Проектирование сооружений для очистки сточных вод

Содержание статьи:

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени комплексныйнаучно-исследовательский и конструкторско-технологический институтводоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженернойгидрогеологии (ВНИИ ВОДГЕО) Госстроя СССР

Справочное пособие
к СНиП2.04.03-85

Проектирование сооружений для очистки сточных вод

Москва Стройиздат 1990

Разработано к СНиП 2.04.03-85«Канализация. Наружные сети и сооружения» на основе результатов научныхисследования и опыта эксплуатации сооружений и установок для очистки сточныхвод за последние годы в различных отраслях промышленности. Содержит методики ипримеры расчета, вспомогательные справочные материалы, необходимые припроектировании очистных сооружений.

Дляинженерно-технических работников проектных и строительно-монтажных организаций.

Содержание

1. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД Усреднители Типы и конструкции усреднителей Отстойники Общие сведения Расчет отстойников Тонкослойные отстойники Реконструкция обычных отстойниковв тонкослойные Примеры расчета отстойников Гидроциклоны Примеры расчета гидроциклонов 2. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИСТОЧНЫХ ВОД Аэротенки Аэротенки — смесители безрегенераторов Аэротенки-смесители сгенераторами Аэротенки-вытеснители срегенераторами Аэротенки-вытеснители безрегенераторов Системы аэрации Окситенки Аэротенки с флотационнымилоотделением для очистки производственных сточных вод Аэротенки с флотационнымразделением иловой смеси для очистки городских сточных вод Удаление из сточных водсоединений азота Удаление из сточных водсоединений фосфора 3. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ очистки сточных вод Нейтрализация сточных вод Адсорберы Установки для ионообменнойочистки сточных вод Установки для электрохимическойочистки сточных вод 4. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИОСАДКОВ Аэробные стабилизаторы Флотационные илоуплотнители 5. ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД Установки для обеззараживаниясточных вод жидким хлором Установки для обеззараживанияочищенных сточных вод с использованием прямого электролиза 6. СОВМЕСТНАЯ ОБРАБОТКА СТОЧНЫХВОД И ОСАДКОВ ВОДОПРОВОДНЫХ СТАНЦИЙ 7. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА С ТЕРРИТОРИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

1. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Усреднители

1.1. Усреднение расхода и концентрациизагрязнений позволяют рассчитывать все последующие звенья очистки не намаксимальные, а на некоторые средние значения параметров потока. Экономичнееиметь усреднитель в начале цепи, чем завышать объем и производительностькаждого из последующих звеньев очистки.

1.2. Выбор рациональной схемыусреднения (типа усреднителя), расчет его объема проводятся на основеинформации о характере колебаний параметров входного потока (концентраций Сen(t) и расхода qen(t) ч и требований на допустимые колебания параметров сточныхвод на выходе усреднителя Ceх,(t), qex(t). Этитребования обычно устанавливаются на основе максимально допустимых величин Сadm и qadm, назначаемых в зависимости от типа последующих очистныхсооружений, при этом они должны превышать средние значения параметров Сen mid, qen mid.

Для расчетаобъема усреднителя используется информация, получаемая: от технологов основногопроизводства, которые, используя характеристику номинального режимапроизводства и аварийных режимов, могут прогнозировать характер поступлениясточных вод на очистные сооружения; с объектов-аналогов, а такженепосредственным наблюдением на объекте.

Информацияможет накапливаться в записях заводских лабораторий об изменениях расхода илимитируемых показателей загрязнения сточной воды.

При наличиина предприятии контрольно-измерительной аппаратуры изменение состава сточныхвод регистрируется непрерывно, при отсутствии — дискретно с различнойдлительностью интервалов между лабораторными анализами (не более 1 ч).Окончательная форма представления информации о колебаниях — таблицы и графики.Полученная информация о колебаниях расхода и состава сточных вод (полимитируемым загрязнениям, например: рH среды, интенсивность окраски, взвешенные вещества,специфические загрязнения производства), а также представление о количественноми качественном составе нерастворимых загрязнений, даст возможность вести расчетобъема усреднителя в соответствии с основными типами нестационарности потока:

залповыесбросы высококонцентрированных сточных вод;

циклическиеколебания;

случайныеколебании произвольного спектра.

Сведения околичественном и качественном составе нерастворимых загрязнений необходимы длявыбора способа перемешивания и расчета перемешивающих устройств. Кроме того,эти сведения помогу принять решения о возможной компоновке усреднителя сотстойной зоной в целях облегчения его эксплуатации и частичной очистки стоков.Образование непредусмотренного и трудноотделяемого осадка в усреднителяхявляется основной причиной снижения эффективности их работы.

Конструктивноевыделение зоны отстаивания в усреднителе приемлемо при наличии узла обработкиосадка в технологической цепи очистки (напорная, реагентная флотация,отстаивание, осветление).

Типы иконструкции усреднителей

1.3. Тип усреднителя необходимовыбирать в зависимости от характера и количества нерастворенных компонентовзагрязнений, а также динамики поступления сточных вод. При гашении залповыхсбросов предпочтительнее конструкции многоканального типа, при произвольныхколебаниях практически равноценны любые типы усреднителей. В таких случаяхбольшую роль играют вид и количество нерастворенных загрязнений.

Кмногоканальным конструкциям относятся: прямоугольные — Д. М. Ванякина, круглые- Д. А. Шпилева, конструкции с неравномерным распределением расхода и объемовпо каналам.

Усреднитель-смесительбарботажного типа следует применять для усреднения стоков независимо от режимаих поступления при содержании грубодиспергированных взвешенных веществ сконцентрацией до 500 мг/л гидравлической крупностью до 10 мм/с.

Усреднитель-смесительс механическим перемешиванием и отстойной зоной необходимо применять дляусреднения стогов с содержанием взвешенных веществ более 500 мг/л любойгидравлической крупности. Режим поступления стоков — произвольный.

Усреднителиследует устанавливать после отстойников или оборудовать их отстойной частью сцелью облегчения эксплуатации. Расчет отстойной части необходимо проводить поданным кинетики осаждения взвесей, аналогично расчету отстойников. При этомнеобходимо учитывать гидродинамический режим выбранного типа усреднителя. Дляподавления залповых сбросов высококонцентрированных стоков и произвольныхколебаний состава и при наличии взвешенных мелкодиспергированных веществ сконцентрацией до 500 мг/л, гидравлической крупностью до 5 мм/с следуетприменять многоканальные усреднители без принудительного перемешивания. Принеобходимости усреднения и расхода усреднитель блокируется с аккумулирующейемкостью.

КОНСТРУКЦИИУСРЕДНИТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНОГО ТИПА

1.4. Комплексный подход к выбору типаусреднителя и его расчету в зависимости от характераколебаний концентрации загрязнений ирасхода сточных вод, от их качественного состава, позволил выявить основныетипы конструкций.

Однако дляконкретных технологических задач усреднения сточных вод могут быть использованыи другие схемы усреднения (последовательно-параллельные, двухступенчатые и др.)с соответствующим обоснованием, разрабатываться новые конструкции с заданнымисвойствами.

Усреднитель -смеситель барботажного типа

1.5. Союзводоканалпроект разработалтиповые проекты многосекционных пневматических усреднителей концентрациисточных вод полезным объемом одной секции 300, 1400 и 5000 м³. Применениеусреднителей барботажного типа связано с соблюдением ряда принципиальныхположений:

1.Распределение сточных вод по площади усреднителя должно быть максимальноравномерное. С этой целью могут использоваться системы подающих лотков спридонными водосливными окнами, расположенными на расстоянии 2 м друг от друга.При обеспечении должного качества строительства возможно распределение жидкостииз лотков через донные выпуски. Размеры выпусков рассчитываются по формуле:

                                                                                     (1)

Каждыйраспределительный лоток оборудуется двумя шиберами: на входе в лоток длясоздания оптимального режима и равномерного распределения сточной воды междулотками; и в конце лотка в торцевом придонном водосливном окне размером 20´40см (Н´В), обеспечивающий периодическую промывку лотка.

Числораспределительных лотков и размещение выпускных окон в одной или обеих стенкахлотков принимается из такого расчета, чтобы в каждый циркуляционный потокпоступало одинаковое количество жидкости.

2. Принапорной подаче воды на усреднитель перед ним на трубопроводе необходимоустанавливать колодец гашения напора. Целесообразнее самотечная подача стоковна усреднитель. В этом случае сооружение несет на себе всю нагрузку повыравниванию расхода и концентрации.

3. Расчетобъема усреднителя ведется в зависимости отхарактера поступления сточных вод на сооружение в соответствии с формулами(19)-(24) СНиП2.04.03-85.

Максимальнаявеличина скорости проточного теченияжидкости в усреднитель 2,5 мм/с, при этом длина секции усреднителя принимаетсяиз расчета

                                                                                             (2)

с учетом графика поступления концентрации загрязнении почасам суток.

С цельюобеспечения равномерного распределения жидкости и воздуха вдоль усреднителяцелесообразна длина секции не более 24 м. Глубина слоя поды в усреднителе изконструктивных соображений принимается в пределах 3-6 м. Ширина секцииусреднителя принимается не более 12 м.

4. В качествебарботеров в усреднителе рекомендуется использовать перфорированные трубы сотверстиями диаметром 3 мм (шаг 8-16 см), располагаемыми в нижней части трубы водин или два ряда под углом 45° к оси трубы.

Трубыукладываются горизонтально вдоль резервуара на подставках высотой 6-10 см.Допустимое отклонение от горизонтальной укладки труб барботеров не должнопревышать ± 0,015 м так, чтобы связанная с этим неравномерность подачи воздухапо длине барботера не превысила одной трети от принятой в расчетенеравномерности подачи воздуха (20 % среднего расхода воздуха).

Барботерыподразделяют на пристеночные, создающие один циркуляционный поток, ипромежуточные, создающие два циркуляционных потока.

Оптимальноерасстояние между барботерами следует считать (2-3)Н, а между барботерами и параллельной ему стеной усреднителя(1-1,5)Н, где Н — глубина погружения барботера.

При расчетепринимаются:

интенсивностьбарботирования для усреднения концентрации растворенных примесей припростеночных барботерах 6 м³/ч на 1 м, при промежуточных барботерах12 м³/ч на 1 м;

интенсивностьбарботирования для предотвращения выпадания в осадок взвесей в пристеночныхбарботерах 12 м³/ч на 1м, в промежуточных 24 м³/ч на 1 м.

Числа стояковподвода воздуха к барботеру и шаг между радиальными отверстиями перфорации длябарботеров из полиэтиленовых труб надлежит определять в зависимости оттребуемой интенсивности барботирования и заданной неравномерности подачивоздуха на основании данных, приведенных в табл. 1.

В расчетепринято, что каждый стояк присоединен к середине обслуживаемого им участка барботера длиной l. При расположении стояка подвода воздуха у одного из концовбарботера длина обслуживаемого участка будет равна l/2.

Таблица 1

Наружный диаметр трубы, мм	Диаметр центрального отверстия барботера, мм	Диаметр перфорационных отверстий, мм	Число рядов перфорационных отверстий	Интенсивность подачи воздуха, Нм3/ч	Перепад давления на перфорационном отверстии, кПа	Шаг радиальных отверстий, мм	Неравномерность подачи воздуха, %	Длина барботера обслуживаемого одним стояком, м
50	42,5	3	1	6	1	160	20	39,5
				12	4	160	20	42,5
				12	1	80	20	28,5
			2	12	1	160	20	29
				24	4	160	20	32
				24	1	80	20	22
6,3	59	3	1	6	1	160	12	50
				12	4	160	10	50
				12	1	80	20	44
			2	12	1	160	20	43,5
				24	4	160	20	47
				24	1	80	20	33,5
75	71	3	1	6	1	160	5	50
				12	4	160	4	50
				12	1	80	13	50
			2	12	1	160	13	50
				24	4	160	10	50
				24	1	80	20	43,5

Расчетнаяглубина погружения барботера принята равной 4,3 м. Приведенные в табл. 1 данные могут использоваться приизменении погружения в диапазоне 3-5 м.

При среднемперепаде давления на перфорированных отверстиях=1 кПа максимальные потери в барботере не более м=2 кПа, а при =4 кПа — не более м=7 кПа.

5. Дляпредотвращения выпадения осадка в местах прямоугольного сопряжения днища состенками резервуара рекомендуется заполнение этих мест тощим бетоном. При этомугол сопряжении днища с заполнением должен составлять 30°.

Возможенуклон в сторону забора воды, где должен быть предусмотрен трубопроводопорожнения секции усреднителя.

6. На входе вусреднитель необходимо устанавливать контрольно-измерительную аппаратуру дляопределения расхода полы и воздуха, поступающих на сооружение.

7. Всеконструктивные узлы сооружения необходимо оборудовать трубопроводамиопорожнения и предусматривать малые средства механизации (например,бадья-таль-кошка, бадья-тальфер и др.) для периодической чистки усреднителя.

Возможно,предусмотреть нестационарную систему пеногашения усредненными стоками(например, шланги с насадками, укрепленные на штативах). Как показал опытэксплуатации, пены в усреднителях нет, кроме исключительных случаев, когдаприменяли и производстве запрещенные в настоящее время ПАВ.

8. Взависимости от характеристик стоков в цеховых каналах, на выпусках изпромышленных здании или перед резервуаром — усреднителем необходимопредусматривать решетки для сбора волокон, шерсти, тряпок и других отходовпроизводства. Целесообразно по ходу технологических линий на определенныхпроизводствах устанавливать шерстеуловители.

9. Самымнадежным способом водоотведения, как показал опыт эксплуатации, является работанасосов.

Многоканальныеусреднители

1.6. Перспективным типом усреднителядля большого числа объектов, например, легкой промышленности, являетсямногоканальный усреднитель, схема которого разработана во ВНИИ ВОДГЕО, соптимальным распределением сточных вод по коридорам разной ширины. На базе этойсхемы МИСИ и ГПИ-1 разработали конструкцию усреднителя для сточных вод,относящуюся к категории легких (взвешенных веществ до 500 мг/л, гидравлическойкрупностью до 5 мм/с), для суточного расхода сточных вод свыше 67 тыс. м³.

Конструкция,представленная на рис. 1, состоит изприемной камеры, распределительного лотка, каналов усреднителя, камерыусредненных стоков аккумулирующей емкости. Сточная вода попадает и приемнуюкамеру, оборудованную полупогруженной доской для гашения волновых колебаний наповерхности, откуда поступает в распределительный лоток. При превышениивеличины среднего расхода сточных вод избыточное количество воды переливается ваккумулирующую емкость через регулируемый водослив. Усреднение колебанийконцентрации загрязнений и поступающих сточных водах осуществляется за счетразличного времени пребывания потока в каждом из каналов. Распределение сточныхвод по каналам усреднителя осуществляется через донные выпуски расчетного диаметра.

Рис. 1. Схема многоканального усреднителя

1 — приемная камера; 2- распределительный лоток; 3 — донныевыпуски и боковой водослив с шибером; 4 -каналы; 5 — система гидросмыва; 6 — удаление осадка гидроэлеваторами; 7 — камера усредненных стоков; 8 — аккумулирующая емкость; 9 — водослив.

Длявозможности дорегулировки расходов воды по каналам усреднителя в стенке лоткаустраиваются прямоугольные водосливы, оборудованные шиберами. На выходе изкаждого канала предусматриваются измерительные водосливы, которые позволяютконтролировать уровень и расход воды по каждому каналу.

Из камерыусредненных стоков пода либо откачивается, либо самотеком поступает надальнейшую очистку. На предприятиях в часы минимального водостока сточные водыиз аккумулирующей емкости перекачиваются в приемную камеру. В каждом из каналовусреднителя и в аккумулирующей емкости предусматривается отстойная зона.

Система сбораи удаления осадка выбирается в зависимости от конкретных данных по кинетикеотстаивания, количеству и характеру взвешенных веществ (гидровзмучивание,гидросмыв и др.). Периодичность удаления осадка определяется в периодпусконаладочных работ.

Длина, общаяширина и глубина сооружения принимаются в зависимости от требуемого расчетногообъема с учетом граничных условий (граничные условия определены для суточнойпроизводительности сточных вод свыше 10 тыс. м³); ширина одногоканала от 1 до 6 м, глубина не более 3 м.

При меньшихрасходах сточных вод возможен лотковый вариант многоканального усреднителя,сохраняющий принцип дифференцированного распределения потока.

Распределениепотока воды между каналами осуществляется в соответствии с формулой (3) (i-номер канала)

                                                                           (3)

Объемкоридоров различен. Ширина каждого i-го канала рассчитывается по формуле

.                                                           (4)

При этом вцелях создания наилучшего гидродинамического режима работы каждого» капала(высокого коэффициента полезного использования объема каждого канала)минимальная скорость течения воды в канале желательна не менее 7 мм/с.

Порядок расчета многоканального усреднителя

1. Расчетобъема аккумулирующей емкости Wreg с учетомграфика притока сточных вод на очистные сооружения (аналогично расчетурегулирующей емкости водонапорных сооружений).

2. Расчетобъема многоканального усреднителя Wes (для qmin) с учетом характера поступления концентрациизагрязнений: залповый, циклический или произвольный. См. формулы (25)-(29) СНиП 2.04.03-85.

3.Определение общего объема сооружения: W = Wreg+Wes.

4.Определение размеров усреднителя, в плане В´Н´L — в соответствии с граничными условиями.

5. Расчетширины bi каждого канала по формуле (4), причем число каналов должно выбираться, начиная стрех при соблюдении конструктивных граничных условий и обеспечения минимальнойскорости течения 7 мм/с.

6. Расчетрасхода qi, по каждому каналу поформуле (3).

7. Расчетраспределительного лотка и размеров донных и боковых водосливов.

Распределительныйлоток с донными выпусками рассчитывается с учетом следующих положений:

горизонтальноерасположение дна лотка;

скоростьтечения воды в лотке принимают постоянной, не менее 0,4 м/с из условиянезаиливания лотка. При этом влияние на изменение кривой свободной поверхностиводы при неравномерном ее отборе по длине лотка должно быть незначительным.

Лоток лучшерасполагать затопленным (ниже уровня воды в каналах) для более равномерногораспределения воды по глубине потока;

расчет донныхи боковых выпусков необходимо производить для расходов в м³/c, определяемых по формуле (3) для каждого канала по общепринятой методикегидравлического расчета водосливов

.                                                                                             (5)

Для донногоцилиндрического отверстия  = 0,8, для боковогопрямоугольного отверстия  = 0,7.

8. Расчетизмерительных и регулируемых водосливов производится в соответствии с расчетом,изложенном в Справочнике по гидравлическим расчетам систем водоснабжения иканализации/А. М. Курганов, И. Ф. Федорова. — М.: Стройиздат, 1978.

Регулированиеводослива, установленного между приемной камерой и аккумулирующей емкостью,производится с помощью передвижной стенки. На стенке из каждого каналаустанавливаются водосливы треугольного профиля.

Кромепредложенной конструкции возможны варианты многоканального типа усреднителя.Например, в проектном институте ГИАП многоканальный усреднитель схемы ВНИИВОДГЕО выполнен в П-образной компоновке сблокированным аварийным накопителем.

Усреднитель-смесительс механическим перемешиванием, оборудованный отстойной зоной

1.7. В настоящее время теоретически иэкспериментально душная конструкция не отработана. Работы по созданию такой конструкциидля сточных вод, относящихся к категории «тяжелых» (содержание взвешенныхвеществ более 500 мг/л, гидравлическая крупность — не лимитируется) начаты вМИСИ им. В.В. Куйбышева.

Приконструировании такого типа усреднителя необходимо учитывать большое количествофакторов, влияющих на эффективность перемешивания, например:

уплотнениеили отстаивание, происходящее в донной части усреднителя (отстаивание в зонесжатия). Интенсивность осаждения взвеси, зависимость между скоростью осаждениявзвешенных частиц и их содержанием. На основании этих и других данных можнобудет рассчитать отстойную зону усреднителя;

влияниеусловий смешения (скорость перемешивания, перемешивание за счет диффузии,создание градиента скорости между различными элементами объема и др.) на эффектвыравнивания концентрации в воде и осуществления химических реакций(нейтрализация, хлопьеобразование и т.д.);

выбор мешалокили аэраторов, а также конфигурации сооружения для создания условииперемешивания.

Нельзя такжене учитывать требования последующих звеньев очистки: реагентная обработка,отстаивание, флотация, биологические методы.

Так,например, для стоков кожзаводов слишком интенсивное перемешивание стоков вусреднителе разрушает естественные структурные образования, что в дальнейшем ведетк снижению эффекта коагулирования, флотации.

В то же времяпри аэрации стоков кожевенных производств, содержащих большое количествосульфидов, в усреднителе происходит окисление сульфидов и частичное выдуваниесероводорода в атмосферу (при значениях рН менее 7). Процесс выдувания нежелателен в связи с загрязнением окружающей атмосферы, о то же время процессчастичного окисления сульфидов — положителен (с повышением степенидиспергирования воздуха — степень окисления сульфидов возрастет). Целесообразнов отдельных случаях использовать поверхностные аэраторы в качествеперемешивающих устройств.

Конструкцияусреднителя с механическим перемешиванием разработана для стоков кожевенныхпроизводств институтом ГПИ-2 па базе радиального отстойника диаметрами 12, 24 и40 м. Усреднитель оборудован вращающимся мостом с механическими мешалками искребками для сгребания осадка. Пуск стока из нижней точки конического днища.

Анализэффективности работы действующих сооружений показал, что построенные сооружениянеудовлетворительно справляются с функцией усреднения состава сточных вод.Сказываются расчетные и конструктивные ошибки при проектировании, плохоекачество строительства и низкий уровень эксплуатации.

Модернизациясуществующих конструкций может быть осуществлена использованием следующихмероприятий:

вместоцентрализованного впуска воды в усреднитель предусмотреть рассредоточенный попериметру сооружения (возможен металлический лоток с подачей воды черезпридонные выпуски);

интенсифицироватьработу системы перемешивания;

предусмотретьвозможный забор воды выше зоны отстаивания не менее 1,5 м. Из нижней точки днаусреднителя удалять осадок, обработка которого возможна в общей схеме локальнойочистки.

Отстойники

Общие сведения

1.8. Дляпроектирования сооружений и аппаратов механической очистки должны быть заданыследующие данные:

общееколичество сточных вод, м³/ч;

температурасточных вод, °С;

периодичностьобразования сточных вод;

тяжелыемеханические примеси, мг/л;

нефтепродукты,масла, мг/л;

плотностьтяжелых и легких загрязнений, г/см³;кинетика осаждения механическихпроцессах тяжелее и легче поды, при их расчетной концентрации в исходной воде;

требуемаястепень очистки (%) или допустимое содержание загрязнений легче и тяжелее воды,мг/л;

гидравлическаякрупность частиц, тяжелее и легче воды, которую необходимо выделить дляобеспечения требуемой степени очистки, мм/с.

Гидравлическаякрупность определяется по кривым кинетики отстаивания Э = f(t) (рис.2), полученным экспериментально отстаиванием сточной воды в статическихусловиях в слое h, как правило, отличным отдействительной высоты отстаивания в выбранном типе отстойника, поэтому дляприведения полученных результатов к натурным надлежит производить пересчет поформулам (30) и (31) СНиП 2.04.03-85 с учетомпоправки на изменение вязкости воды при изменении температуры (табл. 2).

Таблица 2

Температура воды, °С	60	50	40	30	25	20	15	10	5	0
Коэффициент вязкости , 10-3 Н×с/м2	0,469	0,549	0,656	0,801	0,894	1,01	1,14	1,308	1,519	1,702

Показательстепени n2, зависящий от природызагрязнений, в том числе и от агломерируемости взвесей для промышленных сточныхвод, определяется по полученным экспериментально кривым кинетик отстаивания в слояхh1 и h2

                                                                                        (6)

При расчетесооружений для механической очистки промышленных сточных вод экспериментальноеопределение показателей характеристики воды и загрязнений должно предшествоватьпроектированию в каждом конкретном случае. Если проектирование ведется длястроящегося предприятия, данные о характеристике воды, возможно, получить приизучении воды на аналогичном производстве. Опыт обследования промышленныхпредприятий показывает, что величина гидравлической крупности частиц U0, которые должны быть выделены для обеспечениятребуемого эффекта колеблется в пределах 0,2-0,5 мм/с, поэтому дляориентировочных расчетов отстойных сооружении величину U0можно принимать равной 0,25-0,3 мм/с.

Рис. 2. Кинетика отстаивания сточных вод прокатныхпроизводств при исходной концентрации С0 = 200 мг/л

1 — h = 200 мм; 2 — h = 500 мм

Для городскихсточных вод продолжительность отстаивания t в слое h = 500 мм можно принимать по табл. 30 СНиП 2.04.03-85,а показатель степени n2 порис. 2 СНиП2.04.03-85.

Расчетотстойников

1.9. Принимая по внимание, что припроектировании очистных установок, как правило, применяются типовые илиэкспериментальные конструкции отстойных сооружений с известными геометрическимиразмерами, за расчетную величину следует принимать производительность одногоотстойника qset,при которой обеспечивается заданный эффект очистки. После расчета qset исходя из общегорасхода сточных вод определяется количество рабочих единиц отстойников N

N= .                                                                                                       (7)

Длягоризонтального отстойника производительность одной секции рассчитывайся поформуле (32) СНиП2.04.03-85. Для радиальных, всех типов вертикальных отстойников, а такжеотстойников с вращающимся сборно-распределительным устройством (см. пример 2),производительность одного отстойника рассчитывается по формуле (33) СНиП 2.04.03-85.

Отстойники свращающимися сборно-распределительными устройствами

1.10. Для отстойников с вращающимсясборно-распределительным устройством  = 0. Кроме того, припроектировании этих отстойников должна рассчитываться форма перегородки,разделяющая распределительный и водоприемный лоток. Форма этой перегородкиможет быть выражена через изменяющуюся ширину Вр распределительноголотка

,                                                                                         (8)

где m = 1/11, 1/12;

,                                                                                         (9)

где bз —зазор между стенкой и фермой (bз = 0,1-0,15м); lЛ— удалениерасчетного створа лотка от центра отстойника. Количество струенаправляющихлопаток nЛ определяетсяконструктивно при соблюдении следующего соотношения:

2rл-(2nл+1)= Lр,                                                                                           (10)

где rл = 0,1-0,125 м.

Число лопатокnЛ неследует принимать более 24 шт. Изменение высоты водослива но длиневодоприемного лотка зависит от изменения по радиусу расхода воды, удаляемой изотстойника. Высота водослива hсб по мереудаления от центра отстойника рассчитывается по формуле затопленного водосливас тонкой стенкой

.                                                                                     (11)

Периодвращения Т, с, водораспределительного устройства, зависит от требуемойстепени очистки и должен также рассчитываться при привязке отстойника кконкретным условиям,

.                                                                                        (12)

Тонкослойныеотстойники

1.11. Тонкослойное отстаиваниеприменяется в случае необходимости сокращения объема очистных сооружений приограниченности выделяемой площади и при необходимости повышения эффективностисуществующих oтстойников.В первом случае тонкослойные отстойники выполняют роль самостоятельныхсооружений, во втором — существующие отстойники дополняются тонкослойнымимодулями, располагаемыми в совершенствуемом отстойнике, перед водосборнымустройством.

1.12. При расчете отстойника,работающего по перекрестной схеме (рис. 3)расчетными величинами являются длина яруса Lbl и производительность отстойника qset. Длина яруса Lb, м, определяется по формуле

,                                                                                           (13)

где uw — скоростьпотока воды в ярусе отстойника, мм/с, применяемая по табл. 31 СНиП 2.04.03-85; hli — высотаяруса, м, по табл. 31 СНиП 2.04.03-85 (привысоких концентрациях загрязнений рекомендуется принимать большие значения); Кdis, — коэффициент сноса выделенных частиц (при плоскихпластинах Кdis = l,2; при рифленых пластинах Кdis = 1); Uо — гидравлическая крупность,задерживаемых частиц которую рекомендуется определять в слое, равном высотеяруса hli.

Производительность отстойника qset определяется по формуле

qset = 7,2Kset Hbl LblBbl Uo/Kdis hli,                                                                  (14)

где Bbl — ширина тонкослойного блока, назначается издопустимого прогиба листа, выбранного для тонкослойного блока (= -5мм) при наклоне под углом сползания осадка.

Строительнаяширина Встр, м, отстойника определяется по формуле

Встр = 2Вbl+b1+2b2,                                                                                      (15)

где b1 — 0,25 м, b2 — 0,05-0,1м.

После определения длины ярусаотстойника lbl, исходя из возможных размеров материала, применяющегося для параллельныхпластин, назначаются длина пластины в ярусе и количество блоков (модулей),располагаемых по одной прямой.

Обязательнымусловием, выполняемым при конструировании отстойника, должна быть плотнаястыковка соответствующих пластин в рядом устанавливаемых блоках (модулях).Строительная высота отстойника Нстр.м (см. рис. 3) определяется по формуле

Нстр = Нbl+h3+hм+0,3,                                                                                 (15а)

Рис. 3.Схема тонкослойного отстойника, работающего по перекрестной схеме удаленияосадка

где h3— высота, необходимая для расположения рамы, на которой устанавливаются блоки (h3 = 0,2-0,3 м; hм= 0,l м).

Строительная длина тонкослойногоотстойника Lcтp (см. рис. 3) определяется по формуле

Lстр = Lbl;+l1+l2+2l3+l4.                                                                               (16)

Зона длиной l1 служит для выделения крупных примесей Объемзоны рассчитывается на 2-3-минутное пребывание потока

l1 = qsett/(60HblBcтpKset),                                                                                (17)

где Kset- коэффициент использования зоны, принимаем равным 0,3; при применениипропорционального устройства l2 = 0,2 м,если распределение осуществляется дырчатой перегородкой l2= 0; l3 = 0,2-0,25 м; l4= 0,15-0,2 м.

1.13. В настоящее время применяетсябольшое количество конструктивных разновидностей тонкослойных отстойников,работающих по противоточной схеме,все они практически, могут быть сведены к двум расчетным схемам, показанным на рис. 4 и рис.5. В конструкции отстойника, показанного на рис. 4, расчетной являются длина пластины в блоке(модуле) Lblи производительность секции qset.

Длинупластины Lы можно определить поформуле

Lbl = uWhti/U0,                                                                                               (18)

где uw — скорость потока в ярусе; hti— высота яруса. Данные параметры задаются по табл.31 СНиП2.04.03-85.

Производительностьодной секции рассчитывается по формуле (36) СНиП 2.04.03-85, длякоторой Hbl определяетсяпо формуле

Ны = пtibn,                                                                                                     (19)

где пti — количествоярусов в блоке, которое назначается из конструктивных соображений; bn — определяется поформуле

bп = htiсоs.                                                                                                 (20)

Рис. 4. Схема тонкослойного отстойника, работающего попротивоточной схеме удаления примесей

а — тяжелых примесей; 6- легких примесей (масла, нефтепродукты и т.п.)

Ширина секцииотстойника назначается из конструктивных соображений и исходя из размеровпластин, предназначающихся для изготовления блоков (модулей). Все размерыдругих узлов отстойника (ширина резервуара отстойника, его строительная глубинаи т.д.) назначаются из конструктивныхсоображений.

За расчетныепараметры тонкослойного отстойника (см. рис.5) следует принимать длину пластин в блоке Lbi и длинурасположения тонкослойных блоков (модули) Lb.Величина Lbi определяется так же, как и впредыдущем случае по формуле (18), a Lb— по формуле

Lb = qset /(3,6KetuWBbi),                                                                                  (21)

где qset — расход сточных вод на секцию, м³/ч.

Рис. 5. Схема отстойника, оборудованного тонкослойнымиблоками, работающего по противоточной схеме удаления примесей

а — тяжелых примесей; б- легких примесей (масла, нефтепродукты и т.п.)

Общая длина  отстойникаопределяется по формуле

L ⁼ Lb+,                                                                 (22)

где  — длина зоныопределяется из условия формирования потока перед распределением между ярусами.В этом же объеме происходит выделение крупных механических примесей при этом  принимается в интервале 1-1,5 м;

 = Lbl sin (90-);

 = 0,3 м;  = 0,05-0,1 м;  = 0,4-0,5 м.

Общая глубинаводы в отстойнике Нстр, м,определяется как сумма высот различных зон

Нстр = hм + h2 + h3 +h4+ h5,                                                                        (23)

где

h2 = Lbl sin ;                                                                                               (24)

hм0,1 м; h3 = 0,2-0,5 м; h4 = 0,1-0,2 м; h5 = 0,3 м.

Затемопределяется удельный объемобразующегося осадка Qmud,, м³/ч,назначается способ его удаления в приямок и способ удаления из приямка, а поформуле (37) СНиП2.04.03-85 рассчитывается его расход.

Реконструкцияобычных отстойников в тонкослойные

1.14. В случае дополнениягоризонтальных отстойников тонкослойными блоками (при необходимости повышенияих эффективности или для увеличения производительности), расчетными параметрамиявляются длина пластин Lbl вблоке (модуле) и расстояние Lb, на которомустанавливаются блоки в отстойнике. Эти величины рассчитываются но формулам (18) и (21). Величина Вbl численно равна ширине секции отстойника (пример 5).

