Высоконагружаемые биологические фильтры

Аэрофильтры

6.132. БПК_полн сточных вод, подаваемых на аэрофильтры, не должна превышать 300 мг/л. При большей БПК_полн необходимо предусматривать рециркуляцию очищенных сточных вод. Коэффициент рециркуляции К_rc следует определять по формуле

(46)

где L_mix - БПК_полн смеси исходной и циркулирующей воды, при этом L_mix - не более 300 мг/л;

L_en, L_ex - БПК_полн соответственно исходной и очищенной сточной воды.

6.133. Для аэрофильтров надлежит принимать:

рабочую высоту H_af = 2-4 м;

гидравлическую нагрузку q_af = 10-30 м³/(м² ·сут);

удельный расход воздуха q_a = 8-12 м³/м³ с учетом рециркуляционного расхода.

6.134. При расчете аэрофильтров допустимую величину q_af, м³/(м² ·сут), при заданных q_a и H_afследует определять по табл. 38, где K_af = L_en/L_ex

Площадь аэрофильтров F_af, м², при очистке без рециркуляции необходимо рассчитывать по принятой гидравлической нагрузке q_af, м³/(м² ·сут), и суточному расходу сточных вод Q, м³/сут.

При очистке сточных вод с рециркуляцией площадь аэрофильтра F_af, м², надлежит определять по формуле

Таблица 38

q_af, м³/м³	H_af, м	Коэффициент K_af при T_w, °С, H_af, м, и q_af, м³/(м² ·сут),
T_w =8	T_w = 10	T_w =12	T_w=14
q_af =10	q_af =20	q_af =30	q_af =10	q_af =20	q_af =30	q_af=10	q_af =20	q_af =30	q_af =10	q_af =20	q_af =30
		3,02 5,25 9,05	2,32 3,53 5,37	2,04 2,89 4,14	3,38 6,2 10,4	2,5 3,96 6,25	2,18 3,22 4,73	3,76 7,32 11,2	2,74 4,64 7,54	2,36 3,62 5,56	4,3 8,95 12,1	3,02 5,25 9,05	2,56 4,09 6,54
		3,69 6,1 10,1	2,89 4,24 6,23	2,58 3,56 4,9	4,08 7,08 12,3	3,11 4,74 7,18	2,76 3,94 5,68	4,5 8,23 15,1	3,36 5,31 8,45	2,93 4,36 6,88	5,09 9,9 6,4	3,67 6,04 10	3,16 4,84 7,42
		4,32 7,25 12	3,88 5,01 7,35	3,01 4,18 5,83	4,76 8,35 14,8	3,72 5,55 8,5	3,28 4,78 6,2	5,31 9,9 18,4	3,98 6,35 10,4	3,44 5,14 7,69	5,97 11,7 23,1	4,31 7,2	3,7 5,72 8,83
Примечание. Для промежуточных значений q_a, H_af и T_w допускается величину К_af определять интерполяцией.

СНиП 2.04.03-85 Стр. 35

(47)

6.135. Количество избыточной биологической пленки, выносимой из высоко-нагружаемых биофильтров, надлежит принимать 28 г/(чел·сут) по сухому веществу, влажность - 96 %.

6.136. Расчет биофильтров для очистки производственных сточных вод допускается выполнять по табл. 37 и 38 или по окислительной мощности, определяемой экспериментально.

Биофильтры с пластмассовой загрузкой

6.137. БПК_полн сточных вод, подаваемых на биофильтры с пластмассовой загрузкой, допускается принимать не более 250 мг/л.

6.138. Для биофильтров с пластмассовой загрузкой надлежит принимать:

рабочую высоту H_pf = 3 - 4 м;

в качестве загрузки — блоки из поливинилхлорида, полистирола, полиэтилена, полипропилена, полиамида, гладких или перфорированных пластмассовых труб диаметром 50-100 мм или засыпные элементы в виде обрезков труб длиной 50-150 мм, диаметром 30-75 мм с перфорированными, гофрированными и гладкими стенками;

пористость загрузочного материала — 93-96 %,. удельную поверхность — 90-110м² /м³;

естественную аэрацию.

В случае возможного прекращения притока сточных вод на биофильтр необходимо предусматривать рециркуляцию сточных вод во избежание высыхания биопленки на поверхности загрузки.

