную усга овну дли
очисты) сточных вод мясокомбината при следующих йен щы< дан-
ных расход сточных вод Q = 110 м3/ч, в качестве электродоа неволь
эу kit ллюмиьнение пластины
Решение Принимаем горизонтальный этектрофлотатор. состоя
шин из двух флотационных камер (ив рис 4 6 схематично показана
одна камера) Числа электродлн, располагаемых в каждой камере,
п3 = (Д —2а-4-е)/(6 +с) = (2000 - 2-100 + 20) /(8 + 20) = 65,
глс 4 —ширина флотационной камеры (4 = 2 м при Q<90 ч’/ч, 4 =
=2,5-3 м при Q=90-^180 м’/ч), о = 100 мм— величина зазора меж-
₽ис. 4 4 Гввиынтилыияв меп>в4шататар
196
д) храиинми птастияамн и стенкам» камеры, с — величина зазора
меж 1 пчаетинами (15—20 мм), 6— толщина пластин (b— J0 мм)
Необходимая площадь пластин эзектродое, ы-, онределнетсн пи
формуле
где /. о — активная поверхность электродов м' llt,=£Q'l: (здесь
£— удельное количество электричества, А ч/м3 Q'— расчетный
расход сточных вод на каждую камеру, ыэ/ч, t — плотность тока ва
электродах, Л/м’)
Значения £ и i овределяютсв экспериментально в зависимости
от с'i гпвв сточпых вод (табл 4 5) Затем, вычислив активную по-
ТАБЛИЦА 4 S ПАРАМЕТРЫ £ И i
С O4IIUC коды		1 \ м*
Кожевенных заводов при субшннн		
хромовом	300-500	50—100
смешанном	300-000	50-100
Мсхопых фабрик	1 00-301)	50-100
Чясокоибшгатон	100—270	100—200
Фпбрик нскусстнснных нож	15-20	40—50
верхкоегь электродов f, в=200 65/150=73 3 м’, находим иеибходн
мую площадь властпи электродов
/э = 73,3/(65 — I) = 1,15 ы*.
Назначив высоту пластин Ло=1,15 к (обычно 1 — 1,5 ы), опреде-
зим ах длину
h =	1,15/1,15= I м
Длина ЭЕКтродиои камеры
Gh=G + 2o=-- I -L2 0,1 = 1 2 м
Обьеи электродной камеры, ы‘ находим по выражению
Кв к АНЛ н (в и,
пе И,,— рабоч>я высота ’лентродноА камеры На .= Л, + /|2+Л4-
= 1 15 + 0 4+0,45=2 и (здесь /ji=l— I □ м — высота осветленного
i icin Н»=0,3—0,5 м—высота защитного слон, Лэ=0,4 -^0 5 м —сдпА
ш дма)
Следовательно,
ИвИ = 2 2 1,2 = 4,5 м».
Дпее подсчитаем объем флотационной камеры
КФ = <?' 1<# = 55 0,5 = 27,5 ы1,
гк li—продолжительность флотации лрияямавмой 03—0,75 ч.
Длина флотационной камеры
/4 = J = 27,5/(2 2) =6,9 к.
191
Общий объем атектрофтотаичонной установки
Гу~2(Уаи-Н/ф) =2(4,8 + 27,С1) = б4,б ьН
Далее определяем кОЛ1гчестао материала электродов л1, перево-
дящего в 1 м3 растнорв, г/ма, по формуле
/п = А, ЭЕ,
где Л| «0.5—0,95 — коэффициент выхода по току, Э — электрохими-
ческий эквивалент, г/(А ч) (для Гс’*, Ге’*-, А13*—соответственно
1.042. 0,695 и 0,.335)
Для ялюмнннеаых влектродад
т = 0,6 0,336-200 = 40,3 г/м1.
Срок слтжбы электродной системы в сутках вычисляется ио вы-
pJMU'.HIO
Т = М |000/(mQ 24),
где М — масса метана электродов, которая растяоряетсн при элек-
тролите, кг, А1 = р^/аблэ [здесь р — платность металла электродов,
кг/м’. к-.— коэффициент депо'1ьзоаан11я материала электродов (0,8—
0.9)1
Определив циченне Л1 = 2700 0,85/1,15 0,003/130=27-15 кг ио
Л) чим
Т= (2745- ’000)/(40,3 110-24) = 25,8 суг.
Пример 4.15. Рассчитать ионообменную установку для обезвре-
живания сточных вод гальванического цеха после их оретоарнтсль-
поп механический очистки при следующих исходных данных расход
спитых нод Q«=-1200 м4/сут, поступление сточных аг т ио установку
равномерное ионный состав сточных иод приведен о табл 4 b
Т А В Л ИЦА 48 СОСТАВ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ЦЕХА
Катионы!
Сг*-г
Zn-+
Cif-*-
А ,=*-
X |А|
Решение В качестве первой ступени иплообменпой установки
принимаем Н-катиишповыс фильтры тагружекные снтьиокисаотнии
катионитом КУ 2 Объем катионита определяется по формуле
рь „ Кс i(Qoq1 2 [К]/(лфцЕрдл к),
192
где A<e=l 1ч-1 35 — коэффициент для учета расхода воды на сой
стаеииые нужды установки Qn 1 —полезный расход обезвреженной
СТ01110Й ВОДЫ М3/СуТ '1ф0—число фнльтроцикюв В I сут £»1	—
рабо 1ая обменная способность катионита г экв/м1
Граб n = ^ip ^обм ^иол к — 0 6^1 (^1
здес! Аар — коэффициент эффективности регенерации прн удельных
расходах Н,$О( г г jkb поглощенных катионов 50 100 150 200
(равен соответственно 068 0 8а 091 093) Кое* 08-*-09 — коэф
фнциент ття учета снижения обменной способности катионита
Спал к — полнев обменная способность катеонита равная для
КУ 2—800 г экв/м3 $ —удельный расход осветтенной воды на от
мыаку I м3 Н катионита равен 4—6 м’/м1
Тогда
£p*0it—0 91 0 85 800 — 0 5 S 17 75 = 574 4 г экв/м’
VH= (1 25 1200 17 5)/(2 574 4) = 23 2 м"
Определим общую площадь катноннтовых фильтров Ги при ш
мая высоту загрузки Н —25 и
Гн - Ц| / Ни = 23 2/2 5 = 9 3 м1
Пришмаем три рабочих катноннтовых фильтра н один резерв
ный диаметром D„— 2 м тогда общая площадь фильтров составит
94 м»
Скорость фильтр ва гня воды через катионитовые фильтры
Ук = д/(24 Ги) - 1200/(24 9 4) -= 5 3 м/ч
В качестве второй стхзеим ионообменной установки принимаем
аииоиитовые фильтры со слабоосиовпым аяионнтом АН 18
Расчетную скорость фильтрования определяем по формуле
___________________gp-сл W.4-0 5НЛ[А)
^“ПАЦ-О 02£р1О А 1п[,4| —О 1 MJ In [AJ
где Мл —высота загрузни аипонитоного фильтра принимаемая рав
ной 25 м p4J —содержание анионов снтьных кислот в сто ihqh по
де в нашем случае 4 51 +9 78= 14 29 г эка/м’ £?1ал—рабочая об
ыепная способность анионитов г экв/м3 (для АН 18 равна [000) Г —
продолжительность работы каждого фильтра между регенерациями
7 = 24/прег —	(, = 24/2-0 25— I 5 — 3 -7 ’5 ч
(здесь лМг=2—3—число регенераций сут /|=025 ч —продолжи
тельяость взрыхления анионита (г= 1 5 ч — продолжительность про
пускания через анионит регенерационного растпора щелочи /} 3 ч —
продолжительность отмывки яниопита после регенерации)
1000 25 —052514 29
р, ----------------------------------------------[6 2 м/ч
л 7 25 14 29 + 0 02 1000 2 66 —0 I 14 29 2 66
Общая площадь аннопитовых фильтров
54=13/(4^7^)- 1200/(2 7 25 16 2) =5 I м’
Принимаем два рабочих аннонктовых фптьтра к одни резерп
13—773
193
ный диаметром 1)л^=2 м Тогда общая площадь рабочих фильтров
составит б 2а м" а фактическая с»фость фильтрации
‘Чилд ^("рег^л) =•- |200'(2 7‘& ° 2«) = ‘3-2 “/ч-
Регенерацию катионитов Предусматриваем 8 % ным раствором
серной кислоты, а анионитов — 5 % яым раствором щелочи
ГЛАВА 5 ДЕЗИНФЕКЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД
§ 24	Дезинфекция сточных вод хлором
Для уничтожения патогенных микробов и искиоче
пня заражения водоемов этими микробами сточные во
лы перед спуском в водоемы должны обеззараживаться
(дезинфекции) Оценку эффективности обеззаражива-
ния сточных вод производят по колн титру — показате
ио, представляющему собой наименьший объем в мил-
лилитрах еючиой воды, в котором содержится одна кн
шечпая папочка — тшшчнып представитеть кишечной
микроф'юры Обычно обеззараживание сточных вод счи-
тается достаточным, если коли титр равен 0,001
Сточные воды рекомендуется обеззараживать жид-
ким мором или гнпохаорптом натрия полученным на
месте в эчектролнзерах [6] Для этой цели могут исполь-
зоваться также хлорная известь и тяпохторит кальция
(при расходах до 1000 ма/сут), озон и пр
В настоящее время иаибопее широко ня деэпифек
пин сточных вод используют мор доставпяемын нв
очистные стапивн в баплолах ни в контейнерах под вы
сокпм дав пением в жидком состоянии
Установка для дезинфекции сточпых вод хлором со-
состоит из следующих элементов расходного склада хло-
ра, узлов испарения жидкого хпорз, дозирования газо-
образного хлора н образования хлорной воды Для не
бопьшнх установок хлор испаряют в той таре в которой
он храни lew (табч 5 1) Если требуется более 30 кг/ч
хтора, то применяют испарнтетп с искусственным подо-
гревом
Под действием окружающего тепла хлор в баллонах
(рис 5 I) постепенно испаряется и в ипде газа поступа
ет в промежуточный баллон, где освобождается от ка
пепь жидкого хлора и механических примесей Далее
хпоргаз. поступает в хлоратор дозатор Отдозироваппый
194
ТАБЛИЦА 4.1. ВЫХОД ГАЗООБРАЗНОГО ХЛОРА ПРН ТЕМПЕРАТУРЕ
14 *С БЕЗ ПОДОГРЕВА
Тира	Площадь ««руж- ной поверхности	СредпсЛ выход кгдч.ыЧ
Баллоны вместимостью 40 л, установ-	0,99	0.7
лепные вертикально То же, наклонно оод углом 20°	0,9	2
Контейнеры вместимостью 800 л	4,7	3—4
Тени вместимостью 40 м’		2—3
хлор засасывается эжектором, перемешивается с рабо-
чей водой и направляется н очищенную воду для дезин-
фекции.
Газообразный хлор дозируют вакуумными хлорато-
рами или весовым способом Возможно применение
комбинированного способа1 весового, совмещенного с
дозированием хлораторами ручного регулирования.
Серийно выпускаются хлораторы ЛОНИИ-10ПК
ручного регулирования на производительность по х.ю-
195
ру 1 28—8 I и 205—12 8 кг/ч (Кременчугский ремонтно-
экспериментальным завод коммуна тьного оборудования).
Из НРБ поставляются п СССР хлораторы с ручным,
электрическим и л< евчати (еским управлением типа
ХВ 200 производительностью 2 5—25 кг/ч и типа \В 260
производительностью 12 5—125 кг/ч
Хлоргаз прокол it по приборам хлоратора под разре
жепием что исключает проникание токен июго газа что
ра в помещение хлораторнои Для дезинфекции сточных
вол СНиП [6] рекомендуют с юдующие дозы ai дивною
хлора после механп 1ескон oihctkh — 10 г/м посте
потной Искусственной бнологилескои очистки—3 г/м\
посте неполно)! нскусственнон биологи юской очистки —
5 г/м3
Дтя смешения хлорной воды со сточной жидкостью
приме 1яют разлитого типа смесители Наиболее прос
гым является ершовый смеситель используемый при
производительности 12—1400 м3/суг Для расхолов
1400—280 000 м3/сут применяют смесители типа «лоток
Паршалп Продолжительность контакта хлора с очи
щаемоЛ водой должна составлять 30 мин В качестве
контактных резервуаров применяют отстойники анало
гичные перви шым Оборудовать их скребками для уда
ления осадка необязательно
§ 25	Дезинфекция сточных вод озоном
Озон обладает более вьсоким бактерннидль м деист
впем чем хлор При определенных условиях применение
озона весьма целесообразно Озон оказывает универ
сальное действие проявляющееся в том что одловре
менно с обеззараживанием воды происходит улучшение
физикохимических и органолепи 1ескпх во)азателей
воды Этим обусловлена необходимость повышения долы
озона дтя дезинфекции воды пр 5 )алнчни в ней оргаии
ческих загрязнении
Озонаторные установки состоят «з следующих основ
ных элементов озонаторов для синтеза озона оборудо
ваиня для подготовки и транспортирован)я воздуха
устройств электропитания камер ко такта озона с обра
батываемон водок оборудования Для утилизации оста
точного озо ia в обрабатываемой газовой смеси (рис
52 и 53)
Озон получают пэ возтуха для полу юшя 1 иг озо)а
|96
требуется 50—60 м3 воздуха Воздух следует забирать
из незагрязненной зоны иа высоте не менее 4 м над
коньком крыши здание Для очистки и сушки воздуха
применяют адсорбционные установки типа АГ 50 или
УОВ В установках по озону более 6 кг/ч применяют
двухступенчзтхю сушку воздуха
Давление воздуха перед озонатором должно состав
лить (при расположении озонатора от места ввода озо
на на расстоянии до 20 м и скорости озоне воздушной
смеси в трубопроводах не более 10 м/с)
107
для смесителей барботажных
то же эжекторных
> , механических
784—862 ГПа
98—196 >
98-196 >
Синтез озона осуществляется в электрлческпх гене-
раторах озонаторах В СССР выпускаются озонаторы
производительностью до б кг/ч Кроме того генераторы
озонаторы поставляют французские фирмы «Трслигаз»,
«Дегремон» и чехословацкое народное предприятие
«Kraloxopolska strojirna»
Обработку сточной воды озоном производят в каме
рах контакта где обеспечивается интенсивное переме
шиванпе воды Барботажные камеры в зависимости от
расхода обрабатываемой воды и требуемой продолжи
тетьиости озонирования выполняются в виде колонн или
прямоугольных закрытых резервуаров (одного нпн не-
скольких) Резервуары большого объема делят на не-
сколько секций вертикальными перегородками
Обеззараживание озоном целесообразно предусмат
ривать после доочистки воды на микрофильтрах или на
фильтрах Дозу озона в этом случае следует принимать
равной б—10 мг/л при продолжительности контакта 8—
10 мни После биологической очистки (до содержания
навешенных веществ 10—12 мг/л в БП14ц,зв> 15 мг/л)
требуемая доза озона равна |5—30 мг/□, а продолжи
тсльность контакта—0 3—0 5 ч
§ 26	Примеры расчетов
Пример 6 1 Р Ilc titTiTti хлораторную усланапку и сооружения
для смешении п контакт» воды с хлором дла ошетной станции ва
полную биологическую очистку производительностью сп=
=20 000 м’/сут
Решение Средний секундный расход воды на очистную станцию
<?СР = <?срсут/(24 3600) = 20 000/86-100 = 0,231 м’/с
Общнн коэффициент неравномерности Капча «=157 [6] Тогда
максимальный часоаой расход
Смяксч = <?срс>т/<овманс/24 = 2000 I 57/21 = 1308 м’/ч
Принимаем дозу хлора для дезинфекции вод Д1Л—3 г/м1 Рае.
Ход хлора за I ч ipn максимальном расходе
<7хл = Дхл<2ма1сч/ЮОО = 3 1308/1000 = 3 92 кг/ч
Расход хлора в сутки
‘71.л = Д1з(?<;рс>,/1<Ю0 = 3 20 ООО/ЮОО =60 кг/сут
198
В хлораторной предусматривается установка двух хлораторов
ЛОНИИ ЮОК Один хлоратор рабочий а другой — резервны
Определим, сколько баллокоп исоарнтелей необходимо иметь
для обеспечения полученной производительности в I ч
п€ал = ‘/хлебал = 3,92/0,7 = 6,
где S,iia=0,7 кг/ч — выход из одного ба тлона (см табл 5 I)
Принимаем баллоны вместимостью 40 л, содержащие 50 иг жид
кого хлора [2]
Проектом предусматриваются две самостоятельные установки
для испарения хлора из баллонов и его дозирования Одна нз них
является резервной
В соответствии с действующвмн кормами (6| для размещения
оборудования и хлора в баллонах предусматривается строительство
здании состоящего из двух помещений хлордозаториой я расходно
го склада хлора Хлордозаториая оборудуется двумя выходами
один — через тамбур и второй — непосредственно иаружу (со всеми
дверями, открывающимися наружу) Расходный склад хлора нзоли
руют от хлордозаториой огнестойкой стелой без проемов
Баллоны испарителя хранятся п расходном складе хлора Для
контроля за расходованием хлора на складе устаиавлввают двое
циферблатных весов марки РП500 Г13(ы) [2] на которых разме
щается оо шесть баллонов Каждые весы с баллонами являются ча
стью двух самостоятельных установок для нспвренпя и дозирования
хлора, работающих периодически
Всего за I сут будет использоваться 60 50 = I 2 баллона Таким
образом в момент начале работы установки когда иа весах будет
установлено 12 баллонов, запас хлора бхдет достаточек для работы
в течение 12 1 2=10 сут Прн выработке газа из шести баллонов на
одних весах запас хлора будет достаточен для работы в reieune
В хлордозаториой помешаем два хлоратора ЛОНИИ 100К и два
баллона (грязевика) вместимостью 50 л Каждый хлоратор баллон
(грязевик) и одни весы с блллонвмн испарителями расположенные
на расходном складе образуют самостоятельную технологическ\ю
схему для испарения н дозирования хлора работающую перкодн
чески
Хлордозаториая обеспечивается подводом воды питьевого каче
стса с давлением ие меиее 0 4 МПа п расходом
Q = qjn40 = 3 92 0,4 = 1,57 м»/ч,
где ^«=0 4 м3/кг—норма водопотребленяя, м3 ла 1 кг хлора
Хлорная вода для дезинфекции сточясй воды подается перед
смесителем Принимаем смеситель типа «лоток Паршаля» с горлови
ной шириной 300 мм
Для обеспечения контакта хлора со сточяой водой запроектирх
ем вонтвктные резервуары ио тину горизонтальных отстоАкикоа
Объем резервуаров
|/кр = Сивке я 7760 = 1308 30/60 = 654 м3,
где Г=30 мнн — продолжительность контакта хлора со сточной во
дой (6)
При скорости движения сточных вод в контактных резервуарах
и= Ю ыы/ы [6] длина резервуара
L-vT~ 10 30 60/1000= 18 м.
