37. Аэротенки. Расчет аэротенков.

Аэротенки вытеснители. Чаще всего бывают коридорного типа. Их используют, если БПКполн не превышает 500 мг/л.

Ширина коридоров м.б. 4,5; 6 или 9 м. в качестве аэраторов в аэротенках вытеснителях используют фильтросные трубы. Площадь зоны аэрации составляет 50% от общей площади аэратенка. Глубина аэротенка 5 м., а длина от 36-84 м.

Аэротенки смесители. Применяют для СВ с высокой начальной БПК, а также при резких колебаниях состава СВ.

Практически все аэротенки небольшого размера с механическими аэраторами относятся к типу аэротенков смесителей.

1 подача СВ

2 Стабилизатор потока

3 Механический аэратор поверхностного типа

4 Зона аэрации

5 Отделение дегазирования ила

6 Зона отстаивания

7 Зона уплотнения ила

8 Выпуск обработанной СВ

9 Выпуск избыточного ила

Для очистки СВ содержащих загрязнения, скорость окисления которых заметно отличается, используют 2х ступенчатые аэротенки в которых на каждой ступени используется ил хорошо адаптированный к определенным веществам. При этом производность аэротенка повышается на 20%.

Аэротенки с заполнителями. С целью повышения общей концентрации ила в аэротенк помещают биологически инертную массу, которая обрастает биопленкой. В качестве такой инертной массы можно использовать поролон в виде мелких кусков. После обрастания биопленкой поролон становится тяжелее воды и поддерживается во взвешенном состоянии в результате продувки воздуха. На выходе из аэротенка устраивается сетка, которая задерживает наполнитель (наз-ся биотенками). Общая окислительная мощность аэротенков с заполнителями выше, чем у обычного аэротенка, но удельная скорость окисления такая же, как в аэротенках другого типа.

Расчет аэротенков. Задача расчета: определить продолжительность аэрации и прироста ила. По этим параметрам устанавливают размеры и конструкцию аэротенка, а так же конструкцию сооружения.

Период аэрации.τ = V/Q= (La – Lτ)/(ρa*(1-S))=(La-Lτ)/r

V-объем аэротенка вытеснителя (смесителя)

Q-расход СВ подаваемый в аэротенк

S-зольность ила в долях единицы

ρ-скорость окисления загрязнений БПКполн(мг)/час*г (беззольное в-во ила)

а= 2-5 кг/м³ доза или концентрация активного ила

r-уравнение скорости р-ии окисления загрязнения

r=ρ*a(1-S)

В практике расчетов аэротенков величину rназывают окислительной мощностьюаэротенка. В этом случае rимеет размерность: [г*O₂/м³*сут] [ОМ](окислительная мощность).

Объем аэротенка V=Qсут*(La-Lτ)/ОМ

Qсут-суточная производительность аэротенка [м³/сут]

Величину ρ можно найти по выражению: ρ=ρmax*((Lτ*C₀)/(Lτ*C₀+K1*C₀+K₀*Lτ)) * (1/1+Ψa)

ρmax- maxскорость окисления [мг/г*ч], C₀-конц растворенного кислорода [мг/л], К₀-константа характеризующая влияние кислорода [мг О₂/л Н₂О] для городских СВ Кₒ=0,625, К1-константа хар-ая свойства орг-х соединений [мг*БПКполн/л] для городских СВ К1=33, Ψ-коэф-т ингибирования продуктами распада активного ила [г/л] для городских СВ Ѱ=0,07, а-доза ила [г/л]

Скорость окисления зависит от многих факторов: состав обрабатываемой СВ, степень адаптации биоценоза ила, температура, pH, наличие биогенных элементов, уровень нагрузки, конц растворенного кислорода ингибирующий фактор.

Период аэрации в аэротенках вытеснителях :

τ=((1+Ѱа)/(ρmax*Cₒ*a*(1-S))*[(Cₒ+Kₒ)(La-Lτ)+2,3*K1*Cₒ*Lg(La/Lτ)]*Kp

Kp-коэф-т учитывающий влияние продольного перемешивания.

При полной биологической очистки Кр=1,5 при этом Lτ ≤ 15 мг/л, если Lτ=30, то Кр=1,25

Режим вытеснения обеспечивается при соотношении (L/B)>30, если (L/B)<30необходимо предусматривать секционирование коридоров с числом ячеек 5÷6.

Для промышленных аэротенков τ= 8÷12 часов, иногда τ=20 часов.

Для расчета нагрузки на ил:q=(24*(La-Lτ))/(a*(1-S)*τ

Объем аэротенка можно также подсчитать, как произведение расхода на период аэрации.

V=Q*τ

Q-среднечасовой расход за время аэрации

τ-принимается для периода max притока СВ.

Расход воздуха в аэротенке определяется из условий равенства скоростей потребления кислорода и его растворения. Это при пневматической аэрации.

Уравнение баланса: dM/V=Kc(F/V)(C*-C)dτ

dM – масса кислорода переходящего из воздуха при аэрации в воду за время dτ

Kc – коэф-т массопередачи

F-поверхность контакта фаз, общая поверхность пузырьков воздуха при аэрации

C-рабочая конц кислорода в СВ

C*-растворимость кислорода в воде при условиях аэрации

F=Ka*Qвозд*H

Qвозд-объемный расход воздуха пропускаемый через аэраторы

H-высота барботажа в аэротенке

Ка- коэф-т учитывающий влияние типа аэратора на величину поверхности контакта.

Значение обобщенного коэф-та массопередачи в реальных условиях аэрации составляет 6-7 [гО₂/м⁴] для аэраторов в виде дырчатых труб, 15-18 [гО₂/м⁴] для фильтросных пластин.