6.139. При расчете биофильтров с пластмассовой загрузкой надлежит определять:

гидравлическую нагрузку q_pf,м³/(м³ • сут) — в соответствии с необходимым эффектом очистки Э, %, температурой сточных вод T_w, °С, и принятой высотой H_pf, м, по табл. 39;

объем загрузки и площадь биофильтров — по гидравлической нагрузке и расходу сточных вод.

Таблица 39

Эффект очистки Э, %	Гидравлическая нагрузка q_pf, м³/(м³•сут), при высоте загрузки H_pf, м
H_pf=3	H_pf =4
Температура сточных вод T_w, °С

	6,3	6,8	7,5	8,2	8,3	9,1		10,9
	8,4	9,2			11,2	12,3	13,5	14,7
	10,2	11,2	12,3	13,6	13,7		16,4	17,9

Аэротенки

6.140. Аэротенки различных типов следует применять для биологической очистки городских и производственных сточных вод.

Аэротенки, действующие по принципу вытеснителей, следует применять при отсутствии залповых поступлений токсичных веществ, а также на второй ступени двухступенчатых схем.

Комбинированные сооружения типа аэротенков-отстойников (аэроакселераторы, окситенки, флототенки, аэротенки-осветлители и др.) при обосновании допускается применять на любой ступени биологической очистки.

6.141. Регенерацию активного ила необходимо предусматривать при БПК_полнпоступающей в аэротенки воды свыше 150 мг/л, а также при наличии в воде вредных производственных примесей.

6.142. Вместимость аэротенков необходимо определять по среднечасовому поступлению воды за период аэрации в часы максимального притока.

Расход циркулирующего активного ила при расчете вместимости аэротенков без регенераторов и вторичных отстойников не учитывается.

6.143. Период аэрации t_atm, ч, в аэротенках, работающих по принципу смесителей, следует определять по формуле

(48)

где L_en — БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании), мг/л;

L_ex— БПК_полн очищенной воды, мг/л;

a_i — доза ила, г/л, определяемая технико-экономическим расчетом с учетом работы вторичных отстойников;

s — зольность ила, принимаемая по табл.40;

ρ — удельная скорость окисления, мг, БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч, определяемая по формуле

(49)

здесь ρ_тах - максимальная скорость окисления, мг/(г·ч), принимаемая по табл. 40;

C_O- концентрация растворенного кислорода, мг/л;

K_l- константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПК_полн/л, и принимаемая по табл.40;

К_O - константа, характеризующая влияние кислорода, мг О₂/л, и принимаемая по табл. 40;

φ - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г, принимаемый по табл.40.

Примечания: 1. Формулы (48) и (49) справедливы при среднегодовой температуре сточных вод 15 °С. При иной среднегодовой температуре сточных вод T_w, продолжительность аэрации, вычисленная по формуле (48), должна быть умножена на отношение 15/T_w.

2. Продолжительность аэрации во всех случаях не должна быть менее 2 ч.

Стр. 36 СНиП 2.04.03-85

Т а б л и ц а 40

Сточные воды	ρ_тах, мг БПК_полн/(г·ч)	K_l, мг БПК_полн/л	К_O, мг О₂/л	φ л/г	s
Городские			0,625	0,07	0,3
Производственные: а) нефтеперерабатывающих заводов: I система II “			1,81 1,66	0,17 0,158	- -
6) азотной промышленности			2,4	1,11	-
в) заводов синтетического каучука			0,6	0,06	0,15
г) целлюлозно-бумажной промышленности: сульфатно-целлюлозное производство сульфитно-целлюлозное “			1,5 1,6		0,16 0,17
д) заводов искусственного волокна (вискозы)			0,7	0,27	-
с) фабрик первичной обработки шерсти: I ступень II “			- -	0,23 0,2	- -
ж) дрожжевых заводов			1,66	0,16	0,35
з) заводов органического синтеза			1,7	0,27	-
и) микробиологической промышленности: производство лизина “ биозита и витамицина			1,67 1,5	0,17 0,98	0,15 0,12
к) свинооткормочных комплексов: I ступень II “			1,65 1,68	0,176 0,171	0,25 0,3
Примечание. Для других производств указанные параметры следует принимать по данным научно-исследовательских организаций.

6.144. Период аэрации t_atv, ч, в аэротенках-вытеснителях надлежит рассчитывать по формуле

(50)

где К_р - коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания: К_р =1,5 при биологической очистке до L_ex=15 мг/л; К_р=1,25 при L_ex > 30 Мг/л;

L_mix - БПК_полн, определяемая с учетом разбавления рециркуляционным расходом:

(51)

здесь R_i — степень рециркуляции активного ила, определяемая по формуле (52); обозначения величин а_i, ρ_max, C_O, L_en, L_ex, К_l, К_O, φ, s следует принимать по формуле (49).