Придополнении тонкослойными блоками вертикальных отстойников, при известныхгабаритах отстойника Lset и Вset или Dset, заданной крупности задерживаемых частиц U0 расчетной величиной является длина пластин Lbl, котораяпри заданной высоте яруса htiрассчитывается но формуле (18) иливысота яруса hti, рассчитывается позаданной длине пластин по той же формуле. Производительность отстойникарассчитывается по формуле

;                                                                              (25)

Fset = LsetBset или Fset = 0,785Dset; Hbl = Lbl sin .(26)

Когдапроизводительность отстойника известна и требуется лишь увеличить эффективностьочистки Эгр, по лабораторным анализам кинетики отстаивания изучаемой водыопределяется гидравлическая крупность частиц. Далее, задаваясь высотой яруса hti, по формуле (25)определяется высота Ны, накоторой должны быть расположены тонкослойные элементы, а затем по формуле (26)рассчитывается длина пластины и проверяется по формуле (18) скорость потока в ярусе.

Придополнении существующих радиальных отстойников тонкослойными блоками (модулями)(рис. 6), когда известны геометрическиеразмеры отстойника и его производительность, а требуемая степень очистки заданагидравлической крупностью частиц U0, которыенеобходимо выделить, расчетными параметрами являются длина пластины в блоке Lbl,высота блока Нbl и число ярусов вблоке nbl. Величина lbl, рассчитываетсяпо формуле (18) при заданнойвысоте яруса hbl.Высота блока hbl рассчитывается последующей зависимости:

,                                                                               (27)

где Kset- коэффициент использования объема, определяется по табл.31 СНиП 2.04.03-85,как для радиальных отстойников; D1 — диаметр расположения блоков,

Рис. 6.Схема радиального отстойника дополненного тонкослойными блоками (модулями)

Затемопределяется число ярусов в блоке (модуле)

nti = Hbi/hticos.                                                                                           (28)

Примеры расчетаотстойников

Пример 1. Требуется определитьгидравлическую крупность частиц для проектирования отстойника при очистке сточных вод прокатного производства.

Исходныеданные: расход сточных вод qw — 0 м³/ч;температура Tw – 30 °С;расход сточных вод постоянен в течение суток. Исходная концентрация тяжелыхмеханических примесей — 200 мг/л; маслопродуктов — 50-60 мг/л; плотностьтяжелых загрязнений — 5 г/см³; маслопродуктов — 0,8 г/см³;кинетики отстаивания механических примесей тяжелее воды расчетной концентрациейв различных слоях воды показаны на рис. 2.

В очищеннойводе содержание тяжелых примесей не должно превышать 60 мг/л, маслопродуктов -25 мг/л.

В проектепринимаются отстойники с рабочей глубиной отстаивания Нset= 1,5 м. Определение расчетной гидравлической крупности исходя из заданныхпараметров производится в следующем порядке:

по заданнымвеличинам концентраций механических примесей в исходной и осветленной водеопределяем требуемый эффект очистки Этр

Этр =(200 — 60) /200 = 70 %;

по кривымкинетики отстаивания (см. рис. 2)определяется продолжительность отстаивания ti = 13,5 мин (810 с); t2 = 17,5 мин(1050 с), при которых в слоях воды h1 = 200 мми h2= 500 мм достигается требуемый эффект;

после этогопо формуле (6) определяетсяпоказатель степени n2

n2 = (lg 1050 — 1g 810)/(lg 500 — lg 200) = 0,3;

затем поформуле (30) СНиП2.04.03-85 определяется гидравлическая крупность U0частиц взвесей, которые должны быть выделены в отстойнике, при этом Kset = 0,5 (по табл. 31 СНиП 2.04.03-85),если температура сточных вод, поступающих на отстойники, будет такая же, какаябыла обеспечена при экспериментальном определении кинетик отстаивания, напримерТw = 20 °С:

.

Поскольку температура сточных водпоступающих на отстойник Tw = 30 °С,требуется внести поправку:

 = 063^.1,005/0,801= 0,79 мм/с.

Такимобразом, отстойники, принятые как сооружения для механической очистки сточныхвод прокатных производств, должны рассчитываться на задержание частицгидравлической крупностью 0,79 мм/с.

Пример 2. Для очистки городских сточныхвод требуется рассчитать отстойник с вращающимся сборно-распределительнымустройством, который должен обеспечивать 60 %-нoe задержание механических загрязнений,при исходной концентрации 300 мг/л. Расчетная температура воды составляет 20 °С, плотностьосадка 2,0 г/см³.

Задаемсядиаметром отстойника Dset = 24 м, в которомвысота отстаивания Нset= 1 м.

По формуле(30) СНиП2.04.03-85 определяется гидравлическая крупность частиц, которые требуетсявыделить для обеспечения заданного эффекта. При этом по табл. 30 и рис. 2 СНиП 2.04.03-85определяется значение h1 = 0,5; tset = 970 с и n2= 0,275, входящие в эту формулу, а по табл. 31 СНиП 2.04.03-85 назначаетсязначение коэффициента использования объема Кset = 0,85

.

Внесение поправки на температуру не требуется, таккак при лабораторных определениях кинетики отстаивания температура воды былатой же, что в производственных условиях.

По формуле(33) СНиП2.04.03-85 определяется производительность одного отстойника

qset = 2,8^.0,85^.(24²-1²)^.0,76= 1042 м/ч.

По формуле (12) определяется период вращенияводораспределительного устройства

Т = 0^.1^.0,85/0,76= 1118,4 с = 18,6 мин.

Определив поформуле (9) величину RЛ = (24/2)-0,15 = 11,85, и задавшись значениями m = ¹/12; b3= 0,15 и bл, по формулам (8) и (11), рассчитываем ширину распределительного лотка Вр и высоту водослива hсб по створам. Для удобства результаты расчетасводим в табл. 3

Таблица 3

RЛ, м	2	3	4	5	6	7
Вр, м	0,973	0,955	0,929	0,895	0,851	0,796
hсб,м	0,030	0,039	0,017	0,055	0,062	0,069

Продолжениетабл. 3

RЛ, м	8	9	10	11	11,85
Вр, м	0,728	0,642	0,529	0,367	0
hсб,м	0,076	0,081	0,037	0,093	0,097

Исходяиз общего количества сточных вод и коэффициента неравномерности рассчитываетсяколичество отстойников, а по формуле (37) СНиП 2.04.03-85определяется количество образующегося осадка и принимается способ его удаления.

Пример 3. Расчет тонкослойногоотстойника, работающего по перекрестной схеме удаления осадка (см. рис. 3).

Исходные данные: расход сточных водзавода производства железобетонных изделий (ЖБИ) составляет 1200 м³/сут;коэффициент часовой неравномерности составляет 1,1; завод работает в две смены.

Исходнаяконцентрация тяжелых механических примесей — 700 мг/л; масло- и нефтепродуктов- -300 мг/л. Допустимая концентрация механических примесей в очищенной воде- 50 мг/л, нефтепродуктов — 25 мг/л.

По кривымкинетики отстаивания в слое воды, равном высоте яруса hti= 0,1 м, находим, что гидравлическая крупность тяжелых механическихвзвесей, которые требуется выделить, составляет

U0 = 0hti/t = (0,1^. 0)/500= 0,2 мм/с.

Гидравлическаякрупность нефтепродуктов

U0^н = (0,l^. 0)/330 = 0,3мм/с.

Следовательно, расчет отстойника нужно вести на задержаниечастиц крупностью 0,2 мм/с.

Из условияколичества загрязнений в сточных водах (700 мг/л) принимаем высоту яруса вотстойнике hti = 0,1 м (табл. 31, СНиП 2.04.03-85).Для обеспечения условий сползания осадка по пластинам, угол наклона пластин  принимаем равным 45°.В качестве материала пластин по имеющимся возможностям будет использованалистовая сталь  = 3 мм. Задавшисьскоростью потока в ярусе отстойника (табл. 31 СНиП 2.04.03-85)  = 7 мм/с, определяемпо формуле (13) длину яруса

.

Из условиядопустимого прогиба ( = 3-5 мм) наклоненной под углом 45° пластины принимаемширину блока Bbl = 0,75 м. Такимобразом, максимальная ширина пластины в блоке будет Bbl = 0,75 1,41 = 1,060 м. Задаемся высотойблока с параллельными пластинами Hbl = 1,5 м.

По формуле(35) СНиП2.04.03-85 определяем производительность одной секции тонкослойногоотстойника с двумя рядами блоков (см. рис. 3)

qset = 7,2^.0,75^.1,5^.0,75^.4,2= 42,5 м³/ч.

Проверяемскорость потока в ярусе отстойника при использовании поперечного сечения на 75% Kset = 0,75 (табл. 31, СНиП 2.04.03-85)

Приведенный расчет показывает, что исходные величины выбраныверно. Строительная ширина секции отстойника рассчитывается по формуле (15)

Встр= 2´0,75+0,2+2´0,05 = 1,8;

Нстр= 1,5+0,3+0,1+0,3 = 2,2м.

Длина зоныгрубой очистки liпо формуле (17)

.

Строительнаядлина секции Lcтp по формуле (16)

Lcтp = 4,2+1,75+0,2+2^.0,2 +0,15 = 6,7 м.

Определяетсячасовой расход сточных вод с учетом коэффициента часовой неравномерности

qW= (1200^.1,1)/16 = 82,5 м³/ч.

Исходя изобщего количества сточных вод определяется количество секции тонкослойногоотстойника

N = 82,5/42,5= 1,94  2 секции.

Всоответствии с п. 6.58 СНиП 2.04.03-85 уточняетсяколичество секций: N = 2 секции.

Из условиявыбранного материала для пластин (листовая сталь  = 3 мм) и облегчениямассы блока, исходя из расчетной длины ярусного пространства (Lы = 4,2 м), принимаем длину блока (модуля) 1,06 м. Такимобразом, в каждом ряду будет располагаться по 4 блока (модуля).

Количествовыделяемого осадка влажностью W = 96 % определяется поформуле (37) п. 6.65 СНиП 2.04.03-85

.

Далеепринимается метод удаления осадка из отстойника. В данном случае, так кактонкослойный отстойник рекомендуется располагать над поверхностью земли,целесообразно принять многобункерную конструкцию отстойника с удалением осадкапод гидростатическим напором.

Пример 4. Рассчитать тонкослойныйотстойник, работающий по противоточной схеме удаления осадка (см. рис. 4).

Расчетведется для случая очистки нефтесодержащих сточных вод НПЗ, когда дляобеспечения снижения содержания нефтепродуктов до 50-70 мг/л из воды должныбыть удалены глобулы нефти гидравлической крупностью  = 0,3 мм/с, котораяопределена при отстаивании в слое воды h = мм. Расходсточных вод qW постоянен и составляет600 м³/ч, температура воды 20 °С.

Приняв потабл. 31 СНиП2.04.03-85 высоту яруса h = 0,l м, и скорость рабочего потока  = 5 мм/с, определяемпо формуле (18) длину пластины в ярусе

.

Задавшисьуглом наклона пластин, определенным экспериментально,  = 45°, определяемрасстояние между пластинами

.

Задаемсяколичеством ярусов в блоке (модуле) из условия простоты монтажа nы = 15 шт. Определяем высоту блока по формуле (19)

Hы = 0,07^.15= 1,05 м.

Ширина блока Вы определяется из условия шириныматериала листа и условий монтажа. Назначаем ширину одной секции отстойника

Bset = Bы = 6 м.

Определяемпроизводительность одной секции по формуле (36) СНиП 2.04.03-85, есликоэффициент использования объема Кset = 0,55 (табл. 31 СНиП 2.04.03-85);

qset= 3,6^.0,55^.1,05^.6^.5 = 62,4 м³/ч.

Толщинойпластин в блоке при технологическом расчете можно пренебречь.

Исходя израсхода сточных вод определяем количество секций отстойника

N = 600/62,4= 9,6  10 шт.

Далее изконструктивных соображений и с учетом обеспечения гидравлического режимапотоков воды, близкого к ламинарному, назначаются другие размеры секцииотстойника. Например:

l1 = lsin+0,5 = 1,7^.0,707+0,5 = 1,7 м;

Hы/sin = l2 =1,05/0,707 = 1,481,5 м;

h3 = 0,5 м из условия болееравномерного сброса очищенной воды;

l2 = Hыcos+lsin  = 1,05×0,707+1,7×0,707 = 1,94 м;

h3= 0,5 м из условия равномерности распределения воды между ярусами блока. Такимобразом Ноб = 0,5 +1,94+0,5 = 2,94 м.

Пример 5. Требуется рассчитатьотстойник, работающий попротивоточной схеме, показанной на рис. 5,для очистки коагулированных сточных вод литейного производства расходом 500 м³/ч,сточные воды с концентрацией механических примесей 0 мг/л образуютсяпостоянно, температура сточных вод Тw (в среднем) 30 °С. Экспериментально в заводской лабораторииустановлено, что требуемая степень очистки (содержание взвесей 150-200 мг/л)обеспечивается при задержании частиц гидравлической крупностью 0,2 мм/с.Крупность определена по кривым кинетики отстаивания, полученным при температуре20 °С в слое мм.

По формуле(31) СНиП2.04.03-85 уточняем величину гидравлической крупности

 = 0,2×1,005/0,8007= 0,25 мм/с.

По формуле (18) определяем длину пластины в ярусеLbl, задавшисьпредварительно по табл. 3.1 СНиП 2.04.03-85 высотойяруса hti = 0,1 м; и скоростю потока в ярусе uw =5 мм/с

Lbl= (5×0,1)/0,25 = 2 м.

Назначаемугол наклона пластин, определенный экспериментально: a = 50°.

Задаемсяколичеством секций отстойника N =5 и определяем производительность одной секции qset= 500/5 = м³/ч.

Задаемсяшириной одной секции Bbt =3 м.

По формуле (21) определяем длину зоны Lb тонкослойного отстаивания, если коэффициентиспользования ее объема в соответствии с табл. 31 СНиП 2.04.03-85 Kset равен 0,5:

Lb = /(3,6×0,5×5×3) = 3,7 м.

Задаем длинузон тонкослойного отстойника (см. рис. 5):

 = 1,5 м; = 2 sin (90- 50°) = 2×0,64= 1,28;  = 0,3 м;  = 0,1 м;  = 0,5 м, а затем поформуле (22) определяем общуюрабочую длину отстойника

 = 3,7 +1,5 + 1,28 + 0,3 + 0,1 + 0,5 = 7,38 » 8 м.

По формуле (23) определяем общую глубину воды вотстойнике Нстр,предварительно задавшись высотой зон:  = 0,1;  = 2 sin 50° = 2×0,77 = 1,54;  = 0,3;  = 0,2;  = 0,3;

Нстр = 0,1 + 1,54 + 0,3 + 0,2 + 0,3 = 2,44 см = 2,5 м.

Принимаемудаление осадка в приямок скребковым механизмом. По формуле (37) СНиП 2.04.03-85определяется расход удаляемого осадка

Qmud= ( 0 — 200) 500/( — 96) 2,6×10⁴ =3,85 м³/ч.

Пример 6. Необходимо повыситьэффективность работы действующего раднального отстойника Dset = 30 м, на который подается расход воды qset = 0 м³/ч.При этой производительности в отстойнике задерживаются частицы гидравлическойкрупностью Uо= 1 мм/с, что не удовлетворяет предъявляемым требованиям. Анализ характеристикизагрязнений показал, что требуемый эффект очистки обеспечивается при выделениипримесей гидравлической крупностью 0,25 мм/с и более.

Одним изпутей интенсификации работы существующих отстойников является дополнение ихтонкослойными блоками (модулями) (см. рис. 6).

Требуетсяопределить размеры тонкослойных блоков, которыми должен быть оборудованрадиальный отстойник.

Приняв потабл. 33 СНиП2.04.03-85 скорость потока uw =5 мм/с и высотуяруса hti = 0,07 м по формуле (18), определяем длину пластин в блоке

Lbt = 5×0,07/0,25 = 1,4 м.

Задавшисьдиаметром Di = 27 м, на которомпредполагается расположить блоки с параллельными пластинами, по формуле (27) определяем высоту блока, прикоэффициенте использования объема Кset = 0,45, определяемого по табл. 31 СНиП 2.04.03-85

 м.

Рассчитываемколичество ярусов в блоке (модуле)

пti = 1,5/0,07 = 21,4 »22 яруса.

Гидроциклоны

1.15. Для расчета и проектированияустановок с открытыми гидроциклонами должны быть заданы те же параметры по водеи по загрязнениям, что и для отстойников (см. п.1.8).

Гидравлическаякрупность частиц, которые необходимо выделить для обеспечения требуемогоэффекта очистки, определяется при высоте слоя воды, равном 200 мм. Длямногоярусных гидроциклонов слой отстаивания должен быть равен высоте яруса.

Основнойрасчетной величиной открытых гидроциклонов (рис. 7 — 9) являетсяудельная гидравлическая нагрузка, которая определяется по формуле (38) СНиП 2.04.03-85.

Величинуконструктивных параметров (Dhcbcnи т.д.), входящих в расчетные зависимости, следует назначать по табл. 4. Производительность одногоаппарата рассчитывается по формуле (41) СНиП 2.04.03-85

.

Исходя изобщего количества сточных вод Qwопределяется количество рабочих единиц гидроциклонов: N = QW/Qhc. После назначения диаметрааппарата и определения их количества по табл.4 определяются основные параметры гидроциклона.

Угол наклонаобразующей конических диафрагм в открытых гидроциклонах в каждом конкретномслучае должен задаваться в зависимости от свойств выделяемого осадка, но неменее 45°. Диафрагмы в открытых гидроциклонах могут быть выполнены как изстали, так и из неметаллических материалов: ткань, пластик и т.д.

Враспределительном канале пропорционального водораспределительного устройствамногоярусного гидроциклона скорость восходящего потока должна быть не менее 0,4м/с.

Рис. 7.Схемы открытых гидроциклонов

а — без внутренних вставок; б — с конической диафрагмой;в — с конической диафрагмой ивнутренним цилиндром

Рис. 8. Схема многоярусного гидроциклона с центральными выпусками

Рис. 9. Схема многоярусного гидроциклона с периферийнымотбором очищенной воды

Таблица 4

На именование конструктивного элемента	Единица измерения	Тип гидроциклона по рис.
		7, а	7, б	7, в	8	9
1	2	3	4	5	6	7
Диаметр аппарата	м	2-10	2-6	2-6	2-6	2-6
Высота цилиндрической частиH	доля от Dhc	Dhc	Dhc	Dhc +0,5	—	—
Размер впускного патрубка	»	0,07	0,05	0,05	Определяется по скорости входа
Количество впусков nl	шт.	2	2	2	3	3
Угол конической части	град	60	60	60	60	60
Угол конуса диафрагм	»	—	90	90	90-60	90-60
Диаметр центральногоотверстия в диафрагме d1	доля от Dhс	—	0,5	0,5	0,6-1,4 м
Диаметр внутреннегоцилиндра D1	то же	—	—	0,88	—	—
Высота внутреннего цилиндраH1	»	—	—	1,0	—	—
Высота водосливной стенкинад диафрагмой Н2	м	—	0,5	0,5	0,5	0,5
Диаметр водосливной стенки,D2	в долях от Dhc	Dhc	Dhc +0,2	Dhc +0,2	Dhc +0,2	Dhc +0,2
Диаметр полупогруженнойкольцевой перегородки D3	то же	Dhc -0,2	Dhc	Dhc	Dhc	Dhc
Высота ярусов hti	м	—	—	—	0,1-0,25	0,1-0,2
Число ярусов nti	шт.	—	—	—	4-20	4-20
Зазор между корпусом идиафрагмой	м	—	0	0	0,05-0,07	0,1-0,15
Ширина шламоотводящей щели b	»	—	—	—	0,1-0,15	—
Скорость потока на входе ваппарат ubn ,	м/с	0,3-0,5	0,3-0,5	0,3-0,5	0,3-0,4	0,3-0,4
Скорость потока на входе враструб выпуска uвых	»	—	—	—	0,1	—
Количество выпусков изяруса n3	шт.	—	—	—	3	—

___________________

* Над чертой показан размер нижней диафрагмы пары ярусов, под чертой -верхней.

Прирасположении гидроциклонов над поверхностью земли и удалении осадка подгидравлическим напором, отвод осадка производится с разрывом струн черезконическую насадку, присоединенную к шламовому патрубку через задвижку. Диаметршламовой насадки подбирается при наладке сооружения. Для предупреждениязасорения насадки крупными загрязнениями перед ней, но после задвижки,устанавливается камера, в которой располагается решетка, набранная изметаллической полоски с прозорами 6-8 мм.

Дляравномерного распределения воды между гидроциклонами их водосливные кромкидолжны располагаться на одной отметке, а на подводящих трубопроводах должныбыть установлены водоизмерительные устройства.

Напорные гидроциклоны

1.16. Посредством напорныхгидроциклонов успешно решаются следующие технологические задачи, осветлениесточных вод, например стекольных заводов, автохозяйств (удаление песка, глины идругих минеральных компонентов), литейных производств (удаление компонентовформовочной земли), нефтепромыслов (удаление нефтепродуктов и шлама),мясокомбинатов (удаление частиц минерального происхождения) и т.д.

Обогащениетвердой фазы стоков (удаление из твердой фазы частиц минерального илиорганического происхождения, снижающих ценность основного продукта). Например,обогащение твердой фазы сточных вод галтовочных барабанов, в которых содержитсяценный карборундовый порошок и отходы процесса шлифовки керамики, с обеспечениемповторного использования порошка карборунда в процессе шлифовки.

1.17. Для обезвоживания сырых осадковпри использовании тисковых центрифуг напорные гидроциклоны надлежит применятьдля предварительного удаления абразивных частиц твердой фазы осадка,обеспечивающего защиту центрифуг от абразивного износа.

Удаление изизвесткового молока инертных примесей (частиц песка, необожженного известняка)позволяет повысить надежность работы дозаторов, реакторов,контрольно-измерительной аппаратуры.

1.18. Классификация частиц твердой фазысточных вод: разделение частиц на фракции с различной крупностью. Например,классификация частиц твердой фазы сточных фаз литейных производств с повторнымиспользованием отдельных фракций в технологическомпроцессе.

Процесс классификацииреализуется с использованием нескольких ступеней разделения в напорныхгидроциклонах с получением на каждой ступени фракций с определенными размерамичастиц.

1.19. На очистных сооружениях внапорных гидроциклонах производится сгущение сточных вод и осадков. Учитываято, что объем сгущенного продукта в напорных гидроциклонах может составлятьвсего 2,5-10 % начального объема обрабатываемой суспензии, технологическаяоперация сгущения может обеспечить значительную экономию материальных затрат настроительство очистных сооружений и участков обработки осадков. При этомпроисходит эффективная отмывка минеральных частиц от налипших на нихорганических загрязнений, например, на очистных сооружениях НПЗ при обработкепеска, выгружаемого из песколовкигидроэлеваторами, или при отмывке песчаной загрузки фильтров при еегидроперегрузке.

1.20. В зависимости от расположениянапорных гидроциклонов в технологическом процессе и схемы их обвязки могут иметь место четыре гидродинамических режимаработы:

при свободномистечении верхнего и нижнего продуктов в атмосферу Рвх = Ра; Ршл = Ра;

при наличиипротиводавления со стороны сливного трубопровода и свободном истечении шлама Рвх>Ра; Ршл= Ра;

припротиводавлении со стороны спинного и шламового трубопроводов Рвх>Ра; Ршл>Ра.

Режимы работыгидроциклонов учитываются при расчете конструктивных и технологическихпараметров.

1.21. Одной из важных особенностейнапорных гидроциклонов является сильная корреляция производительности иэффективности разделения суспензий с основными конструктивными итехнологическими параметрами аппаратов (рис.10).

Наибольшиезначения коэффициентов корреляции имеют следующие параметры: диаметрцилиндрической части гидроциклона Dhсплощадь питающего патрубка Fen, диаметрысливного и шламового патрубков dвx, dшл; высотацилиндрической части Нц,угол конусности конической части , перепад давления в гидроциклоне Р = Рcn-Рсx, концентрациисуспензии на входе в гидроциклон Ссn, размеры и плотность частиц твердой фазы суспензии dcpT.

1.22. Основные размеры напорногогидроциклона подбираются по данным заводов изготовителей при этом должныучитываться:

диаметр питающего dеn и сливного dех патрубков должны отвечать соотношениям dеn/dex = 0,5-1;den/Dhc = 0,12-0,4;

,

где  — толщина стенкисливного патрубка; dшл — диаметр шламовогопатрубка назначается из соотношения dшл/deх = 0,2-1,0 (дляпредупреждения засорения шламового патрубка его минимальный диаметр должен в6-8 раз превышать максимальный размер частиц загрязнений); Нц — высота цилиндрической части для гидроциклоновосветлителей должна приниматься: Нц= (2-4)Dhс, длягидроциклонов сгустителей: Нц= (1-2)Dhс.

Уголконусности  конической частиследует принимать для гидроциклонов осветлителей 5-15°, для гидроциклоновсгустителей — 20-45°.

1.23. В зависимости от особенностейрешаемых технологических задач могут применяться двух продуктовые (см. рис. 10) и многопродуктовые (рис. 11) напорные гидроциклоны. Впоследнем случае аппараты имеют несколько сливных трубопроводов, отводящихцелевые продукты из различных зон восходящего вихревого потока гидроциклонов.Такие конструкции аппаратов, как правило, применяются при разделениимногофазных сред.

Рис. 10.Схема напорного гидроциклона

Рис. 11.Схема трехпродуктового напорною гидроциклона

1.24. За последние годы в ряде отраслейпромышленности широко внедряются мультигидроциклоны — монолитные или сборные блочные конструкции,включающие десятки или сотни единичных напорных гидроциклонов, имеющих единыепитающие, сливные и шламовые камеры. Путем создания мультигидроциклонов успешнореализуется возможность промышленного применения высокоэффективныхдвухпродуктовых и многопродуктовых напорных гидроциклонов с малым диаметромцилиндрической части от 8 до 75 мм.

1.25. Для выделения из сточных водчастиц механических загрязнении крупностью  = 50- мкм (табл.5) рекомендуются конструкции напорных гидроциклонов малых диаметров,выпускаемых Усолье-Сибирским заводом горного оборудования.

Для выделенияиз сточных вод мелкодисперсных механических примесей и сгущения осадка -гидроциклоны опытно-экспериментального завода Дзержинского филиала Ленниихиммаш(табл. 6).

Таблица 5

Наименование узлов и деталей, технологическиепараметры	Размеры основных узлов и деталей
	ГЦ-150К*	ГЦ-250К*	ГЦ-360К*	ГЦ-500К*
Внутренний диаметрцилиндрической части Dhc,мм	150	250	350	500
Сечение вкладыша питающегопатрубка на входе в гидроциклон b´h мм	15´45	30´65	40´40	55´140
Диаметр патрубка питающего den, мм	50	80		150
Насадок сливной dвx, мм	40	65	90	130
Патрубок сливной dсx, мм	65			150
Патрубок шламовый dшл, мм	12; 17; 24	17; 24; 34	24; 44; 48	31; 48; 75
Угол конусности коническойчасти  град	20	20	20	20
Масса гидроциклона, кг	94	209	344	605
Объемная производительностьQеn, м3/4, при Pen= 0,03-0,25, МПа	12-35	30-85	55-160	98-281
Граничная крупностьразделения , мкм	28-95	37-135	44-160	52-240

_______________

* ГЦ — сокращенное название гидроциклона; цифры — внутренний диаметрцилиндрической части, мм; буква К — внутренняя поверхность стенокаппарата футерована каменным литьем.

Таблица 6

Наименование узлов и деталей. Технические параметры	Размеры основных узлов и деталей
	Тип гидроциклонов*
	ГН-25	ГН-40	ГН-60	ГН-80	ГНС-	ГНС-125	ГНС-160	ГНС-200	ГНС-250	ГНС-320	ГНС-400	ГНС-500
Диаметр:	25	40	60	80		125	160	200	250	320	400	500
цилиндрическойчасти Dhc, мм
питающегопатрубка den, мм	4, 6, 8	6, 8, 12	8, 12, 16	10, 12, 16, 20	12, 16, 20, 25	16, 25, 32, 40	20, 25, 32, 40, 50	25, 32, 40, 50, 60	32, 40, 50, 60, 80	40, 50, 60, 80,	50, 60, 60, , 125	60, 80, , 125, 160
сливногопатрубка deх, мм	5, 8, 12	8, 12, 16	12, 16, 20	16, 20, 32	20, 32, 40	25, 32, 40, 50	32, 40, 50, 60	40, 50, 60, 80	50, 60, 80,	60, 80, , 125	80, , 125, 160	, 125, 160, 200
шламовогопатрубка dшл, мм	3, 4, 5	4, 5, 6	5, 6, 8	6, 8, 10, 12	8, 10, 12, 16	8, 10, 12, 16	10, 12, 16, 20, 25	12, 16, 20, 25	16, 20, 25, 32, 40	16, 20, 25, 32, 40, 50	20, 25, 32, 40, 50	25, 32, 40, 50, 60
Угол конусности коническойчасти , град	5, 10, 15	5, 10, 15	5, 10, 15, 20	5, 10, 15, 20	10, 15, 20	10, 15, 20	10, 15, 20	10, 15, 20, 30	10, 15, 20, 30	10, 15, 20, 30	15, 20, 30, 45	15, 20, 30, 45
Высота цилиндрической частиНц, мм	25, 50, 75,	40, 80, 60, 120, 160	60, 120, 180, 240	80, 160, 240, 320	, 200, 300, 400	125, 250, 375	160, 320, 480	200, 400, 600	250, 500, 750	320, 500, 750	400, 500, 800	500, 750, 0
Глубина погружения сливногопатрубка Нк, мм	10, 16, 25	16, 25, 32	25, 32, 40	32, 40, 64	40, 64, 80	50, 64, 80,	64, 80, , 120	80, , 120, 160	120, 160, 200	120, 160, 200, 250	160, 200, 250, 320	200, 250, 320, 400
Объемная производительностьQеn при Реn = 0,1 МПа	0,3-1,1	0,6-2,2	1,1-3,7	1,8-6,4	2,7-10,1	4,4-21,1	6,7-31,8	10,2-47,4	16,3-78,7	24,05-117,3	37,67- 180,3	54,6-282
Граничная крупностьразделения гр, мкм	2,3-64	2,3-84,9	3,4- 92,9	4,3-103,0	6,1-150	6,6-311	8,9-330,8	10,5-342	12,5-413,3	15,3-685,5	17,5-745,0	20,5-884

___________

* ГН — гидроциклон напорный с монолитными элементами,ГНС — со сборными элементами рабочей камеры.

1.26. Гидроциклоны малых диаметровобъединяются в батареи и блоки(мультициклоны), что позволяет при обеспечениитребуемого эффекта очистки и производительности добиться максимальнойкомпактности установки.

Батарейныегидроциклоны имеют единую систему питания, а также системы сбора верхнего инижнего продуктов разделения. Батарейный гидроциклон, состоящий из 12 аппаратовDhc = 75 мм,имеющий производительность 60-70 м³/ч, изготавливаетопытно-экспериментальный завод Ленниихиммаш. Материал — нержавеющая сталь.

Аппаратрекомендуется к применению в технологических процессах очистки производственныхсточных вод литейных, стекольных и керамических производств и т.д.Опытно-экспериментальный завод Дзержинского филиала Ленниихиммаш изготавливаетбатарейные гидроциклоны, включающие шесть единичных гидроциклонов Dhc = 125 мм (den = 25 мм; dвх= 35 мм; dшл = 12 мм;  = 10°). Сцелью сокращения расхода шлама и повышения надежности работы батареи, единичныегидроциклоны снабжаются автопульсирующими шламовыми патрубками.

Производительностьбатарейного гидроциклона при давлении питания 0,4 МПа-120 м³/ч.Материал — нержавеющая сталь.

Центральнымнаучно-исследовательским институтом крахмало-паточной промышленности (ЦНИИКПП)разработаны конструкции мультигидроциклонов марки ГБ-2, ГБ-3, ГБ-6, ГБ-7, ГП-8,(табл. 7). Серийное производство аппаратов осуществляет Кореневский опытныйзавод ЦНИИКПП.

Единичныеаппараты изготовляют из пластмасс. Основные геометрические размеры итехнологические параметры мультигидроциклонов приведены в табл. 7. Назначениеаппаратов; разделение суспензии картофеле- и кукурузокрахмального производства.В технологии очистки сточных вод мультигидроциклонов ЦНИИКПП рекомендуетсяприменять для механической очистки промышленных стоков, содержащих минеральныечастицы размером  = 200 мкм иплотностью  = 2,7 г/см³.

