4. Пример расчета аэротенка, нитрификатора и денитрификатора по схеме «в».

Исходные данные.

Qсут =50 тыс. м3	Сen =200мг/л	Т =120С
q ср =2083м3/ч	Len =235мг/л	Т =230С
q ср s =579 л/с	рН=7	Эосв=60%
Kgen max =1,51	С N-NН =20мг/л	С =2мг/л
q max =3150м3/ч	С N-Nорг=2мг/л	С =0мг/л

4.1.Концентрация взвешенных веществ в сточной жидкости, поступающей в аэротенк

С_сdp= =

4.2.Значение БПК_полн сточной жидкости, поступающей в аэротенк

L_cdp=L_en –0,01C_en Э_осв (1-s) =235-0,01·200·60 (1-0,3) =151мг/л

4.3.Концентрация азота органического в сточной жидкости, поступающей в аэротенк.

(С _N-Nорг) _cdp= = мг/л

4.4.Прирост активного ила в аэротенке.

(Пi)_at = 0,8 С_сdp+0,3 L_cdp = 0,8 80+0,3 151=109 мг/л

4.5.Количество азота, пошедшее на синтез клеток микроорганизмов в аэротенке.

(∆N) _at = (Пi) _at М m(1- s)

(∆N) _at=109 0,25 0,105(1-0,3)=2мг/л

4.6.Общее количество азота, поступающего в нитрификатор

(С_N-Nобщ)_нит=(С_N-Nорг)_cdp + С _N-NН - (∆N) _at

(С_N-Nобщ)_нит=0,8 + 20 – 2 = 18,8 мг/л

4.7.Концентрация азота нитратного, поступающего в денитрификатор

=(С_N-Nобщ)_нит = 18,8 мг/л

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

(L_en)_ден= 4·

(L_en)_ден=4 18,8=75 мг/л

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

(L_en)_ден Q_сут= L_cdp Q_ден

Q_ден= Q_сут (L_en)_ден / L_cdp

Q_ден =50000 75/151=24834 м³/сут

Тогда в аэротенк будет направляться:

Q _at= Q_сут - Q_ден=50000-24834=25166 м³/сут

4.10.Распределение сточной жидкости между аэротенком и денитрификатором в долях единицы:

G _ден=24834/50000=0,0,497

G _at=25166/50000=0,503

4.11.Прирост ила в денитрификаторе

(Пi)_ден = 0,8 С_сdp+0,3 (L_en)_ден

(Пi)_ден = 0,8 80+0,3 75=87 мг/л

4.12.Количество азота, пошедшего на синтез клеток микроорганизмов в денитрификаторе

(∆N) _ден = (Пi) _ден М m(1- s)

(∆N) _ден=87 0,25 0,1(1-0,3)=1,5 мг/л

4.13.Концентрация общего азота в денитрификаторе без учета рециркуляционного расхода

(С _N-NН )_ден= С _N-NН + (С_N-Nорг)_cdp - (∆N) _ден

(С _N-NН )_ден =20 + 0,8 – 1,5 = 19,3 мг/л

4.14.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 )_ден Q_ден= С Q_сут(1+ R_i)

R_i=

R_i=

4.15.Общая продолжительность обработки загрязнений в аэротенке с регенератором при БПК_пол=151мг/л.

t₀ =

г/л

мг/(г ч)

t₀ = ч

4.16. Продолжительность нахождения сточной жидкости в аэротенке

ч.

Принимаем t_at=2 ч (п.6.143, приложение 2 [1]).

4.17. Продолжительность нахождения загрязнений в регенераторе

t_r = t_o- t_at

t_r = 2,5 – 2 = 0,5 ч

4.18.Продолжительность нахождения сточной жидкости в нитрификаторе

t_нит = ,

t_нит = ч

4.19.Продолжительность обработки сточной жидкости в денитрификаторе.

t_ден = ,

ч

4.20.Расчетный расход сточной жидкости, проходящий через денитрификатор

(q_m)_ден =

Р₁,Р₂,…Р_n – принимаются аналогично расчету аэротенка в примере 4.

(q_m)_ден = м³/ч

4.21.Расчетный расход сточной жидкости, направляемой в аэротенк

(q_m) _at = G _at (q_m)_ден,

(q_m) _at = 0,503 3150 = 1585м³/ч

4.22.Расчетный расход осветленной сточной жидкости, направляемой в денитрификатор

(q_m^осв)_ден =(q_m)_ден -(q_m) _at

(q_m^осв)_ден = 3150-1585=1565м³/ч

4.23.Требуемый объем регенератора

W_r=(q_m) _at t_r R_i

W_r= 1585 0,5 3,8 = 30112 м³

4.24.Требуемый объем аэротенка

W_at=(q_m) _at t_at (1+ R_i )

W_at=1585 2(1+3,8) = 15216м³

4.25.Требуемый объем нитрификатора

W_нит = (q_m)_нит t_нит

(q_m)_нит = (q_m) _at

W_нит =1585 12=19020 м³

4.26.Требуемый объем денитрификатора

W_ден=(q_m)_ден t_ден

где (q_m)_ден= (q_m) _at, т.к. концентрация азота нитратного в расчетной формуле принята без учета его количества в органическом субстрате.