Примечание.Режим вытеснения обеспечивается при отношении длины коридоров l к ширине b свыше 30. При l/b <30 необходимо предусматривать секционирование коридоров с числом ячеек пять-шесть.

6.145. Степень рециркуляцииактивного ила R_i ваэротенках следует рассчитывать по формуле

(52)

где а_i — доза ила в аэротенке, г/л;

J_i — иловый индекс, cм^з/г.

Примечания: 1. Формула справедлива при J_i < 175см³ /г и а_i до 5 г/л.

2. Величина R_i должна быть не менее 0,3 для отстойников с илососами, 0,4 — с илоскребами, 0,6 — при самотечном удалении ила.

6.146. Величину илового индекса необходимо определять экспериментально при разбавлении иловой смеси до 1 г/л в зависимости от нагрузки на ил. Для городских и основных видов производственных сточных вод допускается определять величину J_i по табл.41.

Таблица 41

Сточные воды	Иловый индекс J_i, см³/г, при нагрузке на ил q_i мг/ (г·сут)

Городские
Производственные: а) нефтеперерабатывающих заводов	-
б) заводов синтетического каучука	-
в) комбинатов искусственного волокна	-
г) целлюлозно-бумажных комбинатов	-
д) химкомбинатов азотной промышленности	-
Примечание. Для окситенков величина J_i должна быть снижена в 1,3 - 1,5 раза.

СНиП 2.04.03-85 Стр.37

Нагрузку на ил q_i, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в сутки, надлежит рассчитывать по формуле

(53)

где t_at - период аэрации, ч.

6.147. При проектировании аэротенков с регенераторами продолжительность окисления органических загрязняющих веществ t_O, ч, надлежит определять по формуле

(54)

где R_i - следует определять по формуле (52);

a_r - доза ила в регенераторе, г/л, определяемая по формуле

(55)

ρ - удельная скорость окисления для аэротенков — смесителей и вытеснителей, определяемая по формуле (49) при дозе ила а_r.

Продолжительность обработки воды в аэротенке t_at, ч, необходимо определять по формуле

(56)

Продолжительность регенерации t_r, ч, надлежит определять по формуле

(57)

Вместимость аэротенка W_at, м³, следует определять по формуле

(58)

где q_w - расчетный расход сточных вод, м³/ч.

Вместимость регенераторов W_r, м³, следует определять по формуле

W_r = t_rR_iq_w . (59)

6.148. Прирост активного ила P_i, мг/л в аэротенках надлежит определять по формуле

Pi = 0,8 C_cdp+ K_gL_en. (60)

где C_cdp - концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в аэротенк, мг/л;

K_g - коэффициент прироста; для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод K_g = 0,3; при очистке сточных вод в окситенках величина K_g снижается до 0,25.

6.149. Необходимо предусматривать возможность работы аэротенков с переменным объемом регенераторов.

6.150. Для аэротенков и регенераторов надлежит принимать: .

число секций — не менее двух;

рабочую глубину — 3-6 м, свыше — при обосновании;

отношение ширины коридора к рабочей глубине - от 1:1 до 2:1.

6.151. Аэраторы в аэротенках допускается применять:

мелкопузырчатые — пористые керамические и пластмассовые материалы (фильтросные пластины, трубы, диффузоры) и синтетические ткани;

среднепузырчатые — щелевые и дырчатые трубы;

крупнопузырчатые — трубы с открытым концом;

механические и пневмомеханические.

6.152. Число аэраторов в регенераторах и на первой половине длины аэротенков-вытеснителей надлежит принимать вдвое больше, чем на остальной длине аэротенков.

6.193. Заглубление аэраторов следует принимать в соответствии с давлением воздуходувного оборудования и с учетом потерь в разводящих коммуникациях и аэраторах (см. п. 5.34).

6.154. В аэротенках необходимо предусматривать возможность опорожнения и устройства для выпуска воды из аэраторов.

6.155. При необходимости в аэротенках надлежит предусматривать мероприятия по локализации пены — орошение водой через брызгала или применение химических антивспенивателей.

Интенсивность разбрызгивания при орошении следует принимать по экспериментальным данным.

Применение химических антивспенивателей должно быть согласовано с органами санитарно-эпидемиологической службы и охраны рыбных запасов.