Таблица 7

Наименование узлов и деталей, технологическиепараметры	Тип мультигидроциклонов
	ГБ-2*	ГБ-3*	ГБ-6**	ГБ-7**	ГБ-8**
1	2	3	4	5	6
Единичный гидроциклон:
диаметрцилиндрической части Dhc, мм	20	20	20	20	20
размерпитающего патрубка dcn, мм	2´5	2´5	2´5	2´5	2´5
диаметрсливного патрубка dвх,мм	6	6	6	6	6
диаметршламового патрубки dшл,мм	3	3	3	3	3
Угол конической части , град	10	10	10	10	10
Число гидроциклонов ввыпускаемых, шт	29	48	16	24	48
Давление питаниямультигидроциклонов Реn. МПа	0,4-0,5	0,4-0,5	0,4-0,5	0,4-0,5	0,4-0,5
Объемная производительностьблока Qвn, м3/ч	15,0	25,0	8,0	15,0	25,0
Габариты блокамультигидроциклонов, мм:
высота	1017	1147	1243	1336	1410
ширина	475	475	374	440	477
длина	475	475	400	400	400
Масса блока мультигидроциклонов.кг	250	290	60	96	133

_______________

* Мультигидроциклоны первого выпуска.

** Модернизированная конструкция мультигидроциклонов.

Рис. 12.Кинетика отстаивания сточных вод фасонно-формовочного цеха (Со = 300 мг/л; h =200 мм)

1.27. Для проектирования гидроциклонныхустановок должны быть заданы те же данные о характеристике сточных вод имеханических загрязнений, что и при проектировании других методов механическойочистки.

1.28. По кривой кинетики отстаивания(рис. 12) по заданному эффекту очистки определяется охватывающая гидравлическаякрупность Uо, мм/с:

U0= h/t,                                                                                                         (29)

затем из точки на оси ординат,соответствующей требуемому эффекту очистки, проводится касательная к кривой Э = f(t), източки касания опускается перпендикулярна ось абсцисс и по найденному времени tгр определяется граничная гидравлическаякрупность Uгр задерживаемых частиц,мм/с;

Uгр = h/trц,                                                                                                     (30)

по которой по формуле Стоксарассчитывается граничный диаметр задерживаемых при заданном эффекте частиц

.                                                                              (31)

1.29. После определения граничнойкрупности частиц, которые требуется выделить по табл. 5 — 7,подбирается диаметр гидроциклона, в котором эти частицы могут быть выделены,назначаются размеры его основных узлов dвn,dвх,dшл,НцНк (см. рис. 10) и назначается давление Рвп,, под которым исходная вода будет подаваться нагидроциклоны. Затем исходя из заданных размеров гидроциклона рассчитываетсяграничная крупность разделения, мкм:

.                                   (32)

1.30. В случае если рассчитаннаякрупность гр будет больше крупности, которая соответствуеттребуемому эффекту очистки, определенной по формуле (32), то подборгидроциклона необходимо повторить, изменяя его конструктивные размеры идавление на входе. На основании формулы (32) в ГИСИ им. В.В. Куйбышевасоставлена номограмма, упрощающая определение гр.

1.31. После уточнения всехгеометрических размеров гидроциклона определяется его производительность. Длягидроциклонов, работающих без противодавления, расчет производительностиследует производить по формуле (42) СНиП 2.04.03-85. Дляполучения более точных расчетов рекомендуется следующая формула л/с:

.                                       (33)

Послеопределения производительности одного аппарата, исходя из общего количествасточных вод, определяют число рабочих гидроциклонов, назначают общее количествоаппаратов и приступают к проектированию гидроциклонной установки в соответствиисо СНиП2.04.03-85.

1.32. Потери воды с выделенным осадком,удаляемым через шламовую насадку dшл, л/с,определяются по уравнению

                                                                 (34)

1.33. Для примерного расчета потерьводы с выделяемым осадком следует принимать для гидроциклонов диаметром меньшемм — 0,07-0,08 Qen, более мм — 0,04-0,03Qen.

Примеры расчетагидроциклонов

Пример 7. Требуется рассчитать открытийгидроциклон для очистки сточных вод, образующихся при мойке грузовыхавтомобилей. Расход сточных вод составляет 50 м/ч. Гидроциклон применен напервой ступени очистки и должен задерживать частицы гидравлической крупностью0,3 мм/с.

Для расчетапринимаем открытый гидроциклон сконической диафрагмой и внутреннимцилиндром (см. рис. 7, в).

По формуле(38) СНиП2.04.03-85 рассчитываем удельную гидравлическую нагрузку на гидроциклона

qhc= 3,6^.1,98^.0,3 = 2,l4 м³/(м^2.ч).

Определяемобщую площадь зеркала воды вгидроциклонах

Fhc= 50/2,14 = 23,4 м².

Задавшисьдиаметром гидроциклона Dhc = 3 м, рассчитываемих количество N, шт.:

N = 23,4/3^2.0,785= 3,3

Принимаем 3гидроциклона диаметром Dhc = 3 м.

По табл. 4 рассчитываем все конструктивныеразмеры гидроциклона с конической диафрагмой и внутренним цилиндром (графа 5):высота цилиндрической части, Hhc:= 3 м; диаметр впускного патрубка den= 150 мм; количество патрубков n = 2;угол конической части  = 60°;угол конуса диафрагм  = 90°; диаметрцентрального отверстия в диафрагме dd= 1,5 м; диаметр внутреннего цилиндра D1 = 2,64 м; высотавнутреннего цилиндра H1 =3 м; высота водосливной стенки H2= 0,6 м; диаметр водосливной стенки D2= 3,2 м; диаметр водопогруженного щита D3= 3 м.

Выбираемматериал для изготовления гидроциклона.

При решении оприменении железобетона для выполнения корпуса аппарата в проекте обязательнодолжно быть оговорено непременное применение опалубки, позволяющей получитьгладкую внутреннюю поверхность в аппарате.

Далее сучетом п. 6.89 СНиП2.04.03-85 приступают к проектированию схемы гидроциклонной установки.

Пример 8. Требуется запроектироватьустановку с многоярусными гидроциклонами для очистки сточных вод цехасреднесортного проката. Расход сточных вод 1500 м³/ч. Расход водыпрактически постоянен в течение суток. Температура воды Tw в течение года изменяется в пределах 15-30 °С.Концентрация взвесей в исходной воде составляет 250 мг/л, масла 60 мг/л.

В очищеннойводе содержание тяжелых примесей не должно превышать 60 мг/л, масел 25 мг/л. Поданным анализа кривых кинетик отстаивания сточных вод при температуре 20 °С вслое h = 200 мм, требуемая степень очистки обеспечивается призадержании частиц тяжелых примесей крупностью 0,3 мм/с и 0,5 мм/с — легче воды,поэтому за расчетную принимается 0,3 мм/с.

Принимаеммногоярусный гидроциклон с центральными выпусками (см. рис. 8).

Расчетпроизводится в следующем порядке.

Задаемсядиаметром гидроциклона Dhc = 5 м.

По формулам(38). (39) СНиП2.04.03-85 рассчитываем удельную гидравлическую нагрузку, приходящуюся наодин ярус гидроциклона:

.

Зная диаметраппарата (Dhc = 5 м), определим расход воды, который можетподаваться на один ярус:

q¢hc = 0,785^.5^2.0,7 = 13,73 м³/ч.

Определяем количество ярусов

nti= 1200/13,73 = 87,4 88 шт.

Задавшиськоличеством ярусов в гидроциклоне n =15 шт., определяем количестворабочих аппаратов

N = 88/15  6 шт.

По табл. 4 назначаем основные размерыаппарата.

Пример 9. Требуется запроектироватьустановку с многоярусными гидроциклонами для очистки сточных вод от ваграноклитейного цеха.

Расходсточных вод 680 м³/ч. Расход воды практически постоянен в течениесуток. Температура воды в течение года изменяется в пределах 22-60 °С. Зарасчетную принимаем 30 °С. Концентрация взвесей в исходной воде составляет800-1200 мг/л. В очищенной воде содержание тяжелых примесей не должно превышать150 мг/л.

По данныманализа кривых кинетик отстаивания сточных вод при температуре 20°С, в слое h = 200 мм требуемая степень очистки обеспечивается призадержании частиц крупностью 0,2 мм/с.

В качествеочистного сооружения принимаем многоярусный гидроциклон с периферийным отборомочищенной воды (см. рис. 9). Расчетпроизводится в следующем порядке.

Задаемсяследующими параметрами гидроциклона: диаметр гидроциклона Dhc= 5 м; диаметр центрального отверстия верхней диафрагмы прямоточного яруса dd = 1 м; высота ярусов hti = 0,12 м.

По формулам(38), (40) СНиП2.04.03-85 рассчитываем удельную гидравлическую нагрузку, приходящуюся наодин ярус гидроциклона, b — ширина периферийной щели дляотвода очищенной воды, назначаем b = 0,1 м; Kset — коэффициентиспользования объема яруса, так как гидравлическая нагрузка на ярус обещаетбыть небольшой, принимаем Kset = 0,4.

Еслитемпературу оборотной воды принимаем равной 30 °С, тогда гидравлическаякрупность по зависимости (31) СНиП 2.04.03-85 при этойтемпературе составит

 = 0,2×1/0,8= 0,25 мм/с;

.

Зная диаметраппарата (Dhc = 5 м), определимрасход воды, который может подаваться на один ярус

.

Определимколичество ярусов

пti = 680/13,33 = 51 шт.

Задавшиськоличеством пар ярусов в гидроциклоне n1 = 15шт.,определим количество аппаратов

N = 51/15 = 3,4  4 шт.

По табл. 4 (графа7) назначаем все остальные размеры многоярусного гидроциклона:

высотуцилиндрической части определяем исходя изколичества ярусов Нц = 2 htinti+400 = 4000 мм; количествовпусков nвп = 3; угол коническойчасти,  = 60°; угол конусадиафрагм,  = 50°; диаметрцентрального отверстия, dd = l м; высоту ярусов принимаем hii = 0,12 м; зазормежду корпусом и диафрагмой  = 0,1 м; скоростьпотока на входе  = 0,3 м/с; размервпускной щели: высота 0,12 м; ширина 13,3^. 0/0,3^.3600 = 12 мм; высотаводосливной стенки Н2 =0,5м.

Пример 10. Требуется запроектироватьочистные сооружения фасонно-формовочного цеха, сточные воды которого в основномпредставлены пылевидными частицами песка, глины, шлака, формовочной земли ит.д. Расход сточных вод в среднем составляет 120 м³/ч. Концентрациявзвешенных веществ изменяется в пределах 1500-3000 мг/л. Кривая кинетикиотстаивания приведена на рис. 12. Потребованиям производств эту воду необходимо очистить до 10 мг/л, т.е. 99,7 %.Подобные жесткие требования диктуются условиями предохранения плунжерныхнасосов от образивного износа. Этиминасосами очищенная сточная вода будет подаваться в технологический процесс.Температура воды 20 °С;pН = 6-7. Удельный весмеханических загрязнений в среднем равен: г = 2,6 г/см³.

Расход водыследует считать постоянным в течение суток.

Длядостижения столь грубой степени очистки принимаем двухступенную схему очистки,по которой на период ступени применены напорные гидроциклоны, в которыхобеспечивается удаление основной массы механических загрязнений (Э = 80%), на второй ступени — отстаивание с применением реагентов. В данном примерерассматривается лишь расчет напорных гидроциклонов.

По кривойкинетики отстаивания (см. рис. 12) позаданному эффекту Э = 80 % определяем охватывающую гидравлическуюкрупность U0 = 200/l0,60 = 0,33 мм/с.

Затем източки на оси ординат, соответствующей заданному эффекту очистки (80 %),проводим касательную к кривой. Из точки касания опускаем перпендикуляр на осьабсцисс и по найденному времени tгр = 16,5 минрассчитываем граничную гидравлическую крупность

Uгр =200/(16,5^.60) = 0,2 мм/с.

Затем поформуле (31) рассчитываемграничный диаметр гр, мкм,задерживаемых частиц

.

Послеопределения граничной крупности по табл.6 подбираем гидроциклон, который может выделить частицы этой крупности Dhc = 80 мм и по этой же таблице в соответствии срекомендуемыми соотношениями СНиП 2.04.03-85 назначаемразмеры основных рабочих узлов den = 80^.0,25 = 20 мм; dвх = 20/0,6 = 32 мм; dшл= 10; Нц = 4Dhc = 4^.80= 320 мм;  = 10°;

Hk =Dhc/(2 tg /2) = 457 мм.

Давлениепитания принимаем Pвn= 0,3 МПа.

По формуле (32) определяем гр

.

Вследствиетого, что полученное значение гр = 27 мкм меньшезначения гр = 47,5 мкм, которое требуется обеспечить, ожидается, чтоподобранный гидроциклон обеспечит эффект очистки несколько выше задаваемого.

В случае,если определенная гр была бы больше заданного, потребовалось быподбор повторить, задаваясь другими размерами гидроциклона.

Далее поформуле (33) определяем производительность одного аппарата

Qen= 1,03×0,8^0,053×2^1,28×3,2^0,405×1,6^0,143×3,2^0,015×10^0,025×0,3^0,443= 3,7 л/с = 13,3 м³/ч.

Исходя изобщего количества сточных вод для ихочистки потребуется гидроциклонов

N = 120/13,4 = 8,9  9 шт.

Всоответствии с п. 6.91 СНиП 2.04.03-85 установкадолжна включить 9 рабочих аппаратов и 1 (один) резервный. После определенияколичества гидроциклонов определяем расход воды, удаляемой со шламом, накоторый нужно рассчитывать уплотнитель осадка

qшл = 0,07 (13,4^.9) = 8,4 м³/ч.

2. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХВОД

Аэротенки

2.1. В соответствии с СНиП 2.04.03-85технологические параметры аэротенков определяются расчетом по зависимостям(48)-(67). Hа очистныхстанциях производительностью более 30000 м³/сут аэротенки, как правило,устраиваются в виде железобетонных резервуаров глубиной 4-5 м, ширинойкоридоров 6-9 или 12 м. Количество коридоров и их длин зависят от типааэротенка и компоновки очистных сооружений.

Аэротенки -смесители без регенераторов

2.2. Сооружения этого типацелесообразно применять для очистки производственных сточных вод приотносительно небольших колебаниях их состава и присутствии в водепреимущественно растворенных органических веществ, например на второй ступенибиологической очистки сточных вод и системы канализации нефтеперерабатывающихзаводов.

Пример. Исходные данные: расчетныйрасход сточных вод в смеси с городскими 1250 м³/ч; БПКдолнводы (после аэротенков I ступени) и смешения с городскими в соотношении 1:1 (Len) = 150мг/л; БПКдолн очищенной воды (Lex.) = 15 мг/л.

Значенияконстант принимаются из уравнения (40) СНиП 2.04.03-85:  = 59 мг БПКдолн/(г-ч);Kl = 24 мг/л; K0= 1,66 мг/л;  = 0,158 л/г.

Доза ила иконцентрация растворенного кислорода должны определяться потехнико-экономическим расчетам. В данном случае практически установлены ai = 2 г/л; С0= 2 мг/л. Величина , рассчитанная по уравнению (49) СНиП 2.04.03-85, составит

 

мг БПКполн(г×ч).

Периодаэрации определяется по уравнению(48) СНиП2.04.03-85

;

.

Объемаэротенков

Wat = qWtatm = 1250^.7,4 = 9250 м³

Степеньрециркуляции определяется по формуле (52) СНиП 2.04.03-85. В первомприближении принимать Ii = см³/r, который потом уточняетсяпо табл. 41 СНиП2.04.03-85, исходя из нагрузки на ил.

Аэротенки-смесителис генераторами

2.3. Эти сооружения применяются дляочистки производственных сточных вод со значительными колебаниями состава ирасхода стоков и присутствии в них эмульгированных и биологическитрудноокисляемых компонентов, например, при очистке сточных вод 1 ступенивторой системы канализации ППЗ.

Пример расчета.

Исходныеданные: расчетный расход (с учетом неравномерности поступления) qW = 625 м³/ч; Len = 300 мг/л; Lвх= мг/л.

Значенияконстант уравнения (49) приведены в табл. 40 СНиП2.04.03-85:  = 59 мг БПКполн/(г-ч);Kl = 24 мг/л; K0= 1,66 мг/л;  = 0,158 л/г.

По даннымтехнико-экономического расчета или опыту эксплуатации принимаются величинысредней дозы ила aimix = 3,5 г/л и концентрациирастворенного кислорода Сo= 2мг/л.

Для расчетааэротенков, предназначенных для очистки производственных сточных вод, степеньрегенерации Rr задается по данным исследований или по опытуэксплуатации.

В данномслучае степень регенерации принимается Rr = 0,3(объем, занятый регенератором, составляет 30 %), иловой индекс Ii = см³/г.

По формуле(52) СНиП2.04.03-85 определяется коэффициент рециркуляции

.

Средняяскорость окисления  в системе аэротенка срегенератором aimix = 3,5 г/лопределяется по формуле (49) СНиП 2.04.03-85, а значенияконстант по табл. 40 СНиП 2.04.03-85

 = 18,3 мг БПКполн/(г×ч).

Общий периодокисления при  = 18,3 рассчитываемпо формуле (48) СНиП 2.04.03-85

ч.

Общий объемаэротенка и регенератора

Watm + Wг = qWtatm = 625 4,46 = 2788 м².

Общий объемаэротенка определяется по формуле

Watm = (Watm+Wr)/(1+) =

 = 1952 м³.

Объемрегенератора Wr = 2788-1952 = 836 м³.

С учетомвеличины периода аэрации следует уточнить нагрузку на ил, а затем значенияилового индекса. По формуле (53) СНиП 2.04.03-85 определимзначения qi

qi = 439 мг/г×сут.

По табл. 41 СНиП 2.04.03-85при этом значении qi для сточных вод НПЗ Ii = 74 cм³/г, что отличается отранее принятого Ii = cм³/г.

С учетомпроектирования значения Iiпо формуле (52) СНиП 2.04.03-85 уточняетсявеличина коэффициента рециркуляции

Ri=  = 0,35.

Для расчетавторичного отстойника уточняется доза ила в аэротенке по следующей формуле:

.                                                                         (35)

Подставляячисленные значения в формулу (35), получим

 = = 2,45 г/л.

Гидравлическаянагрузка на вторичный отстойник определяется по формуле (67) СНиП 2.04.03-85 с учетомдопустимого выноса ила из отстойника после I ступени биологической очистки  = 30 мг/л. Принимаетсярадиальный отстойник с коэффициентом использования объема Кss = 0,4, для которого приглубине зоны отстаивания 3 м гидравлическая нагрузка будет равна:

Аэротенки-вытеснителис регенераторами

2.4. Сооружения этого типа применяютсядля очистки городских сточных вод и близких к ним по составу промышленных принезначительных колебаниях в составе и расходе.

Пример расчета.

Исходныеданные: расчетный часовой расход сточныхвод qW= 4200 м³/ч; величина БПКполн исходной воды Len= 250 мг/л; требуемая величина БПКполн очищенных вод Lвх = 15 мг/л допустимыйвынос ила из вторичных отстойников  = 10 мг/л

В начале поформуле (52) СНиП2.04.03-85 определятся степень рециркуляции Ri,причем, в первом приближении принимается величина Ji= см³/г. Доза ила в аэротенке определяется оптимизационнымрасчетом с учетом работы вторичных отстойников, ориентировочно  = 3 мг/л.

Ri= = 0,43.

Величина БПКполнводы, поступающей в начало аэротенка-вытеснителя Lmix,определяется по формуле (51) СНиП 2.04.03-85 с учетомразбавления циркуляционным илом

 мг/л.

Периодпребывания сточных вод в аэротенке рассчитывается no формуле

 ч.

Доза ила врегенераторе определяется зависимостью (55) СНиП 2.04.03-85. В первомприближении

 г/л.

Удельнаяскорость окисления  рассчитывается поформуле (49), где величины констант и коэффициентов следует брать из табл. 40 СНиП 2.04.03-85.Для городских сточных вод  = 85 мг БПКдолн/(г×ч);Ki = 33 мг/л; K0= 0,626 мг/л;  = 0,07 л/г; s = 0,3.

Концентрациякислорода и доза ила определяется оптимизационным расчетом. Для регенераторапринимается в данном случае Сo = 2 мг/л, ar = 6,49 г/л,

 = 16,6 мг БПКполн/(г^.ч).

Продолжительностьокисления загрязнений рассчитывается по формуле (54) СНиП 2.04.03-85

 ч.

Продолжительностьрегенерации ила по формуле (57) СНиП 2.04.03-85

tr = to-tat = 7,29 — 1,55 = 5,74 ч.

Продолжительностьпребывания в системе аэротенк-регенератор рассчитывается по формуле

t = (1+Ri)tato+Ritr(36)

Подставивчисленные значения, получим t = (1+0,43)1,55 + 0,43×5,74= 4,68 ч.

Объемаэротенка определяется по формуле (58) СНиП 2.04.03-85

Wat = tato(1+Ri)qW = 1,55 (1+0,43) 4200 = 9309 м³

Объемрегенератора — по формуле (59) СНиП 2.04.03-85

Wr = tr Riqw = 5,74×0,43^×4200 = 10366 м³.

Для уточненияилового индекса определяется средняя доза ила в системе аэротенк-регенератор поформуле

                                                                                                                                           (37)

Подставивчисленные значения, получим

aimix= [(1+0,43) 1,55×3+ 0,43×5,74×6,49]/4,68= 5,45 г/л.

По формуле(53) СНиП2.04.03-85 определяется нагрузка на ил qi, где дозаила принимается равной величине aimix, апериод аэрации равен продолжительности пребывания в системе аэротенк -регенератор t:

 мг×БПКполн/(г×сут).

По табл. 41 СНиП 2.04.03-85для ила городских сточных вод при qi = 355 мг/(г×сут),Ji = 76 см³/г. Эта величина отличаетсяот принятой ранее Ji— = cм³/г.

По формуле(52) СНиП2.04.03-85 с учетом скорректированной величины Ji= 76 см³/г уточняется степень рециркуляции

Ri= 3/ = 0,29.

Принимается Ri = 0,3. Эта величина существенно отличается отрассчитанной в первом приближении, поэтому нуждается в уточнении величины Lmix и tai. Поформуле (51) СНиП2.04.03-85

Lmix=  мг/л.

По формуле(56) СНиП2.04.03-85

ч.

По формуле(55) СНиП2.04.03-85

 г/л.

По формуле(49) СНиП2.04.03-85

 = 15,47 мг×БПКполн/(г×ч).

По формуле(54) СНиП2.04.03-85

to= 9,04 ч.

По формуле(57) СНиП2.04.03-85

tr = 9,04- 1,6 = 7,44 ч.

Продолжительностьпребывания в системе аэротенк-регенератор по формуле (36)

t = (1 +0,3) 1,6 + 0,3×7,44= 4,31 ч.

Объемаэротенка по формуле (58) СНиП 2.04.03-85

Wat= 1,6(1+0,3)4200 = 8790 м².

Объемрегенератора по формуле (57) СНиП 2.04.03-85

Wr= 7,44×0,3×4200= 9374 м³.

Далеенеобходима проверка величины aimix поформуле (37)

aimix= [(1+0,3)1,6×3+ 7,44×0,3×8]/4,31= 4,79 г/л,

с учетомкоторой нагрузка на ил будет равна:

qi = 390 мг/г×сут;

величина Ji по табл. 41 СНиП 2.04.03-85 равна 79 cм³/г,что не существенно отличается от ранее определенного значения этой величины, идальнейшей корректировки расчетов не требуется.

Вторичныеотстойники для аэротенков-вытеснителей с регенераторами рассчитываются поформуле (67) СНиП2.04.03-85, в котором значения аi и аt соответствуют первоначально заданным величинам,значение Ji принимается на основепоследних корректировок, в данном случае для радиальных отстойников при Kss = 0,4 и Hset = 3 м

qssa = 1,43 м³/м^2.ч.

Аэротенки-вытеснителибез регенераторов

2.5. Сооружения этого типарекомендуется применять для очистки городских и близких к ним по составупроизводственных сточных вод с БПКполн не более 150 мг/л, либо навторой ступени биологической очистки.

Пример расчета.

Исходныеданные: расчетный расход сточных вод qW = 4200 м³/ч,для городских сточных вод БПКполн исходной воды Len = 150 мг/л; БПКполн очищенных вод Lех = 15 мг/л; вынос ила извторичных отстойников  = 15 мг/л.

В началеопределяется степень рециркуляции Ri, в которойвеличина илового индекса в первом приближении принимается Ji= см³/г доза ила в аэротенке —  устанавливается врезультате технико-экономических расчетов. Ориентировочно  = 3 мг/л. По формуле(52) СНиП2.04.03-85

Ri= 0,25.

Дляобеспечения нормального удаления ила из вторичных отстойников с илососамиследует принимать Ri = 0,3.

БПКполнводы, поступающей в начало аэротенка-вытеснителя Lmixс учетом разбавления циркуляционным илом рассчитывается по формуле (51) СНиП 2.04.03-85

Lmix= 119 мг/л.

Периодаэрации определяется по уравнению (50) СНиП 2.04.03-85, в которомзначения констант и коэффициентов для рассматриваемого примера по табл. 40 СНиП 2.04.03-85имеют следующие значения:  = 85 мг/(г×ч),Ki = 33 мг/л; KO = 0,626 мг/л;  = 0,07л/г; s = 0,3. При Leх = 15 мг/л коэффициент Kp = 1,5. Концентрация кислорода определяетсятехнико-экономическими расчетами с учетом типа аэраторов. Приближенно Со = 2 мг/л.

Объемаэротенка и вытеснителя с учетом рециркуляционного расхода определяется позависимости (58) СНиП 2.04.03-85.

Wat = tatv(1+Ri)qW = 2,96(1+0,3)4200 = 16162 м³.

Для расчетавторичного отстойника следует уточнить величину илового индекса по нагрузке наил, которая рассчитывается по формуле (53) СНиП 2.04.03-85, где дляаэротенка-вытеснителя без регенерации исходная величина БПК равна Lmix:

qi =421 мг /(г^.сут).

По табл. 41 СНиП 2.04.03-85при qi = 421 мг/(г^.сут) Ji = 83 см³/г.

При новомзначении илового индекса степень рециркуляции уточняется по формуле (52) СНиП 2.04.03-85

Ri = 2/ = 0,199.

но для обеспечения нормальногоудаления ила следует принять Ri = 0,3, и,следовательно, дальнейший расчет в корректировке не нуждается.

Гидравлическаянагрузка qssa на вторичныйотстойник определяется noформуле (67) СНиП2.04.03-85, в котором величина илового индекса принимается после последнейкорректировки Ji = 83 см³/г.Для радиальных отстойников с Kss = 0,4; Hset = 3 м;

qssa = 1,45 м³/(м^2.ч).

Системы аэрации

2.6. Аэраторы должны обеспечиватьзаданный кислородный режим и необходимую интенсивность перемешивания ваэротенках.

2.7. Пневматические аэраторырассчитываются по зависимостям, приведенным в п. 6.157 СНиП 2.04.03-85. Вконструкции мелкопузырчатых аэраторов могут применяться фильтросные пластины итрубы, синтетические ткани, пористые пластины и т.п.

Прииспользовании пористых материалов удельный расход воздуха на единицу рабочейповерхности аэраторов Ja,d зависит от индивидуальных свойств этих материалов иназначается в пределах Ja,d = 30- м³/(м^2.ч); дляфильтросных пластин — Ja,d = 60-80 м³/(м^2.ч), для фильтросных труб Ja,d = 70 — м³/(м^2.ч), считая на площадь горизонтальной проекции трубы, длясинтетических тканей (арт. 56007, арт. 56026) Ja,d = 50 — 80 м³/(м^2.ч). Потери напора в фильтросных материалах и тканях следуетпринимать 0,7-1 м. Скорость выхода воздуха из отверстий дырчатых труб — 50 м/с.

Прииспользовании аэраторов из синтетических тканей или пористых пластмассцелесообразны конструкции в виде решеток шириной до 2 м, что позволяетувеличить площадь полосы аэрации (отношение faz/fat= 0,2-0,3), повысить эффективность использования и снизить удельный расходвоздуха.

2.8. В аэротенках-смесителяхпневматические аэраторы располагаются вдоль одной стены коридора равномерно повсей их длине. Количество фильтросных пластин или труб определяется с учетомнеобходимости интенсивности аэрации и рекомендуемых значений Ja,d. В регенераторахаэраторы размещаются неравномерно по длине: в первой половине в 2 раза больше,чем во второй.

2.9. В аэротенках-вытеснителях аэраторы располагаются неравномерно всоответствии со снижением концентрации загрязнений и скоростей биохимическогоокисления.

Пример расчета.

Исходныеданные: вид сточных вод (например, городские); расход сточных вод qW = 4200 м³/ч; солесодержание воды Сs = 3 г/л; БПКполнисходной и очищенной воды Len и Lвх — 150 в 15 мг/л, расчетная температура воды ТW –20 °С.

Удельныйрасход воздуха qаir, осуществляется по формуле (61) СНиП 2.04.03-85 для условийполной биологической очистки. В рассматриваемом примере удельный расходкислорода q0 = 1,1 и средняяконцентрация кислорода в аэротенке С0= 2 мг/л.

По даннымрасчета объем аэротенка Watv = 16162 м³.Приняв по конструктивным соображениям длину коридора l = 60 м и рабочую глубину Hat= 4 м, общая ширина аэротенка будет равна:

.

Приняв ширинуодного коридора b = 6 м, числокоридоров будет равно:

nk = Bat/b = = 11,17.

Следуетпринять nk = 12 и соответственноизменить и длину коридора l

Bat = nkb =12^.6 = 72 м; l = Watv/Hat Bat = =56 м.

В зависимостиот температуры воды, еесолесодержания и глубины погружения аэратора растворимость кислородаопределяется зависимостью

,                                            (38)

где ha =hai- hay;при haу = 0,3 м; hа = 4-0,3 = 3,7м; TW = 20 °С; Cs = 3 г/л;

= 8,72 мг/л.

Приняв впервом приближении faz/fat= 0,1; по табл. 42 СНиП 2.04.03-85 К1 = 1,47 для аэратора изфильтросных труб при ha =4 м, по табл. 43 СНиП 2.04.03-85 К2 = 2,52. При 20 °Скоэффициент КT =1.

Для городских сточных вод коэффициент K3 = 0,85. Приведем значениякоэффициентов K3 для некоторых видов производственных сточных вод

Источникисточных вод	K3
Целлюлозно-бумажные комбинаты…………	0,7-0,8
Молочные заводы …………………………….	0,8
Производства крафт-бумаги………………….	0,7
Деревообрабатывающие
производства ………………………………….	0,68
Бумажные фабрики ……………………………	0,85
Картонажные фабрики ………………………..	0,53-0,64
Фармацевтические заводы……………………	0,8-1,6
Заводы синтетического волокна…………….	1-1,8

Дляопределения интенсивности аэрации по длине аэротенка-вытеснителя строитсяграфик изменения БПКполн во времени (рис. 13). Периоды аэрации длязаданных промежуточных значений Lex определяются расчетом по формуле (50) СНиП 2.04.03-85.Данные расчетов для условий рассматриваемого примера приведены в табл. 8.

Рис. 13. Зависимость Lex от продолжительности пребывания ваэротенках-вытеснителях

Таблица 8

Lmix мг/л	119	119	119	119	119
Lex, мг/л		75	50	25	15
taiv. ч	0,44	1,06	1,73	2,53	2,96

Награфике (см. рис. 13) интервал времени, соответствующий продолжительностиаэрации, при которой достигается Lex = 15 мг/л, делится на равные части (по принятомучислу ячеек аэротенка-вытеснителя), например на 6 частей. Для периодов аэрациив каждой ячейке с помощью полученной кривой (см. рис. 13) определяются значенияБПКполн на входе и выходе из ячеек. Эти данные приведены в табл. 9.

Таблица 9

Показатель	Номер ячейки						Примечания
	I	II	III	IV	V	VI
Lеn, мг/л	119	95	75	56	40	25	По рис. 13
Lex, мг/л	95	75и	56	40	25	14	то же
qо, мг/мг Lеn— Lеx	0,9	0,9	0,9	0,9	1,0	1,1	—
qair, ì3/м3	1,02	0,85	0,81	0,68	0,71	0,47	—
Ja,м3/(м2ч)	6,38	5,32	5,06	4,25	4,43	2,95	—
Q¢air, ì3/ч	4284	3570	3402	2856	2982	1974	—
nd, ед.	1,82/2	1,52/2	1,44/2	1,21/1	1,27/1	0,84/1	—

Примечание.Под чертой указано принятое число рядов фильтросных труб.

На основеданных табл. 9 по формуле (39) определяется интенсивность аэрации в каждойячейке

,                                                                                            (39)

где q¢air — удельный расход воздухадля каждой ячейки определяется по формуле (61) СНиП 2.04.03-85.

Длярассматриваемого примера количество ячеекпринято nja = 6, общаяпродолжительность аэрации в сооружении по табл. 8 taiv= 2,96 ч.

Количестворядов пневматических аэраторов (например, фильтросных труб) определяется поформуле

                                                                                                    (40)

В рассматриваемомпримере ширина коридора аэротенки принята b = 6 м, удельный расходвоздуха на аэратор для фильтросных труб Jad = 70 м³/(м²ч),площадь одного ряда аэратора на 1 м фильтросных труб dy,= 300 мм; f¢d = 0,3 м²/м. Расход воздуха Q¢air, м³/ч, в каждой ячейке определяется поформуле

.                                                                                                 (41)

Общий расходвоздуха на аэротенк Qair,равен сумме всех Q¢air.

