В качестве сооружений биологической очистки проектируем аэротенки.
Принимаем эффективность снижения БПК сточных вод (Э) на сооружениях механической очистки ~ 20%, тогда БПК сточных вод, поступающих на сооружения биологической очистки, составит величину:
, (50)
где Э – эффективность снижения БПК сточных вод.
Расчетный расход сточных вод:
(51) БПКПОЛН биологически очищенной сточной воды LEX = 15 мг/л.
Так как БПКПОЛН превышает 150 мг/л, то необходима регенерация активного ила. Принимаем к расчету аэротенки-вытеснители с регенераторами и определяем степень рециркуляции активного ила, ориентировочно приняв дозу активного ила в аэротенке а = 3 г/л и иловый индекс J = 100 мг/л:
, (52)
где а – доза активного ила в аэротенке, г/л;
J – иловый индекс мг/л.
Определяем БПКПОЛН сточных вод, поступающих в аэротенк-вытеснитель с учетом разбавления циркуляционным илом:
, (53)
где - БПК сточных вод, поступающих на сооружения биологической очистки, мг/л;
- БПКПОЛН биологически очищенной сточной воды, мг/л;
R – степень рециркуляции активного ила.
Продолжительность пребывания сточных вод собственно в аэротенке подсчитываем по формуле:
(54)
Производим предварительный расчет дозы ила в регенераторе:
(55)
Находим удельную скорость окисления при максимальной скорости
ρМАКС = 85 мг/(г·ч), константах КL = 33 мг/л и Ко = 0,625 мг/л; коэффициент ингибирования φ = 0,07 и зольности ила s = 0,3 в соответствии с данными таблице 40 [1]; концентрацию кислорода в аэротенке принимаем С = 2 мг/л:
, (56)
где - максимальная скорость окисления, мг/(г*ч);
КL – константа, характеризующая свойства органических загрязнений;
Ko – константа, характеризующая влияние кислорода;
- коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила.
- продолжительность пребывания сточных вод собственно в аэротенке, ч.
Продолжительность пребывания иловой смеси в системе «аэротенк-регенератор»:
, (59)
где - период регенерации, ч.
Для уточнения илового индекса определяем среднюю дозу ила в системе «аэротенк-регенератор»:
, (60)
где ta-p - продолжительность пребывания иловой смеси в системе «аэротенк-регенератор».
Определяем нагрузку на 1 г беззольного вещества активного ила:
(61)
По таблице 41 [1] для городских сточных вод при qИЛ = 354 мг/(г·сут) иловый индекс J = 75 мг/л, что отличается от предварительно принятой величины J = 100 мг/л. Поэтому необходимо уточнить степень рециркуляции активного ила по формуле (54):
Эта величина значительно отличается от предварительно рассчитанной, поэтому потребуется корректировка БПКПОЛН с учетом рециркуляционного расхода LlENпо формуле (55) и продолжительности пребывания сточных вод в аэротенке ta по формуле (56):
Далее произведем пересчет дозы ила в регенераторе ар по формуле (57), удельной скорости окисления ρ по формуле (58), периода окисления to по формуле (59), (60) и (61):
Подсчитаем объемы аэротенка и регенератора:
(62)
(63)
Находим среднюю дозу ила по формуле (62):
Вычисляем нагрузку на 1 г беззольного вещества активного ила по формуле (63):
При этой нагрузке иловый индекс (таблица 41 [1] J = 74 мг/л, а
степень рециркуляции активного ила R = 0,28 , что незначительно отличается от скорректированных величин J = 75 мг/л и R = 0,3. Поскольку степень рециркуляции активного ила должна быть не менее 0,3, то окончательно принимаем R = 0,3 и дальнейшего уточнения расчетных параметров аэротенков не производим.
Общий объем системы «аэротенк-регенератор»:
По таблице 3.7 [4] подбираем три секции четырехкоридорного аэротенка (типовой проект 902-2-178) с шириной каждого коридора 4,5 м, длиной 54 м, рабочей глубиной 4,4 м. Общий объем аэротенков 12830,4 м3. Фактическое время пребывания обрабатываемой сточной воды в системе «аэротенк-регенератор» составит:
(64)
Что практически не отличается от расчетного ta-p = 3,8 ч.
Рассчитываем систему аэрации. Принимаем пневматическую систему аэрации с мелкопузырчатыми аэраторами в виде фильтросных пластин. Удельный расход воздуха определяем по формуле:
, (65)
где z – удельный расход кислорода воздуха;
к1 – коэффициент учитывающий тип аэратора;
к2 – коэффициент зависящий от глубины погружения аэраторов;