6.156. Рециркуляцию активного или следует осуществлять эрлифтами или насосами.

6.157. Удельный расход воздуха q_air, м³/м³ очищаемой воды, при пневматической системе аэрации надлежит определять по формуле

(61)

где q_O — удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой БПК_полн, принимаемый при очистке до БПК_полн 15-20 мг/л — 1,1, при очистке до БПК_полн свыше 20 мг/л - 0,9;

K₁ — коэффициент, учитывающий тип аэратора и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка f_az/f_at по табл. 42; для среднепузырчатой и низконапорной K₁ = 0,75;

K₂ — коэффициент, зависимый от глубины погружения аэраторов h_a и принимаемый по табл.43;

К_T — коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, который следует определять по формуле

К_T = 1 + 0,02 (T_w - 20) , (62)

здесь T_w — среднемесячная температура воды за летний период, °С;

K₃- коэффициент качества воды, принимаемый для городских сточных вод 0,85; при наличии СПАВ принимается в зависимости от величины f_az/f_at по табл. 44, для

Стр. 38 СНиП 2.04.03-85

производственных сточныхвод — по опытным данным, при их отсутствии допускается принимать K₃=0,7;

С_a — растворимость кислорода воздуха в воде мг/л, определяемая по формуле

(63)

здесь С_T - растворимость кислорода в воде в зависимости oт температуры и атмосферного давления, принимаемая по справочным данным;

h_a - глубина погружения аэратора, м;

С_O - средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л; в первом приближении С_O допускается принимать 2 мг/л и необходимо уточнять на основе технико-экономических расчетов с учетом формул (48) и (49).

Площадь аэрируемой зоны для пневматических аэраторов включает просветы между ними до 0,3 м.

Интенсивность аэрации J_a, м³/(м²·ч), надлежит определять по формуле

(64)

где H_at — рабочая глубина аэротенка, м;

t_at — период аэрации, ч.

Если вычисленная интенсивность аэрации свыше J_a,max для принятого значения K₁, необходимо увеличить площадь аэрируемой зоны; если менее J_a,min для принятого значения К₂ — следует увеличить расход воздуха, приняв J_a,min по табл. 43.

6.158. При подборе механических, пневмомеханических и струйных аэраторов следует исходить из их производительности по кислороду, определенной при температуре 20 °С и отсутствии растворенного в воде кислорода, скорости потребления и массообменных свойств жидкости, характеризуемых коэффициентами K_Tи K₃ и дефицитом кислорода (С_a — С_O) /С_a и определяемых по п. 6.157.

Число аэраторов N_ma для аэротенков и биологических прудов следует определять по формуле

(65)

где W_at— объем сооружения, м³;

Q_ma -производительность аэратора по кислороду, кг/ч, принимаемая по паспортным данным;

t_at - продолжительность пребывания жидкости в сооружении, ч; значения остальных параметров следует принимать по формуле (61).

Примечание. При определенном числе механических аэраторов необходимо проверять их перемешивающую способность по поддержанию активного ила во взвешенном состоянии. Зону действия аэратора следует определять расчетом; ориентировочно она составляет 5-6 диаметров рабочего колеса.

6.159. Окситенки рекомендуется применять при условии подачи технического кислорода от кислородных установок промышленных предприятий. Допускается применение их и при строительстве кислородной станции в составе очистных сооружений.

Окситенки должны быть оборудованы механическими аэраторами, легким герметичным перекрытием, системой автоматической подпитки кислорода и продувки газовой фазы, что должно обеспечивать эффективность использования кислорода 90 %.

Таблица 42

f_az/f_at	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,75
K₁	1,34	1,47	1,68	1,89	1,94		2,13	2,3
J_a,max, м³/(м²·ч)

Таблица 43

h_a, м	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
K₂	0,4	0,46	0,6	0,8	0,9	2,08	2,52	2,92	3,3
J_a,min, м³/(м²·ч)							3,5		2,5

Таблица 44

f_az/f_at	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,75
K₃	0,59	0,59	0,64	0,66	0,72	0,77	0,88	0,99

Для очистки производственных сточных вод и их смеси с городскими сточными водами следует применять окситенки, совмещенные с илоотделителем. Объем зоны аэрации окситенка надлежит рассчитывать по формулам (48) и (49). Концентрацию кислорода в иловой смеси окситенка следует принимать в пределах 6-12 мг/л, дозу ила - 6-10 г/л.

СНиП 2.04.03-85 Стр. 39