Для болееточного регулирования подачи воздуха на воздуховодах каждой ячейки следуетустановить расходомеры с задвижками или вентилями.

2.10. В аэротенках-вытеснителях срегенераторами удельный расход воздуха определяется по формуле (61) СНиП 2.04.03-85.Количество аэраторов на первой половине длины аэротенков и регенераторовпринимается вдвое больше, чем на остальной длине коридора.

Для условийрассмотренного примера в п. 2.9 удельный расход воздуха, рассчитанный поформуле (61) СНиП2.04.03-85, составил

qair = 12,22м³/м³.

Общий расходвоздуха Qair = 12,22^.4200 = 51309 м³/ч.

Средняяинтенсивность аэрации

Ja = (12,22^.4)/3,75= 13,03 м³/(м²ч).

Интенсивность аэрации на первойполовине аэротенка и регенератора Ja1= 1,33Ja, на второй — Ja2 = 1,33Ja/2 = 0,67Ja.

При ширинекоридора аэротенка b = 6 м, удельном расходе воздуха на аэратор в виде фильтросных трубJab = 90 м³/(м²ч) и площадиодного ряда фильтросных труб dy = 300 mm; f¢d = 0,3 м²/м.

Количестворядов фильтросных труб в первой половине аэротенки вытеснителя составило

;

во второйполовине:  = 3,92/2 = 1,96.

В данномслучае следует принять на первой половине аэротенка и регенератора число рядовфильтросных труб — 4, на второй половине — 2, соответственно распределиврасходы воздуха.

2.11. С целью сокращения длинывоздуховодов количество стояков для подвода воздуха к аэраторам следуетограничить минимально возможным числом, которое определяется из заданнойнеравномерности распределения воздуха вдоль коридора аэротенка.

Таблица 10

Геометрические размеры, мм		Допустимая неравномерность подачи воздуха, %			Максимальная удельная производительность, м3/(м×ч)	Перепад давления, кПа
наружный диаметр	толщина стенки	5	10	15
		длина трубы на 1 стояк, м
242	29	25	43	53	112	3-10
260	30	29	51	60	115	3-10
288	30	33	56	72	126	3-10

Числостояков зависит от длины обслуживаемого ими участка фильтросного канала,фильтросной или дырчатой трубы.

Параметрыаэраторов из фильтросных труб приведены в табл. 10, из фильтросных пластин — втабл. 11, из дырчатых труб в табл. 12.

Таблица 11

Геометрические размеры, мм		Допустимая неравномерность подачи воздуха, %			Максимальная удельная производительность, м3/(м.ч)	Перепад давления, кПа
ширина	глубина	5	10	15
		длина канала на 1 стояк, м
250		64	78	88	30	2-10
250	200	120	146	150	30	2-10

Таблица 12

Геометрические размеры, мм				Допустимая неравномерность подачи воздуха, %			Максимальная удельная производительность м3/(м2×ч)	Перепад давления, кПа
условный проход	наружный диаметр	диаметр отверстий	число отверстий на 1 трубы	5	10	15
				длина трубы на стояк, м
50	60	3	20	13	15,5	17,2	18	1,5
50	60	3	40	5,7	9,6	13,6	36,5	1,5
50	60	3	80	2,6	4,0	5,0	73	1,5
80	88,5	3	40	20	24,0	26,4	36,5	1,5
80	88,5	3	80	7	10,7	14,0	73,0	1,5
80	88,5	3	120	4,5	6,7	8,5	110,0	1,5
	114	3	40	27,3	34,2	37,9	36,5	1,5
	114	3	80	11,3	17,4	23,4	73	1,5
	114	3	120	7,1	10,7	13,6	110	1,5

Пример. Определить основные параметрыаэратора (фильтросный канал) для обеспечения аэрации коридора аэротенка -смесителя длиной м, шириной 9 м с интенсивностью аэрации 10 м³/(м²ч)при допускаемой неравномерности подачи воздуха 15 %.

Интенсивностьподачи воздуха на 1 м длины коридора

J¢¢a = J¢db = 10^.9 = 90 м³/(м²×ч).

Указаннаяинтенсивность при перепаде 1,5 кПа (новые пластины) может быть обеспеченаустановкой трех параллельных рядов фильтросных каналов. Для допустимойнеравномерности 15 % при глубине канала мм находим из табл. 11 максимальнуюдлину аэратора на 1 стояк — 88 м. Стояк присоединен к середине обслуживаемого им участка. Для коридора длиной мпотребуется таким образом 2 стояка. Полученное данным методом число стояковявляется минимально допустимым и может быть увеличено из конструктивныхсоображений.

Следуетобратить внимание, что при этом должны быть предусмотрены упругие вставки натемпературных швах резервуара аэротенка.

2.12. Эрлифтные аэраторы. При наличии источных водах значительных количеств карбонатных солей, смол, жиров, вязкихнефтепродуктов и волокнистых веществ, способных вызвать быструю кольматацию порв мелкопузырчатых пневматических аэраторах, целесообразно применение эрлифтныхаэраторов. По эффективности они приближаются к механическим, но не имеютсложного привода и не подвержены засорениям.

Принципдействия эрлифтных аэраторов совмещают в себе среднепузырчатую аэрацию спомощью сжатого воздуха в эрлифте и дополнительную аэрацию при изливе струичерез кромку водослива (рис. 14). Конструкция этих аэраторов разработана ВНИИВОДГЕО.

Рис. 14. Схема эрлифтного аэратора

1 -аэрационная решетка; 2 — нижний конус диффузора; 3 — трубадиффузора: 4 — верхний конусдиффузора с гребенчатым водосливом; 5 — лопатки; 6 -воздухопровод; 7 — опорные стойки

Ориентировочнопроизводительность эрлифтного аэратора Qm, кг/ч покислороду определяется по уравнению

,                                              (42)

где hb— высота кромки водослива, рекомендуется принимать hb= 0,45 — 0,5 м; dэp — диаметр трубы аэратора dэp = (0,6-1) Ва;Нэp — глубина погружения аэратора Нэp = 3,5 — 4 м.

Растворимостькислорода Са определяетсяпо формуле (38).

Пример расчета. Для подбора эрлифтныхаэраторов приведен график (рис. 15). Оптимальный режим работы эрлифтныхаэраторов наблюдается при Ja1= 10-15 м³/(м²×ч)и dэp = 0,3 — 1,2 м.

Рис. 15.Зависимость удельных энергозатрат и производительности по кислороду от диаметраэрлифтных аэраторов при различных значениях интенсивности аэрации

1 — Ja= 5; 2 — Ja= 10; 3 — Ja= 15 м³/(м²×ч)

Исходные данные: тип сооружения -аэротенк-смеситель первой ступени. БПК сточных вод Len = 550 мг/л; Lех= 137 мг/л; расчетный расход qW = 40000 м^з/cyт= 1667 м³/ч; период аэрации taim = 3 ч;растворимость кислорода Са= 9 мг/л; концентрация растворенного кислорода в аэротенке Со = 2 мг/л; ширина коридора аэротенка b = 9 м.

В данномслучае принят dэp = 0,1b, т.е. dэp = 0,19 = 0,9 м, Ja1 = 15 м³/(м²×ч).

Объемаэротенка Waim = qWtaim = 1667^.3 = 4999 м³.

По рис. 15 при Ja1 = 15 м³/(м²×ч)производительность по кислороду этого типоразмера аэратора приближенно составит65 кг/ч.

Дляопределения необходимого числа эрлифтных аэраторов может быть использованаформула (65) СНиП2.04.03-85

Следуетпринять Nma = 18 ед. При общейдлине коридоров аэротенка La = Waim/Hatb =4999/(4,5×9)= 123 м.

Расстояниемежду аэраторами l1 = 123/18 = 6,86 м.Расход воздуха QB1 на одинаэратор при Ja1 = 15 м³/(м²×ч).

QB1. = Ja1bl1 = 15×9×6,86= 926 м³/ч = 257 л/с.

Окситенки

2.13. Окситенки представляют собойкомбинированные сооружения, в конструкции которых предусмотрены зоны окисленияи илоотделения, сообщающиеся между собой с помощью циркуляционных окон и щелей.Зона окисления оборудуется механическим аэратором, системой автоматическойподпитки кислорода и стабилизации кислородного режима (рис. 16). Окситенкиработают в режиме реактора-смесителя. Они могут применяться для полной инеполной очистки городских и производственных сточных вод.

Рис. 16. Схема окситенка

1 — резервуар; 2 — полупогружнаяперегородка; 3 — корпус зоны реакции, 4 — кислородопровод. 5 — механический аэратор; 6 -стояк сброса газа; 7 — привод илоскреба, 8 — кислородный датчик; 9— зона илоотделения; 10 — решетка илоскреба; 11 — водосливводосборного лотка; 12 —донная циркуляционная щель; 13 —подводящий дюкер; 14 —циркуляционные окна

ИнститутСоюзводоканалпроект разработал проекты окситенков диаметром 10, 22 и 30 м, вкоторых зоны окисления и илоотделения равны между собой по объему.

2.14. При расчете окситенковопределяются необходимые объемы зоны окисления и илоотделения, размеры турбиныаэратора частота ее вращения и мощность привода при заданной эффективностииспользования кислорода.

2.15. Исходные данные для расчетаокситенков аналогичны тем, которые необходимы при применении аэротенков. Дляпримера рассмотрим случай, при котором расход сточных вод qW= 1667 м³/ч; БПКполн исходной воды Len= 400 мг/л: БПКполн очищенной воды Lех= 15 мг/л.

Сточная водапредставляет собой смесь промышленной и бытовой и по составу близка кгородской, поэтому кинетические константы могут быть взяты из табл. 40 СНиП 2.04.03-85= 85 мг БПКдолн/(г×ч);Kl = 33 мг/л; K0= 0,625 мг/л;  = 0,07 л/г.

Доза ила иконцентрация кислорода определяются в результате технико-экономическихрасчетов. Для окситенков эти параметры находятся в следующих пределах: ai = 5 — 12 г/л, Сo = 6 — 12 мг/л.

В данном случаев первом приближении принято ai = 6 г/л, Сo= 8 мг/л.

В началеопределяется удельная скорость окисления по формуле (49) СНиП 2.04.03-85

 = =18,25 мг^.БПКполн/(г×ч).

Периодпребывания в зоне реакции определяется по формуле (48) СНиП 2.04.03-85

taim== 5,02 ч.

Суммарныйобъем зон реакции окситенков, м³.

WO = qwtaim = 1667^.5,02 = 8368 м³.

Принявокситенки DО = 22 м, глубиной НО = 4,5 м, с общим объемом,равным:

WO1= 0,785 НО^. = 0,785×22²×4,5= 1708 м³

получим объемзоны реакции

Wa1 = WO1/2 = =854м³

Далее рассчитаемдиаметр зоны реакции по формуле, м:

.                                                        (43)

Затемколичество окситенков

nO = WO/ Wa1= 8368/854 = 9,718 ед.

Согласнорасчетам принимаем nO = 10 ед.

2.16. Для определения седиментационойхарактеристики ила по формуле (53) СНиП 2.04.03-85рассчитываем нагрузку на ил

qi =(400 — 15) 24/6×5,02(1- 0,3) = 438 мг^.БПКполн/(г×сут).

По табл. 41 СНиП 2.04.03-85при qi = 438 величина илового индекса Ji = 85 см³/г. С учетом снижения его засчет кислорода Ji = 85/1,4 = 60,7 см³/г.

По табл. 45 СНиП 2.04.03-85в зависимости от величины параметра (aiJi)определяем допустимую гидравлическую нагрузку на илоотделитель; для aiJi = 6^.60,7 = 364, при котором qms = 1,4 м³/(м²×ч).

Необходимаяплощадь илоотделителей окситенков

Fтs = qw/qms = = 1140 м².

Фактическаяплощадь илоотделителей

FOi = WO1/2HO = 1708/(2^.4,5) = 1900 м²

что значительно превышаетнеобходимую величину, поэтому дозу ила можно несколько увеличить.

2.17. Во втором приближении принимаетсядоза ила ai = 8 г/л, остальныепараметры остаются неизменными и расчет повторяется в прежнейпоследовательности. По формуле (49) СНиП 2.04.03-85

 = 16,62 мг /(г×ч).

По формуле.(48) СНиП2.04.03-85

taim= (400-15)/[8(1-0,3)16,62] = 4,13 ч.

Объем зонреакции окситенков Wa = 1667×4,13= 6895 м³. Количество окситенков nO = 6895/854= 8,07 ед. Можно принять nO = 8 ед. Поформуле (53) СНиП2.04.03-85

qi= (400-15)^.24/[8^.4,13 (1-0,3)] = 399,5 мг/(г×сут)/

По табл. 41 СНиП 2.04.03-85при qi = 399,5 мг/(г×сут), Ji = 80 см³/г, с учетом влияниякислорода Ji = 80/1,4 = 57 см³/г,величина aiJi = 8^.57 = 456, при котором потабл.45 СНиП2.04.03-85 qms = 1 м³/(м²×ч)

Необходимаяплощадь илоотделителей окситенков Fтs = 1667/1 =1667 м²

Фактическаяплощадь илоотделителей F¢тs = 6895/4,5= 1532 м², что соответствует необходимойвеличине.

2.18. Производительность аэратора покислороду Qma, кг/ч, прииспользовании технологического 95 %-ного кислорода определяется по формуле

,                       (44)

где Са — концентрация насыщения воды кислородом, мг/л, встандартных условиях по формуле (38)(в данном случае Сa = 10 мг/л); Кти K3— коэффициенты,учитывающие температуру и состав сточных вод, определяются по п. 6.157 СНиП 2.04.03-85.

Например, притемпературе воды 12 °СКт = 1+0,02(12 — 20) =0,84. Для смеси промышленных и городских вод K3= 0,7. Коэффициент использования кислорода в окситенке принимается в пределах  = 0,85-0,95.

Концентрациярастворенного кислорода в зоне реакции определяется технико-экономическимрасчетом. Для окситенков оптимальные значения Со = 6-12 мг/л. В данном случае Со = 8 мг/л.

Скоростьпотребления кислорода рассчитывается с учетом БПК исходной и очищенной воды ипроизводительность одного окситенка по формуле, кг/ч:

.                                                                        (45)

Для данногослучая

 = (400 -15) 1667/ 0×8= 80 кг/ч.

Приняв  = 0,9; Co = 8 мг/л,

Qma= 10×80/ 0×0,84×0,7[0,174(1-0,9)/0,9-8/ 0]= 119 кг/ч.

Исходя изконструктивных соображений, принимается диаметр турбины механического аэратора dа = 2 м.Параметры механических аэраторов приведены в табл. 13.

Таблица 13

Диаметр турбин аэратора, м	Количество лопаток, шт.	Длина лопатки, мм	Высота лопатки, мм	Частота вращения, мин-1	Производительность по кислороду, кг/ч	Мощность (нетто), кВт
0,5	6	17	14	133	3,33	1,2
0,7	8	20	14	95	7,08	2,4
1,0	12	21	13	67	9,58	3,4
1,5	16	25	14	48	22,91	7,5
2	18	30	15	38	33,33	11,8
2,5	18	37	18	32	52,08	18,1
3	24	35	17	27	77,5	26,5
3,5	24	40	18	24	108,33	38,5
4	24	47	20	22	145,83	52,5
4,5	24	52	22	21	204,16	75

Дляаэратора с da= 2 м, работающего на воздухе, производительность по кислороду составляет Qm = 33,5 кг/ч, мощность (нетто) Nm = 11,8 кВт, частота вращения nm = 38 мин^-1.

Поскольку Qm аэратора недостаточна, следует повыситьскорость его вращения и соответственно увеличить мощность привода.

Необходимаячастота вращения nO, мин^-1,определяется по формуле

nO= nm,                                                                                                                     (46)

т.е.

nO =  = 72 мин^-1.

Мощность(нетто) на валу NO, кВт,рассчитывается по формуле

NO = ,                                                                                           (47)

длярассматриваемого примера

NO= 11,8^.72²/38²= 42,3.

Мощностьпривода аэратора (брутто) при его КПД  = 0,7

NOb = No/ = 42,3/0,7 = 60,5 кВт.

Интенсивностьперемешивания механического аэратора оценивается по величине донной скорости Jо, м/с, внаиболее удаленной точке зоны его действия, величина которой должна быть неменее 0,2 м/с и рассчитывается по формуле

,

где Ha и Вa — глубина и ширина зоныреактора.

Длярассматриваемого примера при Вa = Dr= 15,5 м; На = 4,5 м,донная скорость будет равна:

Jо= = 0,7 м/с,

что значительно выше требуемойвеличины, и, следовательно, перемешивание будет обеспечено.

2.19. Расход кислорода определяется сучетом расхода сточных вод, БПКполн исходной и очищенной воды иэффективности использования кислорода. Весовой расход кислорода рассчитываетсяпо формуле

.

Длярассматриваемого примера

 = 713кг/ч.

Объемныйрасход

Q¢o = Qo /,

где плотность 1 м³ кислородапри нормальном давлении  = 1,43 кг/м³.Для условий примера Q¢o= 713/1,43 = 498,7 м³/ч.

2.20. При подборе оборудования можноиспользовать технико-экономические показатели установок разделения воздуха (поданным Гипрокислорода) которые приведены в табл. 14.

2.21. Применение окситенковэкономически целесообразно при получении кислорода по себестоимости отдействующих кислородных цехов предприятий азотной, нефтехимической,коксохимической и других отраслей промышленности, а также при строительствесобственных кислородных установок в составе очистных сооружений.

Экономическийэффект от применения окситенков с собственными кислородными установками посравнению с аэротенками при очистке городских сточных вод возрастает сповышением производительности очистных сооружений.

Таблица 14

Марка установки	Количество блоков в установке, шт.	Производительность по кислороду, м3/ч	Стоимость цеха в тыс. руб.	Расход электроэнергии тыс. кВт.ч	Годовые эксплуатационные затраты, тыс. руб.	Себестоимость 1 м3 кислорода, коп.
К-0,15	1	165	134,2	1918	73,38	5,5
К-0,4	1	420	275	4631	162,23	4,79
К-0,4	1	840	505,2	926,2	308,26	4,5
К-1,4	1	1400	632,15	7268	306,33	2,85
К-1,4	2	2800	1164,45	14535,4	554	2,53
К-5	1	4850	1604,2	24823,5	848,18	2

Примечание.Производительность и себестоимость даны при нормальном давлении кислорода притемпературе 20 °С. Содержание кислорода не ниже 99,5 %.

Ориентировочныевеличины экономического эффекта для этих условий приведены в табл. 15.

Таблица 15

Производительность, сооружения, тыс. м3/сут	20	55	110	180	360	620
Экономический эффект, тыс. руб.	55	126,7	208,5	381,2	645	970,1

Аэротенки с флотационным илоотделением для очисткипроизводственных сточных вод

2.22. Технологическая схема очисткипроизводственных сточных вод с флотационнымразделением иловой смеси предназначается для полной, и глубокой биологическойочистки производственных сточных вод.

Рекомендуетсядвухстепенная очистка, в которой на первой ступени используютсяаэротенки-смесители, работающие с высокой дозой ила, и разделение иловой смесив напорных флотаторах на второй ступени — секционированныеаэротенки-вытеснители и вторичные отстойники.

Схемы сфлотационным разделением иловой смеси могут быть применены при строительственовых и при реконструкции существующих очистных сооружений.

Припроектировании целесообразно использовать комбинированные сооружения аэротенковI и II ступени, между которыми располагается флотационный илоотделитель (рис.17).

Рис. 17. Схема аэротенка с флотационным илоотделителем дляочистки производственных сточных вод

1 -резервуар аэротенка; 2 — центробежной насос; 3 — сатуратор; 4 -дросселирующая арматура; 5 — флотационный илоотделитель; 6 -трубопровод подачи воды на II ступень; 7 — вторичный отстойник; 8— сброс очищенной воды; 9 — аэротснк II ступени; 10 — ячейкиаэротенка II ступени; 11 — аэротенк Iступени; 12 — подача исходной воды; 13 — регенератор; 14 -подача возвратного ила; 15 — опорожнение флотатора.

Применениеаэротенков с флотационным илоотделением, экономически целесообразно для очисткипроизводственных сточных вод с БПКполн более 400 мг/л биологическитрудноокисляемых загрязнений сточных вод, для которых необходимый периодаэрации превышает 16 ч. При преимущественном развитии в аэротенках, такназываемых «вспухающих» активных илов с иловым индексом более 200 см³/г,применение напорной флотации имеет преимущества перед отстаиванием.

Применениедвухступенчатых аэротенков с флотационным разделением иловой смесицелесообразно для сточных вод химической, нефтехимической, микробиологической,гидролизной, дрожжевой, медицинской, пищевой и других отраслей промышленностина станциях любой производительности. Причем экономическая эффективность этихсхем повышается при увеличении производительности станции.

Принцип действия исхемы аэротенков с флотационным илоотделением

2.23. Разделение напорной флотациейосновано на всплывании частиц активного ила вместе с мельчайшими пузырькамивоздуха, которые выделяются из иловой смеси после насыщения ее воздухом поддавлением.

Преимуществанапорной флотации для разделения иловой смеси по сравнению с общепринятым внастоящее время вторичным отстаиванием заключается в том, что процесс биологической очистки интенсифицируется врезультате увеличения окислительной мощности аэротенка первой ступени как за счетувеличения рабочей дозы ила, так и при увеличении нагрузки на ил в результатесокращения времени пребывания во флотаторе. При этом уменьшается объемсооружений для разделения иловой смеси и в них создаются аэробные условия, чтопозволяет получить более глубокую очистку сточных вод.

За счетуменьшения площади аэротенков первой ступени и увеличения их окислительноймощности значительно улучшаются условия аэрации и снижается удельный расходвоздуха; увеличивается активность микроорганизмов ила первой ступени врезультате дробления его в дросселирующей аппаратуре.

Длядостижения максимальной эффективности процесса первая ступень аэротенкаоборудуется регенератором активного ила, вторая выполняется в виде ячеистогореактора-вытеснителя с 4-6 секциями. Первая ступень работает с высокими дозамиила (или большой нагрузкой на ил), вторая — предназначена для доочистки воды иулучшения седиментационных свойств активного ила.

После второйступени иловая смесь разделяется в обычном отстойнике. Аэротенк с флотационным разделениемила состоит (см. рис. 17) изаэрационного резервуара, разделенного флотационным илоотделителем на двеступени, первая ступень оборудована регенератором активного ила, вторая -разделена на ячейки. Флотационный илоотделитель оборудован центробежным насосоми эжектором для подсоса воздуха, сатуратором для растворения воздуха идросселирующей арматурой.

Сооружениеработает следующим образом: неочищенная сточная жидкость поступает в первуюступень, смешивается с регенерированным активным илом, выходящим из ячейки иосвобождается от основной массы загрязнений в результате происходящих в первойступени процессов сорбции и окисления. Затем иловая смесь забираетсявысоконапорным насосом из конца первой ступени, насыщается воздухом всатураторе и выпускается через дросселирующее устройство во флотационныйилоотделитель в котором при снижении давления с 0,3-0,6 МПа до атмосферногопроисходит интенсивное всплывание воздушных пузырьков вместе с частицамиактивного ила. Выделенный в виде пены активный ил направляется в регенератор,где сорбированные загрязнения окисляются при высокой концентрации активного ила25-30 г/л. Регенерированный ил смешивается затем с поступающей сточнойжидкостью. Цикл повторяется. При работе первой ступени без регенераторапредусмотрена возможность подачи части сточных вод в ячейку.

Осветленнаяво фотационном илоотделителе иловая смесь с содержанием взвеси -300 мг/л потрубопроводу выпускается во вторую ступень аэротенка, где происходит процессдоочистки сточных вод при нормальной нагрузке на ил. Аэротенк второй ступениразделен перегородками с отверстиями на 4-6 ячеек. На последней ячейки иловаясмесь поступает в отстойник. Очищенная вода сбрасывается с установки,циркуляционный ил возвращается в первую ячейку второй ступени.

Избыточный илиз отстойника второй ступени направляется на первую ступень, проходитфлотационный илоотделитеаль и вместе с избыточным илом первой ступенинаправляется в уплотнитель, в котором происходит дальнейшее снижение влажностипены до 92-94 %.

Осветленнаянадиловая вода из уплотнителя направляется по возможности самотеком во вторуюступень аэротенка или (как вариант) сбрасывается в поток осветленной воды,выходящей из отстойника второй ступени. Следует предусмотреть подачу частинеочищенной сточной жидкости (10 % общего расхода) в первые две ячейки второйступени.

Для первойступени рекомендуется применять флотационный илоотделитель с цилиндрическиминасадками и вращающимся водораспределителем (см. разд. 4).

2.24. Для расчета аэротенков сфлотационным илоотделением необходимы следующие исходные данные: расход сточныхвод, начальная и конечная БПКполн сточных вод, значения констант вформуле (42) СНиП2.04.03-85 ; Ki; Ко; .

Доза ила ваэротенке первой ступени и концентрация растворенного кислорода должныопределяться на основании технико-экономических расчетов. Ориентировочно онаможет быть определена по формуле (48) в зависимости от величины иловогоиндекса, г/л,

ai, = 1,3/(0,05+0,00152Ji).                                                                            (48)

Величину БПКполнв воде после аэротенка первой ступени L¢exследует принимать 80-130 мг/л. Продолжительность прерываний в аэротенке первойи второй ступенях рассчитывать по формулам (48) и (50) СНиП 2.04.03-85, удельнуюскорость окисления по формуле (49) СНиП 2.04.03-85 степеньрециркуляции ила для аэротенков второй ступени по формуле (52) СНиП 2.04.03-85 константыпроцесса ; Ki, Кои  из табл. 40 СНиП 2.04.03-85.

Концентрациясфлотированного уплотненного ила af, г/л,определяется по уравнению

,                                                                                            (49)

где иловый индекс принимается по данным табл. 41, СНиП 2.04.03-85.

Коэффициенты «а» и «b» принимаются в зависимости от продолжительности уплотнениясфлотированного ила, которую следует принимать 2-3 ч.

Время уплотнения ила, ч ……………	0,25	0,5	1	2	3
Коэффициента а ………….………….	0,019	0,016	0,014	0,012	0,011
Коэффициента в ………….…………..	0,000262	0,000242	0,000218	0,000203	0,000198

Степень рециркуляции активного илана первой ступени определяется в зависимости от требуемой концентрациисфлотированного уплотненного ила, аf

.                                                                                        (50)

Нагрузка потвердой фазе на зеркало флотационного илоотделителя qssкг/(м^2.сут), приоптимальном удельном расходе растворенного воздуха и концентрации активного ила(aопт) определяется по формуле

qss= (50 + 1,5Ji) 1,4/(0,005Ji — 0,07),                                                           (51)

Суммарноеколичество твердой фазы, подвергаемой флотации, кг/сут;

.                                                                                       (52)

Суммарнаяплощадь флотационных илоотделителей Ff,м²,

.                                                                                               (53)

Гидравлическаянагрузка qm,i,м³/(м²×ч).

qm,s = qW /24Ff.                                                                                              (54)

Продолжительностьпребывания воды tszfв отстойной зоне (ниже водораспределителя) принимается равной 0,4-0,6 ч, высотаотстойной зоны определяется по формуле Hszf, м:

Hszf = tszf qm,i.                                                                                                 (55)

Глубина зоныуплотнения Hт (вышеводораспределителя) принимается 2-2,5 м. Разность отметок водосливовводосборного и пеносборного лотков флотационного илоотделителя 40-50 мм,предусматривается регулировка положения отметки пеносборного лотка.

Уклон дна пеносборноголотка принимать в пределах 0,1-0,05. Hacoc для подачи иловой смеси на флотаторустанавливается под заливом, гидростатический напор перед насосом долженподдерживаться постоянный и составлять не более 2,5-3 м, забор водыосуществляется непосредственно из аэротенка первой ступени.

Остальныеконструктивные особенности флотатора приведены в гл. 4.

Пример расчетааэротенка с флотационным илоотделителем

2.25. Исходные данные: расход сточныхвод qW = 40000 м³/сут.

Сточные водыхимкомбинатов азотной промышленности с БПКполн исходной и очищеннойводы 500 и 15 мг/л.

По табл. 41 СНиП 2.04.03-85иловый индекс 120 см³/г.

Дозаактивного ила ai, г/л, в аэротенке первой ступенирассчитывается по формуле (48)

аi = 1,3/(0,05+0,00152^.120) = 5,59.

Концентрациясфлотированного ила аf, г/л, при продолжительности уплотнения 3ч — поформуле (49)

аf = 1,6/(0,011+0,000198^.120) = 47,75.

Степеньрециркуляции пла Rf — по формуле (50)

Rf= 5,59/(47,65 — 5,59) = 0,132.

Нагрузка потвердой фазе на зеркало флотационного илоотделителя qssf,кг/м² сут, определяется по формуле (51)

qssf= [(50+1,5×120)×1,4]/(0,005×120 — 0,07) = 475.

Суммарноеколичество флотируемой твердой фазы G, кг/сут, поформуле (52)

G = 40000×5,59(1 +0,132) = 253115.

Суммарнаяплощадь флотационных илоотделителей Ff, м²— по формуле (53)

Ff= 253115/475 = 532,9.

Рациональнопринять 4 флотатора диаметром 13 м.

Гидравлическаянагрузка на флотаторы qms, м³/(м²×ч),по формуле (54)

qms= 40000/24^.532,9 = 3,13.

Припродолжительности пребывания воды в отстойной зоне 0,5 ч, ее высота Hszf, м, по формуле (55) составит

Hszf= 0,5×3,13= 1,57.

Глубина зоныуплотнения принимается равной 2,5 м.

Высота зоныраспределения жидкости 0,3 м.

Гидравлическаяглубина флотационного илоотделителя составит1,57+2,5+0,3 = 4,37 м.

Аэротенки с флотационным разделением иловой смесидля очистки городских сточных вод

2.26. Для очистки городских сточных водвзамен вторичных отстойников применяются аэротенки с флотационным разделениемиловой смеси с одноступенчатой схемой флотации.

Применениенапорной флотации для разделения иловой смесиприводит к значительному сокращению объема сооружений.

В данныхусловиях возможно применение горизонтального флотационного илоотделителя (рис. 18), который совмещается саэротенком обычной конструкции, откуда иловая смесь во флотационный резервуарпоступает самотеком. Туда же через распределительную систему вводитсяпредварительно насыщенная воздухом под давлением вода. Комплекс (пузыреквоздуха-флокула) активного ила поднимается на поверхность флотационногорезервуара, образуя слой сфлотированного ила.

Рис. 18.Схема горизонтального флотационного илоотделения

1 — подачаиловой смеси; 2 — лоток для сбора сфлотированного ила; 3 — скребковый механизм для удалениясфлотированного ила; 4 — подвеснаяперегородка; 5 — водослив; 6 — лоток осветленной воды; 7 -флотационный резервуар; 8 — распределительная система насыщеннойвоздухом воды

Осветленнаявода отводится из нижней части флотационного резервуара с помощью дырчатойтрубы или через зазор под подвесной стенкой через регулируемый водослив в каналосветленной воды, а затем по трубопроводу в контактные резервуары.

Сфлотированныйил скребком удаляется с поверхности флотационного резервуара в лоток, откудациркулирующая часть активного ила возвращается в аэротенк, а избыточная частьнаправляется на дальнейшую обработку.

Для получениянасыщенной воздухом воды часть осветленной воды подводится к насосу (рис. 19).С помощью насоса вода под давлением подается в напорный бак. Туда жекомпрессором подводится сжатый воздух. В напорном баке воздух растворяется вводе практически до полного ее насыщения. Насыщенная воздухом вода потрубопроводу подводится к распределительной системе флотационного резервуара(см. рис. 18).

Рис. 19.Схема узла насыщения рециркулирующей части осветленной воды

1 -трубопровод отвода насыщенной воздухом воды; 2 — напорный бак; 3— компрессор; 4, 11 — обратный клапан; 5 — вентиль; 6, 9— расходомер; 7 — манометр; 8 — эжектор; 10 — клапан регулирующий;12 — насос; 13 — предохранительный клапан; 14 — уровнемер;15 — трубопровод опорожнения

2.27. Флотационный резервуаррассчитывается на суммарный расход сточной воды, рециркулирующего ила инасыщенной воздухом воды. Время пребывания суммарного расхода принимаетсяравным 40 мин.

Узелнасыщения (напорный бак, насос, компрессор) и трубопроводы подачи ираспределения насыщенной воздухом воды рассчитываются из условия обеспечениядавления насыщения 0,6-0,9 МПа, продолжительности насыщения — 3-4 мин и расходанасыщенной воздухом воды в зависимости от давления и рабочей дозы ила (табл.16). Расход воздуха составляет 20-30 % расхода насыщаемой воды при давлении0,6-0,9 МПа соответственно.

