«Биологические фильтры следует проектировать в виде резервуаров со сплошными стенками и двойным дном: нижним - сплошным, а верхним - решётчатым (колосниковая решётка) для поддержания нагрузки» [1, п. 6.119]. Нижнее днище имеет уклон 0,01 к сборным лоткам, продольный уклон которых должен быть не менее 0,005.
Предусматривается устройство для промывки лотков и для опорожнения биофильтров.
Загружаются биофильтры щебнем или галькой прочных горных пород или пластмассами. Требования к качеству загрузки см. в [1, п. 6.121].
Биофильтры, располагаемые в зданиях, имеют прямоугольную форму и блокируются по 2 или 4 шт. Размеры блоков в плане должны быть кратны 3 м и отвечать размерам пролётов зданий. При этом предусматриваются проходы вокруг блоков не менее 1 м и центральный проход между блоками шириной не менее 4,5-6 м. Полная высота биофильтров должна быть кратна 0,6 м.
Биофильтры, располагаемые вне зданий, могут быть прямоугольными или круглыми в плане. В последнем случае диаметр принимается кратным 3 м.
Распределение воды по поверхности биофильтров производится системой разбрызгивателей (спринклер) для прямоугольных или реактивными оросителями для круглых в плане фильтров.
При проектировании разбрызгивателей следует принимать:
начальный свободный напор около 1,5 м, конечный - не менее 0,5 м;
диаметр отверстий 13-40 мм;
высоту расположения головки спринклера над поверхностью загрузочного материала 0,15-0,2 м.
При проектировании реактивных оросителей следует принимать:
число и диаметр распределительных труб по расчёту при условии движения жидкости в начале труб со скоростью 0,5-1 м/с;
число и диаметр отверстий в распределительных трубах - по расчёту при условии истечения жидкости из отверстий со скоростью не менее 0,5 м/с;
диаметры отверстий не менее 10 мм;
напор у оросителя по расчёту, но не менее 0,5 м;
расположение распределительных труб выше поверхности загрузочного материала на 0,2 м [1, п. 6.123].
Количество биофильтров принимается от 2 до 8 шт.
Высоконагружаемые биофильтры с пластмассовой загрузкой имеют естественную аэрацию и загружаются блоками из поливинилхлорида, полистирола, полиэтилена, полипропилена, полиамида, гладких или перфорированных пластмассовых труб диаметром 50-100 мм или засыпными элементами в виде обрезков труб длиной 50-1500 мм, диаметром 30-75 мм с перфорированными, гофрированными и гладкими стенками [1 , п. 6.138].
При БПК5 исходной воды более 175 мг/л, т. е. при БПКполн более 250 мг/л, предусматривается рециркуляция части воды с отбором после вторичных отстойников и возвратом на биофильтры.
Для того чтобы исключить высыхание биоплёнки на поверхности загрузки при возможном прекращении притока воды на биофильтр, следует предусматривать и в других случаях рециркуляцию воды, но с небольшим расходом (рекомендуется коэффициент рециркуляции принимать в пределах 0,15-0,20).
При проектировании биофильтров должны быть известны: суточный расход сточных вод, БПК5 исходной воды, её средняя температура в холодный период года, среднегодовая температура воздуха.
Рекомендуется
задать БПК5 очищенной воды, высоту слоя загрузки с учётом высотной
схемы очистных сооружений, количество биофильтров и их форму в плане.
Таблица 3 Порядок расчёта высоконагружаемого биофильтра с пластмассовой загрузкой
|
Расчётная величина или размерность |
Формула или значение |
|
Расчётная производительность, м3/сут |
|
|
Расчётный суточный расход, м3/сут |
|
|
Количество биофильтров, шт. |
n ≥ 2 принимается |
|
Коэффициент рециркуляции |
|
|
БПК5 воды, поступающей на очистку, мг/л |
|
|
БПКполн воды, поступающей на очистку, мг/л |
Len - по исходным данным с учётом табл. 1.4 |
|
БПК5 воды после очистки, мг/л |
Lex = 10 мг/л принимается |
|
Расчётная величина или размерность |
Формула или значение |
|
БПК5 воды, поступающей на очистку с учётом рециркуляции, мг/л |
Lmix ≤ 175 принимается Примечание.