109
П тошадь ооперечпого сечения
ш = р*и p/i. = 654/(0 = 36,3 М1.
При глубние Н=«2,8 и и ширине каждой секции Ь=»6 и число
секций
л =гш/(ЬН) 36,3/(6 2,8) = 2,16.
Фактическая продолжительность контакта воды с хлором п час
Максимального Притока поды
Т = ^р/<Зм4Ксп«л^/<?Ма1,с ч = 2 б 2,8 18/1306 =
= 0,46 ч = 20 млн.
С учетом времени движения воды в отподиших доткал фактиче-
ская продолжительность контакта воды с хлором составит около
36 чип
Принимаем контактные резервуары, разработанные ЦНИИЭП
инженерного оборудования Оин имеют ребристое днище в лотка»
которого расположены смывные трубопроводы с насадками, а по
продольным стенам смонтированы аэраторы н перфорированные
трубы ОсвДок удаляют одни раз в 5—7 сут Прн отключении секции
осадок взмучивается технической водой, поступающей нэ насадков,
и возвращается в начало очистных сооружений Для поддержания
осадка во взвешенном состоянии смесь в резервуаре парируют
Пример 62 Рассчитать озонаторную установку и контактную
камеру для дезинфекции сточных вод, прошедших доошетку на
фильтрах Расход сточных иод Qcp с-,,= 12000 м3/сут
Решение Средний секундный расход воды на очистную станцию
составит
-?ср«<?«Рсут/(24 3600)= 12 000/86 400 = 0,139 М3/с
Общий коэффициент неравномерности Хое B1„4==l,59 |6'| Макси-
мальный часоппй расход
Омане ч e Qcp сут *об маис/24 == 12 000 ] ,59/24 = 795 М3/ч
Принимаем дазу озоца Д0»=Ю г/м3 и с'родозжнтелыЮсдь кон-
такта 7*01*10 мхи
Мяксимяльиый расход озпнз
Ооа== Омане чДпв/10<И = 793 Ю/ЮОО = 7,95 кг/ч
Расход озона в сутки
O»s сут-Осп Сут Доа/Ю00= 12 000 10/1000 = 120 кг/сут
Принимаем озонаторы типа ОГ1315 с поминальной производи-
тельностью по азоцэ б>;=38 Kt/ч При атом средний расход возд'-ха
равен 300 м’Л, расход охлаждающей воды v« = 30 м3Л Требуемое
число озонаторов
л03 = Ооа/О, = 7,95/3,8= 2,1
Принимаем два рабочих озонатора в предположении, что мак
симальнаи произвол! тслыккть одного озонатора может достигать
4 иг/ч Кроме этого принимаем также одни резервный овешатор (ре-
комендуется 10—20 % резервны* озонаторов)
Требуемый расход воды на два работающих озонатора
$ = 9вл/3600 = 30 2/3600 = 0,017 кэ/с.
200
Определим размеры контактных (барботажных) камер для счс
шення пэоно воздушной смеси с водой Принимаем высоту виды в
камере //,,=4 м Обшан пющадь камер должна равняться
£ = <Эмаис ч Л,а 60/(3600	= 795 10 60/(3600 4) = 33,1 м5
Принимаем две секции оазмером в плане 4X4 14 и Длл распре
деления озопо воздушной сйесн у дна контактной камеры распола
гаются перфорированные (керамические нарнетые) трубы длиной
/=500 мм, внутренним диаметром 64 мм и наружным диаметром
92 мм Керамические пористые трубы присоединяются к четырем
коллекторам к двум, располагаемым на расстоянии по 0,5 м от стен,
и к двум — через I м одни от другого Длина коллекторов 4,14 м
Расстояние между керамическими трубами принимается равным 0,5 м
ГЛАВА 6. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
ОСАДКОВ
§ 27.	Метантенки
Одним из основных методов обезвреживания осадков
городских сточных вод является анаэробное сбражпва
ине, осуществляемое микроорганизмами, способными в
ходе жизнедеятевыюсти окислять органические вещест-
ва осадков Этот процесс происходит в метантенках рас
чет которых заключается в подсчете количества обра»у
ющихся на станции осадков, обоснованном выборе ре
жима сбраживания, определении требуемого объема
сооружений и степени распада беззольного вещества
осадков .
Количества сухого вещества осадка Otyx и активно-
го ила образующихся на станции, т в 1 сут, рас
считывают по следующим формулам.
СЭк
°'1Х ~ 1000 1000	(6‘|}
где С — концентрация взвешенных нешеста в поде, поступающей на
перпнчпые отстойники, мг/л, La — БПКяали поступающей в азротеии
сточной воды, мг/i, Э — эффективность задержании взвешенных ве-
ществ в первичных отстойниках доли единицы Q — средний рас
ход сточных вод ма/сут А — коэффициент, учитывающий уаедиче-
ние объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ,
ве улавливаемых при отборе проб дли анализов (равный 1,1—12),
b — вынос дктнпного ига из вторичных отстойник ои, мг/л, а=0Д^-
—0,э — коэффициент прироста активного еда
201
Количество беззольного вещества осадка Оам н йк
тивного ила Ийа, т в 1 сут вычисляют но формулам
и 0еу1 (100 - Йг)(100 - 3 ,е)	.. ..
=----------йГй»	(в ®
ису, (ioo — яг)(|оо — э,„)
где Вг Bf — гигроскопическая цлажиость сырого осадка и актив
ного itia 301 3,л—зольность сухого оешсстаа осадка и илл %
Расход сырого осадка н избыточного активного n'ia
м’/с>г
=:__К>СЮ£^_
<100 — О^с) рос	1
-Гйл
где Woe — влажность сирого осадка % W,e — влажность нзбыточ
ного активного ила %	р0, — плотности осадка и активного ила
Зс« =: 100
Общий расход осадков на станции
по сухому веществу
Л<СуХ ®СуХ + ^Сук	(6 7)
по беззольному веществу
= Оби + Яйе1	(б б)
по объему смеси фактической еиажности
4* V'h п	(6 9)
Средние зиа <euiift втажпостн смеси н зотыюстн %
Всм=!00(1-Л(С7,/Л1оСШ)	(6 Ю)
_________________^беа_____________ 1
Ocyx(l00-flr)/|tW^"cn (100 ~Вг) ЮО )
Знак фактическую втажпость смеси можно подсчи
тать требуемый объем метантенка м’
v~MhOui юо/4,	(6 12)
где Д — суточная доза загрузки осадка а метантенк % (тлбл 6 1)
Режим сбраживания (термофильный нщ мезофиль
ный) выбирают с учетом методов последующей обработ
кв осадков При этом обязательным яв мется обеспеге
лие санитарных требований Наирлмер естп для потс\щ
кп сброженного осадка проектируются иловые площадки,
202
ТАБЛИЦА «I СУТОЧНАЯ ДОЗА ЗАГРУЗКИ ОСАДКА Я METATEHK
Рел.им йбражчжиш*
% 1 Я I
96	|	97
Мезофильным
Термофильный
преду
следует принять термофи тьный режим
смотреть после мезофильного процесса дегельмиитнза
цию осадка Ести в схеме станции предпотагается узет
термической сушки, сбраживание цетесообразно прово
днть в мезофильных условиях нтд Окончательное ре
шенпе принимают на основании технике экономических
расчетов
Еспи сточные воды, поступающие на станцию содер
жат значительное кочнчество ПАВ, которые могут ока
зать отрицательное втияиие па миирофюру метаптениз
дозу загрузки принятую	"
по формуле
по СНиП, следует проверить
Д
(6 13)
С (100— fic„)
где С — содержание ПАВ в осадке нг/л сухого оелдка принимаемое
но табл 60 СНиП 2 04 03—85 в зависимости от концентрации ПАВ
в исхогиой воде q— оределыю допустимая загрузка г/ма рабочего
объема метантенка принимаемая о зависимости от характера при
сутстаующих в воде ПАВ (табд Ь 2)
ТА ЕЛ HU I ВТ СОДЕРЖАНИЕ ПОВЕРХНОСТНО АКТН ИНЫХ ВЕЩЕСТВ
В ОСАДКЕ И АКТИВНОМ ИЛЕ
1{£ХОДНо«
концентрации
ПАЙ д сгач
вой подо
нг/х су«ого п шесты
ковиогтреоия
ПАВ в стоI
кой иоде
Соде(1х>*'11ге ПАН
в осадке из
пгрвкчиих
15
13
25
20
24
12

Если при поверочном расчете окаэа юсь, что Д <Д
объем метантенка рассчитывается по величине Д'
В других случаях корректировка не требуется Выход
203
газа у’, м3 аа 1 кг загруженного беззольного вещества
(плотность газа принята ранной I),
у' = (а — пД)/100,
(б 14)
Для смесн осадка и активного ила предеп распада
асм — (в0 Оды + в0//б«з)/^бео>	(б 15)
где а0 аа — Пределы распада соответственно осадка и нла
Эти показатели могут быть рассчитаны, если извест
но содержание жиров ж, белков б и углеводов у в I г
сбраживаемого субстрата
о =-. (0,92ж -J-0,G2y 4-0,346) ’.00
(О 16)
В случае, когда данные по химическому составу осад-
ков ОТСУТСТВУЮТ, МОЖНО ПРИПЯТЬ О0 = 53%, Оц=44%
Суммарный выход таза, м3/сут,
Г~у Л16и	(6 17)
При расчете н проектирования метантенков следует
принимать типовые конструкции метантенков, а также
использовать проекты, разработанные для московских
станции аэрации Мосводоканалниппроектом (табт 6 3)
ТАБЛИЦА 93 КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ МЕТАНТЕНКОВ
Про»»	1	И 2S	Вы,.ото >1			Строптс/iuiuri	
			Я = гё-	ь 1’	2 «3 = ?	э! Н	Я гг 5 3 <5 с S 2
902 2 227	12,5	1000	1,9	0 5	2,15	652	100
902 2 228	15	1600	2.35	7.6	2,6	2035	112
902 2 229	17.5	2500	2,5	8,5	3.05	2094	136
902 2 230	20	4000	2,0	10,6	3,5	2520	174
Ново Курьянов ской станнин пэра	18	6000	3.(5	18	3,5	2700	170
Люберецкой стен пни вэраиин	22,4	8000	-1,45	16,3	3.7	2000	170
204
$ 28 Аэробные стабилизаторы
Метод аэробной стабилизации заключается в дли
телыюм аэрировании осадков в сооружениях типа аэро
теиков (стабилизаторах) Метод этот наиболее применим
к избыточному ту который йз эа высокой влажно
сти и значительного содержания белковых веществ сбра
живается в метантенках меке интенсивно н с более низ
ким газовыделетем чем осадки из первичных otctohIi
ков
Аэробная стабилвация— это сложный биохимнчес
кий процесс в результате юторого происходит распад
(окисление) основной части органических беззольных
веществ (ОВ) осадка Оставшееся органическое вещест
во осадка является слабильным— иеспособ1ым к после
дующему разложению (запиванию)
На основании исследований по аэробной стабнлиза
цни осадков проведенных во ВНИИ ВОДГЕО н НИИ
коммунального водоснабжения и очистки воды АКХ нм
К Д Памфилова сформулированы основные законе
мерности процесса аэробной стабилизации и предложе
иы уравнения для инженерных расчетов
Так как в практике при расчете сооружений по aia
эробиому сбраживанию осадков (метайтенков) принят
термин беззольное вещество то в последующем oprai и
ческое вещество (ОВ) будем оазывать беззольным (БЗ)
веществом
Эффективность процесса аэробной стабилизации за
инент от продолжительюств процесса температуры ин
тенсивностн аэрации а также от состава и свойств olhc
ляемого осадка
Массу органических беззольных веществ осадка S
поступающего на стабилизацию можйо условно разде
лйть па две части активную (распадавшуюся) Sa и
мертвую St Относительный распад БЗ в процессе ста
би лизацви
a = (S0-51)/S<1	(6 18)
где So —начальное содержание БЗ г/л Si— содержание БЗ в ков
не периода / г/л
Относительный распад а не может превысить некото
рои величины А— предела распада
A = Stu/Su	(6 19)
где Зд, — начальное содержание активной части г/л
205
Скорость распада активной пасти БЗ описывается
уравнением первого порядка
.—-- kS.,	(б 20)
al	•’
где к —константа скорости распада, S.f—содержание активной
части в конце периода t г/т
Количество требуемого кислорода Q« пропорциональ-
но количеству распавшегося ЬЗ
<2« = v(S0-Sf).	(6 21)
где v — стехиометрический коэффициент кг кислорода на 1 кг ОВ
осадка
Удепъное количество кислорода, кг О/кг ОБ
<3 = QH/S0,	(б 22)
Ч - ю	(6 23)
Из условий реакции первого порядка [см уравнение
(6 20)] (лед)ет, что скорость распада пропорцноначьна
количеству оставтяемого в осадке БЗ т е опа уменьша
ется с увеличением распята, прн д->4 необходимый для
стабилизации период времени становится бесконечно
большим
Стабильным можно считать осадок, у которого отпо
шенне активной части к инертной не превышает 18—•
20 %, т е
Ss/Sy = (Л — <!)/(I — а) < 0, 18-0,2
Основными параметрами дтя инженерных расчетов
являются требуемая продолжительность стабилизации
/ п удетьный расход кис юрода q которые в основном
зависят от температуры н возраста впа Такне факто
ры как концентрация активного ича п концентрация
растворенного кислорода (прн условии, что последняя
не ниже I мг/т) не влияют иа t и q
Период стабилизации в стабилизаторе (реакторе вы-
теснителе)
^ит = Ив-10)+О,О2(2б-Гв)(т-1-5))/1 08 ^гс, (6.24)
где Т, Те — расчстиви температура в аэротенке а стабалвдаторс, "С,
т — яоараст ь эа сут
Удельный расход кисюрода, кг О2/кг ОВ,
<7-(0 96 + 0 01бт)/(1 -i-О )08т)	(б 25)
Возрастом изг ичп периодом его обмена называют
среднюю продолжительность пребывания его в системе
206
аэрационных сооружений Возраст ила определяется как
частное от деления массы (по сухому веществу) актив-
ного ила находящегося а аэрационном системе (аэро
тенках каналах вторичных отстойниках) на массу ак-
тивного ила удаляемого из системы в течение суток
Для определения необходимого количества воздуха
следует использовать формулу для расчета удельного
количества воздуха в аэротенках несколько модифнцп
роеаа его применительно к аэробной стабилизации
где D — удельный расход aoajjxa м’/'i3 Илоной смеси So —хоицен
трацня БЗ а поступающей иа craQiJiiraaujuo иле кг/м3 С — коииди
трация кислорода в стабилизаторе 1—2 мг/л зна |енпя остальных
коэффициентов аналогичны приведенным в СНиП 2 04 03—85
По формулам (6 24) и (6 25) рассчитываются пара
метры процесса прн известных ноэрасте ила т концеп
трацин его беззольного вещества 5, расчетных темпера
турах в аэротенке Т, и стабилизаторе Тс При стэбялн
зацин смесн осадка из первичных отстойников (сырого
осадка) и активного ила параметры t и q можно рассчн
тывать по формулам
tc = tau + 1B.	(6 2,)
9с = 9ил (1 4-0 4s/t)	(о 28)
где tc tai — период стабилизации смеси и активного ила сут нише
лясмый по формуле (6 24) qc qan — удельное количество нислороча
для смеси я для ита кг О/кг БЗ вычисляемое по формуле (6 25)
В — отпои еняе БЗ освтка к БЗ смесп
Продолжительность аэрации по СНиП 2 04 03 85
следует принимать для неутотненного активного ита
3—5 сут для смесн осадка первичных отстойннкон и не
уплотненного ила 6—7 сут для смеси осадка и уплот
цепного актнниого нла 10—12 сут (при температуре
20°С) Аэробная стабилизация осадка может осуществ
литься при температуре 8—35’С Расход воздуха на аэ
ровную стабилизацию следует принимать I—2 м3/ч на
1 м3 вместимости стабилизатора При этом интенсивность
аэрации должна быть не менее 6 м3/(м" ч)
Уплотнение аэробно стабнлизированного осадка пре
^усматривается либо в отдельно стоящих илоуплотките-
лях, либо в специально выделенной зоне внутри стабн
лизагора Иловая вода из уплотнителей направляется в
аэротенки
807
Гипрокоммунводоканалпроектом разработаны типо-
вые проекты станций биологической очистки сточных вод
производительностью от 200 до 50 000 MJ/cyT аэробной
стабилизации осадка. ЦНИИЭП инженерного оборудо-
вания разработал типовые проекты аналогичных стан-
ций производительностью 700—1400 мх/сут ВНИИ
ВОД ГЕО разрабатывается новый модифицированный
метод аэробной стабилизации, обеспечивающий стабиль-
ность и лучшие водоотдающне свойства осадка при не-
котором сокращении продолжительности процесса
§ 29.	Вертикальный и радиальный илоуплотнителк
Расчет и.юуплотнигетя ведут на максимальный часо-
вой приток избыточного активного ила в м3/ч
«> 29)
где Q — расчетный расход сточных аод, m’/Cvt, С — концентрация
уплотняемого избыточного активного нла, r/MJ. Р„^~ содержание
избыточного активного нла. г/мл, Рпр.^КнР {здесь Р — прирост
илв, принимается в зависимости от степени очистки сточной соды
[10]. Лы — коэффициент месячной неравномерности прироста нла,
ранный 1,15—1,2)
Высота проточной части илоуялотнителя в м
Л = 3,6ш,	(6 30)
где о—скорость лннжеиня жидкости, мм/с, t — продолжительность
уплотнения
При этом концентрации избыточного активного ила,
продолжите 1Ыюсть отстаивания, скорость движения
жидкости в отстойной зоне принимаются по СНиП
2 04 03—85
Полезная площадь поперечного сечения цлоуплотпи-
теля
ЛПол —	(6 31)
где <?«—максимальный расход жидкости, м’/ч, отделяемой и про-
цессе уплотнения нла
=	(6-32)
где tPi, Vj— влажность поступающего п уплотненного нла, %
Площадь поперечного сечения центральной трубы
/тр = <7та.т/(36ООигр),	(6 33)
где v п —скорость днижеиия жидкости в вертикальной трубе, рав-
ная 0 1 м/с
208
Общая площадь илоуплотнителя, м1.
