Материал: Реконструкция очистных сооружений города Новотроицка

q max = 3500 м3/ч С N-Nорг = 2 мг/л С = 0,08 мг/л

Концентрация взвешенных веществ в сточной жидкости, поступающей в аэротенк:

Ссdp== (34)

Значение БПКполн сточной жидкости, поступающей в аэротенк:

Lcdp=Len -0,01Cen Эосв (1-s) =190-0,01·210·50 (1-0,3) =117мг/л (35)

где s - зольность частиц, поступающих со сточной жидкостью в денитрификатор, принимается равной 0,25-0,3.

Концентрация азота органического в сточной жидкости, поступающей в аэротенк:

Прирост активного ила в аэротенке:

(Пi)at = 0,8 Ссdp+0,3 Lcdp = 0,8  105+0,3  117=119 мг/л (37)

Количество азота, пошедшее на синтез клеток микроорганизмов в аэротенке:

(∆N) at = (Пi) at Мm(1- s) = 1190,20,15(1-0,3)=2,5мг/л (38)

где Мден,аэр - доля микроорганизмов в активном иле, принимается равной 0,2-0,3;- доля азота в клетках микроорганизмов в пересчете на сухое вещество, принимается равной 0,05-0,15

Общее количество азота, поступающего в нитрификатор:

(СN-Nобщ)нит=(СN-Nорг)cdp + С N-NН - (∆N) at = 1 + 28,5 - 2,5 = 27 мг/л (39)

Концентрация азота нитратного, поступающего в денитрификатор:

 =(СN-Nобщ)нит = 27 мг/л

Требуемое количество органических веществ (органический субстрат), направляемых в денитрификатор для полного восстановления NО3- до азота элементарного:

(Len)ден= 4* = 427 = 108 мг/л (40)

Количество осветленной сточной жидкости, направляемой в денитрификатор, определяется из уравнения материального баланса загрязнений:

(Len)ден Qсут= LcdpQден

Qден= Qсут (Len)ден / Lcdp = 59000108/117 = 54461,5 м3/сут (41)

Тогда в аэротенк будет направляться:

Q at= Qсут - Qден=59000-54461,5 = 4538,5 м3/сут (42)

Распределение сточной жидкости между аэротенком и денитрификатором в долях единицы:

G ден = 54461,5/59000 = 0,92

G at = 4538,5/59000 = 0,076

Прирост ила в денитрификаторе:

(Пi)ден = 0,8 Ссdp+0,3 (Len)ден = 0,8105+0,3108 = 116,4 мг/л (43)

Количество азота, пошедшего на синтез клеток микроорганизмов в денитрификаторе:

(∆N) ден = (Пi) ден Мm(1- s) = 116,40,20,1(1-0,3) = 1,62 мг/л (44)

Концентрация общего азота в денитрификаторе без учета рециркуляционного расхода

(С N-NН)ден= С N-NН + (СN-Nорг)cdp - (∆N) ден = 28,5 + 1 - 1,62 = 27,8 мг/л (45)

Требуемая степень рециркуляции, обеспечивающая на выходе из денитрификатора концентрацию азота аммонийного равную 2 мг/л, что соответствует заданному С на сброс в водоем, определяется из уравнения материального баланса загрязнений:

(С N-NН)денQден= С Qсут(1+ Ri) (46)

Ri== (47)

Общая продолжительность обработки загрязнений в аэротенке с регенератором при БПКпол=210мг/л:

t0 = (48)

 г/л (49)

 (50)

 мг/(гч)

t0 =ч

Продолжительность нахождения сточной жидкости в аэротенке:

 (51)

ч.

Принимаем tat=2 ч (п.6.143, СНиП)

Продолжительность нахождения загрязнений в регенераторе:

tr = t at - t o = 1,57-0,22 = 1,35 ч (52)

Продолжительность нахождения сточной жидкости в нитрификаторе:

tнит =, (53)

tнит = ч

где ai -доза ила в нитрификаторе равна дозе ила в аэротенке и денитрификаторе, г/л; - зольность ила в нитрификаторе принимается выше, чем в аэротенке и денитрификаторе, поскольку процесс денитрификации сопровождается минерализацией органических веществ, однако, s для академического проекта можно принять равной 0,3;

ρнит - скорость окисления азота аммонийного, принимается согласно рекомендациям , табл 12.

Таблица 12 [1]

 - коэффициент, учитывающий влияние рН, таблица13.

Таблица 13 [1]

Продолжительность обработки сточной жидкости в денитрификаторе:

tден =, (54)

 ч

где ai -доза ила в денитрификаторе принимается равной 1-5г/л, рекомендуется принимать 2г/л (оптимальная концентрация);

-скорость восстановления нитратов, принимается в зависимости от начального значения нитратов табл.14

Таблица 14

S-зольность активного ила, принимается 0,25-0,3;

Т-температура сточной жидкости для самого неблагоприятного холодного времени года, 0С.