Если |
|
Суммарный объём загрузки биофильтров, м3 |
|
|
Гидравлическая нагрузка, м3/м3 |
|
|
Рабочая высота, м |
Hpf = 3¸4 принимается |
|
Показатель качества загрузки - произведение удельной площади поверхности, м2/м3, на пористость, % |
А - по табл. 3.1. Таблица 3.1 Тип загрузки А Плоскостная полиэтиленовая 21750 То же из асбестоцементных листов 4800 Блочная из пеностекла 4200 Мягкая плёночная 4000 |
|
Температурная константа потребления кислорода |
|
|
Среднезимняя температура сточных вод, °С |
Tw ≥ 8 °С - по исходным данным. Если Tw > 14 °C, в расчёте принимается Tw = 14 °C |
|
Коэффициент (критерий комплекса) |
|
|
Суммарная площадь биофильтров, м2 |
|
|
Площадь одного биофильтра, м2 |
|
|
Количество биофильтров, шт. |
|
|
Размеры биофильтра в плане |
Назначаются конструктивно по значению Fpf |
|
Полная высота биофильтра, м |
H = Hpf + Δ1 + Δ2 + Δ3 Значение Н должно быть кратно 0,6 м |
|
Высота междонного пространства Δ1, м |
Δ1 ≥ 0,6 принимается |
|
Толщина колосниковой решетки Δ2, м |
Δ2 = 0,25¸0,30 принимается |
|
Высота от поверхности загрузки до борта Δ3, м |
Δ3 = 0,5 принимается |
|
Параметры насоса для рециркуляции: |
|
|
Подача, м3/ч |
|
|
Расчётная величина или размерность |
Формула или значение |
|
Напор, м |
|
|
Потери напора в трубопроводе от места забора воды до точки подачи в распределительную систему, м |
Σhw - по гидравлическому расчёту |
|
Геодезическая высота от уровня воды во вторичном отстойнике до точки подачи в рециркуляционную систему, м |
Δz - по высотной схеме |
фильтр очистка радиальный отстойник
Вторичные отстойники после биофильтров применяются горизонтальные, радиальные и вертикальные отстойники таких же конструкций, что и первичные. Горизонтальные отстойники рекомендуются при производительности не более 100-120 тыс. м3/сут, радиальные - не менее 20-25 тыс. м3/сут, вертикальные - не более 15 тыс. м3/сут.
Как известно, горизонтальные отстойники блокируются и наиболее компактны, а вертикальные имеют большую глубину и могут применяться при размещении в пределах высоких насыпей или при благоприятных грунтовых условиях. Количество вторичных отстойников должно быть кратно количеству биофильтров, но не более 8-12 шт.
Горизонтальные отстойники оборудуются механизмами.
Выпуск ила производится под гидростатическим давлением не менее 1,2 м водяного столба, а для радиальных и горизонтальных отстойников ил может откачиваться центробежными насосами или гидроэлеваторами.
При механической откачке ил удаляется через 8 ч, при выпуске под гидростатическим давлением допускается выпуск через 2 сут.
При проектировании известны: суточный расход сточных вод, очищенных на биофильтрах (с учётом рециркуляционного расхода), и приведённое количество жителей по показателю БПКполн.
Рекомендуется задать количество отстойников, их диаметр или ширину и длину (для горизонтальных отстойников).
Схемы вертикальных и горизонтальных отстойников аналогичны первичным
отстойникам. Дополнительно во вторичных отстойниках предусматривается
возможность накопления слоя ила перед очередной чисткой. Порядок расчётов
горизонтального вторичного отстойника после биофильтров приведен в табл. 4,
радиального - в табл.5 , вертикального - в табл. 6.