(О з+)
(б 36)
а диаметр одного нлоутотнителя, м,
О = /4Го0ш/(ял),	(б 35)
где л — числа и1а^ппат1г«теле<)1 минимальное число нюупгатнигелсн
л принимают ранным двум (оба рабочие)
Объем и поной части и юуплотннтеля
.. _ JOO — w7, /ол
. 
где t,, — продолжительность пребывания ила в ктовой части при
выгрузив его I раз я смену принимаемая рааноП б ч
Если, согласно расчетам необходимо применение бо
лее четырех вертикальных илоуплотннтелей диаметром
0=9 м то целесообразным является применение итоуп
лотнителей радиального типа Полезная ппощадь иопс
речного се?еиия радиального илоуплотнителя, м2,
fnon =Чтах^о<	(6 37)
где qa— расчетная нагрузка нз площадь зеркала уплотнителя
м’/(мг я), принимаемая я заппспмостн ат концентрации поступаю
щсго на уплотнение актноиого ила с?а“05 прн C=2j-3 г/л i> <ju =
=03 прн C-S-8 г/я
Диаметр илоуплотннтелей определяется по формупе
(6 35) Высота рабочей зоны илоуплотнителя
Я=р0Г,	(6 ЗУ)
где I— продолжительность уптатпенНя принимаемая ранной г=
=5-*-8 ч при С=2—3 г/л и / = 10 ч при С=5—7 г/л
Общая высота илоуплотнителя
//gfluj = Н + h + ftfl,	(6 3 J)
где Н — яысота рабочей зоны м Р —высота зоны залегания ила
равная 0 3 м три нлоскребе и 0 7 м прн илососе, — высота бпр
тов на! уровнем ноты м
§ 30	Флотационный илоунлотнитель
В последние годы всебопьшее распространение иа\о
дит флотационное уплотнение активного та позволя
ющее уменьшить продолжитепьность уплотнения по
сравнению с гравитационным и достичь ботьшего утот
нения Чаще всего применяют метод напорной флота
цни
Украинским институтом инженеров водного хозяйст
ва (УИИВХ) и ВНИИ ВОДГЕО разработаны и внедре
14—773	209
пы конструкции радиальных флотационных илоуп.ютин-
телей Расчет флотационного нлоуплотнителя заключа-
ется в определении числа и размеров сооружений, а
также необходимого расхода воздуха
Прн расчете процесса флотации с рециркуляцией ило-
вой воды и непосредственным насыщением ила воздухом
используют следующие зависимости-
Wp = Йв„ Vo [/„ р - 1)/(С0 V).	(6 40)
^Р^/|Яр(/Ир-П/Са.	(6 41)
i.ie Wp — необходимое содержание воздуха в иловой смеси, прини-
маемое не менее 0.03 м9/м\ h рабочая глубине флотатора, ч, Bt—
количество растворенного воздуха, освободившегося яри снижении
давлении из 1 л жидкости, сн’, 1'я —объем рециркуляционного по-
тока, насыщенного воздухом, н1, V — объем ила, к’, /„—степень
насыщения ила воздухом н зависимости от двв.теиня и температуры,
ло.тн единицы, р—давление воздуха, МПа, Си — начальная концен-
трация активного ила, кг/м3
Прн расчете радиальных флотационных илоуп.ютнп-
тслей следует принимать- давление при насыщении жид-
кости воздухом 0,2—0,4 МПа, количество воздуха, пода-
ваемого на I м1 жидкости, 0,05—0,06 м3, отношение объ-
ема рабочей жидкости к объему уплотняемого ида 2- I—
3 ), продолжительность пребывания смеси рабочей жид-
кости и уплотняемого активного ила во фаотацнопном
уплотпнтете 0,7—1 ч; скорости истечения рабочей жид-
кости 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 ваходит приме-
нение на станциях средней и большой производительно-
сти Наибольшее распространение имеют барабанные
вакум-фпльтры непрерывного действия типа БОУ для
обезвоживания сырого осадка и активного нла на ваку-
ум-фильтрах ,.0 сходящим полотном типа БОУ Осадки
сточных вод перед механическим обезвоживанием, как
правило, подвергают предварительной обработке — уп-
2IQ
лотнепию промывке (дтя сброженного осадка) коагу
лировзпию химическими реагентами Что касается пред
варителыюй обработки осадков производственных сто i
них вод то такай необходимость устапавтввается
экспериментально
Средняя влажность смеси сырого осадка и актввиого
нла, выгружаемой из метантенка к направтиемои на ва
куум фильтры,
где Qa Q,— расходы сырого осадка и актиапого ила м’/сут Са
Са — количества сухого вещества соотвептвенло в осадке и itie %
Удельное сопротивление в щелочность смеси осадка
л активного нла
р	+ 'п	,fi <ъ
(6 44)
где га гп — удельные сопротивленца осадка и ила см/г Сс. — коли
чество сухого оещесгпа а смесн °/о Що Silt—соответственю ще
лочпость сырого осадка и активного ила кт экв/л
Перед подачей смесн осадка и ила в нее вводят ко
агутяиты Обычно применяют хлорное железо и известь
Дозы коагулянтов прн подготовке осадков к обезвожива
нию иа вакуум фильтрах
Ц k (Кй + Vw 0 М1Щ/с)	(6 45)
где k — коэффициент заниенщни от вида и химического состава ко
агулннта и от вида осадка прн коагуляции осадка хлорным желе
зом в сочетании с известью k—02э (для сброженного осадка) доза
хлорного железа 30—40 & от дозы извести R=r 10 10 — удельное
сопротивление осадка си/г V — влажность оевдка % д —коти
чество сухого вещества осадкд % Щ— щелочность осадка до коз
гуляиян мг/л
Производительность вакуум фильтра по сухому веще
ству осадка
где 1FO 1Р« — втах ность icxomoro осадка н кека % р —плот
пость пехотного осадка т/м3 т— доля време| л действия аякуума
от общего цнктэ работы фильтра % р— рабочий паиуум Па f)—
вязкости фильтрата Па с Г —период яращенкя барабана мия
Центрифугирование Работа пептрнфуг типа ОГШ
характеризуется таким показателем как эффективность
211
задержания сухого вещества
(6 47)
3 =  п>-?с "ф| 100.
Сде 1^'к “ Сф)
где Со, С, Сф — концентрации сухого вещества исходного осадка
кека к фугата %
Эффективность задержания сухого вещества н влаж-
ность кека могут также определяться по СНиП 2 04 03—
85
Производительность центрифуг по обезвоженному
осадку
(*«18)
(100- trltcl) рЭ
100—Ц,к
где Пвс, — производительность центрифуги по неходкому осадку
м’/ч —влажность исходного осадка % IF, — влажность ке
к« р—плотность исходного осадка (р=1 т/м’)
При подаче фугата после центрифугирования перед
первичными отстоннияами увеличение концентрации
взвешенных веществ в сточной жидкости учитывается
формулой
(6 49)
-ПФ--. -г
тде С —концентрация взвешенных веществ в поступающей сточной
жидкости г/т А— коэффициент выноса пзнешсилых вешестп из от
стойннков (А = 1—Э«/1(Ю здесь Эос~ эффект осветления %) /и—
коэффициент выноса взвешенных веществ из центрифуги (ш — J —
—J/100 здесь Э — эффективность центрифугирования по сухому ве
щсстау %)
Сушка осадка под вакуумом Смесь сырого осадка и
\плотненного активного л та подается на вакуум сушиль
пые установки Процесс сушки происходит пот вакуумом,
создаваемым коиденсацнсп вторичного пара в баромет
рнческом конденсаторе и с помощью вакуум насоса В
рубашку сушильного аппарата полается пар из котель
ной с температурои 140—150 °C Вследствие вакуума в
аппарате кипение осадка и выпаривание влаги происхо
дят при температуре 65—70 °C Вакуум сушильные уста
новки прнмепяютоднокороуспыеидвухкорпусныс (с нс
пользованием вторичного пара) В течение одного цикла
сушки в непрерывном режиме обрабатывается тропной
рабочий объем аппарата ('/д геометрического объема)
Количество испаряемой воды
(б 50)
212
где q — расход смеси осадка и ила л/с>т W V, — па1альиая и
конечная нлажности осадка %
Объем осадка, обрабатываемого за I цикл сушки
£?п = ЗИа/2	(6 51)
где VP, — рабочим объем аппарата м3
Количество воды, выпариваемой а аппарате за 1 ипкт,
/	[00-1Г.\
<6“1
Требуемое количество циклов дта испарения суточпо
го объема воды
л|( = If /й u	(6 53)
Продолжительность цикта сушки одного сушильного
аппарата
т = 07ц/Р	(6 54)
где Р — производительность аппарата по испаренной илаге кг/ч
Количество циклов на один аппарат в сутки
nt = 24It	(6 5а)
Чис ю сушилок
Л = Лц/Л!	(6 об)
Расход пара
0=1407/24,	(6 57)
где 14 — коэффициент учитывающий количество пара необходимое
для нагревания осадка до температуры каления, я потерн в окружа
ющую среду
§ 32	Расчет сооружений по обработке осадков
сточных вод по различным технологическим схемам
ЦНИИЭП инженерного оборудования разработан ряд
схем обработки осадков п проведены расчеты сооруже
ниц Рассмотрим эти расчеты
Изменение объема осадка в результате изменения его
влажности
Vi/И, =([00-W1)/(IOO-ir1)	(6 53)
где Ui V, — сбьем осадка при платности соответственно Ц7, и IFj
Формула справедлива для осадков влажностью 75—
100 %
213
Рис и I Схема обработ-
ки аеадхох центрифуги
poainxeM н ааробиов ин-
мсралшациеЯ
— nej ци*шыА orcroSi
инк J — решетка дро-
билка 3 5 — бал« Нако-
петела б— а.робиив
иинереля5етор 4	}—
центрифуги
Концентрация сухого вещества в осадке г/м3,
CCiI = 1 -ir/ioo,	(б 59)
где W — р тажиастн осадка °и
Схема обработки осадков сточных вод центрифугиро-
ванием и аэробной минерализацией Технолог» юско»
схемой предусмотрено разделительное центрифугирова-
ние сырого осадка н смеси неуплотиемного избыто итого
активного нла и фугата сырого осадка, минерализован-
ной в аэробных условиях
Осадок а из первичных отстойников пропускается че
рез решетку дробилку л направляется в бак накопитель
3, нз которого он подается па шнековую центрифугу 4
Образующийся кек в вывозят на компостирование, а
фу гат б через бак накопитель 5 направляется в аэробный
минерализатор (рис б I), куда также подается избыточ-
ный активный ил г и фугат д от центрифугирования в
центрифуге 7 сброженной смесн Образующийся в цен
трнфугах 4 и 7 кек вывозится автотранспортом на нако-
пительные птощадки откуда его иаправтяют на кси-чпос
тировацле Для расчета сооружений рассматриваемой
схемы принимаем исходные данные выход осадка из
первичных отстойников Qi=:39 м3/сут при влажности
93,5%, выход избыточного активного Hia Q2 = 650 м1/
/су г при влажности 99 6 % Определяем количество
осадка по сухому веществу с учетом формулы (6 59)
доля осадков первичных отстойников р,=39(1—
—93 5/100) =2,5 т/сут,
до in избыточного активного ила Р* =650(1 —
—99 6/100) =2 0 т/сут
При расчетном расходе осадка 39 м'/сут предпола-
гаем установку одной рабочей решетки дробилки РД 200
производительностью по сточной воде 60 м3/ч Прояэво-
214
дятетьность дроби тки по осадку условно принимаем в 5
раз меньше чем по сточной воде Продолжительность ра-
боты РД 200
Значит, выбранная дробилка будет недогружена од
нако дробилки меньшей производительности не выпуск i
ют, поэтому устанавливаем одну рабочую дроби тку РД
200 и одну резервную
При том же расходе 39 м3/сут предпола(аем установ
ку одной рабочей центрифуги ОГШ 50К 4 производи
дельностью по данному осадку 9 м’/ч Продолжитсль
ность работы центрифуги
7= 39/9 = 4,3 ч/сут
Выбранная центрифуга имеет чересчур большую про
нзводительность, однако она принимается к установке
для идентификации с центрифугами для обработки ми
кералнзованной смеси избыточного активного ила и фу-
гата (см далее)
Расход обезвоженного осадка (кека) определяют еле
дующим образом
по массе сухого вещества
Ра = /\ Л/100,
где 3i — эффектлвность задержания сухого вещества,
по объему
О	Ра
г fj, (1 -UT./JOO) •
где р — плотность кека (0 35 т/м’), Ci —влажность кека %
Сшласио СНиП 2 04 03—85, 3 = 55%, UZ = 70 %
Tot да
Р3 = 2,5 55 !0У = Г 4 т/сут
0 85(1 - 70,100) = 5,0 Иа/с>Г
Расход фугата по массе сухого вещества P< = Pj—
—Рл=25—1,4 = ),1 т/сут, по объему Q< = Qj—Сз = 39—
—5 '1 =33,5 м3/сут
В аэробном минератизаторе расход первоначально по
ступающей смеси по сухому веществу
215
Pi = Pt P, 2.6 + 1.1 = 3 7 r/cyr
Расход аэробно сброженной смеси в минерализаторе
прн зольности 3 = 27 % и распаде беззольного вещества
а = 30 %
Расход уплотненной аэробно сброженной смеси, пода-
ваемой на центрифугирование
по сухому веществу прн эффективности центрифуги-
ровании 3j = 30 %
Р, = P,/3t = 3.3 100/30 = 11 T/сут.
по объему при концентрации уплотненной смеси =
= 3Q г/п
Qs = Р, 1000 G = 1 f 1000/30 = 367 tf/сут
Расход аэробно сброженном смеси, поступающей в
уплотнитель, при концентрации сухого естества в зоне
аэрацвн С3= 12 г/л
Qd = P, 1000/Са= 11 1000/12=917 м’/сут
Расход яловой ноды, отводимой из осадкоуптотнн-
тел и,
Q: = Qa - Qb = 017 — 367 = 550 MJ/сут
Расход обезвоженного осадка при U74 = 7Q% н плот
пости ра-0,9 т/ма
______р„	3 3
<?,в р2(1 — W'm/IOO) ~0 9 (I — 70/100) ~ 12,2 м3/с>т-
Расход фугата по объему
0,л =	—	= 367 - 12.2 = 354,6 м3/сут
Расход иловой воды, отводимой через отстойную эону,
Q, = Q, + Q* -у- Q10 — Q, = 559 + 33.5 ч- 344,6 — 917 = 335 м3/сут
Объем зоны аэрации при периоде аэрации /) = 12 сут
(см СНиП 2 04 03—85)
Vi = Р6 1000/,/С, = 3,7 1000 12/12 = 3700 м3
Объем зоны отстаивания при продолжительности от
стаивания /г = 2 ч
V* = Qa tt/24 = 33,5 2/24 - 2,8 и3.
216
Объем осадкоуплотнителя при периоде уплотнении
6 = 4 ч
Vj = <2.6/24 = 917 4/24= IS3 м».
Расход воздуха на аэрацию смесн в минерализаторе,
м3/ч, при удельном расходе воздуха ^=1,5 m3/(mj ч)
Qenii =	= 1,5 3700 = 5550 ма/ч
Для центрифугирования аэробно сброженной смеси
при расчетном расходе смеси Q-a = 367 MJ/cyT иредиола
гаем установку двух рабочих центрифуг ОГШ 501< 4,
имеющих при работе с данной смесью производите 1ь
яость <6=12 м3/ч Продолжительность работы центри
фуг
T = Q6/M, 2) =367/(12 2)= 15,3 ч
Устанавливаем также одну резервную центрифугу
ОГШ-50К-4, которая может работать и в качестве
центрифуги дли обезвоживания осадка из первичных от-
стойников
Расход обезноженного осадка по сухому веществу
Рв = 3,3 т/сут, по влажности 1Г<==70 % и плотности р, —
0,9 т/м3
Прн определении площадей складирования обезво
женного осадка (площадки компостировании) необхози
мо знать расход обезвоженного осадка
Qu =<>. + <211 = 5,5+ 12,2= 17,7 м’/сут
При складировании в течение б мес (180 сут) потре-
буется объем
к,= 17,7 180 = 3200 м’
Необходимая площадь для компостирования при при-
нятой высоте слоя насыпки h = 1,5 м и коэффициенте ис-
пользования площадки fe = 0,5
/ = V4/(hA) = 3200/(1,5 0,5) = 4266 ма s= 0,43 га
Годовое количество осадка, подаваемого на аварий
ные иловые площадки,
365 «’/гол.
где Qi —уплотненный (до 98,2 % ной влажности) избыточный ак-
тивный нл
С учетом формулы (6 58) получим:
q/q2 = ((00 - w2 )/(ioo - УД = Q,/650 =
= (100 —99,6)/(100 — 98,2),
2J7
откуда Q2=147 м3/сут, и следовательно,
<э|5 = (39 4- 147) 365 = 68 000 м3/гоД
Согласно СНиП 2 04 03—85, прн устройстве иловых
площадок на естественном осювании пршимаем нагруз
kj <7-08м3/(м2 год) Полезная площадь
Гам == Qv<4 = <i&000/0,8 =- B5 00J м5 = 8 5 га.
