Удельный расход воздуха составляет

Курсовая работа

по дисциплине: «Система водоотведения населенных пунктов»

на тему: «Расчет аэротенка с продленной аэрацией и вторичного отстойника в технологической схеме очистки городских сточных вод»

Вариант №4

Проверил:                                                                                       Выполнил:

д-р биол. наук                                                                                 ст.гр. ИЗ-517

Асонов А.М                                                                                    Рылова И.В 

Екатеринбург

2011

Задание

1. Выполнить расчет сооружений биохимической очистки городских сточных вод, согласно с темой курсовой работы, с учетом требований СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. М: Гос.ком СССР по делам строительства, 1986

2. Выполнить эскизные чертежи аэротенка и вторичного отстойника с указанием их геометрических размеров и высотных отметок основных элементов.

3. Дать предложения по совершенствованию технологии очистки сточных вод с целью снижения концентрации взвешенных веществ и органических веществ по БПК

Вариант №4

Следует рассчитать:

1. Период аэрации

2. Удельный расход воздуха

3. Интенсивность аэрации

4. Пневматическая система аэрации

5. Прирост и возраст активного ила

6. Объем и размеры аэротенка

Расчет

Период аэрации

Период аэрации t_atm , ч, в аэротенках, работающих по принципу смесителей, (т.к. аэротенк с продленной аэрацией), определяется по формуле:

                                (1)

где L_en – БПК_{полн.исход.} поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании, дано: 120 мг/дм³), мг/дм³;

L_ex – БПК_{полн.очищ.} очищенной воды (дано: 10 мг/дм³), мг/дм³;

a_i – доза ила, г/л, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников (a_i = 3г/л);

s – зольность ила (s = 0,3 –таблица №1);

ρ – удельная скорость окисления, мг БПК_полн  на 1г беззольного вещества ила в 1ч, определяемая по формуле:

                                  (2)

где ρ_max – максимальная скорость окисления, мг/(ч*г), принимаемая ρ_max = 85 мг/(ч*г) (таблица №1);

С_о – концентрация растворенного кислорода, мг/л, принимаемая С_о = 2мг/л;

К_i – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПК_полн/л, и принимаемая К_i =33 мг БПК_полн/л, (таблица №1);

К_о – константа, характеризующая влияние кислорода, мг О₂/л, и принимаемая К_о =0,625 мг О₂/л, (таблица №1);

φ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, принимаемый φ =0,07 л/г, (таблица №1).

 мг/(ч*г)

Примечание:

1. Формулы (1) и (2) справедливы при среднегодовой температуре сточных вод 15 °С. При иной среднегодовой температуре сточных вод  продолжительность аэрации, вычисленная по формуле (1), должна быть умножена на отношение .

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

Таблица №1 «Значения констант и коэффициентов для расчета аэротенков»#G0

#G0Сточные воды	, мг /(г · ч)	, мг /л	К0, мг О2/л	, л/г
Городские	85	33	0,625	0,07	0,3

2. Удельный расход воздуха q_air, м³/м³ очищаемой воды, при пневматической системе аэрации определяется по формуле:

                              (3)

q_o – удельный расход кислорода воздуха, мг на 1мг снятой БПК_полн, принимаемый при очистке до БПК_полн 15-20мг/л – 1,1;

К₁ – коэффициент, учитывающий тип аэрации и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка f_az/f_at

Так как К₁ зависит от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка f_az/f_at, сначала необходимо определить эти площади:

Производительность станции, Q =5 тыс. м³/сут ;

Для аэротенков и регенераторов надлежит принимать:

· рабочую глубину h = 3-6 м, свыше - при обосновании (принимаем h=5);

· число секций - не менее двух (принимаем 3);

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

Следовательно, зная производительность и период аэрации можно найти объем аэротенка V_аэ по следующей формуле:

;                         (4)

Теперь можно найти площадь аэротенка:

;                                      (5)

площадь аэрируемой зоны составляет 20% от площади аэротенка:

;                                   

;                               (6)

Из таблицы №2  при таком отношении площадей, значение К₁ = 1,68

К₂ – коэффициент зависимый от глубины погружения аэраторов h_a=5, тогда принимаемый из таблицы №3 К₂ = 2,92

Таблица №2 «Коэффициент К₁ и интенсивность аэрации J_{а max} в зависимости от отношения площади аэрируемой зоны к площади аэротенка»

Таблица №3 «Коэффициент К₂ и интенсивность аэрации h_a в зависимости от отношения площади аэрируемой зоны к площади аэротенка»

К_т – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который следует определять по формуле:

,                                             (7)  

здесь  - среднемесячная температура воды за летний период, °С, принимаем Т_w = 18°С;

К₃ – коэффициент качества воды, принимаемый для городских сточных вод из таблицы №4 К₃=0,85;

Таблица №4 «Коэффициент качества воды К₃ при наличии СПАВ, в зависимости от отношения площади аэрируемой зоны к площади аэротенка»

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

,                                                              (8)

здесь  - растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, принимаемая по справочным данным (С_Т = 8мл/л – для лета, при Т_w = 18°С);

 - глубина погружения аэратора, м, принимаем h_a = 5м;

;

 - средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л; в первом приближении  допускается принимать 2 мг/л;

Удельный расход воздуха составляет

           (9)

Производительность воздуха – количество воздуха, которое необходимо подавать в час, чтобы шел биологический процесс

3. Интенсивность аэрации , куб.м/(кв.м · ч) надлежит определять по формуле    

,                                                                    (10)          

где  - рабочая глубина аэротенка, м, (H_at = 5м);

 - период аэрации, ч, (t_at = 3,44ч).

Следовательно:

Вычисленная интенсивность аэрации не превышает ,для принятого значения .

#G0	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,75	1
	1,34	1,47	1,68	1,89	1,94	2	2,13	2,3
,  куб.м/(кв.м · ч)	5	10	20	30	40	50	75	100

Расчет параметров аэротенка:

В данном случае количество коридоров зависит от площади аэротенка , следовательно, количество коридоров будет не менее 3.

Площадь одного коридора тогда будет составлять:

;                                     (11)

Найдем длину коридора, если ширину примем, а = 3м;

.                                 (12)

Прирост активного ила , мг/л, в аэротенках надлежит определять по формуле:    

,                                          (13) 

где  - концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л (дано: С_cdp = 100мг/л);

 - коэффициент прироста; для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод  = 0,3.

L_en – БПК_{полн.исход.} поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании, дано: 120 мг/дм³);

.

Вывод:

В данной работе необходим аэротенк размеры, которого следующие:

· Площадь аэротенка – 143 м²;

· Площадь коридора – 47,7 м²;

· Длина и ширина коридора 15,9 м и 3м соответственно.

· Количество воздуха, которое необходимо подавать в час, чтобы шел биологический процесс ;

· Период аэрации составляет  мг/(ч*г);

· Удельный расход воздуха составляет ;

· Интенсивность аэрации ;

· Объем аэротенка: .

Вторичные отстойники

Вторичные отстойники всех типов после аэротенков надлежит рассчитывать по гидравлической нагрузке , куб.м/(кв.м · ч), с учетом концентрации активного ила в аэротенке , г/л, его индекса , куб.см/г, и концентрации ила в осветленной воде , мг/л, по формуле

                                 ,                                         (14)

где  - коэффициент использования объема зоны отстаивания, для вертикальных отстойников - 0,35.

 - следует принимать не менее 10 мг/л (принимаем a_t = 10мл/л);

 - не более 15 г/л (принимаем a_i = 3г/л);

Н_set – рабочая глубина отстойной части, табличные данные для вертикальных отстойников

Н_set = 2,7-3,8м, (принимаем Н_set = 3м);

J_i – иловый индекс, дан по условию задания (J_i =70см³/г).

 м³/(м²·ч).

Конструктивные параметры отстойников надлежит принимать согласно пп.6.61-6.63.    

Отстойники

Тип отстойника (вертикальный, радиальный, с вращающимся сборно-распределительным устройством, горизонтальный, двухъярусный и др.) необходимо выбирать с учетом принятой технологической схемы очистки сточных вод и обработки их осадка, производительности сооружений, очередности строительства, числа эксплуатируемых единиц, конфигурации и рельефа площадки, геологических условий, уровня грунтовых вод и т.п.

Число отстойников следует принимать: первичных - не менее двух, вторичных - не менее трех при условии, что все отстойники являются рабочими. При минимальном числе их расчетный объем необходимо увеличивать в 1,2-1,3 раза.

Расчет отстойников, кроме вторичных после биологической очистки, надлежит производить по кинетике выпадения взвешенных веществ с учетом необходимого эффекта осветления.

Желоба двухъярусных отстойников следует рассчитывать из условия продолжительности отстаивания 1,5 час.

Расчетное значение гидравлической крупности , мм/с, необходимо определять по кривым кинетики отстаивания , получаемым экспериментально, с приведением полученной в лабораторных условиях величины к высоте слоя, равной глубине проточной части отстойника, по формуле