Таблица 4 Порядок расчёта горизонтального вторичного отстойника после биофильтров
|
Расчётная величина или размерность |
Формула или значение |
|
|
Производительность одного отстойника, м3/ч |
|
|
|
Расчётный суточный расход воды, поступающей на биофильтры, с учётом рециркуляции, м3/сут |
Q - по расчётам биофильтров с учётом Krc |
|
|
Количество отстойников, шт. |
n ≥ 3 принимается кратным количеству биофильтров. Примечание. при n = 3 расход увеличивается на 20-30 % |
|
|
Площадь отстойника, м2 |
|
|
|
Гидравлическая крупность, мм/с |
|
|
|
Ширина отстойника, м |
В принимается. Рекомендуется В = 3; 4,5; 6; 9 м |
|
Длина отстойника, м
.
|
Значение В должно быть кратно 3,0 м и В ≤ (3¸4) l |
|
|
Рабочая глубина, м |
|
Скорость в отстойнике, мм/с
. 5¸10 мм/с подбирается, если
> 5 мм/с,
при
= 5 мм/с
= 0;
|
при |
|
|
|
Расчётная величина или размерность |
Формула или значение |
|
|
Глубина слоя ила, м |
|
|
|
Объём ила в отстойнике перед чисткой, м3 |
|
|
|
Суточный объём осадка, м3/сут |
|
|
|
Продолжительность накопления осадка, сут |
t = 2¸0,5 принимается |
|
Объём илового приямка
.
|
Габариты приямка определяются по его объёму |
Полная глубина отстойника, м
.
|
Значение Н должно быть кратно 0,6 м |
|
|
|
Высота от уровня воды до борта, м |
Δ ≥ 0,3 |
i = 0,05¸0,005 принимается |
|
Длина водослива водосборного лотка, м |
|
Таблица 5 Порядок расчёта радиального вторичного отстойника после биофильтров
|
Расчётная величина или размерность |
Формула или значение |
|
Производительность одного отстойника, м3/ч |
|
|
Расчётный суточный расход воды, поступающей на биофильтры, с учётом рециркуляции, м3/сут |
Q - по расчётам биофильтров с учётом Krc |
|
Количество отстойников, шт. |
n ≥ 3 принимается кратным или равным количеству биофильтров. Если n < 3, расход увеличивается на 20-30 % |
|
Площадь отстойников, м3 |
|
|
Гидравлическая крупность, мм/с |
U0 = 1,4 мм/с принимается |
Диаметр отстойника, м
.
|
Округляется до значений |
|
|
|
Расчётная величина или размерность |
Формула или значение |
|
|
Диаметр направляющей кольцевой перегородки |
dln = 3,0 м принимается |
|
|
Рабочая глубина, м |
|
|
Скорость потока в отстойнике, мм/с
определяется подбором с учётом требований к значению.
Если
> 5
мм/с, в формулы площади отстойников и рабочей глубины (см. выше) вместо U0 подставляется U0-Vtв
При
= 5 мм/с
Utв = 0;
|
|
|
|
Глубина слоя ила, м |
|
|
Объём ила, накапливающегося в отстойнике, м3 |
|
|
Суточный объём осадка из вторичных отстойников после высоконагруженных фильтров, м3 |
|
|
Продолжительность накопления ила, сут |
T = 0,5¸2,0 принимается |
|
Объём илового приямка, м3 |
Wи.п. ≥ Wmud. Габариты приямка определяются по его объёму |
|
Полная глубина отстойника, м |
|
|
Высота от уровня воды до борта отстойника, м |
Δ ≥ 0,3 принимается |
|
Уклон днища отстойника к приямку |
i = 0,05¸0,005 принимается |
|
Длина водослива водосборного лотка, м |
|
|
Ширина водосборного лотка, м |
b = 0,7 принимается |
|
Подбор скребковых механизмов |
см. табл. 6.2.2 |
Таблица 6 Порядок расчёта вертикального вторичного отстойника после биофильтров
|
Расчётная величина или размерность |
Формула или значение |
|
Производительность одного отстойника, м3/ч |
|
|
Расчётный суточный расход воды, поступающей на биофильтры, с учётом рециркуляции, м3/сут |
Q - по расчёту биофильтров с учётом Krc |
|
Количество отстойников, шт. |
n ≥ 3 принимается кратным или равным количеству биофильтров. Если n = 3, расход увеличивается на 20-30 % |
|
Площадь отстойников, м3 |
|