Механическое обезвоживание сырого осадка и уплот-
ненного активного ила с последующей сушкой и сжига-
нием Осадок первичных otctoihhkob и избыточный ак
тпвнып нл (рис 62) подаются в резервуар — смеситель
осадков, выполненный в виде радиального отстонннка а
оттуда—в бак смеситель В смеситель наряду с исход-
ным осадком подают хлорное железо ДгсС1, =2% по су-
хому веществу, известь по СаО ДНэв=5(!д] и термически
высушенный осадок Дс,ц = 50 % массы осадка с реаген
тами по сухому веществу Скоагу тврованный осадок из
бака смесителя самотеком поступает в горыто вакуум-
фнн.тра типа ЕОУ = 40
Обелвоже«ны! осадок с помощью ленточного тран-
спор tepa подается о двухвалковый смеситель кека с ре-
218
туром, а затем в питатель сушилки со встречными стру я
мн (регур — осадок высушенный в сушилке) Остдок из
внешнего конуса сушилки подается в разгонную трубу
сушильной камеры противоположную тон трубе куда
поступает смесь кека с ретуром Отходящие из сушилки
газы вместе с высушенным осадком направляются в б<1
тарейныв циклон типа ЦН Часть уловленного в циклоне
осадка поступает в бак смеситель, а остальной осадок —
в питатель
Для сжигания осадка применяют вертикальную цик
лонную печь под давлением с выводом летучей золы че
рез ловушку устанавливаемую па выхоле из печи Зола
отделяется от дымовых газов с помощью циклона золоу
ловителя и поступает в бункер зоны откуда вывозится
автоцементовозом к потребителям или ва свалку Дымо
вые газы из печи по двум стальным газоходам полаются
в сушилку со встречными струями Отработанные су
шильные газы я дымовые газы из циклона золоуловите
ля поступают на окончательное обеспыливание в Mt крык
пылеуловитель типа КМП и затем дымососом выбрасы
ваются в атмосферу Для обеспечения процесса горения
осадка в циклонной печи в иее подается сжатым воздух
от воздуходувки Часть воздуха используется для пнев
мотраиспорта высиненного осадка п 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 опреде
ляется по СНиП 2 04 03—85 или по формуле кг/(м* ч),
я = 0 24 /10°-	1 Г
Иа-гД Т)ГЯ
где т — период вакуумирования по отношению к периоду потного
цикла %	№„ — । ачальная в ла ж юсть поступающего осадка и
копечивя влажность обезаожевиого осадка % р — вакуумметричес
кое давление МПа г|=1 Па с — вязкость фильтрата
Период одного оборота барабана вакуум фильтра, с,
Т — //т
где t — продолжительность фильтрации с
Сопротивление фильтрации см/г,
R - f ю-<0
Удельное сопротивление г находится экспсримеи
тально
219
Суточиып расход сухого вещества, кг/сут,
Qcyx = <?yOn(l«)-VH) 100
где Q,„,—объем уплотненного осадка м’/сут W„— влажность ул
лотненнаго осндка %
Необходимая олощадь фильтрации м3,
Г = 0су1/(Г£.),
где Г — продолжительность работы фильтра ч
Объем снимаемого кека с вакуум фк.тьтра ма в I сут
О _0 !Р°т*'и
В качестве примера определим необходимую площадь
фильтрующей поверхности вакуум фильтра F для обез
воживания смесп сырого осадка и уплотненного активно
го ила Влажность смеси 1^ — 96 % количество смеси
QCM=500 т а 1 сут
количество смеси а пересчете на сухое вещество
Осн сух - 500(100 —%)/|00 = 20000 кг
Увеличение массы сухого осадка за счет вводимых
реагентов составляет 5% те Q«.yx=20 000-|-0 05Х
Х20000^21000 кг Принимаем производительность ва
ку ум фильтра согласно СНиП 204 03—85 £=25кг/(м2Х
Хч) Тогда площадь фипьтрования прн трехсменной ра
боте составит Г=21 000/(24 25)=35 м2
Оборудование для термической сушки осадков рас
считывают по количеству испаряемой влаги Количество
влаги в кеке, подаваемом на сушку т
Й!=0Сух 1Г„Д100 — У„)
где Qt,, — количество кека по сухому веществу т W, — влажность
кека %
Количество впагл осадка после термической сушки т,
B1 = Qcyx«7c/(100-W’c)
где — влажность оса тьа после термической Сушки %
Количество испаряемой влаги
ЛВ=В1 — В1
Продолжительность работы сушилки
t = b&i<h
пен —произаодитет! часть т/ч
Например при расходе кека во сухому веществу
Q =21 т/сут с влажностью №к = 75 % Br = 2I 75/(100—
220
—75) =63 т/сут Посте термической сушки его до влаж
пости tt?c = 25 % В2 = 21 25/( 100—25) =7 т/сут Тогда
ДВ = 63—7 = 56т/сут и следоватедьно продолжитель
ность работы сушндкн (при ее производитетьности по ис
паряемон влаге qQ — 5 т/сут) / —аб/о» 11 ч
133 Расчет сооружений по обработке осадка
ово Люберецкой и Люберецкой станции аэрации
Мосводоканалинипроектом произведен расчет соору
женни по обработке осадка Ново Люберецкои и Любе
рецкои станции аэрации Общая мощность сооружении
ло обработке осадков этих станции в перспективе будет
составлять около 18 000 м3/сут что соответствует мощ
ностн названных станции по очистке сточных вод около
3 млв ма/сут
На существующеп Люберецкой станции аэрации и
строящихся сооружениях комтексиои обработки осад
। ов сточных вод Люберецко t и Люблинской станции
аэрации принят метод обрабоп н осадков сточных вод
предусматривающий следующие техноюгическне one
раиин анаэробное сбраживание в метантенках с тер
мофильным режимом промывка и уплотнение сброжен
него осадка обезвоживание осадка на барабанных ваку
ум фильтрах термическая сушка обезвоженного осадка
в барабанных сушнтках В качестве аварннного резерва
приняты нповые площадки Основньм приемом утнтиээ
цин обработанных осадков сточных вод предполагается
использование их в качестве органических удобрении в
сельском хозяйстве
В соответствии с принятом технологической схемой в
составе цеха обработки осадка проектируются следую
щие отделения метантенков промывки и уплотнения
вакуум фильтрации термической сушки расфасовки
осадка бункеров реагентного хозяйства В составе цеха
предусматривается комплекс необходимых сооружении i
оборудования обеспечивающий полную обработку всего
кол 1чества образующегося на станциях осадка и избы
точного активного и да Конечная продукция цеха — вы
сушенный и эатаренны, в мешки осадок (реднаэначем
ныл для иегютьзовання в качестве удобрения в сельском
хозяйстве
В качестае аварийных иловых площадок будут ис
пользованы существующие площадки Люберецкой стаи
221
ции аэрации, общая площадь которых составляет 18,5 га,
что обеспечивает четырехмесячпое хранение осадка, по-
ступающего с обеих станций
Отделение метантенков, Проектом приняты две груп-
пы метантенков по 4 единицы, сблокированные со здани-
ем управления в едином блоке Диаметр метантенков
18 м, высота 22,2 м полезный объем 4840 м3 Средиесу
точное количество осадков, поступающих ив метантенки,
7380 ма в I сут Влажность осадков 96 % Количество су-
хого вещества в осадках 295,5 т в 1 су 1, в юм числе без-
зольного вещества 210,2 т в I сут, зольность осадков
28,7 %
Доза загрузки метантенков по фактическому объему
осадков
Д = «сутос 100/(Ул) = 7380 100/(4840 4)=19,1%,
где Qc,i ое — среднесуточное количество осадков, ностуяающих а
метантенк, V—объем одного метантенка и1, л — число негашен
кои
Определенная доля загрузки соответствует СНиП
2 04 03—85 Однако, учитывая наличие в сточных водах
ПАВ, ухудшающих процесс сбраживания осадка, прове-
дена проверка дозы загрузки по формуле (110) этих
СНиП На основании произведенной проверки корректи-
ровки объема метантенков не требуется
Максимально возможное сбраживание беззольного
вещества загружаемого в метантенки осадка в зависи-
мости от химического состава осадка будет составлять,
сырого осадка
а = (0,92ж + 0,62у + 0,346) 100 = (0,92-0,314 +
+ 0,627-0.187 + 0,34 0,257) 100 = 49,2%,
где ж, б, у—содержание жиров, белков и углеводов, г на 1 г без-
зольного вещества осадков, принятое ранены соответственно 0,311,
0 187 и 0,257 г/г,
избыточного ила
а= (0,92ж + 0,62г/ + 0,346) 100 = (0,92-0,215 + 0,62 0,08 +
+ 0,34 0,373) 100 = 37,9%,
где ж б. у— соответственно равны 0Д15, 008 и 0373 г/г
Количество смеси сырого осадка и избыточного ак-
тивного ила по среднеарифметическому соотношению
смешиваемых компонентов составлнет 44,1 % Распад
беззольного вещества загружаемого осадка по расчетам
равен 83 т/сут. При таком распаде выход беззольного
222
вещества из метантенков составит 127,2 т/сут, при этом
ионное количество осадка по сухому веществу будет со-
ставлять 212,5 т Влажность сброженного осадка 97,1 %
Выход газа из мстантевков при плотности, равной
1,07 кг/м»,
/ = {?еу1вея/1,07 = 83 000/1,07 = 77 603 м»/сут.
где Q4y, беа — суточкыЛ распад беззольного аещестип, кг
Влажность газа при выходе из газового колпака ме-
тантенков по данным эксплуатации состав 1яет 92—97 %
Максимальный суточный выход газа из метантенков с
учетом коэффициента сезонноп неравномерности, равно
го I 5, будет составлять 116000 м3/сут
Отделение промывки и уплотнения В состав отделе-
ния входят расходомерная камера, камеры смешения,
промывки, распредетения, уплотнители сброженного
осадка, жнросборникн, камеры задвижек, насосная стаи
пня Дтв расчета сооружений по обработке сброжен
ного осадка продолжительность выгрузив его нз метан-
тенков принимается 21 я в 1 сут
Объем камер промывки осадка определяют в соот
ветствкн с принятыми нормами (СНиП 2 04 03—85)
где Ки — объем промывной смесн 7380 4=29 520 м3
Камеры промывки приняты по типу вертикатыюй
песколовки с круговым движением воды, круглые о гиа
не цилиндрическая часть которых набирается из же те-
зобетонныч котец 0=6 м а коническая чаеть имеет
угол откоса 45е Объем одной камеры промывки состав
тяет 100 м3 Принято пять камер промывки
Дтя лучшего смешивания осадка с водой проектом
предусматривается подача сжатого воздуха по системе
тырчатыч труб утожениых по кольцу Сжатый воздух
подаетса в количестве 0,5 м3 па 1 м» промываемой смеси
Среднесуточный расход воздуха <2=0.3 29520 =
= 1'1760 м3/сут, или 11,7 мУмнн
Промытый осадок утотняется в илоуптотннтетяч
радиального типа 0=33 мне полным гидравлическим
объемом 4437 м3 Период уплотнения принят в соответ-
ствии с действующими нормами / = 18 ч считая на пот-
ный гидравлический объем сооружений Объем уплотни-
телей
228
V = Vcut/U = 29 520 18/24 = 22 140 м’
Тогда число уплотнителей должно быть
n = V/V, =22 140/4437 = 5
Общее количество уплотненного осадка влажностью
95 %
=	100/(100 —В) =212,5 100/(100-95) — 4250 м’/сут
На ванн илоуптотннтель приходится 850 м3/сут плн
35 4 м3/ч
Отделения ваиуум-фнльтрации, термической сушки и
расфасовки Технологический расчет вакуум фильтров
произведен в соответствии со СНиП 2 04 03—85 В оспо
иу расчета поюжеиы стедующие основные исходные
данные расход уптотненного промывного осадка влаж
постью 95 % 4250 м1/сут расход сухого вещества осадка
Qcyt=2l2 5 т/сут втажность кека 79 % производитель
посте вакуум фндьтров <?==22 кг/(м2 ч) продолжнтель
кость непрерывной работы 1 = 22 ч
Общая требуемая площадь фильтрации вакуум
фильтров
5 = QcyI l000/(ty) =212 5 1000/(22 22) -=-439 м»
К установке приняты барабанные вакуум фнчьтры
БОУ 40 37 Число рабочих фильтров
я = Sts, = 439/40 = п ,
где Si — фильтрующая поверхность одного вакуум фильтра
В ка 1естве резервных приняты трн фильтра Всего
устанавтпвается 14 агрегатов В соответствии с нормой
расхода сжатого воздуха 0 1 м3/мип па 1 м2 пющадн
фтьтра общий его требуемый расход при II рабочих
фильтрах
Qeoaa = 0,1SjO = 0,l 40 11 =44 м’/кяя
Подача воздуха осуществляется воздуходувками
Норма расхода отсасываемого воздуха от вакуум фнльт
рои принята 0 5 м3/мпи с 1 м1 фильтра При II рабочих
фитьтрах и площади каждого из них 40 м2 общий рас-
ход воздуха при иормадьиых условиях
Vn = 0 5SI л = О 5 40 11 — 220 н’/мин
Расход воздуха при рабочих ус човнях
!----------= 487,8 м’/мня
273 0,05
224
где Ра — давление воздуха при нормальных условиях (р=0 0.» МПа—
давление воздуха при рабочих неловких) Т— 2^3 К — температура
воздуха (по Кельвнву) при рабошх условиях Тв=273 К —темпе
рвтура воздуха (по Кельпину) при нормальных условиях
К установке принимаются вакуум насосы ВВН 50
имеющие производительиость по разреженному газу
прп 70% пом вакууме 50 м’/мин Исходя из згого нк
ло ваку\ м насосов будет ^/50 = 487 8/50=9 8ss 10
К установке принимаются 10 рабочих машин и 4 ре
зсрв1 ые
Термшеская сушка осадков производится па сушить
ных установках состоящих из сушильных аппаратов п
□спомогатедьного оборудования к которому относят
топки питатели цнечоиы ду шевые устропств i а также
транспортер!! и бункера
Установка со встречными струями СВС производи
тедьяоегью 3 5—5 г/ i по испаренной влаге предиазпа ie
па для комплексной обработки осадков городских стог
ных вод обезвоженных механическим путем Основные
технологические показатели работы установки со встреч
ними струями характеризуются следующими данными
Количество высуше! кого осадка влажностью 30 %
в J СУТ
= Qo<.(100-fl) = 1153 6 (100- 79) =
9	100 —fit	100—30
где Qat~~ 11536 м’/суг — количество обезвоженного осадка плажно
стью 79 % В — влажность обезвоженного осадка В —илаыость
высушенного осадка
Коли 1ество испаренной влаги в 1 сут
W = Qac q = 1153 6 346 = 807 6 т
Число установок со ветре шымц струями производи
тельностью 5 т/ч по испаряемой влаге равно 1^/(24Х
\5)ss7 (где 24—период работы установки ч)
Проектом предусматривается установка сушилок со
встречными струями типа СВС разработанных НИИхим
маше\1 и Эиергобу мпромом Необходимым расход возду
ха в этих сушилках (при плотности 4 кг/м3 испаряемой
влаги) составляет И = 134 500 м3/ч
Принятая проектом технология расфасовки и упакоя
кн сухого осадка в мягкую тару предусматривает еле
дующую схему высушенный осадок цеха термяiecKon
сушки с помощью транспортера с погружными скреб! а
ми подается на цепкой элеватор ЦГ 400 От элеватора
1а—773	225
сухой осадок может направляться в двух направлениях
на расфасовку или на открытый склад Прн подаче на
расфасовку осадок поступает в два npieMHbix буккера
расфасовочт ых машин расположенных под транспорте
ром Производите льность расфаиово । Юк машины при
мерно 200 мешков в 1 i вместимостью 50 кг каждый
Суточная производительность очной машины 0 8 200\
\50 24/1000=192 т/сут где 0 8 — коэффициент испо ь
зоваппя рабочего времени 200—чисто мешков запол
ияемых в 1 ч 50 кг — масса мешка 24 — проютиг
телыюсть работы i Исходя из сутонюй производитель
пости цеха расфасовки 346 т/сут сухого осадка опреде.
ляем чис то машин 346/192 = 2
К установке приняты четь ре расфасовочные машины
из которых две рабочие и две резерв) ые
Отделение реагентного хозяйства В составе отделе
пня имеются насосная станция и резервуары дш при
ема храпе шя и приготовления растворов хлорного же
теза известкового молока и ингибированной кислоты
Коагулирование осадил производится хлорным же
тезом и известью Дозы реагентов — хлорного железа н
извести согласно СНиП 2 04 03—85 составляют соответ
ствснио 4 и 10% массы сухого вещества осадка счи
тая па активную часть реагента Количество сухого ве
щества осадка равно 212 5 т в 1 еут
Суточный расход FeClj считая по его активном части
<?с , 0 04=2)2 5 0 04 = 8 5 т/сут
Расход потреоляемого ГеС1з (товарного) при
35 % ном содержании чистого безводного продукта
8 5 100/3о = 24 3 т/сут
Коагулирование оса на производится 10 % ним рас
твором х торного железа количество которого 8 5\
Х100/Ю = 85 t/cvt
Для хранения н приготовления 10 % ного раствора
FeCI3 предусмотрены два резервуара вместимостью по
250 м3 каждый
Суточный расход извести считая по ее активной ча
сти 212 5 100/1000=21 25 т/сут
Так как в привозимом растворе известкового молока
содержится 55 % чистого продукта то расход потребляв
мои извести 21 25 100/55=38 6 т/сут
Известковое молоко 30 % ной концентрации дост 1вля
ют автоцистернами Расход 30 % ного раствора извест
кового молока 38 6 100/30=128 6 т/сут Принято шесть
226
резервуаров вместимостью 90 ма каждый обеспечиваю
щнх чстырехднсвнын запас известкового мопоьа
Коагупирование осадка производится 10 % ным р ic
твором известкового молока требуемый расход которого
составит 2125 100/10 = 212 5 т/сут
Дпя прнготов пения 10% ного раствора известкового
молока предусмотрены два резервуара объемом по J0х3
каждый
Дан промывки ткани вакуум фитктров приме икот
раствор вигнбироваипон кис юты При норме расхода
50 л киспоты 30 % нои концентрации на 1 м* фипьтрх
ющей тгави расход 30 % ного раствора ингибированной
кислоты составит 50 40 11=22000 п/сут=22 м^суг
Промывку предусматривают 10 % ним раствором ин
гнбировалноп киспоты необходимым расход раствора
22 30/10 = 66 м-</сут
§34 Примеры расчетов
Пример 61 Выполнить рискт метантенков для станин попаоП
Реологической oiiictmi tронзвоштелыюстью 50 000 м'/сут если о
соступающей на станцию воде концентрация взвешенных веществ
состааласт 200 мг/л БПКоичв— 180 мг/л эффект осветления а I ер
внчних отстойниках 50 % Проектом пред)смотрено мсханв ieiK к
обезножяванис сброженного осадка с посюдующей термическом
сушкой
Решение По формуле (6 1) определяем расход осадка по сухи
му веществу

Для рас ета расхода осадка и ила но бемольному веществу при
зольност осадка Зас 30% юиности нктнвног u а 3О1—2а% it
гигроскопической этажности осадка и иля В и Лг рапной 5 %
применяем формулы (6 3) в (6 4)
OflEj —
5 5(100 — 5) (100 — 30)
100 100
- 3 66 т/сут
227
5,11 (100 -5) (100- 25)
«бея —--------------------
100.100
При удалепяв осадка из отстойников плунжерными яасослмв
влажность его можно принять равной 94 %, влажность vn.ioTireiiuoro
dt.THBiioTO нла—97 %, плотность осадка и активного ила можно
считать равной 1 Тогда во формулам (65) н (6 6).
