Сооружения биологической очистки сточных вод. Биофильтры большой высоты

Биофильтры большой высоты — башенные характеризуются небольшой площадью поперечного сечения и относительно большой высотой. Рекомендуемое соотношение диаметра и высоты составляет от 1:6 до 1:8.

По данным исследований производительность биофильтров высотой 8 л и более достигает до 2000 г/м3 в сутки по БПКб при достаточно высоком качестве очистки.

Биофильтры большой высоты являются наиболее экономичными сооружениями. Общая экономия по капитальным затратам на их строительство по сравнению с высоконагружаемыми биофильтрами и обычными аэротенками составляет примерно 18—20%.

Расчет капельных биофильтров состоит из определения объема, необходимого загрузочного материала для очистки поступающей сточной жидкости, элементов водораспределения, дренажа, отвода прошедших очистку сточных вод.

Объем фильтрующего материала Wзагр для очистки 1 м3 сточных вод в сутки определяется по формуле

Допустимую нагрузку сточных вод q, м3/сутки, приходящуюся на 1 м3 фильтрующего материала, можно определить по формуле

Расчетный объем загрузки биофильтра Wрасч составит

Площадь биофильтра определяется по формуле

где Н — рабочая высота биофильтра, рекомендуемая 2,0 м.

Число секций должно быть не менее двух, при этом обе рабочие.

Расчет высоконагружаемых биофильтров производится в следующем порядке.

Определяется БПК20 сточной жидкости или смеси с разбавляющей рециркуляционной водой. Величина допустимой концентрации определяется по формуле (134), а необходимый коэффициент рециркуляции — по формуле (133).

Общая площадь биофильтров F определяется из уравнения

где N — нагрузка БПК20, мг/л, на 1 м2 площади биофильтра в сутки.

Наибольшая допустимая нагрузка N, г БПК20 иа 1 м2 площади биофильтра в сутки при среднегодовой температуре воздуха, град:

до +3 — 1700

более +3 до +6 — 2300

» + 6 — 3000

Тогда общий объем загрузки составит

Гидравлическая нагрузка определяется по формуле

Среднее значение q обычно находится в пределах 10—30 м3/м2 в сутки. Если расчетом это значение получается менее 10 м3/м2, необходимо увеличить рециркуляционное отношение и уменьшить рабочую высоту фильтра.

Высота биофильтров зависит от пределов значений требуемой очистки сточных вод (СНиП II-Г. 6—62). При пределе значений требуемой очистки сточных вод по БПКго 25—30 мг/л рекомендуемая высота биофильтра составляет не менее 2,0 м, при 20 мг/л — 3,0 м, при 15 мг/л — 4,0 м.

Расход воздуха, м3, на 1 м3 загрузки при наличии искусственной вентиляции высоконагружаемых биофильтров определяется по формуле

где K — коэффициент запаса (2,0—3,0).

Характеристика крупности загрузочного материала в зависимости от диаметра аэрофильтра и высоты загрузки приведена в табл. 65.

Таблица 65. Объем загрузки аэрофильтров

Башенные биофильтры рассчитываются по допустимой нагрузке табл. 66 или окислительной мощности по формуле

Таблица 66. Допустимая нагрузка на башенные биофильтры (СНиП II-Г. 6—62)

Рабочую высоту биофильтра большой высоты рекомендуется назначать от 8 до 16 м (табл. 67).

Таблица 67. Рабочая высота биофильтров (СНиП II-Г. 6—62)

Аэротенки. Очистка сточных вод в аэротенках основана на тех же принципах биологического (биохимического) окисления органических загрязнений сточных вод, что и в биофильтрах. Основную роль в процессе очистки здесь играют аэробные микроорганизмы, образующие так называемый активный ил. Аэротенки как .очистные сооружения могут применяться для полной (БПR2о=15 мг/л очищенной жидкости) или частичной очистки сточных вод (СНиП II-Г. 6—62).

Качественными показателями активного ила можно считать нагрузку, иловый индекс, возраст, прирост ила.

Нагрузка на активный ил характеризуется соотношением между массой ила (считая по беззольному веществу) и массой загрязняющих веществ в сточных водах.

Иловый индекс представляет собой показатель объема активного ила в мл после 30-минутного отстаивания, отнесенный к 1 г сухого вещества, ила. Более низкий иловый индекс указывает на лучшую осаждаемость ила. В аэротенках на полную биологическую очистку иловый индекс рекомендуется в пределах 70— 130 мл, на неполную очистку — 40—60 мл.

Возрастом ила принято считать время периода его обмена, т. е. среднюю продолжительность пребывания его в системе сооружений аэротенка. Показатель возраста можно определить путем деления веса активного ила (по сухому веществу) на суточный его прирост.

Возраст ила Т можно определить по формуле

где №а — объем аэротенка, м3;

Kcv — средняя концентрация активного ила в аэротенках, г/л;

QCT — объем сточных вод, поступающих на аэротенк, м3/сутки;

Ки — прирост активного ила, мг/л. Количество избыточного активного ила в аэротенках при полной и неполной очистке сточных вод в зависимости от БПКго очищаемых сточных вод и процента снижения БПК20 принимается по табл. 68 и 69.

Таблица 68. Количество избыточного активного ила при полной очистке сточных вод

Таблица 69. Количество избыточного активного ила при неполной очистке сточных вод

Формы микроорганизмов — минерализаторов активного ила — меняются в течение года; характерным является сезонное изменение. Объемный вес сухого вещества активного ила колеблется в пределах 1,2—1,8 г/см3.