Таблица 16

Давление насыщения,	Расход насыщенной воздухом воды QН в % отобъема иловой смеси Qис при дозе ила ai г/л
МПа	3	4	5	6	7	8
0,6	12	15	19	23	27	30
0,9	7,5	10	12,5	15	17,5	20

Примечание.Для промежуточных значений давления насыщения расход воды определяетсяинтерполяцией.

Степеньосветления очищенных сточных вод зависит от удельного расхода воздуха иследовательно, от давления насыщения. При удельном расходе воздуха 4-6 л/кгсухого вещества ила содержание взвешенных веществ в осветленной воде непревышает 15 мг/л; при удельном расходе воздуха 9-10 л/кг сухого вещества ила -не более 5 мг/л.

Флотационныерезервуары в плане могут быть прямоугольными, а при реконструкции существующихотстойников — круглыми с радиальным движением воды.

Конструктивныепараметры прямоугольных резервуаров: рабочая глубина 2-4 м, общая высота на 0,4-0,5 м больше глубины.

Отношениеширины к длине от 1:3 до 1:5. При ширине более 3 м рекомендуется установкапродольных (ненесущих) перегородок для обеспечения равномерного движения воды иработы скребковых механизмов.

Расстояниепод подвесной перегородкой определяется из условия движения воды в этом сечениисо скоростью в пределах 0,8-1,2 м/с.

Объемыаэротенков принимаются в соответствии с п. 6.143 СНиП 2.04.03-85. При определениипериода аэрации, удельную скорость окисления надлежит принимать по табл. 17,дозу активного ила по табл. 18.

Таблица 17

БПКполн, мг/л	Удельная скорость окисления r, мг×БПКполн /(г×ч), при дозе активного ила ai,г/л
	3	4	5	6	7	8
	19,2	17,3	16,11	14,9	13,7	12,7
150	23,5	21,4	19,7	18,4	17,3	15,9
200	27,6	25,5	24	22,5	21	19,5
300	31,6	29,7	28	26,7	25,2	23,4
400	33,8	32,1	30,7	29,4	27,6	25,9
500	35,2	33,8	33,1	31,3	29,9	28,1

Таблица 18

Показатель	БПКполн, мг/л
		150	200	300	400	500
Доза ила а, г/л	3	4	5	6	7	8
Степень рециркуляции	0,11	0,16	0,20	0,25	0,30	0,36

Расходрециркуляционного ила при концентрации сфлотированного ила 30 г/л может бытьпринят по табл. 18.

Перекачкуактивного ила рекомендуется осуществлять эрлифтами. Для определения количествавоздуха, необходимого для перекачки активного ила, ориентировочно можно принятьрасход воздуха 1 м³/м³ ила.

Прирост ила всхеме полной биологической очистки следует принимать по СНиПу по аналогии с окситенками.

Пример расчетааэротека с флотационным разделением иловой смеси для городских сточных вод

2.28. Исходные данные: расход сточныхвод qw = 4160 м³/ч; БПКполнначальное и конечное Lеn,ai 200 мг/л, Lex = 15 мг/л;содержание взвешенных веществ начальное и конечное 150 и 15 мг/лсоответственно.

Периодаэрации, ч:

tatm= (200-15)/5 (1 — 0,25) 24 = 2,06,

где принимается r потабл. 17, и а — по табл. 18.

Объемаэротенков

Wai=4160×2,06= 8600 м³.

Расходвоздуха на аэрацию рассчитаем, по формуле (61) СНиП 2.04.03-85 при q0qh = 1,1мг/мг, K1Kт = 2; при fаэр/Fаэр = 0,5; K2Kг/л = 2,52;при hha = 4 м, KтKт = 1, KзKкв = 0,85, Са= 10,8 мг/л, Со = 2 мг/л,

 м³/м³.

Расходвоздуха Qair= 5,4×4160= 22500 м³/ч.

Интенсивностьаэрации

Ja= qaHa/tair = 5,4×4/2,06= 10,5 м³/(м²×ч),

что выше Ja min.

Циркуляционный расход qr = 20 % от qw (табл.18); Qr = 4160´0,2= 832 м³/ч.

Расход иловой смеси Qис = 4160+832 = 4992 м³/ч.

Расходнасыщенной воздухом осветленной сточной воды Qнопределяется по табл.16. При аi = 5 г/л идавлении насыщения 0,6 МПа Qн = 19 % от Qис

Qн= 4992×0,19= 950 м³/ч.

Расход Qф, м³/ч, через флотационный резервуар

Qф= 4992 + 950 = 5942.

Объемфлотационного Wф, м³,резервуара при времени пребывания 40 мин

Wф= 5942  = 3960.

Рабочий объем напорного бакапринимается равным 50 м³.Общий объем сооружений Wc, м³,биологической очистки:

Wc= 8600 + 3960 + 50 = 12610.

Насосподбирается на производительность 950 м³/ч и напор 0,6 МПа.

Компрессорподбирается на производительность 190 м³/ч и давление 0,6 МПа.

Удаление из сточных вод соединений азота

2.29. Процесс глубокой нитрификациисточных вод, содержащих NH, независимо от исходной концентрации аммонийногоазота эффективно протекает в аэротенках-смесителях при соблюдении строгоопределенного возраста активного ила, который для различных условий можетизмениться от 5 до 70 и более сут.

Приосуществлении процесса нитрификации в отсутствии или недостатке органическогосубстрата для построения биомассы нитрифицирующих микроорганизмов требуетсяискусственная добавка источников неорганического углерода в виде НСО или СО2 из расчета 2 мг-экв на 1 мг-эквокисленного аммонийного азота.

Оптимальнаявеличина рН для нитрифицирующих микроорганизмов составляет 8,4, оптимальнаятемпература 30 °С.При температуре менее 30 °С наблюдается снижение скорости нитрификации. Процесснитрификации может осуществляться как в присутствии органических веществ, так ив их отсутствии. Особое внимание следует обратить на присутствие в сточныхводах веществ, тормозящих или полностью ингибирующих нитрификацию, в частностисвободного аммиака и тяжелых металлов.

Для удаленияиз воды окисленных форм азота (NО и NO) осуществляютденитрификацию, т.е. восстановление нитритов и нитратов до молекулярного азота.Этот процесс может быть реализован при наличии в воде определенного количестваорганического субстрата, окисляемого сапрофитными микроорганизмами до CO2 и Н2Оза счет кислорода азотсодержащих соединений. При денитрификации обеспечиваетсяочистка сточных вод одновременно от биологически окисляемых органическихсоединений и от соединений азота (NО и NO). Наиболееэффективно процесс денитрификации протекает при рН = 7-7,5, при рН выше 9 иниже 6 процесс затормаживается.

В качествеорганического субстрата в процессе денитрификации могут быть использованы любыебиологически окисляемые органические соединения (углеводы, спирты, органическиекислоты, продукты распада белков, избыточный активный ил и т.д.). Источником углеродногопитания при очистке сточных вод методом денитрификации могут быть исходные илипрошедшие очистку в первичных отстойниках сточные воды, а такжеорганосодержащие производственные сточные воды, предпочтительно не содержащиеаммонийного, органического и белкового азота.

Необходимоесоотношение величины БПК в сточных водах к нитратному азоту ориентировочноравно 4:1.

Для процессовнитрификации и денитрификации могут бытьиспользованы обычные сооружения биологической очистки: аэротенки ибиофильтры.

При удалениисоединений азота из сточных вод могут применяться различные схемы очистки:одностадийные, двух или трехстадийные. В каждой схеме процесс денитрификацииможет осуществляться в начале, середине или конце сооружения, с искусственнойдобавкой субстрата (например, метанола) или с использованием субстрата сточныхвод, с проведением процесса денитрификации в аэробных или анаэробных условиях,с дополнительной рециркуляцией иловой смеси в начало резервуара из его концаили из вторичного отстойника, а также из одной ступени в другую. Во всех схемахна завершающей стадии устраивают, как правило, аэрацию иловой смесипродолжительностью не менее 1-2 ч для отдувки газообразного азота и болееглубокого окисления аммонийного азота. Для удаления из сточных вод соединенийазота возможно применение специально разработанных для этих целей сооруженийтипа циркуляционных каналов, в которых создаются аэробные и анаэробные участкиза счет рассредоточенного расположения поверхностных механических аэраторов.Возможно осуществление процесса в аэротенке-смесителе при попеременном(цикличном) аэрировании и перемешивании иловой смеси в течение короткоговремени (1-1,5 ч) при соблюдении необходимого времени пребывания сточнойжидкости в сооружении. Для перемешивания иловой смеси могут быть использованылопастные мешалки с горизонтальной или вертикальной осью вращения,гидравлическое перемешивание, а также перемешивание воздухом с малойинтенсивностью, подаваемым дырчатыми трубами или открытыми стояками.

Приотсутствии токсичных загрязнений (особенно для нитрификации) могут применятьсясекционированные вытеснители с последовательно работающими аэробными ианаэробными секциями и подачей в секции денитрификации соответствующегоколичества органического субстрата или исходной сточной жидкости.

2.30. Аэротенки-тарификаторыцелесообразно применять при отсутствии в сточных водах посторонних органическихпримесей например, дренажных вод жидкостейиз накопителей производственных отходов, содержащих NН. Для поддержания стабильной очистки не допускается суточноеизменение концентрации N-NН в поступающей жидкости более ±5 %. Процесс нитрификацииследует осуществлять в аэротенке-cмесителе при невысокой степени очистки воды(2-4 мг N-NН очищенной воды).

При расчетепроцессов нитрификации сточных вод необходимо вначале определить минимальныйвозраст активного ила, при котором обеспечивается требуемая остаточнаяконцентрация аммонийного азота.

Ориентировочноконцентрацию нитрифицирующего ила при требуемом его возрасте следует определятьпо табл. 19, в которой представлены данные по количеству нитрифицирующихмикроорганизмов (ais, г/л) при количествеокисленного аммонийного азота (Сn) 20мг N-NН за 24-часовой период обработки воды при температуре 20 °С, атакже данные по приросту ила и удельной скорости окисления аммонийного азота.При других количествах окисленного аммонийного азота Сn ипродолжительности очистки t дозу нитрифицирующегоила следует определять по формуле

.                                                                                        (56)

Минимальноевремя обработки в аэротенке-смесителе сточных вод, не содержащих органическихвеществ, 10-12 ч. Вынос нитрифицирующего ила из вторичных отстойников долженбыть не более 20 мг/л, т.е. его прирост должен быть не менее этой величины, сцелью сохранения нитрифицирующего ила в системе.

Таблица 19

Прирост ила, мг/мг	Возраст ила, Т, сут.	Концентрация микроорганизмов, ais, г/л	Удельная скорость окисления rп, мг/(г×ч)
N-NН
0,17	5	0,017	49,0
0,17	10	0,034	24,5
0,16	15	0,048	17,4
0,138	20	0,055	15,2
0,09	25	0,048	17,4
0,055	30	0,033	25,2
0,03	35	0,021	39,7
0,02	40	0,016	52,1
0,048	50	0,048	17,4
0,044	60	0,053	15,7
0,018	70	0,025	33,3

Дляболее эффективного задержания нитрифицирующего ила целесообразно размещение тонкослойных блоков в концеаэротенков.

Следуетотметить, что вследствие весьма малой скорости роста нитрифицирующихмикроорганизмов существует критическая минимально возможная суммарнаяконцентрация аммонийного и органического азота Сnen min в поступающей воде, ниже которой осуществлениепроцесса нитрификации в аэротенке с заданным эффектом становится практическиневозможным из-за ограничений работы вторичных отстойников при возврате в нитрификаторнеобходимого количества нитрифицирующего ила.

Минимальнаядопустимая концентрация Сnen minпри заданном возрасте ила Т взависимости от допустимого выноса нитрифицирующего ила из вторичных отстойниковаt, мг/л,определяется выражением

Сnen min = 0,02 аt T/ais.                                                                                    (57)

Дляобеспечения эффективной нитрификации аммонийного азота при меньших начальныхего концентрациях целесообразно вводить дополнительное количествонеконсервативных легкоокисляемых органических веществ, например, метанола илинеочищенной бытовой сточной жидкости.

Процесс нитрификации следует осуществлять при оптимальном значении рН,равном 8,4. При других значениях рН и той же температуре удельные скоростиснижаются. Приведем значения КрНпри различных величинах рН:

рН . . . .	6	6,5	7	7,5	8	8,4	9
КрН . . . .	0,15	0,31	0,5	0,6	0,87	1	1,23

Вобщем случае при расчете аэротенков с нитрификацией сточных вод необходимознание удельной скорости роста нитрифицирующих микроорганизмов, которая зависитот рН и температуры жидкости, концентрации растворенного кислорода в иловойсмеси и аммонийного азота в очищенной жидкости, а также от наличия токсичныхдля нитрификации компонентов.

Удельнаяскорость роста тарификаторов , сут^-1, определяется по формуле

,                                                             (58)

где КрН— коэффициент, учитывающий влияние рН;

КТ — коэффициент, учитывающийвлияние температуры жидкости;

°С . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .	10	15	20	25	30
КТ . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .	0,32	0,56	1,0	1,79	3,2

Кос — коэффициент,учитывающий влияние концентрации растворенного кислорода, который определяетсяпо формуле

Кос = Со/(Ко+Со).                                                                                         (59)

Кс — коэффициент, учитывающий влияние токсичных компонентов;

 -максимальная скорость роста нитрифицирующих микроорганизмов, равная 1,77 сут^-1при рН = 8,4 и температуре 20 °С;

Кп — константа полунасыщення, мг N — NH4/л; N — концентрация аммонийного азота вочищенной жидкости.

Со— концентрация растворенного кислорода виловой смеси, мг/л;

Ко — константа полунасыщения, равная 2 мг O2/л.

Коэффициент Ко определяется по формуле

Ко = J/(J + Сi),                                                                                             (60)

где Сi — концентрация ингибитора, мг/л;

J — константа полунасыщенпя, мг ингибитора/л.

Минимальныйвозраст нитрифицирующего ила  определяется поформуле

.                                                                                                       (61)

Удельнаяскорость окисления органических веществ , мг/(г×ч), определяется по формуле

.                                                                              (62)

где КЭ — энергетический физиологический коэффициент, мг^.БПКполн/(г×ч);КР— физиологический коэффициентроста микроорганизмов активного ила, мг^.БПКполн/г;- возраст ила, сут.

Для городскихсточных вод

КЭ = 3,7 мг^.БПКполп/(г×ч);Кр = 864 мг БПКполп/г.

Концентрациябеззольной части активного ила aiопределяется из формулы (49) СНиП 2.04.03-85, где длягородских сточных вод  = 70 мг^.БПКполн/(г×ч);Кi = 65 мг БПКполн/л, = 0,14 л/г; Ко = 0,625 мг/л.

Продолжительностьпребывания сточных вод в аэротенке tatm снитрификацией аммонийного азота определяется по формуле

tatm = (Len—Lех)/ai,                                                                                       (63)

Удельныйприрост активного ила Kg, мг/(мг^.БПКполн),определяется по формуле

Kg= 41,7atatm/(Len—Lех),                                                                             (64)

где a -концентрация ила по сухому веществу, г/л.

Суточноеколичество избыточного ила G, кг/сут, составляет

G = Kg/(Len—Lех)Q/ 0.                                                                               (65)

Примеррасчета аэротенка-нитрификатора

2.31. Исходные данные: расход сточныхвод Q = 12000 м³/сут; содержание аммонийного азота висходной воде Сnen= 150 мг/л, в очищенной воде Сnex = 3 мг/л; температура 20 °С; значение рН = 8,4; концентрация растворенногокислорода равна 4 мг/л.

По формуле (58) определяется удельная скоростьроста нитрификаторов , сут^-1;

 = 0,126.

Минимальныйвозраст ила находим из уравнения (61)

 = 1/0,126= 7,93 сут.

Принимается  = 8 сут.

Затемопределяем концентрацию нитрифицирующего ила ais. При возрасте ила  = 8 сут, ais = 0,03 г/л. Удельная скорость нитрификации по табл. 19 составит 34,5 мг/(г×ч).

По формуле (57) определяется минимальнодопустимая концентрация аммонийного азота в поступающей жидкости Cnen min при задаваемом выносе илаиз вторичных отстойников Сi = 20 мг/л;

Cnen min = 0,02=107 мг/л,

т.e. меньше исходной величины,которая равна 150 мг/л.

Общую дозу ила следует определять исходя изминимального периода аэрации для аэротенков-смесителей, равного 10 ч.

Из уравнения (56) доза нитрифицирующего ила

ain= 0,53 г/л.

Объемнитрификаторов

Wn = Qt/24 = 5000 м³.

Гидравлическаянагрузка на вторичные отстойники определяется по формуле (67) п. 1.161 СНиП 2.04.03-85.

Пример расчета аэротенка-нитрификатора вприсутствии биоразлагаемыхорганических веществ

2.32. Исходные данные: расход сточныхвод 48000 м³/сут; БПК сточных вод Len= 150 мг/л; аммонийный азот Cnen = 50мг/л; в очищенной воде (Len = 8 мг/л);концентрация Cneх = 2 мг/л;температура жидкости 20 °С; концентрация кислорода в аэротенке — 2 мг/л; рН = 7,8.

Характер органических загрязнений аналогичен городским сточным водам.Значения констант при окислении органических веществ и обеспечении глубокойнитрификации:

= 70 мг БПКполн/г.ч;	Ki = 65 мг/л;
= 0,14 л/ч;	KO= 0,625 мг/л.

По формуле (58) наводим

 = 0,051 сут^-1.

Минимальныйвозраст ила по формуле (61)

1/ = 1/0,051 = 19,6 cyт.

Удельнаяскорость окисления органических веществ определяется по формуле (62)

 =3,7+(864×0,0417)/19,6= 5,54 мг^.БПКполн/(г×ч).

По формуле(49) п. 6.143 СНиП2.04.03-85, зная , находим концентрацию беззольной части активного ила при Lеx = 8 мг/л

5,54+5,54^.0,14аi = 7,41; аi = 2,42 г/л.

Продолжительностьаэрации сточных под tatm, ч, ваэротенке-смесителе с нитрификацией аммонийного азота определяется по формуле (63)

tatm= = 10,6.

Концентрациянитрифицирующего ила в иловой смеси при возрасте ила 19,6 сут определяется поданным табл. 19 с использованиемформулы (56)

ain= 1,2×0,055= 0,3 г/л.

Общаяконцентрация беззольного ила в иловой смеси аэротенков составляет ain+ai = 2,42+0,3= 2,72 г/л, с учетом 30 % зольностидоза ила по сухому веществу составит а= 2,72/0,7 = 3,88 г/л.

Удельныйприрост избыточного ила Кg определится по формуле

Кg =  0,62 мг/(мг·БПКполн).

Суточноеколичество избыточного ила по формуле (65),

 кг/сут.

Объёмаэротенков-интрификаторов

W = = 21200 м³.

Расходподаваемого воздуха рассчитывается по формуле (61), п. 6.157 СНиП 2.04.03-85 с учетомдополнительного слагаемого в числителе

1,1(Cen—Cnex)4,6.

Расчет, денитрификатора

2.33. В качестве денитрификаторов могутприменяться как смесители, так и вытеснители. Для осуществления процессаденитрификации в качестве, источника углерода в сточные воды искусственнодобавляют биологически неконсервативные, органические вещества (метанол,органические кислоты и т.д.) или исходные сточные воды из расчета 3-6 мг БПК на1 мг N-NO.

Расчетпродолжительности процесса в реакторе-смесителе осуществляются по формуле (48)п. 6.143 СНиП2.04.03-85.

Удельнаяскорость , мг/(г.ч), денитрификации рассчитывается поформуле

,                                                           (66)

Продолжительностьпребывания в смесителе, ч:

,                                                                                    (67)

в вытеснителе

                                                  (68)

Значениякинетических констант принимаются по данным табл. 20.

Таблица 20

Вид субстрата	, мг N-NO3/(г.ч)	kdn, мг N-NО/л	, л/г
Метанол	58,8	40	0,19
Этанол	44,9	25	0,17

Вовсех случаях после денитрификации перед отстойниками необходима аэрация иловойсмеси в течение 0,5-1 ч для отдувки газообразного азота.

Пример расчета денитрификатора

2.34. Исходные данные: расход сточныхвод qW = 48000 м³/сут; концентрация нитратного азота 20мг/л; углеродный субстрат — метанол; концентрация азота в очищенной воде — 9,1мг/л; иловой индекс — см³/г, зольность ила — 0,3.

Предельнаядоза денитрифицирующего ила при Ji = см³/г составляет

 г/л.

Удельнаяскорость в денитрификаторе , мг/(г^.ч), в смесителе по формуле(66)

.

Продолжительностьпребывания в денитрификаторе tatm, ч, по формуле (67)

tatm = (30 — 9,l)/3(l — 0,3)^.6,94 = 1,43.

Объем реактораWdn = 48000^.1,43/24= 2860 м³.

Для созданияанаэробных условий перемешивание иловойсмеси в денитрификаторе осуществить механическими лопастными мешалками илигидравлическим способом.

Денитрификатор с фиксированной загрузкой

2.35. В качестве загрузки допускаетсяиспользовать кварцевый песок, гравий, рулонную пластмассу, стекловолокно, атакже другие материалы, обладающие высокоразвитой поверхностью и стойкостью кбиологическим воздействиям.

Приконцентрации азота нитратов в поступающей воде менее 50 мг/л рекомендуетсяустанавливать каркасно-засыпные денитрификаторы; для диапазона концентраций50<N-NО< — гравийные денитрификаторы. При содержании азотанитратов в исходной воде более мг/л — пленочные и денитрификаторы с загрузкойиз стекловолокна типа «ерш».

Расчетденитрификаторов с фиксированной загрузкой, работающих в затопленном режиме,производятся по формуле

                                            (69)

где  — время контакта, ч; С — концентрация азота нитратов в исходной воде, мг/л; С — концентрация азота нитратов в очищенной воде, мг/л; Kd — экспериментальныйкоэффициент, по табл. 21; Kdn — константаМихаэлиса-Ментен, мг/л;  — коэффициентингибирования процесса денитрификации продуктами метаболизма активного ила,л/г;  — максимальнаяудельная скорость восстановления азота, нитратов, мг N-NО/(г^.ч) концентрация денитрифицирующего ила, г/л.

Дляденитрификации с использованием в качестве углеродного субстрата метанола иэтанола значения кинетических констант Kdn, dn,  установленыэкспериментально и определяются по табл. 20 и 21.

Таблица 21

Конструкция денитрификатора	Экспериментальный коэффициент Кd	Конструкция денитрификатора	Экспериментальный коэффициент Кd
Каркасно-засыпной	0,89	Гравийный	0,83
		Пленочный	0,81

Дозаденитрифицирующего ила в сооружении зависит от концентрации азота нитратов висходной воде и необходимой степени очистки. Для расчетов принимаются средниезначения a в соответствии с данными табл. 22.

Таблица 22

Концентрация азота нитратов в исходной воде мг/л	Средняя концентрация денитрифицирующего ила, г/л.при концентрации азота нитратов в очищенной воде, мг/л
	10	20	30	40	50
50	1,0	2,0	2,5	3,5	—
	1,5	2,5	3,5	5,0	7,5
200	2,0	3,5	5,5	7,5	10,0
300	2,5	4,0	6,0	9,0	14,0
400	3,0	5,0	7,0	14,0	20,0

Объем рабочей части сооружения, заполненногозагрузкой, подсчитывается как произведение

.                                                                                                            (70)

где qW —расход нитратсодержащих сточных вод,м³/ч.

Расчетныепараметры денитрификаторов с фиксированной загрузкой следует принимать по табл.23.

Регенерациюзагрузки каркасно-засыпного и гравийного денитрификаторов следует осуществлятьобратным током исходной или очищенной воды.

Таблица 23

Денитрификатор	Параметры фиксированной загрузки		Высота слоя, м	Расстояние между рядами, мм	Интенсивность промывки, л/м2.с)	Продолжительность промывки. мин
	материал	гранулометрическая характеристика, d мм
Каркасно-засыпной	Кварцевый песок	0,8-1	0,8-1	—	Нарастание интенсивности до 8	10
	Гравий	16-32	1,5-2
Гравийный	Гравий	40-60	Не менее 4	—	13	10
Пленочный	Рулонныепластмассовые материалы	—	То же	Вертикальные ряды через 40-60 мм	—	—
С загрузкой изстекловолокна	Стекловолокно	—	—	Вертикальные ряды через 50-70 мм	—	—

Пример расчетаденитрификатора с фиксированной загрузкой

2.36. Исходные данные: расход сточныхвод, qw =200 м³/ч; концентрация азота: нитратов в поступающей воде — 300мг/л; углеродный субстрат — этанол; концентрация азота нитратов в очищеннойводе — 10-мг/л; конструкция денитрификатора — с загрузкой из стекловолокна.

Времяконтакта сточных вод ,ч, с загрузкойопределяется по формуле (69)

 =4,4.

Объемзагрузки W = 200×4,4 = 880 м³.

Удаление из сточных вод соединений фосфора

2.37. Одним из приемов предупрежденияэвтрофирования водных объектов является удаление из очищенных сточных водфосфора. В процессе обычной биологической очистки соединения фосфора удаляютсяне полностью. Благодаря бактериальному воздействию полифосфаты превращаются вортофосфаты. Если в неочищенных исходных городских сточных водах примерно дветрети общего содержания фосфора обусловлено присутствием полифосфатов, а однатреть ортофосфатов, в биологически очищенных сточных водах имеет место обратноесоотношение.

Для удаленияиз сточных вод соединений фосфора применяют реагентную обработку, в процессекоторой снижение содержания ортофосфатов происходит в результате химическоговзаимодействия вводимого реагента с ионами РО с образованием нерастворимых соединений, выпадающих, восадок, и в результате сорбции, соединений фосфора хлопьями гидроксидовметаллов.

В качествереагентов могут быть использованы традиционные минеральные коагулянты,применяемые в практике водоподготовки: сернокислое железо Fe³⁺, сернокислый алюминий,железный купорос. Можно также использовать отходы производств, содержащие соли Fe²⁺, Fe³⁺ и Al³⁺, не токсичныедля биологического процесса.

Иногда вкачестве реагента применяется известь. Однако из-за необходимости повышениявеличины рН воды до 11 и последующейнейтрализации очищенных сточных вод, а также возможного образования отложений:углекислого кальция на поверхности трубопроводов, загрузке фильтровпредпочтение следует отдавать алюминий- или железосодержащим реагентам.

При введенииреагентов на ступени механической очистки сточных вод, т.е. при предварительномосаждении соединений фосфора, одновременно имеет место значительное снижениеконцентрации органических и других загрязняющих веществ. Поэтомупредварительное осаждение фосфатов целесообразно применять для очистки производственныхи смеси городских и производственных сточных вод с величиной БПКполнболее 400 мг/л, а также при перегрузке очистных сооружений.

Практическидля удаления из сточных вод соединений фосфора применяется биолого-химическаяочистка. При биолого-химической очистке традиционные схемы сооруженийбиологической очистки (с заключительным фильтрованием сточных вод или без него)дополняются реагентным хозяйством, включающим растворные и расходные баки длякоагулянтов и помещение для их хранения. Указанное реагентное хозяйстворассчитывается в соответствии с требованиями СНиП 2.04.02-84.

Доза реагентапри его введении в сточные воды на ступени биологической очистки определяетсяпо формуле

Cреаг = КСРобщ,                                                                                              (71)

где К — коэффициент увеличения стехиометрического соотношения,вычисленный с учетом определения по стандартным методикам содержания общегофосфора (по РО) и металлов реагента (по оксиду металла Ме2Оз),принимается по табл.24; СРобщ-концентрация общего фосфора в поступающей воде, мг/л. При отсутствии данных оконцентрации в поступающей воде общего фосфора, ориентировочно может бытьпринято СРобщ = (2 — 3) , где — концентрация фосфатов в поступающей воде мг, РО.

Таблица 24

Эффективность удаления общего фосфора, %	Величина К при применении
	сернокислого железа II	сернокислого железа III	сернокислого алюминия
60	0,33	0,15	0,35
65	0,5	0,25	0,4
70	0,66	0,33	0,5
75	1	0,5	0,65
80	1,34	0,66	0,74
85	1,67	1	0,9

Учитываявозможное угнетение микроорганизмов активного ила при введении реагентов виловую смесь, не рекомендуется принимать дозы сернокислого железа (II) более 25мг/л по Fе2Оз; сернокислого железа (III) более 15мг/л пo Fе2Оз;сернокислого алюминия более 18 мг/л по Al2O3.

С цельюэффективного использования реагента и с учетом его влияния на активныйил рекомендуется введение сернокислого железа (II) — в начало аэротенка либо вофлотационную емкость, сернокислого железа (III) — перед вторичным отстойником, сернокислого алюминия — вконец аэротенка.

Прииспользовании в качестве реагента сернокислого алюминия для уменьшенияконцентрации взвешенных веществ в очищенной воде следует добавлять полиакриламид(ПАА). Ориентировочная доза ПАА 0,2-1 мг/л. Введение раствора ПААосуществляется в иловую смесь перед вторичным отстойником.

При наличии всхеме очистки сточных вод на завершающем этапе фильтров с повышеннойгрязеемкостью (например, гравийно-песчаных фильтров с восходящим потоком воды)применение ПАА не обязательно.

Введениереагента на ступени биологической очистки позволяет снизить содержание в водеобщего фосфора до 85 %, растворимых фосфатов до 95 %. Более глубокое удалениеобщего фосфора (до 90-95 %) достигается в процессе доочистки сточных водфильтрованием. Введение реагента должно учитываться при определении объемааэротенка изменением зольности ила (коэффициент b)и удельной скорости окисления (коэффициент т). Тогда формула (48) п. 6.143 СНиП 2.04.03-85определения продолжительности аэрации примет вид

tatm = (Len—Lex)/ai(1—s) m,                                                                      (72)

где ai — доза ила, принимается по табл. 25; s — зольность ила; b — поправка за счетвведения реагента, принимаемая по табл. 26.

Удельнаяскорость окисления, мг БПКполн на 1 г беззольного вещества ила в 1ч, определяется по формуле (49) СНиП 2.04.03-85.

Таблица 25

Доза реагента по Ме2О3 мг/л	Рекомендуемая доза ила аi г/л, в зависимости от БПК, поступающей в аэротенксточной воды Len.
		150	200	300
10	3	4	5	5
15	4	5	6	6
20	5	6	6	7
25	6	6	7	7

Примечание. При применении сернокислого алюминия или сернокислогожелеза (III) дозу ила принимать не более 5 г/л.

Таблица 26

Реагент	b при дозах реагента в Ме2О3/л
При применении сернокислогожелеза (III)	5	10	15	20	25
	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5
При применении другихреагентов	1,07	1,15	1,2	1,22	1,22

Коэффициент,учитывающий изменение скорости окисления органического вещества за счетвведения реагента по отношению к скорости окисления при биологической очистке, т, принимается по табл.27 в зависимостиот нагрузки по коагулянту Nкоаг, мгМe2Оз/гбеззольного вещества ила, рассчитанной по формуле

Nкоаг = Среаг/аi(1—s),                                                                                  (73)

Удельныйрасход воздуха, м³/м³, сточной воды определяется поформуле (61) СНиП2.04.03-85. При этом в схеме с введением железного купороса средняяконцентрация кислорода в аэротенке принимается равной 5 мг/л.

Таблица 27

Nкоаг	9	8	7	6	5	4	3	2
т	0,68	0,78	0,84	0,95	1	1,08	1,16	1,24

Рециркуляционныйрасход активного ила ориентировочно принимается в зависимости от рабочей дозыила в аэротенке и дозы возвратного ила по данным табл. 28.

Таблица 28

Рабочая доза ила в аэротенке, г/л	Схема с введением
	железного купороса		сернокислого железа (III) или алюминия
	доза, г/л	рециркуляция, %	доза, г/л	рециркуляция, %
3	10	45	6,5	85
4	11,5	50	8,5	90
5	11,5	60	10,0
6	14,0	75	—	—
7	14,0		—	—

Перекачкувозвратного ила рекомендуется осуществлять эрлифтами, что предупреждаетизлишнее дробление хлопка ила, создает большую аэробность системы и являетсяболее экономичным способом перекачки ила по сравнению с центробежными насосами.Выполнение этой рекомендации особенно важно при применении в качестве реагентасернокислого алюминия. Реагент вводится в аэротенк в виде раствора.

Приприменении гравийно-песчаных фильтров с восходящим потоком воды в схемебиолого-химической очистки расчет фильтров производится:

в схеме свведением сернокислого закисного железа перед аэротенком — по параметрамбезреагентного фильтрования;

в схеме свведением сернокислого окисного железа перед вторичным отстойником илисернокислого алюминия в конце аэротенка следует принимать скорость фильтрованияв рабочем режиме 9-10 м/ч, при форсированном 11-12 м/ч.

Промывкуследует предусмотреть 2-3 раза в сут.

При расчетесооружений по обработке осадка необходимо учитывать увеличение массы сухоговещества активного ила в связи с образованием дополнительного химическогоосадка, количество которого на 1 мг/л Ме2О3 составляет 1% прироста активного ила, рассчитанного по п. 6.148 СНиП 2.04.03-85.