W_ден=1585 2=3170 м³

4.27.Требуемый объем постаэратора

W_пост=(q_m)_пост t_пост

W_пост=3150 1=3150м³

4.28.Общий объем регенератора, аэротенка, нитрификатора, денитрификатора, постаэратора

W= W_r +W_at + W_нит + W_ден + W_пост

W= 3012+15216+19020+3170+3150=43568 м³

4.29.Доля каждого сооружения от общего объема

Р_at=15216/43568=0,35; Р_r=3012/43568=0,07; Р_нит=19020/43568=0,44; Р_ден=3170/43568=0,07; Р_пост=3150/43568=0,07

4.30.Подбираются размеры сооружения.

Принимается 5 секций трех коридорного аэротенка А-3-9-4,4

Объем секции - 9270м³

Общий объем – 46350 м³

Длина сооружения – 78 м

4.31.Размеры каждого сооружения

Lобщ = 78 3=234м	Lнит = 234 0,44=103м
Lat= 234 0,35=82м	Lден= 234 0,07=16м
L r= 234 0,07=16м	Lпост = 234 0,07=17м

4.32.Распределение объема сооружения между регенератором, аэротенком, нитрификатором, денитрификатором и постаэратором приведено на рис.4

Рис.4. Распределение объема сооружения между аэротенком с регенератором, нитрификатором, денитрификатором и постаэратором.

4.33.Требуемый удельный расход воздуха в аэротенке и нитрификаторе

q_air=

L^экв_en = (С_N-Nобщ)_нит 3,43

L^экв_en = 18,8 3,43=64,5мг/л

= (С _N-NН )_ех 3,43=0 мг/л;

К₃=1+0,02(Т_w-20)

К₃=1+0,02(23-20)=1,06

С_а= С_т

С_а = 8,5 =9,7 мг/л

q_air = =9,1м³/м³ч

4.34.Требуемый расход воздуха в аэротенке и нитрификаторе

Q_air= q_air (q_m) _at

Q_air = 9,1 1585 = 14424 м³/ч

4.35.Требуемый расход воздуха в постаэраторе

(Q_air)_пост= q_air ^пост (q_m) _пост

(Q_air)_пост=0,5 3150=1575 м³/ч

4.36. Общий расход воздуха, подаваемый в аэротенки, нитрификаторы и постаэраторы

(Q_air)_общ= Q_air + (Q_air)_пост

(Q_air)_общ= 14424+1575=15999 м³/ч

4.37.Требуемое количество воздуходувок

Принимаем воздуходувки марки ТВ-175-1.6 со следующими характеристиками:

производительность – 10000 м³/час, давление – 1,6 атм, мощность на валу эл/двигателя – 250 кВт, число оборотов – 3290 об/мин

Nв=

Nв=15999/(0,8 10000)≈2возд.

4.38.Количество избыточного активного ила, образующегося в аэротенке

(А_i)_at =

(А_i)_at = т/сут

4.39.Количество избыточного активного ила по сухому веществу, образующегося в денитрификаторе

(А_i)_ден =

(А_i)_ден = т/сут

4.40.Общее количество избыточного активного ила, выгружаемого из биологической системы

(А_i)_общ =(А_i)_at +(А_i)_ден

(А_i)_общ =2,74+3,85=6,59 т/сут

4.41.Объем избыточного активного ила

(Q_i )_общ=

Рi = 100

а_ил.кам.= а_i =2 =2,5 г/л

Рi = 100=99,75%

(Q_i )_общ= м³/сут

4.42.Объем циркулирующего активного ила

Q_цаи = Q_сут х R_i

Q_цаи = 50000х3,8 = 190000 м³/сут

4.43.Подбор насоса циркулирующего активного ила [5]

Принимаем насос марки СД-2400/75, мощностью 737,5кВт, с числом оборотов 750 об/мин, КПД = 66,5%

Nнас=

Nнас=190000/24 0,9 2400=4 нас.

4.44.Подбираем мешалки для денитрификатора.

После построения балансовой схемы (рис.5, приложение 3) производится уточнение расчетных параметров.

Список использованной литературы

1. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1986

2. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1981

3. Справочник монтажника. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений. М.: Стройиздат, 1979

4. Методика технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. М.: Стройиздат, 1977

5. Балыгин В.В., Крыжановский А.Н., Похил Ю.Н. Насосы. Каталог-справочник. Новосибирск, 2000.

6. Яковлев С.В. и др. Канализация. Москва: Стройиздат, 1976.

Приложение 1

Таблица

растворимости кислорода воздуха в дистиллированной воде при давлении 760мм рт.ст.

Темп-ра ст. жидкости, 0С	Растворенный кислород, мг/л	Тем-ра ст. жидкости, 0С	Растворенный кислород, мг/л
0	14,65	16	9,82
1	14,25	17	9,61
2	13,86	18	9,4
3	13,49	19	9,21
4	13,13	20	9,02
5	12,79	21	8,84
6	12,46	22	8,67
7	12,14	23	8,5
8	11,84	24	8,33
9	11,55	25	8,18
10	11,27	26	8,02
11	11	27	7,87
12	10,75	28	7,72
13	10,5	29	7,58
14	10,26	30	7,44
15	10,03

ПО

Р

ΔN = 2

ВО

ΔN = 0

ΔN = 1,5

Рис.7. Балансовая схема к примеру расчета по схеме «в»

Приложение 3

26