Vo, =--------— = 91 7 м1/сут,
06	(100—94)1	'	11
1П0 5,41
Нт ==--------------= 180,3 MJ/cyr.
,,л	(100 -97)1	' У
По формулам (6 7) —(6 9) определим суммарные расходы осад-
Мдвз = 3,66 + 3,85 = 7,51 мп/сут
Подсчитаем по формулам (610) и (611) среднее значение отаж-
пости и за тьггостн
3m ЮОр 6150ОО_5)у1ОО^_514) ц00_5)/)00] 28дь
При выборе режима сбражиааипн следует иметь □ вяду, что тер*
иофнльный процесс заканчивается примерно в 2 раза быстрее мезо*
фнльнпго и обеспечивает полную дегсльмнитгнапшо осадка, ио требу-
ет дополнительного расхода топлива на подогрев метантенков В то же
время осадок, сброженный я термофильных условиях, труднее отда-
ет воду для его промывки Учитывая, чти проектом предусматрива-
ется механическое обезвоживание сброженной емесн с Последующей
терчнческой с\шког! исадка, принимаем мезофильный режим сбра-
живании, что позволит полностью обеспечить процесс теплом, полу-
чаемым от сжигания газов брожения, и повысить нагрузку па ва-
куум фильтры
Прн влажности исходной смеси 96 % доза загрузки для меэо-
фпльиого режима состав1гт 9% (СНпП 2.04 03—85), тогда требуе-
мый объем метантенков
Р-ЛГасд-ЮО/Д =272-100/9 = 3022 м3.
Принимаем три тиооаых метантенка <2= 12,5 м, полезным объе-
мом одного резервуара 1000 м3 Суммарный объем метантенков при
зтом окажется несколько больше требуемого, а связи с чемфакти-
ч<ккая доза загрузки Д понизятся
Д = 272-100/3000 = 9,1%.
Подсчитаем предел распада смеси по формуле (6 15)
осч = (53 3,66 + 44-3,еЗ)/7,51 = 49,9%
Д гя подсчета выхода газа е I кг органического вещества осадка
принимаем коэффнцпент л=б,56 (Прн Осв = 96% и / = 33 "С) (см
228
СНиП 2 04 OS—85) Тогда оо формуле (617)
у' =(49,9 — 0,50 9,1)/100 = 0 448 ма/кг
Суммарный выход газа
/• = </	1000 = 0,448 7,5! 1000 = 3364 м»/сут
Для выравнивания давления газа в газовой сети предусматрп
ваем мокрые газгольдеры вместимость которых 4<- рассчитывается
Уг = 3364 3/24 = 420,5 и’
Принимаем два типовых газгольдера объемом 300 м3 каждый
Далее стетуст оорсдстгь качество сброженион смеси т е расе и
тать ее влах пость и зольность В процессе сбраживания происходит
распад беззольных веществ приводящий н уменьшению массы сухого
вещества и увеличению влажности осадка Суммпрпып объем смеси
после сбраживании практически ис нзмевнетса Be титана у яыра
жениая н процентах представляет собои степень распада беззолы о
го вещества подсчитанную по выходу газа В рнссматрипаемом ир г
м<.ре у -44 8 % Зная степень распада можно легко подсчитать \ ас
су беззотыюто вещества а сброженной смеси
А1Лэ = 7,51 (100 -44 8)7100 = 4 14 т/сут
Разность М г,—Мск, представляет собой зотьную часть не пот
вергающуюся изменениям в процессе сбраживания Масса сухого
вещества в сброженной смеси Л1сух поэтому выразится суммой
/Ису1 = (10,91 — 7,51) + 4,14 =7,44 ,т/сут
Зная Л1сух и 11 принимай гигроскоянческх ю влажное! ь
сброженион смесн 6 % можно определить ее зотьность
„	4 14 100 100
•Зсм = 100---------------------- 42%
•	7 44(100 —6)
Определим вчажиость сброжснйон смеси Вси из соотношу дя
Mcv.	7 44
8_, = 100 — —— 100 = 100 -------- 100-=-97,3%
® Моб1Ц	272	’
Таким образом сбраживание привадит к увеличению втажности
и золшости бродящей массы
Пример 62 Для усчовиЛ примера 6 1 проверить правильное!
расчетной дозы загрузки метаптенкон если известно что копдеитра
пня алкилбензо icy чьфинатов с прямой алкильной цепью в постхпа
ющей сточной воде состаптиет 20 мг/т
Решение Ооретелнм концентрацию ПАВ в сыром осадке и ак
тнвпом Hie пользуясь дтпиымн табт 60 СНиП 2 04 03—85 Пр1
концентрации ПАВ в воде 23 мг/л содержание их в сыром осадке
составит 17 мг/т илл 17 кг/т а в активном ите—7 кг/т сухого пе
щсства Содержание ПАВ в смеси осатка и нла поступающей в мс
тактенн вычнетяем по формуле
С = (17 5 5 + 7 6,4|)/)0,91 = 12 мг г
Г>9
Предельно допустимую нагрузку по ПАВ на 1 м1 объема метан-
тенка принимаем ровной 40 г (см СНиП 2 04 03—85) Допустимую
дозу загрузки метантенков рассчитываем по формуле (6 13)
И' =----------------~ 8.3 %
12(100 —%)
Таким образом, расчеты показали, «гто при данеоА коинегграции
ПАВ доза загрузки метантенком должна быть понижена до 8.3 %
(вместо 10%) Следовательно, следует оронзаестп корректировку
объема метаитсикпп
V = (272 100)/8,3 = 3277 mJ
Принимаем четыре типовых метантенка <1 = 12 5 м н обп^моч
Ю00 м] каждый
Таким образом, наличие ПАВ в сбрлжиааемон смеси приводит
к увеличению требуемых объемов метантенков
Пример 6 3 Дли условий примера 6 I рассчитать вариант аэроб-
ной стабилизации пеуплотиенното активного ила н смеси сырого
осадка к исуплотыеиного актпввпго нлз
В сутки ва станции образуются следующие количества осадков
ц илв — по сухому естеству, т О«,т=5,5 4?en=5.4l, <W4J»= 10,91,
iro беззольному веществу, т Ооя=3,Об, l?o«j=3,85, /1вез=751, ио
объему фактической влажности 1/«с=91.7 я*. VBi=l60,3(103—
—97)/(100—99,5) = 1082 м’ ЛГо0щ+ V„c+Van = 1173,7 м3
Поскольку подвергать аэробной стабилизации целесообразнее не-
уплотненный активный пл, общий общ я нта оо сравнению с приме-
ром 6 1 (Уял=1в03 м* при влажности его 97%) значительно воз-
растет п при влажности неувлотнепиого ила 99,5 % составит, кек
это было показано выше U„1=(O02 м'
Температуру сточных вод и аэротенке и активного ила в ста-
бнтизаторе принимаем 7,= 18 °C л Те = 15°С
Для условий денного примера иодсчитвпо что время обработ-
ки воды в азротеиьах 1«=5,4 ч при дозе илв оа-=2 г/л Содержание
взвешенных веществ в сточкой жидкости, поступающей в аэротенки,
Йи=100 мг/т Возраст ила в этом случае мо<кет быть под<.чи?ан
пи форму te
Даа 24	[00 24	• У • -
Решении Вреди стабилизации неуллотиепного активного ила в
стзбитпзатире подсчитываем по формуле (S-24)	(
1,,п = ife 4-0,02 (20— 16) (4,5 4- 5)|/1,0eJl_,s = 12,32 еут, +
Удельный расход кислорода q определяем но формуле (625)1
q = (0,96 4- 0.016 4.5)/(4 4-0,108-4,5) = 0.76 кг QJw ОВ.
Требуемый объем аэробного стабилизатора
V = ^ял 'ил ~ 1082-12.32 = 13 340 м3.
В качеств стабншэаторон применяем твлоные аэробные стаби-
лизаторы, разработанные ЦНИИЭП инженерного оборудовании
Длн определения количества воздуха Д принимаем *; = 147,
Aj=2.(j8 Cj—С=9,1, коэффициенты л( и п3 — по СНиП 204 03—85.
234)
Крокс того необходимо знать концентрацию беззольного вещества
5о е поступающем на стабилизацию неуолотнениом активном inc
При содержании беззотьпого вещества //0е>=3 85 т/сут и общем
количестве ила иол = 1082 м’ значение S» неуплотненного активного
ала составит
50 =	=3 «6 1000/4082 = 3 6 кг м1
Зная псе необходимые вс-тичиои по формуле (6 26) неходим
Прн расчете продолжительности аэробной стабилизации смеси
сырого осадка и неуплотненного активного кла необходимо onpeju.
лить отношение БЗ осадка к 63 смссн (3=3 66/7 51=0 49 Тогда но
формуле (6 27)
!0 = 12,32 + 2 0,49= 12,32-г 0,93 = 13 3 сут
Удельное количество кислорода определяем но формуле
(6 28)
<j0 = 0,76 (l +0,4 0,49/4,б) = 1,07 кг Qtlvs 63
Требуемый объем аэробного стабилизатора составит
Vo = 4>tta'с = 1173.7 13.3 = 15 600 м1
В качестве стабилизаторов применяем типовые аэробные ста
бкляэоторы разработанные ЦНИИЭП инженерного оборудования
Необходимое удельное количество воздуха надоднм по форм\ п<.
(6.26) Концентрации беззольаого пещества смеси сырого осадка и
неу ллотвенпого активного нла составит
S0 = AfQea//MoBln = 7.5l 1000/Н73 7 = 6,4 кг/м3
Тогда по формуле (6 26)
Значения коэффициентов h =1.47	2 92, Ср—С=9 4 взяты
о соответстпнп с принятым типом аэрации иснотьзусмым я кзчестьь
аэробного стабилизатора Коэффициенты л, и ги — по СНнП 2 04 03-
85 Сооружения аэробной стабилизации расе 1нтыдаются по пара
метрам прпведенным в СНиП 2 04 03—85 (рис. 6 3)
Уплощенный активный in или смесь его с осадком первичных
отстойников перациопа тьио подвергать аэробной стабилпааоки так
как ото приводит к резкому увеличению удельного соггротнвлеипя
осадка
Уплотнение (отстаивание) аэробно стабилизированных осадкой
дотжио нроизиодитъея о течение 1 5—2 ч в специально ныделеггнои
отстойной зоне внутри зэраинопиого сооружения пли в отдельныч
уототиитешх (отстойниках) Втажность осадка после уплотнения
составляет 95—96 % Иловая вода направляется п начало очистных
сооружении или в аэрационные сооружения ВПК иловой воды мож
но принимать окото 106 мг/л
Да тънейш) ю обработку стабилизированных осадков следует
231
первичные отстоймпка
предусматривать такую же, как и для осадков, сброженных а метан-
тенке а мел)филннь1Х эстоанвх Водоотдача аэробио стабилизиро-
ванных псадкон больше чем анаэробно сброженных Нагрузку на
нтопые площадки по сравнению с осадком, сброженным в метантен-
ках а мезофильных условиях, можно увеличить в 1,5 раза
При аэробной стабилизации пронсх одит гибель бактерии коли
белее чем иа 95 %, но afiua гельминтов прн зтп« не погибают, по-
этому осадки после аэробной стабилизации необходимо обеззара-
живать
Пример 8 4* Сравнить условии работы двух метантенков объ-
емом 1000 м1 каждый ио дозам загрузки, если в одни метантенк
подается осадок ii.i первичных итстойникоп в количестве 60 м3 в
I су'т, а ап второй — утлотиевный активный ил я количестве 120 м1
в I сут Важность осадка 93 %, активного яла 97 %, зольность
осадка 30 %, активного нла 26 %
Решение Из условия задачи очевидно, что доза Д, %, метай
теика, работающего па пне, и 2 рада выше, чем метантенка, загру-
жаемого осадном Нетрудно подсчитать, что доза загрузки метан-
тенка, в который подается осадок, раина 6 %, а доза загрузки ме-
тантенка. работающего на иле.— (2% Это означает, что дли
тельность пребывания двух видов осадков Т в метантенках также
различается в 2 раза Осадок сбражнпаетсн в течение 16.7 сут, а
активный нл — в течение 8,3 сут (Г=100/Д %)
В метантенк, загружаемый осадком, подается за Сутин 0,06 м3
осадка па 1 м3 объема сооружения При влажности осадка 93 %
содержание сухого вещества в нем составляет 70 н'4м! (при плот-
ности осадка, равной I кг/л), а беззольного вещества — 70 % массы
сухого вещества, нли 49 ьг/м3 Следовательно, в метантенк затру
жается беззольного вещсстна
ДСез = 0,06 492*. ==94 кг/(м сут)
* Примеры 6 4— 6 I] составлены канд техн наук дои Т Л Ка-
рюхнной.
232
в различных условиях как по продолжительности пребыпанин и них
осальоп, так п по нагрузке беззольного вещества яа единицу объема
метантенка
Чтобы определить, к какому реззльтату приведут стон. ратин г
ные услпиия работы метантенков следует воспользоваться vpanucini
ями А А Карпинского, по которым можно п<исчнт<ль ижитаемыи
процент распала беззольного вещества Р«вэ к выхода газа Г/,2
Прн сбраживания осадка из первичных отстоинякон о мезо
фяльиык условиях уравнении имеют инД Ре^ = С6,7Д^_1'7 н Гс<3=
Для активного ила соответственно имеем ₽а».=40 4Д^,“ w и
Подставив в зти уравнения найденные величины Дс™, получас <
что ожидаемый распад осадка составит 50 % с выходом газа 4'i(i з
с 1 кг загруакаемого беззольного вещества, а ожидаемый расп и
па —27,5% с выходом газа 241 i на I кг загрузки, или соответ
стнеипо 872 и 878 л/кг распавшегося беззольного вещества
Танки образом, можно андеть что результаты работы метан
теякоя ожидаются различными по глубине сбрвжяаанвя двух видел
осадков, но почтя с одинаковым выходом газа с 1 кг распавшегося
беззольного вещества
Пример 6 5, Подсчитать теоретически возможный выход газа
пря сбраживании осадка из первичных отстойников и активного
и.ла если вналвзом определен состав компонентов, приведении!!' и
ТАБЛИЦА 84 К ПРИМЕРУ 85
Компоненты	□ьодка in пермччы» отстоПннкоо	а <т। lilioro il а
/Кпрополобпые ве	35,6	32 3
щества		
Азот общий	1 9	7.3
Углеводы		
альфа	10.2	1.6
темп	6.6	
Решение Теоретически возможный выход газа можно полечи
тать если известно содержание в осадках жиро , уплеводо я белко
володобных веществ В прямом выражении здесь показано только
содержанке жнроподобкых пешеств Для подсчета белковоподобных
веществ псхозят из предположения, что в них общий азот состав
ляет 16 % по массе Поскольку в других группах веществ содержа
ние азота мало то для подсчета количества бетковоподобных не
цеств нужно умножить концентрацию азота на 625 (100 18—6,25)
Таким образом, величине 6 (белки) для осадка составляет 4,9 6,25=
=30 6 %
213
В составе уловодоя показано пачнике легкогидролмзуемон
фракции (гемк ytлеьодан) и трудногидродизуемиА (адьфа уыедо
лов) В реакциях брожеиия участвуют обе фракини, поэтому при
подсчете величины у наличие углеводов учитывается суммой обеих
фракций В осадке содержание углеводопидобных равно 16.8 %, а
а алс — G.G %
При подсчете теоретически возможного выхода газа (или пре-
дела сбражнаякия) содержание жиров, бывав и углеводов соотиет
стаекно ж. б, у след'ст выразить в граммах на ] г йеэзольиоги вс
щестпз осадков Таким образом для осадка пэ первичных отстой
ников яо формуле (Ь 16) имеем
а - 0,92 0,356 4-0,62 0,168 -f- 0,3-1.0,306 = 0,536 г,г,
а для .активного и та
о = 0,92 0,323 4-0,62 0,065 4-0,34 0 494 = 0,505 г/г.