Однако,несмотря на увеличение массы ила, объем избыточного ила сокращается в 1,5 разав связи с лучшей способностью осаждаться. Активный ил обладает хорошимиводоотдающими свойствами, аналогичными свойствами осадка после аэробнойстабилизации.

Введениереагента на ступени биологической очистки не влияет на протекание процессовсбраживания осадков в метантенках. При механическом обезвоживаниибиолого-химических илов с применением реагентов расход последних можносократить до 30 %.

Пример расчета аэротенка при биолого-химической очистке сточных водс введением в аэротенк сернокислогожелеза

2.38. Исходные данные: расчетный расходсточных вод qW = 4160 м³/ч;БПКполн начальное и конечное Len = 200 мг/л и Lex = 15 мг/л;содержание взвешенных веществ Ссдрначальное и конечное 150 и 15 мг/л; содержание общего фосфора поступающей воды16 по РО; требуемая доза реагента Среаг= 1 16 = 16 мг/л; К = 1 — по табл. 24.

Необходимоудалить 75 % общего фосфора.

При исходнойБПКполн = 200 мг/л и необходимой дозе реагента 16 мг/л согласно табл. 25 биолого-химический процессцелесообразно вести при дозе активного ила ai = 6 г/л.При этих параметрах увеличение зольного ила принимаем по табл. 26,  = 1,3, т. е.зольность ила будет 0,3^.1,3= 0,39.

Нагрузку покоагулянту определяем по формуле (73)

Nкоаг= 16/6(1-1,3×0,3)= 4,4 мг/г.

По табл. 27 коэффициент измененияудельной скорости окисления органических загрязнений при Nкоаг= 4,4 мг/г составит m = 1,04.

Скоростьокисления органического вещества при биологической очистке определяем поформуле (49) СНиП2.04.03-85

 = 85^.15^.5/[(15^.5+33+0,625^.15)(1+0,07^.6)] = 18 мг^.БПКполп/(г.ч).

где  = 85 мг^.БПКполн/(г×ч);Со = 5 мг/л (использованиежелезного купороса); Кi = 33 мг^.БПКполн/л;Ко = 0,625 мг/л;  = 0,07 л/r.

Удельнаяскорость окисления органических веществ при биолого-химической очистке m = 18^.1,04 = 18,7 мг БПКполн/(г×ч).

Расчет периодааэрации в аэротенках производим по формуле (72)

tatm = (200-15)/6(l-0,39) 18,7 = 2,73 ч.

Рециркуляцию илапринимаем по табл. 28 — 75 %.Тогда прирост ила составит 1,16 (0,8×150+0,4×15) = 145 мг/л.

В заключениеопределяем количество реагента для расчета реагентного хозяйства при содержании52 % FeSO4 втехническом железном купоросе (Рренг)по формуле

Qренг= qW Среаг/Рренг = 4160×16×1,9× ×24/52× 0× 0= 5,76 т/сут.

3. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ очистки сточных вод

Нейтрализация сточных вод

3.1. Кислые и щелочные сточные водыперед сбросом их в промышленную канализацию или водоемы должны бытьнейтрализованы до достижения величины рН, равной 6,5-8,5. При нейтрализациисточных вод допускается смешение кислыхи щелочных стоков для их взаимонейтрализации:

3.2. Пример расчета взаимной нейтрализации. Исходные данные: кислыесточные воды содержат H2SO4 — 4,7; HCl — 3,8 г/л; щелочныесточные воды содержат NaOH- 3,3; Na2CO3 — 2,9 г/л. Длярасчета взаимной нейтрализации концентрации кислот и щелочей надо выразить вг-экв/л.

В кислыхсточных водах это составит

Нa2SO4 — 4,7:49 =0,0958 г-экв/л;

НС1 -3,8:36,5 = 0,1041 г-экв/л;

итого кислот — 0,2 г-экв/л.

NaOH — 3,3:40 = 0,0825 г-экв/л;

Nа2СО3- 2,9: 53 = 0,0547 г-экв/л;

итого щелочей — 0,1372 г-экв/л;где 49; 36,5; 40; 53 грамм-эквиваленты Нa2SO4,HC1, NaOH и Nа2СО3соответственно.

В результатесмешения равных объемов данных сточных вод преобладают кислые стоки: 0,2-0,1372= 0,0628 г-экв/л. Для их нейтрализации потребуется дополнительно 0,0628 г-экв/лщелочи. Это количество щелочи содержится в 0,46 л щелочной воды, что видно изследующего расчета: в 1 л содержится 0,1372 г-экв/л щелочи, а в Х л содержится 0,0628 г-экв/л щелочи,тогда Х = 0,0628:0,1372 = 0,46 лщелочной воды.

Следовательно,для получения при взаимной нейтрализации воды с величиной рН = 7 надо смешиватьс 1 л кислой воды 1,46 л щелочной воды. Если для расчета взаимной нейтрализацииизвестны величины рН, то пересчет концентрации производится по формулам:

для кислыхстоков

pH = — lg,                                                                                                 (74)

где Х — концентрация кислоты, г/л; Э — ее эквивалентная масса;

для щелочныхстоков

pH = 14+lg,                                                                                             (75)

где X1 — концентрация щелочи,г/л; Э1 — ее эквивалентная масса.

3.3. Пример расчета концентрации НNО3,имеющей величину рН = 2,02.

По формуле (74) произведем следующий расчет:

2,02 = — lg; 2,02 = — (lgХ — lg63) = — lgX + lg63,

где 63 — эквивалентная масса HNO3; lg 63 = 1,8, тогда 2,02 = — lgX+1,8; lgX = 1,8-2,02 = -0,22 + 1,78; X = 0,603 HNO3г/л (0,603 антилогарифм 1,78).

3.4. Пример расчета концентрация NaOH, имеющей величину рН=12,77.

По формуле(75) произведем следующий расчет;

12,77 = 14+lg ;                               12,77= 14 +(lgX1-lg40)

где 40 эквивалентная масса NaOH, lg 40 = 1,602, тогда 12,77 = 14+lgX1- 1,602; lgX1 = 12,77-14+l,602 = 0,372; X1 = 2,36 NaOH г/л (2,36 антилогарифм0,372).

Непрерывнодействующие фильтры, загруженные кусковым мелом, известняком, магнезитом,мрамором, доломитом н другими химическими веществами, могут применяться длянейтрализации соляно-кислых и азотно-кислых сточных вод, а такжесерно-кислотных, содержащих не более 5 г/л H2SO4и не содержащих солей тяжелых металлов.

Еслинейтрализуемая сточная вода содержит катионы металлов, то доза нейтрализующегореагента рассчитывается как на свободную кислоту, так и на концентрациюметаллов. При достижении оптимального значения величины рН-6,5-8,5 основноеколичество металлов выделяется в осадок в виде соответствующих гидроксидов.

3.5. Расчет количества образующегосяосадка производится по формуле (80) СНиП 2.04.03-85

.

Третий член в данной формуле не учитывается, еслиего значение отрицательное.

3.6. Объем образующегося осадкарассчитывается по формуле (81) СНиП 2.04.03-85

Wmud = (10^.M)/( —Pmud).

3.7. Пример расчета количества осадка, образующегося при нейтрализациикислых сточных вод, содержащих катионы металлов, производится по формулам (80)и (81) СНиП2.04.03-85.

Исходныеданные. Нейтрализуемая сточная вода содержит 7 г/л FeSO4, и 10,3 г/л H2SO4. Применяемаядля нейтрализации известь содержит 50 % активной СаО (A). Расход нейтрализуемойсточной воды qw = 120 м³/сут.

Определяемколичество сухого вещества в осадке Mпо формуле (80) СНиП 2.04.03-85. По реакцииFeSO4,+CaO+H2OCaSО4+Fe(OH)2находим значения A1, A2 и A3:

FeSO4 + СаО + H2ОCaSO4+ Fe(ОН)2,

152        6636             90

7            A1,                   A2            A3

A1 = (7^.56)/152 = 2,6 г/л;                 A2 = (7^.136)/152 = 6,2 г/л;

A3 = (7^.90)/152 = 4,1 г/л.

Затем пореакции H2SO4+CaO -CaSО4+H2О находимзначения E1 и E2:

H2SО4 + СаО  CaSO4, + Н2О

98          66        136

10,3       E1        Е2,

E1 = (10,3^.56)/98= 5,9 г/л;                                   E2 = 10,3^.136/98= 14,3 г/л.

Найденныезначения подставляются в формулу (80) СНиП 2.04.03-85.

 г/м³.

Определяемобъем осадка, образующегося при нейтрализации 1 м³ сточной воды привлажности его 90 % по формуле (81) СНиП 2.04.03-85

Wmud= (10×31,1)/( -90) = 3,l %.

Общееколичество влажного осадка будет 31,1^.120: 0= 4,7 т/сут.

Заметим, чтовлажность осадка всегда должна быть меньшей или равной % минус количествосухого вещества. Если, например, количество сухого вещества M = 31,1 кг/м³, то влажность осадка не может бытьболее 96,9 %, а всегда равна или меньше этой величины.

Ориентировочноеколичество осадка, образующегося в зависимости от концентрации кислоты и ионовтяжелых металлов в нейтрализуемой воде и выделяющегося в накопителях,предназначенных для складирования его, может быть принято по следующим данным:

концентрация кислоты и ионов

тяжелыхметаллов, кг/м³ . .    5        10      15        20        30          40        50

количествоосадков, м³, накапливаемых за 1 год, от каждого 1 м³/сут

нейтрализованнойводы . . .  33      51      65        76        93          108      118

Адсорберы

3.8. Аппаратурное оформлениеадсорбционной очистки сточных вод активными углями включает комплексоборудования и его обвязки, обеспечивающий в общем случае следующиетехнологические операции:

а) подачусточных вод в адсорбер;

б) контактсточных вод с адсорбентом в адсорбере;

в) отделениеочищенной воды от адсорбента и выводее из адсорбционной аппаратуры;

г) выводотработанного адсорбента из адсорбера с утилизацией или регенерацией его;

е) загрузку вадсорбер чистого адсорбента.

3.9. Выбор конструкции адсорберовпрежде всего обусловлен дисперсным составом адсорбента, который принимается сучетом дефицитности, его стоимости н возможности регенерации.

В зависимостиот дисперсного состава адсорбента принципиальные конструкции адсорберов можноподразделить на следующие типы;

I — адсорберс неподвижной или движущейся загрузкой, через которую водный поток фильтруетсяили нисходящим потоком со скоростью до 20 м/ч, или восходящим — со скоростью до12 м/ч, применяется для фракции 0,8-5 мм;

II — адсорберс псевдосжиженной загрузкой, расширение слоя которого осуществляется не менеечем на 50 % восходящим потоком воды со скоростью 10-40 м/ч, применяется дляфракций 0,25-2,5 мм;

III — адсорберы-смесителиприменяются для фракции 0,05- 0,5 мм;

IV -патронные адсорберы с фильтрованием воды со скоростью 1-12 м/ч через слойадсорбента толщиной 0,5-2 см, применяются для фракции 0,02-0,1 мм.

Адсорберы Iтипа могут применяться для очистки любых объемов сточных вод самого широкогоспектра концентрации и химического строения извлекаемых примесей.

Еслиисчерпание емкости адсорбента происходит на коротком слое загрузки (за счетвысокой эффективности адсорбции или малой концентрации адсорбата) и процессможно прервать на период смены загрузки или ее регенерации, то вся высотазагрузки, используемая для адсорбции, размещается в одном адсорбере.

Еслитребуемая высота загрузки больше размеров одного адсорбера или процесс не можетпрерываться, то используются несколько последовательно работающих адсорберов,или порционный (дискретный или непрерывный) вывод из адсорбера отработанногоадсорбента.

В техслучаях, когда расход воды превышает допустимый для одного адсорбера илитребуемую степень очистки можно обеспечить за счет смешения потоков, поступающихиз адсорберов с разной эффективностью работы, устанавливают параллельноработающие адсорберы.

Адсорберы IIтипа наиболее целесообразно применять дляочистки небольших объемов сточных вод с хорошо сорбируемыми загрязнениями.

Адсорберы III типа эффективноиспользовать для очистки небольших объемов высококонцентрированных сточных вод,а адсорберы четвертого типа для очистки небольших объемовнизкоконцентрированных сточных вод (5-10 мг/л извлекаемых примесей).

Адсорберы снеподвижной гранулированной загрузкой выполняются в виде металлических колоннили бетонных резервуаров. Промышленное изготовление таких колонных адсорберов внастоящее время ограничено. Возможно применение сорбционных угольных фильтров,предназначенных для глубокой очистки конденсата от нефтепродуктов на ТЭЦ, дляобработки любой сточной воды активными углями при условии предварительногоудаления из воды грубодисперсных примесей.

Фильтрысорбционные угольные вертикальные (ФСУ-2, 0-6; ФСУ-2, 6-6; ФСУ-3, 0-6 и ФСУ-3,4-6) представляют собой однокамерные цилиндрические аппараты из листовой сталис приваренными эллиптическими штампованными днищами. К нижнему днищу приваренытри опоры для установки фильтра на фундамент. В центре верхнего и нижнего днищаприварены патрубки для подвода и отвода сточной воды. К ним снаружиприсоединяются трубопроводы, расположенные по фронту фильтра, а внутри -распределительные устройства, состоящие из вертикальных коллекторов,соединенных с радиально расположенными перфорированными трубами.

Корпусугольного фильтра снабжен двумя лазами — верхним эллиптическим размером 420´320мм и нижним круглым диаметром 600 мм. На уровне нижнего распределительногоустройства к корпусу фильтра приварен штуцер для гидравлической выгрузкиотработанного угля. При общей высоте фильтра 5-5,7 м высота загрузки составляет2,5 м.

Ввидудефицитности угольных фильтров в качестве адсорберов может использоваться ипромышленное оборудование, изготавливаемое для фильтрования волы через другиезагрузки, например фильтры ионообменные.

Все указанныефильтры рассчитаны на подачу воды под напором до 0,6 МПа, но могут работать и вбезнапорном режиме. Корпус и трубопроводы фильтров изготовляются изуглеродистой стали, их внутренние поверхности подлежат защитекоррозионно-стойкими покрытиями, распределительные устройства изготавливаютсяиз нержавеющей стали и полиэтилена.

В комплектпоставки входят: корпус фильтра, верхнее и нижнее распределительные устройства,трубопроводы и арматура в пределах фронта фильтра, пробоотборное устройство,манометры с трехкодовыми кранами и сифонными трубками, крепежные и прокладочныематериалы.

В техслучаях, когда производительность адсорберов с плотным слоем загрузки превышает120-200 м³/ч, а также при отсутствии промышленных адсорберов, ониизготавливаются в индивидуальном порядке в виде металлических колонн напорногои безнапорного типа или в виде открытых бетонных резервуаров.

Врезервуарных адсорберах гранулированный адсорбент укладывается или набеспровальную решетку с колпачковыми дренажными устройствами, или на слой гравияи мелкого щебня высотой 0,4-0,5 м. Трубчатая система подачи сточной водыустанавливается в слое гравия и представляет собой набор кольцевых илирадиальных трубопроводов с отверстиями, направленными к нижней части адсорбера.

Врезервуарных адсорберах сбор очищенной воды осуществляется системой открытыхлотков или перфорированных трубопроводов. Выгрузка отработанного угля ведетсягидроэлеватором или через придонное отверстие при расширении загрузкивосходящим потоком воды. Загрузка свежим активным углем обеспечиваетсягидроэлеватором.

Подача воды вколонны осуществляется равномерно по сечению адсорбера с помощьюраспределительной системы, сбор очищенной воды — открытыми лотками илитрубчатой системой. Впуски и выпуски воды могут быть оформлены также и в видерешетчатых патрубков, равномерно рассредоточенных по сечению колонны в верхнейи нижней ее части. Патрубки выполняются из нержавеющей стали с отверстиями 0,5мм, поверхность их покрыта сеткой из нержавеющего материала. Количество иразмер патрубков следует принимать из расчета площади решеток не менее 0,025 м²/ 0 м³ в сут расхода воды. Подающие и сборныепатрубки устанавливаются таким образом, чтобы площадь адсорбера междупатрубками и наружными стенками составляла половину поперечного сеченияадсорбера. В напорных колонных адсорберах вверху необходимо предусмотретьустройство для регулирования давления в колонне. В противном случае возможноразрушение адсорбера при его опорожнении и образование воздушных пробок взагрузке адсорбера при его наполнении.

Перегрузкаадсорберов может выполняться с помощью воздушного или водного потоков, но впервом случае наблюдается большая эрозия труб и арматуры, а также срыв вакуума.Поэтому чаще применяется гидротранспорт угля по трубопроводам уклоном0,02-0,1°, диаметром не менее 50 мм при скорости угольной пульпы 0,8-1 м/с иотношении твердой части к жидкой в пульпе по массе Т:Ж не менее 1:8.

Передзагрузкой в адсорбер уголь замачивается горячей водой в течение 5 ч илихолодной водой в течение 20-24 ч при постоянном перемешивании.

Адсорберы сдвижущейся плотной или ожиженной не более чем на 10 % загрузкой выполняются в виде колонных аппаратов, дополнительнооборудованных устройствами для непрерывной подачи сверху замоченного и отмытогоот мелкой фракции адсорбента, находящегося в верхней части адсорбера, и длявывода отработанного адсорбента из нижней зоны адсорбера. Сточная вода при этомподается через распределительное устройство под загрузкой и собирается сборнымустройством над загрузкой угля. Кроме того, адсорбер оборудуется устройством,обеспечивающим равномерность перемещения толщи угольной загрузки по поперечномусечению аппарата.

Вотечественном промышленном изготовлении адсорберов с противотоком воды иплотной угольной загрузкой не имеется. ВНИИ ВОДГЕО и Институт гидромеханики АНСССР разработали и проверили на опытной модели конструкцию адсорбера, котораяможет быть использована для экспериментального проектирования.

Наиболеенадежными адсорберами второго типа с псевдо-ожиженным слоем угольной загрузкиявляются цилиндрические металлические колонны, разделенные по высотебеспровальными решетками, оборудованными переточными устройствами. Очищаемаясточная вода подается в нижнюю часть аппарата по трубчатой системе большогосопротивления, уложенной в слое гравия, очищенная вода отводится черезкольцевое сборное устройство в верхней части адсорбера. Активный уголь в сухомвиде непрерывно дозируется с помощью вакуумной системы через шлюзовой питательв загрузочное устройство, где происходит его замачивание и перемещение вадсорбер.

Выгрузкаотработанного угля осуществляется эрлифтом, нижний конец которого установленвблизи гравийных поддерживающих слоев. Угольная загрузка, заключенная в каждойсекции между беспровальными решетками, расширяется восходящим потоком воды в 1,5-1,75раза по сравнению с высотой того же объема загрузки в неподвижном состоянии.Режим перетока сорбента с верхних решеток на нижние задается на основе расчетанеобходимой дозы сорбента и расхода сточных вод.

В адсорберахс псевдоожиженным слоем нет необходимости отмывать загружаемый уголь отпылевидной фракции, так как она выносится из адсорбера вместе с очищеннойводой. После адсорберов с псевдоожиженным слоем обязательно устанавливаетсяфильтр для осветления воды. В настоящее время в химической технологииразработано и применяется большое число мешалочных аппаратов и патронныхфильтров, которые могут быть использованы как адсорберы III и IV типов. Для перемешиваниясточных вод с активным углем рекомендуется использовать лопастные, турбинныеили пропеллерные мешалки в аппаратах, изготавливаемых отечественнойпромышленностью.

При выборемешалочных адсорберов следует учитывать, что для угольной суспензии наиболееэффективны следующие параметры лопастных мешалок: диаметр мешалки dм = 0,3-0,8 от диаметра адсорбера (D), ширина лопасти мешалки B = 0,05-0,4 от dм, высотауровня жидкости в сосуде Н = 0,8-1,3от D, расстояние между дном аппарата и краем лопасти hм = 0,2-0,4 от dм, параметрытурбинных мешалок: dм = 0,15-0,6 от D; B = 0,l-0,2 от dм;H = 0,8-1,5 от D; высота мешалки hм = 0,3-0,8 от dм; пропеллерноймешалки — dм= 0,2-0,5 oт D; шаг винта S = 1-3 от D; hм = 0,5-1 от D; H = 0,8-1,2 от D.

Адсорберы IVтипа — патронные фильтры широко используются в химической технологии, напримерв ионообменной технологии для очистки низкосолевых водных растворов.Практически все промышленные аппараты этого типа могут быть использованы дляадсорбционной очистки, но специфика физических характеристик сорбента требует испецифичных технологических параметров эксплуатации.

В настоящеевремя в промышленной практике адсорбции загрязнений из малоконцентрированной поорганическим загрязнениям воды на мелкодисперсных активных углях КАД и БАУмогут применяться патронные фильтры, площадь фильтрации 248 патронов составляет80 м². Патроны выполнены из витой проволоки, для намыва на нихугольного порошка фракции 40 — 30 мкм, они предварительно покрываются двойнойкапроновой сеткой производства Рахмановской шелкопрядильной фабрики.Продолжительность фильтроцикла в зависимости от состава очищаемой водыобусловлена либо потерями напора, либо проскоком недопустимой концентрациирастворенных загрязнений.

3.10. Для проектирования адсорберовдолжны быть известны следующие параметры: размеры адсорберов, объем и массазагрузки адсорбента, режим смены загрузки, количество и технологическая схемаобвязки адсорберов, тип и количество используемой арматуры.

При расчетеадсорберов необходимы следующие исходные параметры: расход сточных вод;начальная концентрация загрязнений; концентрация загрязнений в очищенной воде;изотерма адсорбции; скорость фильтрования сточной воды через загрузку илискорость движения сточной воды через поперечные сечения адсорбера; объемадсорбента, единовременно выгружаемого из адсорбционной установки;ориентировочная продолжительность периода работы адсорбента до проскока исоответственно замены отработанного адсорбента чистым; требуемая степеньотработки; кажущаяся и насыпная плотность адсорбента.

В том случае,когда физико-химический состав загрязнений в сточной воде неизвестен, например,в многокомпонентной сточной воде после биохимической очистки, в расчетеконцентраций адсорбата может использоваться обобщенный показатель, в частностиХПК, БПК, органический углерод.

Расчетразмеров адсорберов начинают с определения общей площади адсорбционнойустановки, используя формулу (82) СНиП 2.04.03-85, а затем,выбрав конструкцию и площадь поперечного сечения одного адсорбера, рассчитываютминимально необходимое число параллельно работающих адсорберов.

Наиболееточный расчет высоты загрузки адсорбента в адсорберах и режима ее заменывыполняется по результатам работы модели адсорбера выбранной конструкции наданной или аналогичной сточной воде. В режиме, соответствующем реальному, т.е.при сохранении продолжительности контакта и объемной нагрузки сточной воды наадсорбент (скорости фильтрования), определяют продолжительность работыадсорбера до проскока минимально допустимой концентрации и до полногоисчерпания емкости адсорбента.

На основеуказанных опытных данных для адсорберов с плотным слоем загрузки строятвыходную кривую. Выходная кривая представляется в виде графика в системекоординат: концентрация адсорбата в жидкой фазе Ci — на оси ординат и время t — на оси абсцисс. Она характеризует изменениеконцентрации в очищаемой воде в каком-либо сечении адсорбционной колонны впроцессе адсорбции. Выходная кривая начинается с момента появления минимальнойпроскоковой концентрации и заканчивается моментом появления максимальнойконцентрации адсорбата в воде.

По даннымэкспериментальной выходной кривой определяется длина зоны массопередачи Нм, заключенной между слоямичистого и отработанного адсорбента:

                                                                    (76)

С увеличениемскорости водного потока  длина зонымассопередачи увеличивается, но для многокомпонентной сточной воды — менее чемв пропорциональном отношении, в частности при доочистке биохимически очищенныхсточных вод:

.от                                                                    (77)

Длина зонымассопередачи должна быть меньше общей высоты загрузки на резервную высотуслоя, обеспечивающего очистку сточных вод в период смены отработанногоадсорбента, и на высоту слоя отработанного адсорбента. Резервную высотузагрузки определяют по двум выходнымкривым на высоте На и НБ

,                                                                            (78)

где un — фактическая скорость водного потока, равная  ( — порозность загрузки).

Для расчетапродолжительности работы адсорберов до смены адсорбента используют данныевыходной кривой по объему жидкости, обработанной определенным объемом загрузкидо обеспечения требуемого исчерпания емкости:

.                                                                                    (79)

Для расчетамассы адсорбента следует пользоваться величиной кажущейся плотности (следует учитывать,что насыпная плотность активных углей характеризует массу образца адсорбента,занимающего определенный объем, включая воздушные прослойки между частицамиугля и внутри его пор, и составляет 0,25-0,6 г/см³). В отличие отнасыпной, кажущаяся плотность активных углей включает только массу частиц свнутренними порами. При заполнении внутренних пор частиц воздухом эта величинаравна 0,4-0,9 г/см³. При заполнении внутренних пор водой кажущаясяплотность равна 1,2-1,5 г/см³, поэтому в плотном слое мокрогогранулированного угля возможно создавать восходящий поток воды со скоростью8-12 м/ч без всплывания частиц угля. Истинная плотность углеродного скелетаактивного угля равна 1,9-2 г/см³. Следует учитывать и повышениеплотности углей в процессе накопления на их поверхности молекул адсорбата.Изменение плотности адсорбентов должно учитываться при пересчете объемаактивных углей на их массу, в частности, при перегрузках адсорбционныхаппаратов и расчете поддерживающих конструкций.

Потериадсорбента при перегрузке зависят от его прочности, которая для активных углейв зависимости от исходного сырья и технологии активации находится в пределах60-90 %. В частности, прочность менее 75 % приводит к потерям на истираниеболее 15 %, поэтому эти угли рекомендуются к одноразовому употреблению.

Приотсутствии выходных кривых и других данных работы модели адсорберов в реальныхрежимах эксплуатации расчет необходимого объема загрузки адсорбента начинают сопределения дозы адсорбента, обеспечивающей требуемую характеристику очищеннойсточной воды.

Этот расчетдля условия полного исчерпания емкости адсорбента при извлечении одногокомпонента при известных характеристиках адсорбата и адсорбента ведется поформуле

                                 (80)

где Vм — молярный объем сорбата,дм³/моль.

Во всехостальных случаях (многокомпонентный состав загрязнений, отсутствиехарактеристик адсорбата и адсорбента и пр.) используется формула из СНиП 2.04.03-85

.                                                                        (81)

Изотермуадсорбции, выражающую связь между концентрацией адсорбата в воде (Св мг/л) и максимальнойадсорбционной емкостью (, мг/л), описывают уравнениями. При начальной концентрациисточной воды до мг/л ХПК можно использовать изотерму Генри

 = ГСex;= ГСen.                                                                              (82)

При большихконцентрациях обычно используют изотерму Фрейндлиха

 = f ;  = f.                                                                         (83)

Адсорбцияиндивидуального вещества из воды при условии заполнения поверхности монослоем может быть описана уравнением Лэнгмюра

 =  bCex/(1+bCex).                                                                            (84)

Для адсорбцииограничено растворимого вещества с размером молекулы, близким размеру порадсорбента из однокомпонентного раствора, может быть использовано уравнение

lg  = lg- 2,3 .                                                            (85)

Определивкоэффициенты по опытным точкам, вычисляют величины  и , задавшись Cexи Сen,и по ним определяют дозы адсорбента, которые в статических условияхобеспечивают очистку воды до требуемого качества (до проскока) и до качества воды,соответствующего заданному исчерпанию емкости адсорбента. На основе расчетныхдоз, задавшись ориентировочной продолжительностью работы адсорбционнойустановки до перегрузки адсорбера, рассчитывают высоту адсорбционной загрузки,обеспечивающей очистку воды до проскока Н2 и высоту загрузки,которая за тот же период должна исчерпать емкость Н1

; .                                                           (86)

Уточняетсявеличина Н1 с учетом условий замены отработанного адсорбентачистым, т.е., например, для неподвижного плотного слоя загрузка Н принимается равной высоте загрузки водном аппарате.

Общая высотазагрузки адсорбента принимается не менее чем

Нtot = H1+H2+H3.                                                                                          (87)

Ввиду того,что условия исчерпания емкости адсорбента в динамическом (проточном) режимеотличаются от принятых для ориентировочного расчета статических (контактных)условий, необходимо уточнить продолжительность работы загрузки адсорбционнойустановки до проскока по формуле

;                                                            (88)

.                                                                                                 (89)

Приотсутствии справочных данных в расчете адсорберов с активных углем eпринимается равным 0,5. В условиях адсорбционной очистки воды от одногокомпонента при Re>4расчет продолжительности работы адсорбера до появления на выходе из слояпроскоковой концентрации проводится по формуле

.                         (90)

Расчет при Re<4 проводится поформуле

.                                 (91)

Формулы дляопределения коэффициентов массоотдачи имеют вид

;(0,2 < Re² < l);                                         (92)

;(l<Re<4).                                                  (93)

Добиться уменьшения объема угля в адсорбционнойустановке, не снизив эффект очистки, можно, обеспечив непрерывный илидискретный вывод из адсорбера порций отработанного адсорбента и одновременнуюподачу в него порций чистого адсорбента. Такой процесс может быть осуществлен вадсорберах с движущимся слоем загрузки. Скорость движения загрузки должна бытьравна скорости перемещения контролируемого концентрации адсорбата по слоюзагрузки при условии его неподвижности. В практике очистки сточных вод этаскорость находится в пределах 1-20 см/ч.

Для расчетаскорости перемещения по неожиженному слою адсорбента заданной концентрациизагрязнений сточных вод, находящейся в пределах 20-80 % начальной, используетсяформула

.                                                                              (94)

В условияхадсорбционной обработки многокомпонентной сточной воды граница исчерпанияемкости сорбента перемещается медленнее границы проскоковой концентрации,поэтому режим выгрузки отработанного сорбента должен периодическикорректироваться.

В адсорберахс псевдоожиженным углем для расчетаиспользуются формулы:

длядвухсекционного аппарата

,                                                     (95)

длятрехсекционного аппарата

                                        (96)

3.11. На основе выполненныхтеоретических исследований приведем примеры расчета.

Пример1. Расчет адсорбционной установки с плотным неподвижным слоемгранулированного активного угля для очистки многокомпонентной воды.

Исходные данные: производительность qw = 10 тыс м³/сут. или 417 м³/ч;начальная величина ХПК (Сen)= 625 мг/л; конечная величина ХПК (Сех)= 50 мг/л; изотермаадсорбции соответствует уравнению Фрейндлиха: аsb в мг/г; С в мг/л;  = 253C; линейная скорость относительно стен адсорбера  составляет 10 м/ч;ориентировочная продолжительность работы установки до проскока  = 24 ч; уголь АГ-3,его кажущаяся плотность  = 0,90, насыпная  = 0,45; высота слояугля в одном адсорбере Hads= 2,50 м; заданная степень исчерпания емкости сорбента Кsb = 0,7; диаметр адсорбера D = 3,5 м.

Порядок расчета: определяем максимальную сорбционную емкость  в соответствии сизотермой, мг/г:

 = 253C = 253^.0,625^1/2= 200;                                                          (97)

Находим общуюплощадь одновременно и параллельно работающих адсорберов, м²;

.                                                                            (98)

Количествопараллельно и одновременно работающихлиний адсорберов при D = 3,5 м,шт:

.                                                                     (99)

Принимаем кработе четыре параллельно и одновременно работающих линий адсорберов прискорости фильтрации 11 м/ч.

Максимальнаядоза активного угля, г/л (кг/м³):

.                                                       ( )

Дозаактивного угля, выгружаемого из адсорбера, г/л (кг/м³):

.                                                                (101)

Ориентировочнаявысота загрузки, обеспечивающая очистку м:

.                                                      (102)

Ориентировочнаявысота загрузки, выгружаемая из адсорбера, м:

                                                          (103)

Высота слояотработанного адсорбента, выгружаемого изадсорбера, принимается равной загрузке одного адсорбера Н = 2,5 м, резервная высота загрузки H3= 2,5 м, H2 = 5.

Общая высотазагрузки адсорбента в адсорбционной установке принимается с учетом установкиодного резервного адсорбера, м:

Htot = H1 + Н2+ H3 = 2,5 + 5 + 2,5 = 10.                                                     (104)

Общее количествопоследовательно установленных в одной линии адсорберов

Nads = 10/2,5 = 4 шт.

Продолжительностьработы tads адсорбционной установки до проскока (приодном адсорбере, находящемся в процессе перегрузки), ч:

;                                                  (105)

припорозности загрузки

;                                                                                  (106)

 ч.                                               (107)

Продолжительностьработы одного адсорбера до исчерпания емкости,ч:

.                                                 (108)

Такимобразом, требуемая степень очистки может быть достигнута непрерывной работойчетырех параллельных линий адсорберов, в каждой из которых по четырепоследовательно установленных адсорбера, из которых один резервный находится врежиме перегрузки. Каждый адсорбер при этом работает в течение 51 ч, отключениеодного адсорбера в последовательной цепи на перезагрузку производится через 17ч.