Расчетный расход сточной жидкости, проходящий через денитрификатор:

(qm)ден = (55)

Р1,Р2,…Рn - принимаются аналогично расчету аэротенка

(qm)ден = м3/ч

Расчетный расход сточной жидкости, направляемой в аэротенк:

(qm) at = G at  (qm)ден = 0,076  3717 = 282 м3/ч (56)

Расчетный расход осветленной сточной жидкости, направляемой в денитрификатор:

(qmосв)ден =(qm)ден -(qm) at = 3717-282 = 3435 м3/ч (57)

Требуемый объем регенератора:

Wr=(qm) at  tr  Ri = 282  1,35  24,6 = 9365,22 м3 (58)

Требуемый объем аэротенка:

Wat=(qm) at  tat (1+ Ri ) = 2821,57*(1+24,6) = 11334,14 м3 (59)

Требуемый объем нитрификатора:

Wнит = (qm)нит  tнит (60)

(qm)нит = (qm) atнит =2825,28 = 1488,96 м3

Требуемый объем денитрификатора:

Wден=(qm)ден tден (61)

где (qm)ден= (qm) at, - т.к. концентрация азота нитратного в расчетной формуле принята без учета его количества в органическом субстрате:

Wден=2825,12=1443,84 м3

Требуемый объем постаэратора:

Wпост=(qm)постtпост = 37171 = 3717 м3 (62)

Общий объем регенератора, аэротенка, нитрификатора, денитрификатора, постаэратора:

W= Wr +Wat + Wнит + Wден + Wпост = 9365,22 +11334,14 +1488,96 +1443,84 +3717 = 27349,16 м3 (63)

Доля каждого сооружения от общего объема:

Рat = 11334,14/27349,16 = 0,41;

Рr = 9365,22/27349,16 = 0,34;

Рнит = 1488,96 /27349,16 = 0,054;

Рден = 1443,84 /27349,16 = 0,052;

Рпост = 3717/27349,16 = 0,135

Размеры каждого сооружения:

Lобщ = 88,54 = 354 м  Lнит = 354 0,054 = 19 мat= 354 0,41 = 145 м Lден= 354 0,052 = 18 мr= 354 0,34 = 120 м Lпост = 354 0,135 = 48 м

где Lобщ - общая длина,  коридоров в секции м.

Рисунок 1.4 Распределение объема сооружения между аэротенком с регенератором, нитрификатором, денитрификатором и постаэратором.

Требуемый удельный расход воздуха в аэротенке и нитрификаторе:

qair= (64)

Lэквen = (СN-Nобщ)нит3,43 = 273,43 = 92,61 мг/л (65)

= (С N-NН)ех3,43=0 мг/л; (66)

К3 = 1+0,02(Тw-20) = 1+0,02(20-20) = 1,02 (67)

Са= Ст = 8,84  = 10,7 мг/л (68)

qair =  = 12,5 м3/м3ч

где К1- коэффициент, учитывающий тип аэратора; для мелкопузырчатой аэрации К1=1,34 при соотношении =0,05;

К2 - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора, при Наir=4,4-0,2=4,2м, К2=2,6, где 4,4м-глубина аэротенка; 0,2м-высота расположения аэратора над дном аэротенка;

К3 - коэффициент, учитывающий температуру сточной жидкости К3=1+0,02(Т-20)=1+0,02(21-20)=1,02;

К4 - коэффициент качества воды, принимается равным 0,85 для хозяйственно-фекальных стоков;

 - количество кислорода, необходимое для полного окисления азота

Требуемый расход воздуха в аэротенке и нитрификаторе:

Qair= qair(qm) at (69)

Qair = 12,5*282 = 3525 м3/ч

Требуемый расход воздуха в постаэраторе:

(Qair)пост= qair пост(qm) пост (70)

(Qair)пост = 0,53717 = 1858 м3/ч

Общий расход воздуха, подаваемый в аэротенки, нитрификаторы и постаэраторы:

(Qair)общ= Qair + (Qair)пост = 3525+1858 = 5383 м3/ч (71)

Требуемое количество воздуходувок:

Принимаем воздуходувки марки ТВ-80-1.6 со следующими характеристиками:

производительность - 5000 м3/час, мощность на валу эл/двигателя - 125 кВт, число оборотов - 2960 об/мин

в=  = 5383/(0,8 5000) ≈ 1,2 возд. (72)

где Qв - производительность воздуходувки, м3/ч;коэффициент, вводимый при работе двух и более воздуходувок, принимается равным 0,8

Количество избыточного активного ила, образующегося в аэротенке:

(Аi)at = = т/сут (73)

Количество избыточного активного ила по сухому веществу, образующегося в денитрификаторе:

(Аi)ден = (74)

(Аi)ден = т/сут

Общее количество избыточного активного ила, выгружаемого из биологической системы:

(Аi)общ =(Аi)at +(Аi)ден (75)

(Аi)общ = 0,54+6,75 = 7,29 т/сут

Объем избыточного активного ила:

(Qi )общ= (76)

Рi =100 (77)