Оценивая данные анализа в результаты подсчета, можно видеть,
что химический состав осадка пт первичных отстойников заметно
отличается от состаиз активного нла меньшим содержанием белко-
воподобных веществ и большим углеводоподобных Это закономер-
но, тан как а иле находится огромное число микроорганизмов, обус-
ловливающих повышенное содержание в нем белковоподобных
веществ it углеаоюполобных (растительные остатки, бумага, раз-
дробленное тряпье и т п), которые в значительной мерс улавлива-
ются в первичных отстойниках
Можно также отметить, что в беззольном веществе осадка со-
-держание газообрлзуюши.х компонентов (т е сумма ж + й+у) со-
ставляет 03 %, а нла—00 2 % Следовательно и первом случае
на лигнина гумусовый комплекс веществ нс образующих газа ггрв
брожепни, приходится 17 %, а по втором — 118%
Пример 6Л Сравнить подученные результаты ее а и предо т сбра-
живании по данным химического анализа осаткоз из первичных
отстойников равен 50 п для ила — 46 % В первой метантенке
сбраживается тозько осадой из неряшиых отстойников а во вто-
ром—смесь осадка и нла а соотношении к беззольному веществу
0.5 1 Распад беззольного вещества, подсчитанный по выходу газе,
и первой детантенхе составляет 44 %, в во втором —36 %
Решение Сравнить результаты применительно к условиям дай-
ной задачи — это значит определить глубину или степень сбражи-
вания оса (Коя в двух метантенках анн логично тому, как оценива-
ется например, степень очистки сточной воаы. тез процентах по
отношению к начальному (ин, максимально возможному) коли-
честву
В первом метантенке где сбраживается тотько осаюк получе-
на степень его обработки равная 75 % теоретически возможной
(44 58)100=75 %
Во втором метантенке сбраживается смесь осадка н нта Предел
сбраживании смеси нгм определяется как среднеарифметическое
«см = (50 0.5) 4-(46 l)/(0,5-f- |)=48%
Степень обработки смеси (или глубина сбраживания) равна
(3G 48)100=75 %
Таким образом оба метантенка обеспечивают одинаковую сте
пень обработки осадков хоти количество газон образующихся в
двух сооружениях, может оказаться заметно различным
234
Пример в? Определять удельный расход промыяяай поды q
если удельное сопротивление г оодоааемого на вакуум фн ьтрапию
сброженного осадка составляет 2 10 4 см/r а па брожение смеси
нла и осадка — 3 Ю10 см/г
Решение Удельный расход промывкой яоды для осадил
<? = le (' IO-*") — 1 8 = 1g (2 JO*4 10-W) - I 8 = 2 5 м\ м4,
а для смеси нла и осадка
q = Jg(3 IO1* 10-'»)— 1.8 = 4 5 ма/м’
Пример 8 8 Рассчитать какое коли i«too peareirrou потреби
стен для обработки осалкои способом вакуум фильтрации Для этой
пели используют FcClj н Са(ОН)2 с активностью этих веществ со
ответстаегшо 9j и 40 % \сгаловлсна что необходимая доза ГегО
составляет 3 5 % СаО — 12 %
Решение Пересчитаем дозу с FcjOj на FeCh л с СаО на
Св (ОН),
Определим необходимую дозу FeClj В молекуле Fe Оз имеются
шд атома железа на долю которых приходится 70 % молекулярной
массы Fe«Oj Если дозв Ре}Оз=3 5 % то аа до но железа приходит л
3 5 0 7—2 45 % В FeClj яа 56 г железа приходится 162 5 г соли
нал ив I я железа по массе — 29 ч соли При потребипстк о желе
зе 2 45 % потребность а соли FeClj составит 2 45 2 9 — 7 1 % Пс
скольку исследуемое вещество имеет акпинисть 95 % то лтя
обеспеченна нужного количестве активного реагента потребуется
соли 7 I 095-75 %
Определим необходимую дозу Са(ОН)} В составе этого вс
ществз на долю СаО приходится по массе 73 7 % итп что то же
на 1 ч СаО требуется I 36 ч Са(ОН), Прп дозе СпО рарноЛ
12 % требуемая дозя Ca(OH)j следовательно составят 12 136
= 163% Поскольку активная известь составляет всего 40 % то
для обеспечения лоетаточной дозы по активном) продукту необхи
дямвя доза Са(ОН)2 будет 163 04=408 %
Ояопчэтелыю потучвм что для обработки 1 кт сухого вещества
осадков iiy-^о взять 75 г хлорного железа и 408 г гашеной извести
Пример 5 9 Проаналиэнроидть да| лыс о работе вакуум фильтра
ВОУ 40 если за 2500 ч его эксплуатации яа промывку бы’о иода! о
80 000 м’ осадков влажностью 96 8 % Получено после промывки
42 000 м» осадков влажностью 95 % а обезвоженного осадка —
12650 м1 влажностью 80 % Испохьэоааиы рсателты хлорное желе
эо с дозой 4 % и гашеная пзяесть с дозой 25 % по тоаарти м про
дуктам Удельный расход промывлой воды составляет 4 м’/м*
Решение На промывку подано сухого вещества 80 000 3 2/100
‘’ЗбО т После । ромывкл н уплотнения сухого вещества получено
12000 5/100=2100 т Потеря сухого нешсстал осадка со ctubhoi
водой 2560—2100=460 т
В уплотшттеть было подано емесн но объему 80 000 4=
= 3’0 000 м’
Если удалено в визе осадка 42000 мэ то объем сливкой воды
сосглпит 3’0 000—42 000 ’78 000 »Р
Концентрацли взвешенных вешдстн а ставной водя (460 (000)/
/278 000-1654 мг/л
По сихому веществу подоле релгевтоа хлорного железа
2(00 004—84 т гашеяай извести 2100 0 25 =525 всего 84-т525 =
=бОЭ т
23а
Зпз штсльиая часть добза лясмык реагентов оказывается в воде
в 1герэстпореН1Юм виде Это — образующимся гидроксид железа
проюичсгнп нерастворимый в воде до 80% добавляемой извести
и связи i ее ма л ли p.icruopi шестью и до 5—10 % (Дородных веществ
\ <ет всех лич компонентов пркмым способом может быть выиоnidi
лишь ориентировочно по такой поде ют показывает <то 70—вП а
массы piaiiHTOB дооавлястся к еххочу веществу ссвтков
Посте филпраци получено «.ухого Вещества (12 ОзО 20)/100 =
=2530 т Поскольку в ос.щке сухого вещества оыто 2100 т то до
по типте ни ыс 430 т могут быть отнесены за счет реагентов
Пропзвогнте ыюсть вакуум фильтра по сухому веществу i ри
плоШлди пииерхности фильтра 10 ы3 («. учетом реагентов) состав it
(255U i ООО)/(2300 40)=25 3 кг/(ч M'l, я бса уюта рсагситон—
21 кг/(ч ч')
Пример в 10 Рассчитать некая часть нла ио объему удалксгся
а виде фугата it определить качество фхгатв если на центрифуги
ровапие подается hi влажностью 96 8 % Влажность обезвожен
ного иля 80 % .ффектпяиость задержания взвешенных ас
шеста 28 %
Решеые В ( и1 исходного ила 6uvj 32 кг сухого естества
(влажность ила 9b 8 %) В виде обезвоженного ила получено сухою
вещества 32 028—896 кг/м3 Обьем этого нла при его влажности
80 % те содержании сухого веществе 200 кг/м’ составляет
8 96/200=00488 м3/№
Если С ( ч3 обрабатываечого ила получается 0 0488 ч3 обезяо
жениого продукта то фугата получится 0 9552 м’/м1 что составляет
95 5 % первоначального объема ила В пол) черном фугале имеется
сухого вещества 32—8 96—23 04 яг/м1 Концентрация фугата ио
взвешенным веществам составят 23 04/0 9352=24 1 кг/м3 или 24 I г/л
Прн ьокцентрад'.т хухого вещества в фугате 241 г/,-, его вла%
ность составляет 97 б %
В результате центрифугирования получилось по объему более
95 % фугата от расхода отработанного н ia с качеством Прак
тически близким к исходному илу Влажность фугата всего
па 08% выше влажности ала подапвото па цфПрнфутпро
ванне
В схеме сооружений должна быть предусмотрена система обра
боткч или нспо гьэоваиня фугата
Пример 6 11 Определить влажность осадка после удалений или
вон воды если на иловые площадка с поверхностным отводом воды
подан осадок влажностью 974 % После отстаивании удалена нло
вал вода в объеме 50 % первоиа iaльгюго объема остатков с кон
иеитраииси взвешенных веществ в ней | г/л расчет следует выпои
пять примелптельио к I i осадка
Решение При влажности осадьа 97 4 % содержание сухого ве
щества составляет 26 г/л После удаления отстоявшейся поды объем
осадка уменьшился в 2 раза т е стал равным 05 л Удалено нло
вой воды также 05 л с содержащем в ней сухого вещества 05 г
Следовательно в 05 л осадке осталось сухого вещества 25 5 г i
в Bepeeiere на 1 л —51 г/л Hpi концентрации сухого иешества
51 г/л влажность осадка составит 9-1 9 %
Пример 8 12 Расчетный расход очистных сооружений полной
биологи щекой очветьи <2=20 000 м3/сут ачпшесгная вода имеет
6ПК-1*20 мг/л Рассчитать поуплотвители для уплотнения избы
точного активного ила
238
Решение Дня данных условий прирост активного я па состапит
Р-200 г/м1 (10, табл 4 59] При *„„=1 2
Р„ах = 1,2 200 = 240 г/м3
Максимальный приток избытоihcito активного ила
<?та, = 240 20000/(20 000 24)= 10 и3/г
Предполагаем что будут применены два «лоуплоткмтелп вер
тииального типа Согласно таОл 58 СНиП 2 04 03—85 н табл 4 сО
[10] принимаем лрпдолжктелыюсть уплотнении 1=10 ч скорость
и=007 мм/с влажность исходного или W|=992 % уплотненного
№'5=98% Высота проточной част» /1=35 0,07 10=252 м
Максимальный расход жпдкостя, отделяемой прн уплотнении
<?щ = 10(99,2 — 98)/(100 — 98) = 6 м3/ч
Полезная площадь плоуплотилтеля
Г пол = 6/(3,6 0 07) = 23 81 м*
Площадь попсрешого сечении центра льиой трубы/т>= 10/(3600X
/0 11 = 00277 м’вООЗ мэ Общая площадь и.лоуплотяителя Fj',u,—
=23 81 +0 03 = 23 84 м’ Диаметр одного илоуллотпнтеля
Принимаем к устанопке два илоуллотиптеля Объем irioeoii чл
стн илоултотинтеля
100 — 99 2
100 —98
10
2
= 20 м3
Пример 6(3 Расютныи расход очистных сооружений полной
биологической очнеткн Q=250 ООО м’/сут очищенная сточная вида
имеет БПК^=25 мг/л Рассчитать илоуплотнители
Решение Прирост активного илл Р=22О г/м1 [10 табл 4 59]
тогта принимая Лт„=1,3
Ртах = 1,ЗР= 1,3 220 = 260 г/м1
Максимальный приток избыточного активного ила при С=20 г/л
^яг«260 250 000/(24 20 000)= 135 маЛ-
Предлоигаем что б\дут использованы два радиальных иле
уплотнители
Согласно СНиП 204 03—85 прн С = 20г/л принимаем расчетную
нагрузку на ллощать зеркала уплотнителя уг=03 мэ/(м’ч) [Ю]
Полезная площадь пооеречного сечения радиальных плоуп лотните
лен
fnD, = 135/0,3 = 450 м5
Диаметр ралнального илоуплотнктеля определяется так же
>.пк и у вертикз 1ьиого и лоуп лотнителя
/4 450
5ЛП-,69“-
237
Принимаем к установке дав типовых рядяаяьяых илоуллогпи
теля диаметром 0=18 м (один рабочий и один резерявый)
Необходимая высота рабочей зоны клоун ютиитсля прп лродп--
жительиостн уплотнения 9 ч [101 составит /7=0,3 у=2,7 м
Обшпя высота плоудлотигстедя при ясоользовоинп илоскрсит
Нави =2 7 + 0,3+0,1 =3,1 м
Пример 6 14. Рассчитать сушилку с фолтпиирующич слсым
Расход уллотиеияой смеси осадков <^|=5.5 м'/сут нрн влажного'
Bi =92 % Н количестве секций л< = 13 При расчете сушилки нслиль
зуем результаты исследований данного аппарата влажность сухого
осадил /ij=8%, напряжение но власе в объеме сушилки Л,=
=100 кг7(хР-ч), напряжение по плате на площадь неподвижного
слоя (сухою осадка) G15 кг/(м3-ч), удельное количество затрз'иш.к
май теплоты <7t=4590 нДж/ьг
Решение Расход сухого осадка
<2со = <5, (100 — й,)/(100 —=5,5 (100 — 92)7(100 — 8) =
= 0,478 т/сут
Расход испаряемой влаги
QB , = Q, — Qc.a = 5,5— 0,478 = 5,02 т,'сут
Прн равномерной и течение суток подаче уплотненного если о
о сушилку ею расход будет
Q>0 = 5,5-1000/24 = 229 кг/ч.
Расход испаряемой воды
Q,',e = 5,02-1000/24 = 209 кг/ч.
Объем сушилки
Ус = Си = 209/100 = 2,09 м».
Плошади плотного спои сухого осанка
Fn 0 = 1с/,11 =2,09 100/615 =0,34 м’.
Диаметр сушилки ________________
dt=-.1^0,34.4/3,14 = 0,558 м
Высоту плотного слон сухого осадка Л,, t рекомендуется прини-
мать 0,2 м Наклон образующей конического днища к горизонту
70' Обозначая дяаметр инжнего основания усеченного конусл су-
шилки </,, запишем </3—rfi = 2x, х=Л0 e/lg 70s, х=0 2/2?47=0 081 ,
Т0ГД8	d| =0,058-2-0,081 =0,495 м.
Плошлдь нижнего основания
fa= 3.14 0,496а/4 = 0,193 ы’
Диаметр трубы отбора сухого осадка Д,—0,25 м, т е площадь
сечения лой трубы Гц,=0 049 м* Площадь инжнего основании—
площадь газораспределительной решетки
Гр = Л-1—/-’тр = 0,193 - 0,049 = 0,144 м’
Принимаем живое сеченпс решетки равным 0 5 Тогда
Гж о = 0,144/0,5 = 0,072 м\
238
Распад теплояасптеля
4ТП = 4и в яв = 209 13 = 2717 ьг/ч,
। тн принимая плотность теплоносителе 1 205 кг/м3
=2717/1,205 =2255 м’/ч (0 626 м»/с)
Скорость движения теплоносителя при проходе через решетку
о = <?П1/Ляе = 0,626/0,072 = 8,69 м/с
В качестве тептоноситечя используют дымовые газы котслыюи
разбаптсниые воздухом до температуры 400dC Для преодоления
сопротивлений в газовых коммуникациях устанавливают попедоиа
телыю два дымососа Д 8
Диаметр цилиндрц iccxoft части супники принимаем Цц=13 я
Птощадь цилиндра
5r = «4-/4= 3,14 1,32/4 = 1,327 м«
Высота усеченного конуса дтптша
Н?„~ Uy - d<) 'й 70 /2 = (1,3 - 0,496) 1 747/2 = 1 1 -л
Объем усеченного ионуса
Высота цитивдрп lecRoA части сушилки
Я- (ус_ UyH)/fn = (2.09 — 0.742J/1 327 ж 1,02
Првинмаем одну рабочую it одву резервную сушилки
Лркмер>в 15. Расс 1нтать экспериментальную установку тепловой
обработки осадков стогных нот производительностью 120 м1/«_ут
принимая температуру обработки осадков 200“С продолжитесь
кость обработки осадков н реакторе 1 5 ч рабочее давление а реак
торе I 6 МПа период уплотнения обработанного осадка 3 ч про
изаоднтельиость вакуум фильтра при обезвоживании обработали
и уплотненного осадка 30 кг/(м3 я)
Решение Обработка осадка принимается в такой поскдоаатель
пости Осадоь из первичных otctohimkor (рис 6 4) пропускают че
реэ дробилку и вместе с активным илом подают в приемный резер
вуар насосно/i станции ,3 Затем через теплооомевник смесь осадка
и ила поступает на обработку в реактор куда одновременно по in
стел пар от лсточнпка тел чоспабженля Обработанный осадок из
реактора проходит через теплообменник и ретукционныв ктапаи о
у п чотиите 1ь осадка J плотненный осадок подается в нак опите ж
осадка н насосной станцией /0 направляется ка обезвоживание ко
торое производится ла лакуум фильтре или па илоной пюшадке
Кек снимаемый с вакуум фильтра подается в бункер вта ла склпт
осадка Вода выделившаяся в пршессе упютиеиин отнодитсн нп
сооружения биологической очистки Из реактора образующиеся га
зы отводятся а систему гвзоудаленин
238
Осадок из перничных отстойников и избыточный зкпвный in
полаются по самостоятельным трубопроводам Расчетным расход
смеси осадка н нла равен 5 м3/ч при исходной влажности сырого
осадка 94 % и избыточного активного та 97 % Объем приемного
резервуара принимается равным 9 м] из учета I 5 ч хранения осадка
Длк теплового расчета теплообменного аппарата предназначен
ного дли предварительного нагревания осадков поступающих в ре
аьтор принимают следующие параметры Г| =200 Т — температура
теплоносители на входе в теплообменник / = 12°С— температура
осадков на входе в теплообменник Тз=50еС — температура текло
। оептелн на пыходе из теплообменника /5= 150 °C— температура
осадков иа выходе из теплообменника р«1 8 МПа—рабочее дав
ление в теплообменнике По технологическим сопбраже' ним прннн
мается противоточная схема дпнжепая греющего и изгрсмаемого
гкадков — труба а трубе диаметр внутренней труба 60 мм нармзк
ной — 150 мм
Площадь поверхности нагрева тепяообменного аппарата м3
Г = 4(Д/ср*),
где Q —теппопроязводмтелъвоезъ аппарата Дж/ч к — коэффициент
теплопередачи, Дж/(ч ма). Д/Ср— сроднив разность температур
грсюспего и нагреваемого осадкоп грат.
Расход теплоты на нагревание осадков
Q = cG У1 —Л) = 4.2 5000 (150 — 12) = 2 9 10’ кДж
где G=5000 ч — количество поло! реаземого оептка в 1 г с —
теплоемкость освткт равная 42 ьДя/(кг К)
Средняя разность температур
(T|-t.)-(T.-t;) _ (200-150)-(У)-12) _
д/(
200 — 150
240
Есля принять й—2100 ьДж/(м5 К) то необходимая площадь
поверхности нагрева
Р = 2 9 Г0«/<2100 44) -31 4 М!
Дл(гна секции составляет 4 м при этом площадь поверхиост i
иагреаа одпой секции равна I 12 м’ Число труб л 31 4/1 12-28
По условиям компоновки к устаговке принимается 30 секи п
прн этом пюшадь поверхности нагрева равна 33 6 м’
Реактор предназначен для подогревании осадков прн задал ю
температ ,е Продолжятельпосгь их обработки 15 ч Необходимы!!