Произведемрасчет объема загрузки одного адсорбера, м³:

;                                                             (109)

сухой массыугля в одном адсорбере, т:

.                                                                        (110)

Приперезагрузке четырех адсорберов через каждые 17 ч (по одному из каждой линии) затраты углясоставят, т/ч:

,                                                                         (111)

чтосоответствует дозе угля, г/л:

.                                                                   (112)

Пример 2. Расчет адсорбционнойустановки, оборудованной аппаратами с неподвижным слоем активного угля дляочистки однокомпонентного водного раствора от вещества известного строения.

Исходные данные: производительностьустановки 120 м³/ч; активный уголь КАД-иодный с эквивалентнымдиаметром зерен 2,5×10^-3м; начальная концентрация бензойной кислоты в сточной воде Сen = 10,65 моль/м³;конечная концентрация бензойной кислоты в очищенной воде Сex = 0,l моль/м³; высота слоя угля вадсорбере Hads= 3 м.

Порядок расчета: определяем константу адсорбционного равновесия Kp по табл.29, расчет производим по формуле

;                                                                                              (113)

где R = 8,33Дж/(моль.град), при температуресточной воды t = 25 °С; T = 289°, откуда RT = 2,48КДж/моль;

Логарифмируемвыражение (113)

,

где K = 00;2,303 — коэффициент перевода lnв lg.

Расчетравновесной (минимальной) дозы активного угля для извлечения бензойной кислотыпроводим по формуле

,                                                                                   (114)

где  — отношение молярногообъема данного вещества к молярному объему стандартного вещества; * — молярный объем бензойной кислоты, равный 0,1135 дм³/моль;- молярный объемстандартного вещества (постоянная величина в расчетах, равная 0,09 дм³/моль);Сen = 10,65 моль/м³;Сs— растворимостьбензойной кислоты в воде, равная 27,8 моль/м³; Кр — константа адсорбционного равновесия для поглощениявещества, равная 00;  — предельный адсорбционный объем, равный для угля КАД-иодный 0,3 дм³/кг.

Подставивзначения приведенных величин в уравнение (114) и прологарифмировав, получим

откуда Dsp = 4,7 мг/м³.

3. Определимкоэффициенты массоотдачи при адсорбции в плотном слое активного угля при Рr = v/Dм и Re = d/v noформулам:

 (0,2<Re<1).                                             (115)

 (1< Re < 4),                                              (116)

где eн — порозностьнеподвижного слоя, принимаемая равной 0,4; Dm — величина коэффициента молекулярной диффузии берется изсправочных данных (Д. Шервуд; Т. Рид. Свойства газов и жидкостей — М: Химия, T.1. — 1969. — 640 с;Справочник химика. — М.: Химия, — 1971. — 1168 с.); v — величина кинематической вязкости воды, равная: v = 10^-6 м²/с.

Рассчитаемкоэффициент массоотдачи  при адсорбциибензойной кислоты на активном угле. При диаметре зерен активного угля равном(2-3)10^-3 м, средний диаметр зерен равен 2,5´10^-3м. Величина коэффициента молекулярной диффузии бензойной кислоты в воде равна: Dм = 0,89×10^-9m²/c.

Рассчитаемкритерий Рейнольдса и Прандтля при различных скоростях потока:

а) пусть  = 0,278×10^-3м/c (1 м/ч); тогда

Re = 0,278×10^-3 2,5×10^-3/10^-6= 0,694;

Рг= 10^-6/0,89×10^-9 = 1123,595.

Поскольку Re= 0,694, расчет проводим по формуле (115)

1/ч;

б) пусть  = 2,222×10^-3м/с (8 м/ч), тогда

.

Поскольку Re = 5,555>4, расчетпроводим по формуле (116)

 или .

Тогда

 1/ч.

Рассчитаемвремя работы адсорбера до появления на выходе из слоя проскоковой концентрацииорганического вещества. При Re<4расчет tads, проводится по формуле (91), где tads, времяработы адсорбера или группы последовательно соединенных адсорберов до появленияпроскоковой концентрации, ч:

,

,

где C0,5— содержание извлекаемого вещества в сточной воде, равновесное с количествомвещества, равным половине Dsb моль/м³.

Задание. Рассчитать время работыадсорбера до проскока при:  = 0,278×10^-3м/с = 1 м/ч;  = 430 кг/м³;Htot = 3; Сen = 10,65 моль/м³;Сeх = 0,1 моль/м³.

Рассчитаемвеличину

.

По даннымпредыдущих расчетов K = 00; Сs = 27,8 моль/м³;  = 1,26.

Рассчитаемпродолжительность tads;ч, работы адсорбера до регенерацииактивного угля

При Re>4 расчет продолжительностиработы адсорбера до появления на выходе из слоя проскоковой концентрациипроводится по формуле (90).

Рассчитаемвеличину tads, ч, при скорости фильтрования, равной  = 2,222^.10^-3 = 8 м/ч.При этом  = 26,568 1/ч,

 ч.

Расчетноеколичество работающих адсорберов определяем исходя из требуемойпроизводительности установки, площади qw, аппарата fads искорости движения очищаемой сточной воды в адсорбере .

Принявдиаметр аппарата D = 3,2 м (fads= 8,04 м²) и скорость движения жидкости  = 1 м/ч, находим требуемое количествоработающих адсорберов при производительности установки 120 м³/ч

 (аппаратов).

Время работыкаждого адсорбера при заданных условиях фильтрования сточной воды составляетприблизительно 245 ч. При скорости движения очищаемой жидкости  = 8м/ч и D = 3,2 м необходимое количество работающих адсорберов

 (аппарата).

Времяработы каждого адсорбера в этом случае до проскока бензойной кислоты составляет29 ч.

Пример 3. Расчет адсорбционнойустановки, оборудованной аппаратами с псевдоожиженным слоем активного угля.

Исходные данные: производительностьустановки 400 м³/ч; используется активный антрацит с эквивалентнымдиаметром зерен 0,5 10^-3 (0,5 мм); начальная концентрациябиологически очищенных сточных вод Сen — 50 г O/м³; конечная концентрацияорганических загрязнений в воде Сex = 15 г O/м³.

Порядок расчета: минимальную дозу активного угля при доочисткебиологически очищенных сточных вод определяем по формуле, кг/м³:

Определяемрасход активного угля, который зависит от числа секций адсорбционного аппарата.Рассмотрим определение расхода активного угля при расходе жидкости qw = 10 м³/ч в двух и трехсекционномаппарате. Расчеты проводим по формулам (95)и (96). Величина дозы активногоугля, определенная в примере, составляет 5,8 кг/м³. Расход активногоугля в двухсекционном аппарате qsb, кг/ч,определяем решением квадратного уравнения

;                                                         (117)

Принимаем двухсекционный аппарат с общей высотойпсевдоожиженного слоя 3 м (1,5 м высота слоя на каждой секции).

3.12. Для определения основныхтехнологических параметров работы адсорбционных аппаратов принимаем, чтоотносительное расширение псевдоожиженного слоя в аппарате равно:  (— высота псевдоожиженного слоя, образованного изнеподвижного, высотой ). Тогда порозность  псевдоожиженного слояс заданным относительным расширением составит

,

 -порозность неподвижного слоя, равная 0,4.

Преобразуяформулу

,                                                                           (118)

находим скорость восходящегопотока жидкости, , м/ч, обеспечивающей заданную порозностьпсевдоожиженного слоя, где Ar -число Архимеда, определяемое по формуле

,                                                                          (119)

где Pi— удельная пористость сорбента.

Подставляячисловые значения в формулы (118) и (119), получим:

числоАрхимеда

;

порозность

,

где Re =  — число Рейнольдса, Re = 2,57.

Преобразуячисло Рейнольдса, определим скорость потока , м/ч:

.

Такимобразом, для обеспечения полуторакратного расширения псевдоожиженного слояактивного угля с размером частиц 0,5^.10^-3-(0,5 мм) скорость потока должна быть равна 18,5 м/ч.

При диаметреадсорбера 3 м его производительность qw, равна, м³/ч:

.

Следовательно,для обеспечения очистки 400 м3/ч сточной воды необходимо три адсорбционныхаппарата.

Часовойрасход равен (51,4/10)131 = 673 кг/ч. Перепад давления в псевдоожиженном слоеактивного угля определяем по формуле, Н/м²:

 

Для расчетаадсорбционной аппаратуры в табл. 29приводятся характеристики активных углей, выпускаемых отечественнойпромышленностью. В табл. 30приведены инкременты стандартного уменьшения свободной энергии адсорбции изводных растворов некоторых структурных элементов и функциональных групп молекулорганических веществ, часто встречающихся в сточных водах.

Таблица 29

Характеристика активированного угля	Марка активированного угля
	ДАК	АГ-2	АГ-3	АГ-5	КАД-иодный	КАД-молотый	БАУ	АР	СКТ	ОУ-А сухой щелочный	ОУ-Б влажный кислый
Основной размераерен (более 90 %) мм	1,0-3,6	1,0-3,5	1,5-2,5	1,0-1,5	1,0-1,5	0,04	1,0-3,6	3,5	1,5-2,7	Порошок	Порошок
рН воднойвытяжки	7-8	7-8	7-8	7-8	7-8	7-8	7-8	7-8	6	8	4-6
Удельный объемпор, см3/г
общий	1,45	0,6	0,3-1	0,8-1,0	1,0-1,3		1,5-2,1	0,6-0,7	0,8-1,0	—
макропор (0,1- 0,004 мкм)	1,23	0,22	0,41-0,52	0,46	0,51-1,0		1,19-1,8	0,3-0,5	0,27	—	1,8
мезопор (0,0015- 0,004 мкм)	0,04	0,05	0,12-0,16	0,18	0,11-0,15	0,09	0,08-0,16	0,06-0,07	0,20	0,20	0,15
микропор (менее 0,0015 мкм)	0,17	0,3	0,32-0,42	0,43-0,46	0,29-0,34	0,11-0,23	0,23-0,35	0,28-0,33	0,51	0,28-0,38	0,35
Удельнаяповерхность мезопор, м2/г	—	33	—	—	110	64	57	48	108	138
Плотность, г/см3:
кажущаяся	0,4-0,5	0,8-0,9	0,8-0,9	0,8-0,9	0,55-0,65		0,4-0,5	1	—	—	—
истинная	1,8	2	2	2	2,1		1,8	1,95	—	—	—
насыпная	0,23	0,6	0,45	0,45	0,45		0,22-0,35	0,6	0,38-0,45	0,42	0,44
Структурныеконстанты:
W1, см3/г	0,17	0,20	0,3	0,25-0,30	0,23	0,12	0,22-0,27	0,3	0,45-0,56	—	—
W2, см3/г		0,13			0,13
B1, 106 град-2	0,64	0,67	0,7-0,8	0,7-0,8	0,7	1,08	0,55-0,7	0,7-0,8	0,6-0,85	—	—
B2, 106 град-2		2,5
Влажность, %	10	5	5	5	10	10	10	15	8	—	—
Прочность наистирание, %	70	75	75	75	90		70	90	70	—	—
Остовая цена,руб/т	790	750	660		483	400	1260-1340	835-1010	860	1010	1200

Таблица 30

Ароматические соединения		Алифатические соединения
структурный элемент или функциональная группа	теплота адсорбции, КДж/моль	структурный элемент или функциональная группа	теплота адсорбции, КДж/моль
СН (в бензольном кольце)	3,53±0,02	-СН2 (в спиртахи карбоновых кислотах)	2,18±0,08
СН (в нафталиновом кольце)	2,35±0,02
-СН3	0,85±0,08
-СН	0,042±0,04	>С = С<	0,88±0,04
-NH2	1,05±0,02
Сl2	1,38±0,02	-ОН (при вторичном илитретичном атоме)	0,25
-NО2	2,59±0,08	-ОН (при первичном атоме)	2,3±0,2
-SОзН	-1,13±0,08
-С4Н4(второе кольцо в конденсированной системе)	2,3	-ОН (при наличии в цепиаминного азота)	0,25
Пиразолоновое кольцо:	0,84	Сl (алиф.)	5,0±0,25

Установки для ионообменной очистки сточных вод

3.13. Выбор схемы ионообменной очисткии обессоливания сточных вод производится в зависимости от назначения установки,состава и расходов сточных вод, требований к качеству очищенной воды.

Очистка ичастичное обессоливание сточных вод, имеющих слабокислую или нейтральнуюреакцию, от ионов 2- и 3-валентных металлов, при отсутствии или маломсодержании катионов щелочных металлов, а также аммония, анионов слабых кислот(карбонатов, силикатов, боратов) или допустимости их присутствия в очищенной водепроизводится по одноступенчатой схеме последовательным фильтрованием черезкатионит в водородной форме и слабоосновный анионит в гидроксильной форме (рис. 20, а). При наличии в воде, подвергаемой очистке, окислителей (хромат-и бихроматионов), в качестве анионообменника необходимо применять слабоосновныеаниониты АН-18-10 П, АН-251 или сильноосновной анионит АВ-17, стойкие кокислительному действию указанных ионов.

Для болееглубокой очистки сточных вод от анионов слабых кислот (боратов, силикатов)применяют схему с одноступенчатым Н-катионированием и 2-ступенчатымН-анионированием (рис. 20,б). Напервой ступени анионирование производится с использованием слабоосновныханионитов, на второй ступени используются сильноосновные аниониты.

Дляобессоливания и очистки сточных вод при большом содержании катионов щелочныхметаллов и аммония, а также при наличии ионов 2- и 3-валентных металловцелесообразно применять 2-ступенчатое Н-катионирование (рис. 20, в).

При наличии вобрабатываемой воде большого количества солей угольной кислоты, дляпредотвращения быстрого истощения емкости сильноосновных анионитов 2-й ступенианионирования из воды, после Н-катионирования, удаляется углекислота вспециальных дегазаторах с насадкой из колец Рашига с деревянной хордовойнасадкой или в других массообменных аппаратах (рис. 20, г).

Рис. 20.Схемы установок очистки и обессоливания сточных вод ионообменным способом

а — одноступенчатая схема для очистки и частичного обессоливания сточныхвод; б — схема очистки и полногообессоливания сточных вод с двухступенчатым анионированием; в — схема очистки и полногообессоливания сточных вод с двухступенчатым катионированием и двухступенчатыманионированием; г — схема очистки иполного обессоливания сточных вод с двухступенчатым анионированием и удалениемуглекислоты дегазацией; д — схемаочистки и обессоливания сточных вод с удалением углекислоты дегазацией ифильтрами смешанного действия; е — схемаочистки и полного обессоливания сточных вод с двухступенчатым анионированием,удалением углекислоты дегазацией и предочисткой на механических и сорбционныхфильтрах; kI и КII — Н-катионовые фильтры I и II ступени; АI и АII- ОН-анионитовые фильтры I и II ступени; Д — декарбонизатор; ПБ — промежуточный бак; М — механические фильтры; Ф — фильтрысмешанного действия (ФСД).

В рядеслучаев для стабилизации показателя рН очищенной воды или глубокогообессоливания ее и удаления анионов слабых кислот вместо анионитовых (фильтроввторой ступени или после них используют фильтры смешанного действия (ФСД),загружаемые сильнокислотными катионитами и сильноосновными анионитами (рис. 20,д).

Содержаниеповышенных веществ в воде, поступающей на ионообменные фильтры, не должнопревышать 8 мг/л. Величина ХПК не должна быть более 8 мг О/л. В противномслучае в схему ионообменной установки включаются сооружения предочистки смеханическими и сорбционными фильтрами (рис. 20, е).

В зависимостиот конкретных условий возможны и другие компоновки ионообменных установок свключением различного количества ступеней катионирования и анионирования ивозможным чередованием их. При наличии в сточных водах сложных смесей катионовбольшое значение имеет селективное их поглощение катионитами.

Дляопределения наименее сорбируемых катионов при обмене на сильнокислотномкатионите КУ-2 следует принимать во внимание ряд катионов по энергии ихвытеснения друг другом

Н⁺ < Na⁺< NH< Mg²⁺< Zn²⁺ < Со²⁺< Cu²⁺<Cd²⁺< Ni²⁺<Cа²⁺ < Sr²⁺ < Pb²⁺ < Ва²⁺.

При обмене наслабокислотном катионите КВ-4 установлен следующий ряд катионов:

Mg²⁺ < Са²⁺< Ni²⁺< Со²⁺ < Сu²⁺.

Установленаналогичный ряд поглощения анионов сильных кислот на сильноосновном и слабоосновном анионитах

Cl^— < NO < SO < CrO.

Анионы слабыхкислот по сродству к сильноосновным анионитам образуют следующий ряд:силикаты<бораты<фосфаты.

В случаеприсутствия в воде нескольких катионов и анионов системы рассчитываются какоднокомпонентные по наименее сорбируемым или лимитирующим ионам. Расчетныеконцентрации ионов принимаются равными концентрациям суммы ионов (катионов ианионов раздельно), а емкость ионитов, равной емкости ионитов но наименеесорбируемым или лимитирующим ионам, при сорбции их из индивидуальныхрастворов.

В рядеслучаев ионообменные установки применяются специально с целью извлеченияспецифичных, отдельных компонентов из сточных вод.

Иониты дляочистки и обессоливания сточных вод.

3.14. Для загрузки Н-катионитовыхфильтров при очистке сточных вод и их обессоливания в настоящее времяпреимущественно используются катиониты КУ-1, КУ-2-8, КУ-2-20, КУ-23, KБ-4, КБ-4П-2, КБ-4-10П.

В качествеслабоосновных анионитов могут применяться: АН-2-ФН, АН-18, АН-22, АН-32,АН-221, АН-251. Аниониты промежуточной основности ЭДЭ-10П. Сильноосновныеаниониты АВ-17-8, АВ-29-12П.

В табл. 31 дана характеристиканекоторых отечественных катионов (ГОСТ 20298-74*),в табл. 32 — некоторыхотечественных анионитов (ГОСТ 20301-74*).Выбор ионитов для очистки сточных вод производится в зависимости от условийведения процесса и требований к качеству очищенной воды.

Таблица 31

Марка катионитов	Размер гранул ионита, мм	Содержание рабочей фракции, %	Содержание влаги, %	Насыпная плотность товарногоионита, т/м2	Удельный объем набухшегоионита, м3/т	Средняя рабочая обменная емкость, г-экв/м3		Полная обменная емкость в динамических условиях, г-экв/м3	Допустимая температура воды при очистке, °С
						при Н-катионировании	при Na-катионировании
Сульфо-уголь
СМ-1	0,3-0,8	—	—	0,65	—	250	400	—	60
СК-1	0,5-1,1	—	—	0,65	—	200	350	—	60
КУ-1	0,4-2	92,2	40-50	0,63-0,75	2,9-3,2	300	300	660	80
КУ-2-8	0,315-1,25	93	40-60	0,72-0,8	2,9	800	800	1850	120
КУ-2-20	0,315-1,25	92	33-40	0,8	2	—	—	1300	—
КУ-23	0,315-1,25	95	50-70	0,72	4,3	400	—	1	120
КБ-4	0,355-1,5	90	35-65	0,55-0,72	3	—	—	2000	120
КГ-4П-2	0,355-1,5	95	60-75	0,7-0,8	2,8	—	—	2500	150
КБ-4-10П	0,355-1,5	95	55-70		3,3	—	—	1800	—

Таблица 32

Марка анионита	Фракционный состав набухшего ионита, мм	Содержание рабочей фракции, %	Содержание влаги, %	Насыпная плотность товарного ионита, т/м3	Удельный объем набухшего ионита неболее, м3/т	Полная обменная емкость, г-экв/м			Полная обменная емкость в динамических условиях, г-экв/м3	Допустимая температура воды при очистке, °С
						По Cl—ионам	По SO ионам	По SO ионам
АН-2ФН	0,4-4,2	92	2-10	0,65-0,68	3,2	500	700	—	1700-1750	40
АН-18-8	0,4-1,25	92	30-50	0,68	2,5	850	0	—	650	70
АН-18П	0,355-1,5	92	35-60	—	3,5	1	—	—	—	70
АН-22	0,315-1,25	90	30-50	0,79	2,3±0,5	1800	—	—	0
АН-31	0,4-1,2	92	2-10	0,7-0,8	3,2	1500	—	—	1260
АН-221	0,315-1,25	90	40-60	0,83	3,9	1200	—	—	860
АН-251	0,63-1,6	90	Не более 50	0,34-0,46	3,0-3,6	1800	—	—	—	120
ЭДЭ-10П	0,4-1,8	92	2-10	0,6-0,7	3,45	800	0	50	1020-1160	45
АВ-17-8	0,355-1,25	92	40-60	0,74	2,9	650	800	400	670-900	90
АВ-17-8ЧС	0,4-1,25	95	—	—	3,3	1050	—	—	900	90
АВ-29-12П	0,355-1,5	95	55-65	—	3,6	0	—	—	700	40

Длявыбора ионообменной смолы при удалении из воды того или иного специфическогосоединения или элемента приводятся обменные емкости ионитов по некоторымкомпонентам, присутствующим в сточных водах.

В табл. 33дана динамическая обменная емкость (ДОЕ) ряда катионитов по меди, никелю ицинку; и табл. 34 — ДОЕ сильно- и слабоосновных анионитов по шестивалентномухрому. В табл. 35 приведена рабочая обменная емкость анионита АВ-17 в ОН-формепо анионам сильных кислот при извлечении хроматов. В последующих таблицахдаются опытные данные: по емкости некоторых ионитов по фенолу (табл. 36),катионитов КУ-2 и КБ-4П-2 по пиридину (табл. 37), анионитов ЭДЭ-10П и АВ-17 помуравьиной кислоте (табл. 38) и некоторых катионитов по анилину (табл. 39).

Таблица 33

Марка катионита	ДОЕ, мг-экв на 1 г катионита по катионам			ДОЕ, г на 1 кг катионита по катионам
	цинка	меди	никеля	цинка	меди	никеля
КУ-2-8	2-3	3,7-3,8	2,1-2,3	65-90	80-120	63-70
KБ-4	5	—	—	163	—	—
Cyльфо-уголь	0,2	2,5	0,4-1	6,5	70-80	11-30
КУ-1	0,4	—	—	13	70-90	—

Таблица 34

Марка анионита	ДОЕ по Сг (VI) до проскока
	% по массе сухой смолы	г-экв/м
АВ-17-8	11-12	720-780
АВ-17-16	7,3-8,4	480-550
АН-18	6,9-10,4	450-680
АН-251	—	850

Таблица 35

Состав сточной воды, мг-экв/л					РОЕ, г-экв/м3		Использование РОЕ по Сг (VI), %
Сг (VI)	SO	Cl—	NO		по	по Сг (VI)
0,8-1,1	0,8-1,1	0,4-0,5	—	2-2,7	660-900	270-436	41-48
1,2-1,3	1,2-1,4	0,3-0,4	4,8-5,3	7,5-8,4	600-925	108-144	16-18
1,2-1,3	1,3-1,4	0,3-0,4	0,4	3,1-3,5	835-1095	328-348	32-39
1,2-1,4	1,2	0,3	0,2	2,9-3,1	760-860	336-376	44

Таблица 36

Марка ионита	Емкость в статических условиях, мг/г	В динамических условиях		При сорбции фенола из водно-метанольных сред, мг/г
		до проскока, мг/г	до насыщения, мг/г
Сульфоуголь	37-40	92	90-	—
КУ-1	—	—	70-90	—
ЭДЭ-10П	54-55	120	54-68	80-
АВ-17	85-89	147	90-95	-120

Таблица 37

Марка катионита	Статическая обменная емкость при сорбции из чистыхрастворов		Динамическая обменная емкость при сорбции из сточныхвод и присутствии катионов натрия и аммония
			до насыщения		до проскока
	мг-экв/г	мг/г	мг-экв/г	мг/г	мг-экв/г	мг/г
КБ-4П-2	—	—	1-1,1	80-88	0,7-1	56-80
КУ-2	3,2-3,3	250-269	1,5-2,2	120-180	1,3-2,1	105-170

Таблица 38

Марка анионита	Емкость
	мг-экв/г	мг/г
ЭДЭ-10П	4,5-4,6	206-210
АВ-17	3,7-3,9	170-180

Таблица 39

Марка катионита	ДОЕ до проскока, мг/г, при концентрации анилина 10мг/л	Полная динамическая обменная емкость (ПДОЕЭ,мг/г)
КУ-1	227	310
КУ-1Г	—	67
КУ-2	146	310
КБ-4П-2	—	95
Сульфоуголь	330	422

Ионообменные аппараты

3.15. Процессы ионообменной очистки иобессоливания сточных вод могут осуществляться в различных аппаратах:ионообменных фильтрах с обработкой воды в плотном слое; фильтрах для работы спсевдоожиженным слоем ионитов; пульсационных колоннах, «паучках».

Наиболеераспространено применение серийно выпускаемых таганрогским заводом «Красныйкотельщик» и Бийским котельным заводом ионообменных фильтров для фильтрованияводы в плотном слое. Для очистки и обессоливания сточных вод используютсястандартные Н-катионитовые фильтры — первой ступени, вертикальные,параллельно-точные. Их характеристики приведены в табл. 40.

Таблица 40

Характеристика фильтра	ФИПа-	ФИПа-	ФИПа-	ФНПа-	ФНПа-	ФНПа-
	1-1-6	1-1,5-6	1-2-6	1-2,6-6	1-3-6	1-3,4-6
Рабочее давление, МПа	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
Площадь фильтрования, м2	0,785	1,775	3,14	5,3	7,1	9,1
Диаметр фильтра, мм	0	1500	2000	2600	3000	3400
Высота слоя попита, м	2	2	2,5	2,5	2,5	2,5
Объем загрузки попита, м3	1,6	3,56	7,85	13,25	17,75	22,75
Масса фильтра (сарматурой), т	0,905	1,692	2,746	4,558	5,527	7,848
Удельное давление нафундамент, МПа	0,65	0,69	0,6	0,65	0,68	0,65
Изготовитель	Бийский котельный завод		Таганрогский завод «Красный котельщик»

Фильтрысмешанного действия имеются двух видов: с внутренней регенерацией и с выноснойрегенерацией. Наибольшее применение в практике очистки и обессоливания сточныхвод находят ФСД с внутренней регенерацией. Их характеристика приведена в табл.41.

Важныммоментом в проектировании ионообменных установок является расчет потери напорав загрузке ионитовых фильтров. В табл.42 приведены данные о потере напора в зависимости от крупности зеренионита, высоты слоя и скорости фильтрования.

Таблица 41

Характеристика фильтра	ФСДНр —	ФСДНР —	ФСДНР —	ФСДВР —
	2,0-10	2,6-10	3,4-10	2,0-6
Давление. МПа;
рабочее	1	1	1	0,6
пробноегидравлическое	1,3	1,3	1,3	0,9
Площадь фильтрования, м2	3,14	5,3	9,1	3,13
Диаметр фильтра, мм	2000	2600	3400	2000
Высота фильтрующего слоя,м:
общая	1,2	1,2	1,2	1,2
катионита	0,6	0,6	0,6	0,6
анионита	0,6	0,6	0,6	0,6
Объем фильтрующей загрузки,м3:
катионита	1,9	3,18	5,5	1,9
анионита	1,9	3,18	5,5	1,9
Масса, т:
катионита	1,35	2,26	3,9	1,35
анионита	1,4	2,35	4,1	1,4
нагрузочная	17	20,5	45	15,5
Удельное давление пафундамент, МПа,	0,6	0,5	0,6	0,6
Изготовитель	Таганрогский завод «Красный котельщик»

Таблица 42

Скорость фильтрования м/ч	Потери напора в фильтре, м, при размере зерен ионитамм
	0,3-0,8		0,5-1,2
	Высота загрузки, м
	2	2,5	2	2,5
5	5	5,5	4	4,5
10	5,5	6	5	5,5
15	6	6,5	5,5	6
20	6,5	7	6	6,5
25	9	10	7	7,5

3.16. Технологические данные для расчета Н-катионитовых фильтров

Скорость фильтрования, м/ч………………	10-15
Скорость регенерации, м/ч………………..	1,0-1,5
Направление потока прифильтрации,
регенерации и отмывке …………………….	сверху вниз
Интенсивность взрыхлениякатионита
перед регенерацией, л/(с.м2) ……………….	3
Время взрыхления, мин …………………….	5-7
Скорость отмывки катионитапосле
регенерации, м/ч …………………………….	6-10
Регенерационныйраствор ………………….	7-10%-ные растворы НС1 или H2SO4
ДОЕ КУ-2 по сумме ионов 2- и
3-валентных металлов ………………………	15-19 кг(830-1050 г-экв) на 1
	м3набухшей смолы
КУ-23 …………………………………………	8-10,5 кг/м3(450-580 г-экв/м3)
Ориентировочный годовой износкатионита .	10 %

3.17. Технологические данные для расчета анионитовых фильтров

Скорость фильтрования, м/ч……………….	10-15
Скорость регенерации, м/ч…………………	1,5-2
Направление потока прифильтрации,
регенерации и отмывке …………………….	сверху вниз
Интенсивность взрыхленияанионита
перед регенерацией. л/(с.м2) …………………	3-4
Время взрыхления загрузки, мин……………	5-7
Скорость отмывки послерегенерации, м/ч …	5-6
Регенерационный раствор……………………	3-4 % NaOH
ДОЕ анионитов по анионамсильных
кислот, г-экв на 1 м3набухшей смолы ………	АН-2ФН-800- 0;
	АН-22-900- 0;
	AН-31- 0-1200
Ориентировочный годовой износ …………..	15-20 %

Способы защитыионообменных установок

3.18. Сточные воды, поступающие наустановку, могут иметь кислую или щелочную реакцию, содержать компоненты,обладающие агрессивными свойствами по отношению к бетону или металлам. Крометого, при обессоливании вода, поступающая из Н-катионитовых фильтров ванионитовые, имеет кислую реакцию, а обессоленная вода по отношению к бетонуили металлам также обладает коррозионными свойствами. Агрессивны и применяемыедля регенерации ионитов растворы и образующиеся элюаты. Эти обстоятельстванеобходимо учитывать при проектировании ионообменных установок. Необходимазащита от коррозии внутренних поверхностей всех емкостей для приготовления идозирования регенерирующих реагентов, сбора и хранения элюатов и промывных вод;внутренних поверхностей фильтров, декарбонизаторов, всех деталей внутрифильтра, обвязки трубопроводов, арматуры, соприкасающейся с водой и растворамив установке.

Для защиты откоррозии внутреннюю поверхность корпуса фильтров и емкостей либо гуммируют,либо покрывают кислотостойкими смолами и лаками. Нижние распределительныеустройства трубчатого типа, крепежные детали внутри корпуса фильтра и другуюарматуру изготовляют из нержавеющей стали. Верхние распределительные устройствавыполняются из полиэтилена. Нижние распределительные устройства типа «ложноедно» изготовляют из полимерных материалов: доски из пресс-материала АГ-40,щелевые колпаки из сополимера стирола СНП-2.

Пример расчета ионообменной установки по доочистке и обессоливанию сточных вод цеха гальваническихпокрытий

3.19. Назначение ионообменнойустановки. На ионообменную установку подаются промывные кислотно-щелочныесточные воды цеха в смеси с хромосодержащими (после их предочисткиэлектрокоагуляцией) и циансодержащими (после каталитического окисления цианидовкислородом) сточными водами.

Смесь сточныхвод перед подачей на ионообменную установку подвергается отстаиванию длявыделения труднорастворимых соединений, образующихся в результатевзаимодействия компонентов при смешении указанных категорий стоков. Результатомионообменной обработки сточных вод является организация системы оборотноготехнического водоснабжения цеха, получение обессоленной воды.

Расход водына собственные нужды установки после ее запуска и вывода на режим принимается10-15 % ее производительности.

Характеристика обрабатываемых сточных вод.Количество сточных вод с учетом пополнения воды на потери и на собственныенужды установки на данном объекте составляет 820 м³/cyт, в среднем 51 м³/чпри непрерывной 2-сменной работе. Основные показатели смеси сточных вод,поступающих на ионообменнуюустановку, приведены в табл. 43.

Таблица 43

Ингредиенты	Концентрация
	мг/л	мг-экв/л
Общее солесодержание	570	7,77
Катионы:
натрия	164,28	7,135
калия	2,5	0,06
аммония	1	0,055
Итого одновалентных катионов:	167,78	7,250
меди	4,4	0,136
цинка	0,84	0,026
кадмия	0,25	0,004
никеля	3,78	0,128
алюминия	0,94	0,105
свинца	1,32	0,013
магния	0,11	0,009
висмута	0,008	—
Итого катионов поливалентных металлов	11,62	0,40
Всего катионов	179,4	7,68
Анноны
хлориды	36,7	1,034
нитраты	182,9	2,951
нитриты	3,12	0,068
фториды	5,32	0,28
сульфаты	147,19	3,066
тартраты	0,09	0,001
оксалаты	0,28	0,006
Итого анионов сильных кислот:	375,6	7,406
фторобораты	4,83	0,056
ацетаты	0,1	0,002
силикаты	1,53	0,04
бораты	2,09	0,10
карбонаты	5,1	0,17
Итого анионов слабых кислот:	13,65	0,369
в том числе без карбонатов	8,55	0,199
Всего анионов	389,25	7,775
Органические примеси	8,4	—

Солесодержаниепоступающих сточных вод ~570 мг/л(7,7- 7,8 мг-экв/л), рН = 6,5-7.