рабочий объем реактора ранен 7 5 м1 Объем реактора с учете
использовании части объема под выделившийся газ составтяет
К установив приняты два реактора КОСП ICO (один раооч i
в одни резервный) диаметром 1400 мм рабочим объемом 10 mj t
рабочим давлением 18 МПа материм реактора—стать мары ’О
Уплотнитель i реднаэиачен длв предварительного обезво*! аа 11ч
осадной подвергнутых тепловой обработке Уплотнение осадяа про
изводятся в течение 3 ч При этом выделяется до 30 % воды от
первоначального объема осачяа Рабочий объем уиютиитетя ,/
=э 3=15 м1 Принимаем диаметр уплотнителя 25 м площадь
зерна та воды 4 9 м’ рабочую глубину 3 I м
На вакуум фильтр предназначенный для обезвоживания осадков
исивергнутих тепловом обработке я уплотнению осадок подают
с помощью плунжерного насоса по трубопроводу d— 150 мм Рчсит
нын расход уплотненного осадка подаваемого аа одни вакуум
фптьтр Qpsc4=2 5 м3/ч прн влажности его 94 % Период работы
вакуум фильтра 16 ч в сутки 11а основания экспериментальных таи
вых производительность принимается равной 30 кг/м9 в 1 i Рс
комендуетсн принять к установке два ваукум фильтра БОУ 5 I 7з
Ни атовую площадку подается осадок подвергнутый теллово i
обработке В этот период ваяумм фильтр не работает Осадок подл
ется с помощью плунжерного насоса по трубопроводу диаметром
100мм Расчетный объем осадка по технологическим соображение
принимается равным 60 м’/ехт или 21900 м3/год при исходной
влажности «уплотненного осадка 94 % Предпотагается что потони
на осадка прошедшего тепловую обработку направляется па iu
вую шощадку Лабораторными опытами устаиовшно что осадок
после тепловой обработки хорошо отдает влагу и поэтому годовая
нагрузка на иловые площадки можег быть принята 5 мэ/(м! год)
Тогда необходимая птошаль итовых площадок составит 21900 т —
4300 м5 Принимаем размер одной карты 43ХЮ м Общее чи т
Склад обезвоженного осадка предназначен дли открытого хра
пенни осадка подвергнутого тепловой обработке п механнческо'. у
обезвоживанию Вчажмзсть кека снимаемого с вакуум фяльтрв
75 % При дальнейшей сушке в естественных условиях ею влажное ь
о течение 2 нес снижается до 20—2э %
Прн расчете теплообменника принята разность температур
осадка поступающего о реактор я выходящего из него 50’С Тем
пература осадка е реакторе составляет примерно 200°С при рабп
чем давлении 18 МПа С учетом потерь напора необходимое дпв ic
иге пара на пыхо е из котельной лр|гппмаетсн равным 2 МПа
Количество тепют необходимое дчн нагревания поступающее
реактор осадяа кДж/ч для 5 м’/ч осадка составляет
— 15000(200—150) (046 500 кДж/ч
16—773	241
Прн давлегтвд паре 2 МПа энтальпия равна 2589 «Дж/кг. Рас-
ход пара для нагревания I и1 осадка I 046 500/2589=404 яг/ч
С учетом 25% теплопотерь расход пара будет раьен 404 25/100=
= (01 кг, следаеа.тедька, расход пара на ивгреяаше 5 w'/i осадка
состава? 500 кг/ч Таким образом, суточное потребление пара на
один реаятор будет равняться 12 т
Пример 6 16 Рассчитать флотаднопный нлоупдотпчте щ при
следующих исходных данных расход ила У=!000 м’/сут, начать-
над концентрация активного нла СО=»4.5 яг/м3
Решение. При рециркуляции ила но флотаторе количество су-
хого вещества Hezl=CeV=4 5 1000 = 450 кг
Согласно рекомендациям принимаем давление воэдухз р=
=04 МПа, степень насыщения воздухом /я=0,6, температура t =
= 15 °C, рабочая глубина флотатора А=1,4 м, что соотпетстаует
гидростатическому давлению 0,09 МПа Рабочее давление воздуха
щ=0 4 +0.09=0,49 МПа
Объем растворимого поздуха qg, освободившегося при спиже-
Опп давления с 0,49 до 0 1 МПа, определяем по номограмме (ряс
6 5) </в = 100—20==80 см3/л Тогда qa=q е1в”=80 0,0=48 см!/л
Необходимое содержание воздуха а иловой смеси находим по
формуле (6 41)
1 4 48(0,6 4.9--О
4,5 1000
«'₽ =
— 0 ,03 м3/ма
Подставтяя значение СР,, нт урианення (640), пвхолнм объем
рециркуляционного потока, насыщенною воз (ухом
(FPVCO	0,03(000 4 5
"----------Е—------------------------------= 1250 ма/сут.
° ЛЙр (/„ра-1)	1.4 48 (0 6 4,9 —
Общий расход, поступающий во флотатор.
Q = V 1000 + 1200 = 2250 м3/сут,
или, ирн равномерном поступлении п ia по часам суток 94 м'/ч
242
Принимаем, что ори 10 мни разрежении высота флотвруемого
стоя составляет 77 % а слои разреженного осадка—23 %, тогда
гпдртвлическая нагрузка
Q =0,23 1.4/10=0,03332 mj/(m мни), или 1,93 м»/(м” ч)
Плоиидь флотатора
) =Q!Q =91/1,93 =. 49 м’
Ооьем флотируемого слоя
1/ф = £/1 = 49 1,4=69 м*
При непосредственном насыщении влв воздухом (без реинри\
линии ила) из формулы (641) определяем необходимое доплсшс
воздуха
0,03 = 1,4 48 (О,бря — 1)/(4,5 1000) ра=О,57МПя
Площадь флотатора
F = V/(24Q ) = 1000/(24 J ,93) = 22 м"
Сравнивая рассмотренные варианты можно отметить что по
первому варианту необюлимзя плошпдь флотатора почти в 2 рти
ботыае чем по второму (49 п 22 м ) но необходимое давление из
сыщеннн воздухом во втором oapuairre выше (0 57 н 0 49 МПа)
Пример в 17 Произвести расчет вакуум фильтров в бардбти
иол сушилки для о&мвежнааияя и сушки сброжеппой счеса оспш i
и активного ила Расход сырого осадив влажностью (Г|=93 % hi
первичных отстойников (?|=250 ы-7сут расход избыточного акпы
ного ina влажностью Й73=97 %	1?3=420 м5/еут Хдечь
ное сопротивление осадяа оервнчпых отстойников 220 10'° см/1
щелочность 25 мгэнв/л удельное сопротивление уплотненного актин
ного нля 2200 1010 см/г щелочность 12 мг эив/л
Решение Влажность смеси осадка п активного нлл определяем
□о формуле (6 42)
inn q,doo—а0,(100-0 )
Г ea = 1 GO—	—-
250 7 4- 420 3
= 1°°-	!!50 + «°~-!15’5%
Щелотость смеси находим по формуле (644)
ZOO X4I т ЧКМ IX
Щ_,=---------------------= 6,85 мг экв/д
™	250 4- 420
Ь тельное сопротивление смеси вычисляем по зависимоста (6 43)
220 10-“ 250 7 4-2200 10-ы 420 3
----------------------—------------------ =.1047 10-“ см/г
CM	(250 + 420) (100 - 95.6)
Долу извести (ио С ,0) определяем ко формуле (6 45)
Д = 0,25
95,5 0.01685 \ л
ю-« J-9%
Доза хлорного железа составляет 3 % массы сухого вещества
1G*
2-13
смеси Количество сухого вещества обезвоженного осадк-i u I <ут
определяется по нтяестиой зависимости
Л = «21 4-«J (100 — (Р£м)/)00 = (250 4- 420) (100 —
— 95,5)/)00 = 35 5 т
Удсчьное сопротивление скоацлированното осадив г=28 см/г,
г При вакуума 35(1 133 322=46662 Па /?=28 46662/uOCj = |Я 6 см/г
При этом удельном сопротивлении осадив продолжнтечьность одно
го оборота барабана равна 3 млн
Приплман влажность кека If =80 % по формуле (6-1С) опре
дел нм пронзводртстьность нлкуум фильтра в ) ч
„	„	100 — 80 1 /~1 80'350(100-95’5)
П - 0,24 ---------— I/ -------------------— =-. 10,7 ит/ма
' 95,5 — 30 V 1 3 19,6
При работе вакуум фитьтров 24 i и сутки необходимая нтошадь
поверхности фильтров составит ТОН »’ Принимаем три рабочих и
одни резервный накуум фильтр тнпя БОУ с площадью поверхности
фн чьтровання 20 м1 каждый
Количество осадка обезвоженного на вакуум фильтрах а | сут,
составит
/ 101) — II’ \ ЮО — 09 5
«ос = (<2i 4- Qi) I -гт:—г— = 370 ————
\ 100 — и |( )	100 — «О
= 150 м3
Принимаем что в барабанной сушилке осадок подсушивается
до влажности 30% Таким образом л сутки на осадка удаляется
107 ма воды или 4 46 м’/ч Нагрузка но испаряемой влаге pa 1 ма
объема барабана состаячнет 00 кг/ч
Удельный расход теплоты на 1 кг испаряемой нтагл равен
1943 кДж Тогда расход теплоты в сутки вхдет 107 000 4543=
= 449| 10s кДж
KoTiiiecTSOTCpMJ) tecKir высушенного осадка составит 150—107=
= 13 г н I сут
Пример 6 18 Рассчитать центрифуги дли обеэзоживьиня сырого
осадка первичных отгто(игиков И избыточною активного яла из вЮ
ричяых отстойников По схеме фугвт при обезнолинании осадка
направляется и первичные отстойники а фугат при цеитрпфуглро
ранни акткнкОП) нча — а аэротенки Производительность станции
«=30000 м’/сут Концентрация взвешенных веществ в сточной жид-
кости С|=200 М|/> Эффект осветления в первичных отстойниках
50 % На 1 м’ сточных вод прирост активного ила состаачяст С и=-
«= 100 г/сут
Решение Определим коэффициент выноса взвешенных аещеета
из первичных отстойников
* = 1 —Эос/100 = 1 —50/100 = 0 5
Принимая эффективность задержания сухого вещества в пент-
рифхге 55 % определим коэффициент выноса ni= I —9/100= 1—55/
/100=0 45
Увеличение концентрации навешенных встеетэ прн пгдаче фу
гата перед первичными отстойникам! определим по формуче (6 49).
„	200 0.45 (1 — 0.5)
, = 200 4----------—-------- = 255 г;и1.
1 — 0,45(1 —0,5)
244
Объем сыр >го осадка влажностью 95 %, задержанного а пер
витых отстопнпках
_______Ca<tlQ3,c IQ0____25В 30 000 50 I00	q
~ 1000 I 000 100(100 — 95) — 1000 1000 IOO 5 =П 4 * ,CiT
Принимая эффективность задержания сухого вещества 55 1» при
Lierirj ифлгироваипн осадка первишых отстойников н влажность ке
ка 70 А определим его объем
77 4(1М-95)1ИМ
100(100- 70)100
П лотиость кека р«=0 85 поэтому масса кека
Определим коэффициент прироста активною нла (прирост его
массы)
100'J 1OOO
К = Сп ф/Cj = 258/200 = 1,29
С„ QX _ 100 30 000 1,29
1000 1000	=	“
Снгтая эффективность задержания сухого вещества активного
нлз па цеитрнфу! ах 20 % и влажность кека 70 % получим ыпссУ
и ia и его объем подаваемый па центрифуги
Mi =А1И 100/Э - 3.87 100/20= 19,35 т
V, = Mt 100/(100 — W») = 19,35 100/(100 —97) =645 м1
К установке принимаем иеятрифутн ОГШ 50К 4 имеющие про
изводнтелькость 14 м’/ч 1огда число рабочих центрифуг « = 645/
/(14 24)=2 Кроме того имеются две реэерввые центрифуги
Пример 6 19 Рассчитать устанонку по сушке осадков городских
сточных вод под вакуумом Производительность очистной станции
10 000 м3/сут На станции образуется ежесутошо 150 мэ сырого
осадка к 21л) ма избыточного уплотненного активного нла Влаж
иость сырого осадка 93 % в уплотненного итэ Wa=97% Активным
ил перед сушкой подается на центрифуги где его влажность снижа
ется до 17в»93% Температура пара 16О”С Влажность осадка
после сушки Й73=35 %
Решение Объем активного ила в I сут после центрифугирования
= И„л(Ю0-1Г„) _ 251(100-97)
Н'|П 100— Wc	100 — 93
По формуле (650) определим облем испаряемой влаги в 1 сут
100 —г,
На станция устапанливвем яакуум сушилку ВГСУ 3000 имею
щую рабочий объем барабана 30 м3 и производительность по иена
ряемои влаге 3960 нг/ч Напомним что за 1 цикл в аппарате обра
батывостся объем осадка ранний тронному рабочему объему типа
рдта которым равен половине его геометрического объема
По формуле (651) определим объем осаткэ обрабатываемого
245
33 I цикл сушки
(2n = 3 30/2 = 45
Количество воды выпариваемой из осадка за 1 цикл иоде ш
тыааем по формуте (652)
,	100 —9J \
«г.
По формуле (6 53) находим ко ti icctdo циклов необходимое
для испарения воды из (.уточного расхода осадка
лц= 228 730/40 200 = 5,65
Продолжительность цикло вакуум сушки в огном аппарате
спредстяем по формуле (654)
t =40 200/39о0 - 10 ч
Количестпо циклов работы атрата в сутки
и, = 24/х = 24/10 = 2,4
llcQOxo IHMOC число сушилок
w =Пц/д, =6,66/2.4= 2,37.
Принимаем три рабиип и один резервный аппараты
Нсобзодимый расход паря
О, = 1,411 IT = 1,4 226 730/24 = 13,3 t/ч
Пример 6 20* Подсчитать распад ио газу Рг н по беззольному
естеству Рг.«э, если загрз маемый в мстэнтсиь ис.здок имен алаж
пусть 96 % зольность ?5 % а сброженный—соответстпенио 97,5
и 38 % Удельный выход газа составляет 12 м’/м1, плотность газа—
1,02 кг/м3 (плотность подсчитана по резу (ьтатам химического ана
лнзц брожения) Определить также какая часть распапшегося ее
щестаа персчодит я газ и какая —в мзооую иоду
Решение Подсчитаем раеппч по беззольному естеству исходя
из данных измерения влажности п зольности осадков в процессе
брлжеяяв При подсчетах плотность осадков до и после брожения
пронимаем равной I кг/л
В исходном осадке нотичсство сухого вещества было 10 ьг, а
беззольного 40(1—0 25)=-30 ьг 3 сброженном осадке осталось су-
хого вещества 25 кг, а беззольного — 02 % сухого, пли 25(1—0 38) =
= 15 5 кг
Поскольку я процессе брожения объем осадка не изменяется то
количество распавшегося беззотышго вещества можно определить
по радиостн 30—15,5=14,5 кг, откуда распад ио убыли бс-аоаьиого
вещества оказывается равным
Р= 14,5(30= 0,463, нлн 48 3%
Подсппасм теперь распад по газу В процессе сбражкпзния
(ыдекиось 12 м1 гада с 1 м3 загружаемого «кадча Мпссв выче ша-
1-гсгосн газа 12 I 02=12 2 кг Распад по газу т е отношение массы
• Примеры 6 20—6 25 состав :ены каид тети наук доц Г А Ко-
рюхиной
246
выделявшегося газа к массе загруженного беззольного вещества
/V= (12,2/30) 106=40 %
Поскольку с I м3 угрожаемого осадка распалось 14,5 кг без
зольного вещества а п виде газа получено 12,2 кг то 2,3 кг рас
нпишнхея веществ перешло в яловую воду В процентном отношении
это риспретеление составтяст соответственно 83 н 17 %
Если фиксируется соотношение Рач>Ре. это свидетельстиует п
глубоко прошедшем процессе сбраживания, когда после выдслетн
основной массы газа дальнейшее брожение сопропождается пыде
nititc'i продуктов распада практпческв только в иловую виду
Пример 6Л. Оцепить работу метантенков, если анализ и топок
жиiKoCTti дал рез)льтаты по сотержавюо жирных кислот в одпом
метантенке 33 мг акн/л и щелочности 42 мг экп/л а в другом — со
отоетстпсино 8 к 92 мезкв/л Газы брожении н первом метантенке
имеют состав СП,—25%. Нт—29 % СО»—45%, N— 1 % д во ото
рок — соответственно 65 1, 33 и 1 %
Решение В составе газов верного метантенка малб процентное
содержание метана и в больших количествах присутствуют коми<
нситы первой, кислой фалы брожения — диоксида углерода я водо
рода, и составе иловой поды этого метантенка содержание жирные
кислот превышает предел дта нормально работающего сооружения
при одновременна низком запасе щелочности Все чтв пониатс ш
однозначно сяндет»льств) ют о пидаалешги щелочной фазы брожения
н палтни явных признаков «закисания» метантенка
Для второго метантенка показатели по составу поды и га in tin
ходится в пределах норм стабильно работающего сооружении
Пример fl 22 Оценить эксплуатационные данные о работе ме
таитенков, если доза аагрузки ровна 11 %, влажность загружаемой
смеси осадка н нла — 95,5 %, зотьность—28 %, влажность сбро-
лунного осадка—97 1%. зольность сброженного осадка— 42 %
Температура брожения 51,5 *С
Соотношение загружаемого осадка и ила по беззольному веще
стау равно I 1 Газы брожения имеют состав СН4—65 % Н»—0 %,
СО»—34 % и N—1 % Выход газе составляет 13 м3/м3 В нтчпой
жидкости среднее содержание низших жирных кислот (НЖК) рад
ияется 7 5 мг экв/л н щелочности— 91 мг зко/л Кошгеитрааня азота
аммонийных солей в яловой воде составляет 845 мг/т
Решение Метантенки работают в термофилы юм режиме сбра
жнва|шя при температуре бродящей массы 51,5® С весьма блятьоП
н оптимальной, яоторая принимается 53“С Термофнчьио сброжен
ные осадки полностью обезврежены я санитарном отношении Со
оруженив эксплуатируются в условиях очень низкой для термо
фнлыюго режима дозы загрузим, составлявшей всего 11 %, тогда
как по нормой проектировании при пехотной влажности осадкой
95,5 % она может быть принята равной 19 %
Определим глубину процесса распада органического вещества
для нею выполним ряд предварнтетьных расчетов
Доза Дс„1 составтяст
ДСаэ = 0,11 45(1 -0,281 = 3,56 кг/(м3 cvt).
В сброженном осадке- осталось беззольного вещества
Распад по беззольному веществу
₽би = (Два - Дгб) 100/Два = (3.56-1,85) 100/3,56 = 481%
24'
Изноем распад по выходу газа Плллость газов брожевия,
папденнаи по справочнику и подсчитанная как срехнеарпфметиче
скал величина, составляет I 15 кг/м3 При выходе газов )3 м4/м’
загружаемого осадка их вес будет 13 I 15= 14 9 кг/м1 iiiri в рас-
чете пл 1 и3 объема метантенка (что нужно дли получения сравни-
мых величии) 14 9 0 11 == 1 64 кг/(м4 с\т) Распад по газу Аг =
= 1 64 100/356=462 %
Предел сбраживания загружаемой смеси (считывается по вы
ходу газа; прн соотношении осадка в нла по беззошиому веществу
1 I ofM=(536 1+505 |)/2=52,1 %
Степень (или глубина) сбраживания осадков, учтенная по вы
ходу газов, 46 2 100/52,1 = 69 %
Из полуюлгых результатов можпв сделать следующий вывод
Метантенки работают с низками дозамп загрузки как по объему
га» п по беззольному веществу Вследствие этого получены высокие
j, \ ьтчты по степени обработки осадков Распад во беэзочьному
BeiiKcTiiv несколько превышает величину Рг, что позволяет говорить
Ирак'пески закончившемся выделении газа (речь идет о таком
1зззвы1С'1С11П11 которое проходит со скоростями прнемтечымп а
техническом отношении) Глубина сбражцааияп осадка составляет
69 % те до тепрстнчесьп возможного выхода остается иедополу
синим лишь 11 % количества газа Состав газок брожения н яло-
вой воды свидетельствует о стабильно идущем промессе брожения
Интересно сравнить также результаты полученные в эксплуа-
тации с данным! СНнП 2 04 03—65 Согласно этим СНиП пр!
влажности сырых осадков 95 5 % я Кг«-а27 ожидаемый распад
беззольного вещества учитываемый по выходу газа должен соста
i - />г= (оо1 — ЛгД)/Ю0 =.52,1 —0,27 11= 49,03%
В нашем случае в натуре мы получили РГ=46 2 %, т с ре
«ультат блпзвин 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 метвнтенпи заметно недогружены -
Пример 6 23 Определить ожидаемую степень сбраживания осад
коа сточных вод в метантенках но рекомендациям СНиП 2 Q4 03 85
Решение Назовем степенью сбраживания (пли глубклол распа
дв) отношение ожидаемого распада беззольного вещества у к мак
симально возможному сбраживанию беззольного вещества а На
помним что по СНиП распад беэзотьного вещества учитывается по
выходу газа Решим задачу дчя трех вариантов исходной этажности
освтнов загружаемых в мвтвнтенкц, — 93 95 и 97 %
Применительно к осадкам городских сточных аод справедливо
предположить чго при исходной влажности загружаемой массы
93 % речь может идти об осадке из перпнчиых отстойников при
я важности 97 %—об активном иле и прн исходной влажности 95 %—
и смеси осадка из первичных отстойников я активного нла Для
этого последнего варианта допуепгм что в загружаемой смеси со
отношение масс беэзотьного вещестна осадка и нла составляет
1 1 Тогда по рекомендациям СНиП предел сбраживания осадков
можно пркнить та осядка из первичных отстойников 33 % длв
активного «та 44 % и дтя смссл осадка и л та при указанном соот
ношении новшества беззольного вещества 44 "о %
Рассчитаем теперь степень сбражяааиня для первого случая при
249
'згр\зке в метантенк осадка из первичных отстойников для мезо-
фи 1ЫЮГ0 режима По табл 59 и 61 СНиП принимаем суточную
лозу загрузки по объему Д=7 % и коэффициент л= 1,05 С ледова
тсльно распад беззольного вещества, учтенный по выходу газа,
составит у-=я —пД — 53—I 05-7=45 05 % , а степень сбраживания
У/в-45,65-100/53-81,1 %
Выполненные аналогично расчеты для остальных вариантой
загрузни сведены в табл 6 5
танл и ил аз к ПРИМЕРУ в 23
Режим ейра* ttaamtH	Степень сОражнеания %		
	очдкт вер Ы|ч1|ых ОТСТОПШ1КПН	снесн осадка	активном
Мезофильный	81,1	86.4	Я1
Термофильный	62,3	88,5	91,5
Анализируя результаты подсчетов, приведенных а таблице, мож-
но сделать вывод о том, что ожидаемая степень обработки различ-
ных категорий осадков неодинакова прн одном н том же режиме
брожения и что ожидаемая степень обработки одного и того же
осадка неодинакова дли разных режимов сбраживания
На первый взгляд, разница о цифрах ожидаемой стеиеии обра-
ботки осадков в мезофильных в термофильных условиях ничтожна
(для всех случаен не превышает 2 %), однако даже такая везиачи
тельная разиииа в степени обработки ссадиа ирииодит к заметным
изменениям в требуемых объемах метантенков Убедимся а этом
путем дополнительных расчетов
Допустим, что при ме-.офильном режиме сбраживания требует
сн получить такую же степень обработки осадка из первичных от-
стойников, как и при термофильном, т е 82,3 % Решив задачу в
обратном пдрядке, найдем, что доза загрузки к этом случае должна
составлять 5.9 %, а не 7 %, как рекомендуется нормами для проск
тнроваиия. Такое снижение дозы uaipvsKii требует увеличения объ
емоа метантенков па 16 % (1—5,9/7=0,16)
Допустим теперь, что такая глубокая обработка осачков—па
82,3 % теоретически возможной— не требуется и можно ограни-
читься н термофильном режиме степенью сбраживапия на 81 1 "к
В этом случае допустимая объемная доза загрузки могла бы. по
расчету, составить уже 25,9 % вместо 22 % по рекомендациям СНиП,
что дает экономию н объеме метантенком иа 18 %
Нетрудно видеть, что если к столь разительным результатам
приводит изменение ожидаемой глубины обработки всего на 82,3—
—81.1 = 1,2%, то требование одинаковой степени сбраживания дли
осадков разных категорий приведет ь еще более серьезным измене
пням расчетных объемов метантенков
Пример 6 24. Проанализировать данные о работе ваку ум-фптьт-
ра БОУ-40, если за 2500 ч его вксплх'атаиип иа ирочынку было
подано 86 тыс ма осадков влажностью 96,8 %, получено после про-
мывки 42 тыс м1 осадков влажностью 95 % и получено обезвожен-
ного осадка 12,65 тыс мэ влажностью 80 % Использованы реаген-
ты хлорное железо с дозой 4 % и гашеная известь с дозой 23 %
249
по товарпым продуктам Удельный расход промывной воды составил
3 м’/м’
Решение Выполним предварительные расчеты Сухого вещества
подано ма промывку 80 32=2560 т Пчтучено сухого аещестиа после
промыакн п увлотпеиин 42 5(1 = 2100 т Потеря сухого вещества
осадка со сливной подов состивкта 2560—2100=460 т
8 уплотнитель бито подано смеси по объему (при удельном
расходе промывной воды 4 м’/м3) 80 4 = 32(1 тыс м1 Если удалено
в виде осадка 42 тыс м3, то объем елнвиои воды систанял 320 —
—42=276 тыс м3 Концентрация взвешенных веществ а сливной во
де 460/278 = 1654 т/тыс ма=1654 мг/л По сухому веществу подано
реагентов хлорного железа 2100 О,О4==04 т гашеной н ье-тп
2Ю0 0 25=525 т, всего реагентов 84+525=609 т
Зна штельная часть добавляемых реагентов оказывается в воде
и мсрастйореяном виде. Это — образующийся гидроксид железа,
практически нерастворимый в иоде до 80 % добавляемом взнести,
и силу малой ее растворимости в до 5--10 % внородных веществ
Vuer всех этих компонентов прямым способом может быть выпал
пен лишь ориентировочно но даже такой потечет показывает что
к сухому веществу осадков по массе добав гнется реагентов до 70—
80 % Более определенный ответ на этот воврос можно получить
иным путем прн условны достаточно точно нагаженного учета абъ
емов осадков ы проведения лабораторного контроля качестве осад
ков Осадок влажностью 80 % еще не рассыпается он имеет иолугу
стую консистенцию для такого осадка можно рассчитать катиче
ство сухого вещества исходи из данных по объему в нлажности
осадка
Получено сухого вещества после фильтрации 12 65 200=2о30 т
Поскольку в осадке сухого вещества было 2100 т, то дополнитесь
вые 430 т могут быть отнесены за счет реагентов \ сожалению, о
отчетных данных не приведены показатели зольности осадков до
и после фильтрации Столь значительная добавка реагентов должна
быта поиыснть зольность осадка на 3—5 %
Производительность вакуум фильтра по сухому веществу при
олощвдн поверхности фильтра 40 м2 с учетом реагентов составит
2 530 000/(2500 40)=25,3 кг/(ч м’), а без учета реагентов —
21 кг/(ч m’J
Оненпван полученные результаты можно отметить, что при на
куум фильтрации порчен осадок удовлетворительного качества по
влажности Производительность апваратд находится в пределах
рекомендуемых норм На обработку осадков затрачено Ооаыиое ко
лнчества реагентов в обшей стожности порядка 30 % по массе от
массы сухого вещества осадхоп Велика потеря сухого вещества
осатков (до 20 %) цр-.г их промывке и уплотнении Сливная вода из
илоуплогннтеля имеет очень высокую концентрацию загрязнений и
должна быть в силу этого дополнитезьно обработана Добавка втон
воды о первичные отстойники заметно отражается на работе по-
следних
При фильтрации образуется большой объем фильтрата В нашем
примере объем фильтрата составляет бо iee 31 тыс м3 с 1 ютом
воды растворов pcaieuTOB Поскольку фкчьтрат направляется в
уплотнитель, то общее количество елнаной поды будет больше чем
это определено первичным расчетом Прн фильтрация изменяются
физика химические свойства осадков, в них заметно уиеличинается
доля зольных элементов
250
Пример 6 25. На центрифугирование подается ил влажностью
96 8 % Влажность обезвоженного нта 80 %, эффекткяность задор
жапня взвешенных вешестп 28 % Рассчитать какая часть ina пи
объему удаляется в виде фугата Определить качество фугата
Решение В I ма 1кходного ила было сухого вещества 32 кг
В виде обезноженного нла напучено сухого веществ» 32 0,28 =
=8.96 кг/мэ Объем этого ила при его влажности 80 %, т е прн со-
держании сухого вещества 200 кг/м* составляет 8,96/200 =
=0 0448 м3/м3
Сели с I м’ обрабатываемого ила получается 0 0448 мэ обезво-
женного продукта, то футвта получится 0,9552 мэ/м3. что составляет
93 5 % первоначального объема яла
Поучаемый фугвт имеет сухого вещества 32—8,96=23.04 кг/м3
Концентрация фугата по оэвешекным веществам оказывается 2304/
/0 9552=24 1 нт/м* (г/л) Прн концентрации сухого вещества в фу-
гате 21,1 г/т его влажность равна *17 b %
В результате центрифугирования получилось более 95% фуга
та по объему от объема обработанного цла с кдчсстяом. практиче-
ски близким к исходному илу Влажность фугата всего па 0.8 %
ниже влажности ила, поданного па центрифугирование
В схеме сооружений должна быть оредусмотрепа система об
работки или использования фугата
Пример 6 26 На и юаые площадки с поверхностным отводом
bi ды подан осадок влажностью 97,4 % После отстаивания у да leiia
итонан водп я объеме 50 % первоначального объема осадков с
концентрацией взвешенных веществ в ней 1 г/л Определить ялаж
кость осадка после удаления иловой воды
Решение Выполним расчеты г.рпмептпелъио к I л ссадьв При
влажности 97,4 % содержание сутого вещества составляет 26 г/л
После удаления отстоиншейся воды объем осадка уменьшился я 2
раза, т е стал равным 05 л Удалено плоной воды также 0,5 л с
содержанием в ней сухого вещества 0,5 г Следовательно, п 0,5 л
осадка осталось cvxoro аещестап 25 5 г, а а расчете на I л — 5| г/л
Прн копнентрацин сухого вещества 51 г/л влажность осалка соста-
вит 94,9 % ,
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1	Калнцун В И, Николаев В Н Новые методы 5да югия и об
работки осадка из песколовок — М. Стройиздаг 197b —80 с
2	Канализация населенных мест л иромщилелиых 1 pcji рнятии/
Н 11 Лихачев И И Лории С Л Хаскин н др Под общ ред
В Н Самохина — 2е изд —М Стройиздат 1981 —039 с —
(Справочник проектировщика)
3	Лукиных А А Лукиных Я А Табтщы дпя гидравлического
расчета какановинойпых сетей н дюкеров пи форм) тс акад
Н Н Панювского — М Стройиадат 1974 —160 с
4	Оборудование оодоцролодцо канализационных сооружений/
Л С MocitaiiTHit Б А МоСпвитнн Г М Мирон шк Р Г Шапиро
Под ред Л С Москвнтнна —М Строниздач. 1979 —430 с —
(Crrpaso jfihk монтажника)
5	Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными
водами — М Медгиз 197о —39 с
G СНцП 201 03 —85 Наре«гыесети iicuopvz,сепия
7 Справочник по гидравлическим работвм/ПоД ред П Г Кисе
лева — 4 е изд — М Энергия 1972 —312 с
8 Яковлев С В, Воронов Ю В Биологические фильтры —2е
пзд — М СтроВизддт 1982 —121 с
----- 9 Яковлеве В Калицуи В И Механическая очистка сто шых
вод — М СтроЛпздат 1977 —200 с
10 Яковлев С В Карелин Я А Жуков А И , Колобанов С К
Канализация Учеб дтн вузов —5е изд —М Стройиздат 1976 —
632 с
11 Яковлев С В Карелии Я А Лаской Ю М Воронов Ю В
Очисть । роизяодстпеи tux етп и ы< вод Учеб пособие дли в)эов —
2е изд —М Строш1эдаГ| lq8o —336 с	'
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Абсорбция 171
Адсорбция 172
Аяионнты 175 193
Аэраторы мехапн еские 98 136
— пневматические 94 117
Аэрации естественная 87
—	искусственная 86
—	механическая 88
— низяоиапорпая 93
— ниевмати еская 88
— пненмомехагипеснап 88
Аэротенк 88 I Н
— вытеснитель 90 123
— многокамерный 89
— отстойник 134
— смеситель 90 116
— е продленной аэрацией 93
----рассредоточенной подэ*
че 5 90
Б
Биогенные элементы 4
Биофильтр больше г высоты ЮЗ
— высоконагружаемый 103 152
— дненовын 103 158
— капельный 102 148
— с плоскостной загрузкой 103
156
1 В
Вакуум сушилка 215 245
Вакуум фильтры 210 221 235
241 249
Вертикальная турбулентная со-
ставляющая 23
Вещество беззольное 20а 223
Вода иловая 207
Воздуходувки 98 123
Возраст ила 205 230
Выход газа 243 247
Д
Дезинфекция сто 1ых вод озо
ном 196
----— хлором 19 I
Доза загрузки 223
Дозатор 167 175
И
Известь гашеная 166 175
— негашеная 166 175
— хлорная 168 181
Ил актипный 88 225
— возвратный 89 258
— избыточный 90 258
И юные площадки 221 241 251
Июуптатннтсл г верт жать >ые
208
— радяапыгые 209 223 237
— флотационные 209 242
Индекс кюны i S1
Иониты 175
Камера оаолнронан! я 182
— реакции 167 175
— флотанионнаи 174 189
— хлоиьеобразованип 171 181
Канал окислительный цирку тъ
иионный 99 147
Катиониты 175 >92
Коагуляции 170
Концентрация эагрпзнс rirft 12
Коэффициент ннгнбиронапня 91
— объемного использован! н 2 '
35
— смешения 5 15
— усреднения 19
Кратность разбаатен 1Я б 15
М
Мета геньи 205 221 224 247
Н
Нейтрализация 16а 176
Нефтеловушки 32 77
О
Обезвоживание осадьа 221
Обмен ионный 175
Озон 168 181 196
Озонатор 181
Окситенк 89 144
Ороситель реактивный 108 151
— спринклерный 108 148
Осадок сырой 207
Осветлители 27 Зз 76 171
Отстойники вертикальные 27
32 71
25.1
— вторичные 27 35 73
—	горизонтальные 27 58
—	первн шые 27
—	радиальные 27 29 С2
—	с вращающимся сборно рас
иределнтеж ным устройством
О истка биологическая 80
—	мсчиняческая
— Ни шсняая 80
— физике химическая 165
— химическая 165
П
Песколовки аэрируемые 22 24
	— вертикальные 22
—	горизонтальные 22 23 44
—	таигх щиальные 22 24 57
Пластина фпльтроекая 96 117
Площадка шллмооаи 168 179
Поля орошения 80 109
— финтрацни 80 108
прсазраторы 27 34
Пр'рост активного нла 93 117
Пруды биологические 86 111
Р
Регенераторы 9]
Регенерация 98
Рецяркуишия 91
Решетки неподвижные 21 44
— подвижные 21
Сбражинаняс анаэробное 221
Сетки 37
Скорость окисленяя 91
Смеситель 171 183
Сорбент 172 188
Сорбина 171
Стабцдпзааня аэроииия 20а
Степень очистки сточных вод 7
Сушил<а барабанг ая 213
Jgg’®"*"' Сработка осадьоо
Термическая еушка о агьа 22'
Ьлютнсиие осадка 207 241
Усредните nt круглые 17
— 1ря\оуготьиые 17 41
— е перемешивающий устоон.
CTBUM 17 41
Уетанопьа ионообменная 192
—	Д1н Дезинфекции 194
— озонаторная 190 200
—	сьрбщюккан 172 It-s
Ф
Фильтр 37 77
—	насшиюй 188
—	нейтрализатор 166 180
Фюкулкция 171
Фютатор 189
Фютаиня 173
Хлор газообразна J94
— Жидкий 194
Хлораторы 195
Ц
Центрифуги 211 214 244
Цпанады 168 181
3
Электрофютотор 190
254
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие	,
Глава 1 СОСТАВ СТОЧНЫХ ВОД И РАСЧЕТ
НЕОБХОДИМОЙ СТЕПЕНИ ИХ ОЧИСТКИ
§ I	Bi ды сто шик вод и состав загрязнений
§ 2	Расчет разбаитеичя в реках озерах и водохранилищах
§ 3	Расчет необходимой ы снеки a тетки сто шых вод
§4 П	ризеры ряс ютов	,
Глава 2 СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ УСРЕДНЕНИЯ
И МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
§ 5	Усредните™
§ б	Решетки
§ 7	Песколовки
§ 8	Отст< янпкя
§ 9	Ф| игры мпкрофильтры И СсТК I
§ Ю Примеры расчетов
Глава 3 СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ
ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ вод
21
22
2Q
37
80
§11 Пит i фи ьтраиш и ноля apaiuci пл
§ 12 Гзиоюги lu-KiiL пруды
§ I3	Аэротенки
§ 14	Циркуляционные окислительные канаты
§ 15	Биологи icchpc фильтры .
§ 16	Примеры расчетов
Глава 4 ХИМИЧЕСКАЯ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКАЯ
очисткх СТОЧНЫХ ВОД
§ I7	Неятралнзэцня	.
§ 18	Окисление .
§ 19	Коагуляция
§ 20	Сорбция
§ 2!	Флотация
§ 22	Иопнын обмен
§ 23	Примеры расчетов
Глава 5 ДЕЗИНФЕКЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД
§ 24	Дезинфекция сточных вод хлором
§ 25	Дезинфекция сточных вод озоном
§ 26	Примеры рас ютоа
Глава а. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ
§ 27	Метантенки
§ 28	Аэробные етабнтнлаторы	,
§ 29	Вертикальный и радиальный нло^плотнптели
§ 30	Флотационный нлоуплотиигель
80
68
9g
102
1С8
J Co
165
I<j8
173
176
194
194
196
198
JOI
201
204
208
209
255