В составустановки входят; усреднитель сточных вод, отстойник, механические фильтры,сорбционные фильтры, Н-катионитовые фильтры, ОН-анионитовые фильтры, узелприготовления регенерирующих растворов, емкости для сбора обессоленной водыалюатов от регенерации ионитов и промывочных вод, узел обезвреживания элюатов.

Описаниетехнологической схемы ионообменной очистки и подготовки воды

Сточные водыпосле усреднения и отделения ГДП в отстойнике поступают в сборник, из которогонасосом подаются последовательно на механические, сорбционные, катионитовые ианионитовые фильтры. Обессоленная вода поступает в сборник, из которогонаправляется затем потребителям.

Расчет ионообменной установки.Накопитель-усреднитель сточных вод рассчитывается из условия 3-4-часового усредненияпо соответствующему разделу СНиП 2.04.03-85 примаксимальном расходе сточных вод. Емкость его принимается равной 150-200 м³.Отстойник (вертикальный или тонкослойный) рассчитывается согласно пп. 6.57-6,70СНиП2.04.03-85.

Исходные данные для расчета: средний часовой расход сточных вод qw = 51 м³; концентрация взвешенных частицобразующихся из труднорастворимых соединений (фосфатов и гидроксидов металлов)250-300 мг/л (в расчете на сухое вещество); гидравлическая крупность частиц U0 = 0,2 мм/с;сборник осветленной воды рассчитывается на 20-30 минутный расход сточных вод иподпиточной воды. Его емкость составит 17-25 м³.

Механическиефильтры проектируются согласно соответствующему разделу СНиПа, напроизводительность 51 м³/ч; скорость фильтрования принимается 8-10м/ч.

Дляподготовки фильтра к работе в следующем фильтроцикле загрузка после опорожненияфильтра отмывается противотоком воды [13-15 л/(с^.м²)] в течение 7-8 мин. Отмывочная водаподается в усреднитель сточных вод перед отстаиванием. Необходимая площадьфильтрования должна быть в праделах

 м².

Количество фильтров принимается всоответствии с их характеристиками. Рекомендуется применять 2 рабочих фильтрадиаметром 2 м и площадью 3,14 м² каждый.

Сорбционныефильтры проектируются согласно СНиП 2.04.03-85 пп.6.283-6.289. Фильтры рассчитываются на производительность 51 м³/ч,скорость фильтрования 8-10 м/ч, интенсивность взрыхления активированного угля3-4 л/(с×м²),высота загрузки 2,2-2,8 м. Необходимая площадь фильтрования 5,1-6,4 м².Количество фильтров определяется в соответствии с основными иххарактеристиками. Загрузка — уголь БАУ, АГ-3, АГ-5, АР-3. Рекомендуется принять2 рабочих фильтра диаметром 2 м и сечением 3,14 м² каждый. Возможносовмещение механической и сорбционной предочистки в одном 2-слойном фильтре.

Н-катионитовыефильтры рассчитываются на производительность 51 м³/ч. Содержаниекатионов металлов 7,7 г-экв/м³ при эксплуатации (см. табл. 42) и 8,3 г-экв/м³при запуске (работа без оборота).

Объемкатионита What, м³, вводород-катионитовых фильтрах определяется по формуле

,                                                                           (120)

где

.                                                                       (121)

Подставив цифровое обозначение вформулы (120) и (121), получим

 м³;

 = 0,8× 0- 0,5×4×1,7= 796,7  800 г-экв/м³.

Площадькатионитовых фильтров определяется по формуле

                                                                                                 (122)

 м².

Предлагаетсяк установке один рабочий и один резервный фильтр диаметром 2,6 м и сечением 5,3м² каждый. При этом скорость фильтрования составит 51/5,3 = 9,6 м/ч(скорость фильтрования должна быть в пределах 8-15 м/ч).

Длительностьрабочего цикла фильтра принята 2 сутпо 16 ч. Она может быть рассчитана по формуле

.                                                                      (123)

Подставив цифровое обозначение вформулу (123), получим

 ч.

Регенерация катионитовых фильтров производится 7- 10%-ным раствором соляной кислоты в количестве 2,5-3 г-экв на 1 г-эквсорбированных катионов (на 1 г-экв РОЕ катионита).

Расход реагента на регенерациюодного фильтра в одном цикле определяется по формуле

.                                                                         (124)

Подставив цифровые обозначения,получим

 кг.

При повторномиспользовании части элюатов на регенерацию расход кислоты может быть сокращенна 30-40 %.

Расход воды нарегенерацию катионитовых фильтров.

На взрыхлениесмолы при интенсивности 3 л/(с^.м²)в течение 20 мин

5,3^.3^.60^.20^.0,001= 19 м³;

наприготовление 10 %-ной соляной кислоты

 м³;

на после регенерационную отмывку- 3-4 объема на 1 объем ионита, т.е. 13,25^.3,5= 46,4 м³.

Общий объемводы на одни фильтр в цикле 77,1 м³, средний часовой расход 77,1/32= 2,4 м³.

Анионитовые фильтры. Загрузка -слабоосновный анионит АН-31, производительность 51 м³/ч. На анионитовыефильтры поступает Н-катионированная вода с содержанием анионов сильных кислот7,4 г-экв/м (см. табл. 43).

Объеманионита Wan, м³,определяется по формуле (120),где вместо , и  ставятся величины  и — концентрации суммы анионов в обрабатываемой ианионированной воде.

Рабочаяемкость анионита  рассчитывается поформуле (121), где а для слабоосновных анионитов = 0,9;  = 1120; qan = 3-4 м³; Kion= 0,8;  = 0,9^.1120-0,8^.4^.1,7= 0;

Пreg — число регенерации анионитовыхфильтров в сутки (принимается 1 раз в 3 сут.)

 м³.

По аналогии сН-катионитовыми фильтрами принимается один рабочий и один резервный анионитовыефильтры с объемом загрузки 13,25 м³, сечением 5,3 м² идиаметром 2,6 м. Площадь фильтрования анионитовых фильтров может быть проверенапо формулам

Fan = 16qw/nregtfvf;                                                                                         (125)

tf = 16/nreg—t1-t2-t3.                                                                                       (126)

Регенерацияанионита производится 4 %-ным раствором гидроксида натрия в количестве 2,5 эквна 1 экв рабочей обменной емкости. Расход %-нoгo гидроксида натрия рассчитывается по формуле (124)

 кг,

где 40 — эквивалентная массагидроксида натрия.

Расходреагента может быть сокращен на 30-40 %при повторном использовании части элюатов.

Расход водына регенерацию анионитовых фильтров:

на взрыхление смолы

5,3^.3^.60^.20^.0,001 = 19,1 м³;

на приготовление 4 %-ногораствора гидроксида натрия 1325/40 = 33,1 м³;

на после регенерационную отмывкуфильтра 13,25×5= 66,2 м³. Общий расход воды на регенерацию составил 118,4 м³,а продолжительность регенерации 33,1/5,3×2 = 3,12 ч,продолжительность отмывки 66,2/5,3×6 = 2,08 ч продолжительность работы фильтра междурегенерациями

 ч (43ч).

Площадьфильтрования

Fa= (16×51)/(0,33×43×12)= 4,79 м².

что укладывается в сечениевыбранного фильтра 5,3 м², диаметром 2,6 м.

Часовойрасход воды на регенерацию составит 118,4/43 = 2,75 м³/ч.

Частьотмывочной воды может использоваться для приготовления регенерационного раствора.Общий расход очищенной воды на собственные нужды ионообменной установки (на взрыхление, регенерацию, отмывкуионитов всех фильтров) без учета повторного использования составит 2,4+2,75 =5,15 м³/ч, или 10 % производительности установки.

Выбор оборудования

3.20. Для ионообменной установкивыбирается серийно выпускаемое оборудование заводского изготовления вкислотостойком исполнении. Выбор ионообменных фильтров производится с учетомнепрерывной работы и возможности регенерации одного из них без прекращенияработы всей установки.

В табл. 44приводится техническая характеристика ионообменной установки и технологическиепоказатели эксплуатации механических, сорбционных (табл. 45) иионообменных (табл. 46) фильтров, а также перечень и расход основныхматериалов для загрузки фильтров (табл.47) и реагентов на их регенерацию (табл.48).

Таблица 44

Показатель работы установки	Величина
Производительностьустановки, м3/ч	50-52
Содержание взвешенныхвеществ в воде, поступающей на установку, мг/л	10-15
Солесодержание поступающейводы, г-экв/м3	7,7
Содержание катионов 2- и3-валентных металлов, г-экв/м3	0,42
Содержание катионов натрия,калия и аммония, г-экв/м3	7,25
Содержание анионов сильныхкислот, г-экв/м3	7,4
Содержание анионов слабыхкислот, г-экв/м3	0,37
Удельнаяэлектропроводимость обессоленной воды, мк×см/см	50-
Годовой расход реагентов (сучетом повторного использования 30 % элюатов) т:
солянойкислоты (ГОСТ857-88)	346
гидроксиданатрия (ГОСТ2263-79*)	81,2
Установочная мощностьодновременно работающих двигателей, кВт	95
Расход сжатого воздуха, м3/ч:
среднесуточный	20
максимальный	50
Давление подаваемогосжатого воздуха, МПа	0,25-0,4
Расход воды на собственныенужды установки, %	10
Потребность в ионообменныхсмолах (на 1 загрузку всех фильтров) т.
катионитКУ-2-8 (ГОСТ 20298-74*)	10,2
анионитАН-31 (ГОСТ 20301-74*)	10,8
Годовая потребность ионитовна пополнение износа, % от первоначальной загрузки:
катионитKУ-2-8	10
анионитАН-31	15

Таблица 45

Технологические показатели	Фильтры
	механические	сорбционные
Производительность одногофильтра, м3/ч	25-26	25-26
Скорость фильтрования, м/ч	8-10	8-10
Расход воды на промывкуфильтра, м3	17-20	—
Продолжительностьподготовки фильтра к работе, ч	0,3-0,5	—
Интенсивность подачи напромывку, л/(с.м2);
воды	13-15	—
воздуха	15-20

Таблица 46

Технологические показатели	Фильтры
	катионитовые	анионитовые
Производительность одногофильтра м3/ч	50-52	50-52
Материал загрузки	Катионит КУ-2-8	Анионит АН-31
Скорость фильтрования сточнойводы, м/ч	8-15	8-15
Продолжительностьфильтроцикла, ч	32	45
Межрегенерационный периодработы фильтров, ч	32	45
Регенерационный раствор иего концентрация, %	HCl 7-10	NaOH 4-6
Расход товарного реагентана 1 регенерацию, кг	3744	1325
Расход воды на 1 фильтр, м3в 1 цикле	77,1	118,4
в том числе на:
взрыхление	19,1	19,1
приготовлениерегенерационного раствора	11,6	33,1
отмывку	46,4	66,2
Скорость подачи воды ирастворов, м/ч, при:
взрыхлении	9-10	7-8
регенерации	2-3	2
отмывке	6-7	5-6

Таблица 47

Наименование материалов	Марка ГОСТ	Кол-во необходимое для загрузки 1 фильтра, т	Общая масса, т	Оптовая цена за 1 т, руб.	Суммарная стоимость загрузки, тыс. руб.	Завод изготовитель
Гравий диаметром гранул5-15 мм		2,8	8,4	8,2	0,07	Местные материалы
Песок кварцевый диаметром0,5-1,5 мм		7	21	11,9	0,25	Карьер
Уголь активированный	АГ-3; АГ-5; КАД	3,6	10,8	560	6,05	—
Антроцит-крошка	—	5,68	17,1	27,1	0,46	—
Катионит	КУ-2-8 ГОСТ 20298-74*	5,1	10,2	1800	18,36	Завод «Карболит», Химкомбинат г. Черкассы
Анионит	АН-31 ГОСТ 20301-74*	5,4	10,8	2300	24,84	То же
Итого	—	—	—	—	50,03

Элюатыот регенерации катионитовых и анионитовых фильтров подвергаются реагентнойобработке вместе с отработанными концентрированными технологическимирастворами. Количество сбрасываемых кислых элюатов от регенерации катионитовыхфильтров 5,8 м³/сут. Количество сбрасываемых щелочных элюатов отрегенерации анионитовых фильтров 11 м³/сут. Сброс кислоты с элюатами10,59 кг×экв/сут.

Сброс щелочейс элюатами 7,24 кг-экв/сут. Избыток кислот составляет 3,35 кг-экв/суч. Расходактивного СаО на нейтрализацию избытка кислоты 3,35 кг-экв/сут, или 3,35^.28= 93,8 кг/сут. В расчете на товарную 50 %-ную известь с учетом 5 % избыткарасход ее составит 197 кг/сут.

Придозировании 5 %-ного по активному СаО известкового молока расход ее составит приблизительно 2 м³/сут.

Таблица 48

Реагент	Процесс	Межрегенерационный период	Число регенераций в год	Расход реагентов, т*			Количество регенирирующих растворов (элюатов), м3
				в год	в сутки	на одну регенерацию	в год	в сутки	на одну регенерацию
Кислота соляная (ГОСТ857-88)	Регенерация катионитовых фильтров	32	130	490	1,89	3,77	1520	5,8	11,6
Гидроксид натрия ТР (ГОСТ 2263-79*)	Регенерация анионитовых фильтров	45	87	116	0,44	1,325	2880	11	33,1
Известь гашеная (ТУ 6-02-936-74)	Нейтрализация элюатов	—	—	52	0,2	—	520	2

* Расчет расхода реагентов произведен на солянуюкислоту 31 %-ную; гидроксид натрия %-ный; известь гашеную 50 %-ную поактивному СaО.

Установки для электрохимической очистки сточных вод

Электролизеры дляобработки циансодержащих сточных вод

3.21. Электролизеры для обработкисточных вод, относящиеся к нестандартному оборудованию, представляют собойоткрытые или со съемной крышкой прямоугольные стальные резервуары, разделенныес помощью перегородок из синтетических материалов на несколько отсеков. Вперегородках проделываются несколько рядов отверстий, суммарная площадь которыхсоставляет 20 — 30 % площади находящейся в воде чисти перегородки, высотакоторой соответствует высоте погруженных в воду электродов.

Движениепотока сточных вод в электролизере происходит вдоль поверхности электродов вгоризонтальном направлении. Электролизер снабжается приемной и сборной камерами,также отделенными от его рабочего пространства дырчатыми перегородками. На дноэлектролизера (в каждом из отсеков) укладывают дырчатые трубки из синтетическихматериалов, через которые поступает сжатый воздух, который, барботируя черезжидкость, способствует ее перемешиванию.

Вэлектролизер помещаются электроды двух типов: стальные катоды (в виде пластинтолщиной 1-2 мм) и аноды из графитированного угля в виде плит или стержней.Можно использовать малоизнашивающиеся титановые аноды с металлоксидным покрытием(диоксид рутения, магнетит и др.). Ориентировочный срок службы анодов изграфитированного угля составляет 4-5 мес. При обработке медьсодержащих сточныхвод целесообразно использование медных катодов для облегчения утилизациидополнительно извлекаемой из сточных вод (в виде катодного осадка)металлической меди.

Приопределении габаритов электролизера необходимо учитывать объем постояннонаходящейся в нем воды, а также объем, занимаемый перегородками, электродами(размеры плит из графитированного угля, выпускаемых отечественными электроднымизаводами, составляют 0´180´50 мм). Расстояние между соседними электродами(катодом и анодом) следует принимать в пределах 40-50 мм.

Электродыобоих видов (катоды и аноды) подвешиваются в электролизере на медных (латунных)стержнях (токоподводах), концы которых покоятся на соответствующих катодных(анодных) шинах, укладываемых на изоляторах вдоль бортов электролизера. Анодыиз графитированного угля (в виде плит) можно устанавливать на дноэлектролизера, футерованное материалом — диэлектриком. Сечение токоподводов иэлектродных шин рассчитывается на максимальную токовую нагрузку.

Призначительной расчетной величине тока в электрической цепи (более 3000 А) инеобходимости отведения больших количеств выделяющихся газообразных продуктовэлектролиза рекомендуется установка нескольких электролизеров, снабженныхавтономными источниками электропитания.

Технологическаясхема электрохимической очистки циансодержащих сточных вод включает:двухсекционный резервуар-усреднитель (каждая секция усреднителя рассчитана начасовой расход сточных вод); электролизеров; источник постоянногоэлектрического тока (выпрямитель из ременного электрического тока — типа ВАКГили ВАКР); бак для приготовления раствора поваренной соли; бак, для приготовленияраствора щелочного реагента (едкий натр, сода), используемого для корректировкиисходной величины рН обрабатываемой воды (в случае необходимости); сборный бакдля очищенной воды.

К сточнымводам, находящимся в резервуаре-усреднителе, добавляют насыщенный растворповаренной соли для достижения ее концентрации в воде в пределах 5-10 г/л ираствор щелочного реагента (в случае необходимости) до величины рН10. При наличии высококонцентрированных циансодержащихсточных вод (отработанных технологических растворов) следует предусмотретьдополнительный бак для их сбора с последующим равномерным добавлением к сточнымводам, поступающим в резервуар-усреднитель, до достижения расчетнойконцентрации цианидов не более 1 г/л.

3.22. Пример расчета электролизера дляочистки циансодержащих сточных вод.

Исходные данные для расчета:производительность электролизера 2,5 м³/ч; исходная концентрацияцианидов в очищаемой воде 200 мг/л; время электрохимичекой обработки сточныхвод 0,5 ч.

Необходимаявеличина тока в электрической цепи электролизера

 А.

Принимается к установке один выпрямительпеременного электрического тока, вырабатывающий постоянный электрический токвеличиной 1600 А. Объем сточных вод в электролизере составляет

Wel = qwtel = 2,5^.0,5 = 1,25 м³.

Общаяповерхность анодов

 м².

Прииспользовании в качестве анодов плит из графитированного угля размером 0´180´50мм общая поверхность одной плитысоставляет

f¢an = 2×0,18×1 = 0,36 м².

Общееколичество плит (анодов) из графитированного угля, помещаемых в одинэлектролизер:

Nan = fan/f¢an = 10/0,36 =28 шт.

Общаяповерхность катодов равна общей поверхности анодов. Размеры электролизеравыбираются исходя из объема находящихся внем сточных вод с учетом общего объема погруженных в воду электродов.

Электрокоагуляторы салюминиевыми электродами

3.23. Электрокоагуляторы с алюминиевымиэлектродами, используемые для очистки концентрированных маслоэмульсионныхсточных вод, относятся к нестандартизированному оборудованию. Предпочтительноиспользование электрокоагуляторов горизонтального типа с пластинчатымиэлектродами. Электрокоагуляторы могут быть как периодического, так инепрерывного действия. Электрокоагулятор состоит из корпуса с наклонным дном икрышкой, электродной системы, пеноудаляющего устройства. Электрокоагуляторынепрерывного действия, кроме того, должны быть снабжены устройствамирассредоточенного впуска и выпуска воды и устройством для поддержания уровняводы в аппарате на заданном уровне. Электрокоагуляторы обоих типов должны бытьснабжены патрубками с вентилями для выпуска и впуска воды, пены, емкостями длясбора пены и вентиляционной системой удаления водорода.

Корпусэлектролизера прямоугольной формы следует изготовлять из листовой углероднойстали с последующим нанесением на внутреннюю поверхность защитного покрытия,например, из винипласта илиэпоксидных смол.

Крышкаэлектролизера, предназначенная для предотвращения выделения водорода в рабочеепомещение, изготавливается из листовой стали с покраской внутренней поверхностиводостойкой краской. Крышка устанавливается своим фланцем к фланцу корпуса игерметизируется. Дно корпуса электролизера должно иметь уклон.

Электродныйблок, собираемый из алюминиевых пластин, выполняется в виде параллелепипеда ирасполагается равномерно по объему электролизера. Электроды в блокеустанавливаются плоскопараллельно на одинаковом расстоянии друг от друга (10-20мм). Объем жидкости над электродами не должен превышать 20 % общего объемаэлектрокоагулятора. Электродные пластины прямоугольной формы следуетизготавливать одинаковыми для обеспечения их взаимозаменяемости. Механическаяжесткость электродного блока создается с помощью диэлектрических гребенок. Дляудобства монтажа в блоках предусматривают проушины (крючки).

Соединениеэлектродов в блок производится либо сваркой, либо стягиванием (разъемноесоединение). Токоподводы к электродным блокам внутри электролизера в местахсоприкосновения их с жидкостью должны быть изолированы. Их следует изолироватьи от корпуса электрокоагулятора.

Пеноудаляющееустройство может быть, выполнено либо в виде приспособления, сгоняющего пенуструями сжатого воздуха в пеносборный лоток, либо и виде доски с пневматическимприводом. Пеноудаляющее устройство перемещается как вручную, так и автоматическипо заданной программе.

В процессеэлектролиза выделяется водород, который необходимо постоянно удалять изаппарата с помощью вытяжного вентиляционного устройства. Для обеспечениябезопасности, работа электрокоагулятора должна быть сблокирована с работойвентилятора: в случае остановки вентилятора должна быть прекращена подачаэлектроэнергии на электрокоагулятор.

Времяобработки сточной воды при соответствующей силе тока выбирают экспериментальнопо степени ее осветления. При изменении состава воды время ее обработки такжеизменяется.

Пример расчетаэлектрокоагулятора периодического действия

3.24. Исходные данные: производительность аппарата qw= 1,8 м³/ч; исходное содержание масел Сen = 6000 г/м³;удельный расход электричества на обработку cточных вод qcur = 540 А×ч/м³,толщина электродных пластин  = 0,006 м;межэлектродное расстояние b = 0,02 м; аноднаяплотность тока fan = 120 А/м².

Расчет. Примем продолжительность, циклаочистки teh, равной 0,5 ч(продолжительность электрокоагуляционной обработки t1= 0,25 ч; продолжительность налива жидкости в аппарат и ее слива t2 = 0,25 ч). Объем жидкости в электрокоагуляторе Wch = qw tek = 1,8×0,5= 0,9 м³.

Общееколичество электричества, необходимое для обработки такого объема жидкости,составит Qсur = Wch qcur = 0,9×540 = 486 А×ч, а величина тока в электрической цепи Icur = Qcur/t1 = 486/0,25 = 1941 A; рабочая поверхность анодовсоставит fan = I/ian = 1944/120 = 16,2 м².Отсюда общим объем электродов при их толщине 6 мм составит Vch= fan = 16,2^.0,006= 0,097 м³, а их масса Mеk = VekA1 = 0,097 2,7 = 0,262 т (A1 плотность алюминия, т/м³).

В связи стем, что масса одного электродного блока не должна превышать 50 кг, принимаемчисло блоков, равное 6.

Общий объемжидкости в межэлектродном пространстве всех электродных блоков составит Vж = fan b = 16,2×0,02 = 0,324 м³,а объем одного электродного блока  = (0,097+0,324) : 6 =0,07 м³.

Условно,приняв форму блока кубической, длина его ребра, м:

.

Числоэлектродов в одном электродном блоке составит, т.е. блок будет состоять из 8 анодов и 8 катодов.

Такимобразом, с учетом установочных зазоров (l3 = 0,07 м; lb = 0,41) общая длина электрокоагулятора составитLэ = 6lb+7l3 = (6×0,41+7×0,07) = 2,95. Ширина электрокоагулятора, м:

Bэ = lb+2l3= 0,41 +2×0,07 = 0,55.

На высотеверхней кромки электродов L1 = lb+l3 объемжидкости в электрокоагуляторе

Vэк= LэBэ(lb+l3) — Vek = 2,95×0,55(0,41+0,07) —0,097= 0,681 м³.

Высота слояжидкости над электродами, м

h2= (Weh—Vэк)/LэВэ= (0,900—0,681)/2,95×0,55= 0,13.

Общая высотаслоя жидкости в электрокоагуляторе составляет, м:

hэ = h1+h2 = 0,48 + 0,13 = 0,61.

С учетомнеобходимости размещения пеносгонного устройства полная высота аппарата Нэ составит 0,8 м.

Общиегабариты электрокоагулятора LэBэHэ = 2,95×0,55×0,8м.

Пример расчетаэлектрокоагулятора непрерывного действия

3.25. Исходные данные: производительность аппарата qw= 1,8 м³/ч; исходное содержание масел Cen= 2500 г/м³; удельный расход электричества на очистку сточной воды qcur = 270 A×ч/м³;начальная толщина электродных пластин  = 0,006 м;межэлектродное расстояние b = 0,02 м; анодная(катодная) плотность тока ian = 120 А/м².

Расчет. Общий расход электричества наобработку 1,8 м³ сточной воды составит

Qcur = qcur q= 1,8×270= 486 А×ч,

а токовая нагрузка наэлектрокоагулятор I = Qcur/t = 486 A. Поверхность анодов (катодов) будетравна:

fan = fh = I/iап = 486/120 = 4,05 м².

Объемжидкости в межэлектродном пространстве Vж = fan b = 4,05^.0,02= 0,081 м³, aобщий объем электродов Vеk = fan  = 4,05 0,006 =0,024 м³. Общий объем электродного блока составит  = Vж+Vek = 0,081+0,024 = 0,105 м³, а массатакого блока

 = VekA1 = 0,024^.2,7 =0,065 г.

В связи стем, что масса электродного блока не должна превышать 50 кг, принимаем числоблоков равным 2. Условно принимая форму блока кубической, получим, что длинаего ребра составит

 м.

Числоэлектродов в блоке составит .

В связи стем, что в электрокоагуляторе непрерывного действия проскок жидкости внемежэлектродного пространства недопустим, между боковыми стенками аппарата икрайними электродами не должно быть установочных зазоров.

Учитывая, чтов аппарате должны быть размещены пеносгонное устройство, а также устройства дляраспределения потока воды на входе и выходе, габариты электрокоагулятора принимаем

LэBэHэ = 0,8^.0,42^.0,5 м.

Электрокоагуляторы состальными электродами

3.26. Электрокоагуляторы со стальнымиэлектродами относятся к нестандартному оборудованию. Корпус электрокоагуляторапредставляет собой прямоугольный резервуар изготовленный из синтетическихкислотостойких материалов (полиизобутилен, полипропилен и др.), илифутерованный изнутри этими материалами. Электрокоагулятор оборудуется вытяжнымвентиляционным устройством (например, бортовыми отсосами) для удаления газов,образующихся при электролизе сточных вод. Целесообразно, чтобы дноэлектрокоагулятора имело небольшой уклон (до 5°) в сторону выхода сточных вод.

Наибольшееприменение получили в настоящее время электрокоагуляторы с помещенными в нихпакетами (блоками) плоских пластинчатых электродов, расположенных вертикально,параллельно друг другу.

Движениепотока сточных вод в электрокоагуляторе следует осуществлять вдоль поверхностиэлектродных пластин в вертикальном направлении (снизу вверх или сверху вниз)либо в горизонтальном направлении.

Дляравномерного распределения воды между электродами и равномерного ее отводарекомендуется предусмотреть в электрокоагуляторе или в отдельных его секцияхприемные и сборные камеры. Приемные камеры отделяются от рабочего пространстваэлектрокоагулятора дырчатыми перегородками, которые рассчитываются какраспределитель высокого сопротивления (отношение суммарного сечения отверстий вперегородках к общему сечению электрокоагулятора составляет 0,3).

Электроды(катоды и аноды), помещаемые в электролизер, изготавливаются изнизкоуглеродистой стали (Ст3, Ст4 и т.п.) и могут иметь толщину от 3 до 6 мм.Первоначальное расстояние между соседними электродами должно составлять 5-10мм.

Рекомендуютсяследующие размеры электродных пластин: длина 0,6-1, ширина 0,3-0,6 м.Целесообразно использование электродов (анодов и катодов) в виде блоков. Блокэлектродов представляет собой набор стальных пластин, закрепленных на общейраме. Пластины через одну подключаются к катодной и анодной шинам источникапостоянного электрического тока с помощью приваренных или припаянных и нимтокоподводов. Для предотвращения коротких замыканий пластины в двух-трех местахпо своей высоте разделяются прокладками из диэлектрика (текстолит, винипласт идр.), выполненными, например, в виде колец. Электродные пластины у своегооснования или по их высоте (с обеих сторон) рекомендуется вставлять в«гребенку», также изготовленную из материала-диэлектрика. Масса одногоэлектродного блока не должна превышать 0,05 т.

Электродныешины изготавливаются из медных (латунных) или алюминиевых прутков или полос,закрепляются на изоляторах на корпусе электрокоагулятора и соединяются ссоответствующими полюсами источника постоянного электрического тока. Диаметры(сечение) электродных, а также токоподводящих шин (кабелей), соединяющихэлектролизер с источником тока, во избежание перегрева, рассчитываются намаксимальную токовую нагрузку.

При расчетеэлектрокоагулятора определяются общая поверхность и количество электродов,конструктивные размеры и число электрокоагуляторов и величина тока вэлектрической цепи. При этом основными исходными параметрами для расчетаявляются: расход сточных вод; исходная концентрация шестивалентного хрома иионов тяжелых металлов в сточных водах; анодная плотность тока; удельный расходэлектричества, необходимый для обработки единицы объема сточных вод.

Пример расчетаэлектрокоагуляторов со стальными электродами для очистки хромсодержащих сточныхвод

3.27. Исходные данные для расчета: расход сточных вод составляет 10 м³/ч (при круглосуточной работе установки),исходные концентрации шестивалентного хрома и цинка соответственно 50 и 20мг/л; величина тока в электрической цепи

Icur = 3,1Cenqw = 10×50×3,1 = 1550 A.

К установкепринимается один выпрямитель переменного тока, вырабатывающий ток величиной до0 A при максимальном напряжении до 12 В. Общая поверхность анодов составит:

fpl = Icur/ian= 1550/150 = 10,3 м².

Размеры однойэлектродной пластины принимаются следующими: ширина bpl= 300 мм, рабочая высота hpl = 600 мм.Рабочая поверхность одного электрода будет равна:

fpl = 2bplhpl = 2×0,3×0,6 = 0,36 м².

Общееколичество электродных пластин составит

.

Принимаются кустановке два электродных блока, каждый из которых состоит из 30 стальных пластин.Рабочий объем электрокоагулятора будет равен:

Wek = fplb = 10,3×0,008 = 0,082 м³,

(расстояние между двумя соседнимиэлектродами b принято равным 0,008м). Время обработки сточных вод (время пребывания сточных вод в межэлектродномпространстве электрокоагулятора) составит

t = Wek/qw = 0,082/10= 0,008 ч = 0,008×3600= 28,8 с.

Удельныйрасход металлического железа для обработки сточных вод определяем по формуле

 кг/сут.

Ширина одногоэлектродного блока при толщине одной электродной пластины 5 мм будет равна:

 м.

4. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ

Аэробные стабилизаторы

4.1. Аэробные стабилизаторыпредназначены для обработки органических осадков с целью предупреждениязагнивания и улучшения водоотдающих свойств осадков перед последующейобработкой и хранением.

Повышениеустойчивости осадков к загниванию при аэробной стабилизации достигаетсябиохимическим окислением части органического вещества осадка в результатежизнедеятельности аэробных микроорганизмов.

По сравнениюс анаэробным сбраживанием процесс аэробной стабилизации более прост вконструктивном оформлении, не взрывоопасен, более устойчив к изменениюкачественного состава осадков. Кроме того, аэробно-стабилизированные осадкиимеют лучшие водоотдающие свойства, что упрощает и удешевляет их последующуюобработку.

Для станцийаэрации производительностью до 50 тыс. м³/сут аэробная стабилизация,как правило, экономичнее анаэробного сбраживания, даже при условии утилизациигаза брожения. Применение аэробной стабилизации для станций аэрациипроизводительностью более 50 тыс. м³ в сут сточных вод требуеттехнико-экономического обоснования.

Аэробныестабилизаторы могут использоваться в различных технологических схемах. Онирекомендуются для обработки избыточного активного ила или смеси его с осадкомпервичных отстойников.

Активный илможет подаваться в стабилизатор из вторичных отстойников, регенераторов илиуплотнителей. В последнем случае из условий сохранения биологической активностиила продолжительность гравитационного уплотнения не должна превышать 6 ч. Воизбежание образования застойных зон целесообразно использовать уплотнители силоскребами и перемешивающими устройствами. Концентрация активного ила,подаваемого в аэробный стабилизатор, не должна превышать 20 г/л, оптимальнаяконцентрация — 10-15 г/л.

Концентрациясмеси ила и осадка в стабилизаторе недолжна превышать 25-27 г/л, оптимальная 15-20 г/л.

4.2. Параметры процесса аэробнойстабилизации зависят от состава и соотношения активного ила и осадка первичныхотстойников в стабилизаторе, ихконцентрации, температуры.

Длястабилизации рекомендуется применять сооружения типа аэротенков-вытеснителей.Продолжительность аэробной, стабилизации tsa, сут,рассчитывается по следующим формулам:

при стабилизации активного ила

;                                                    (127)

для активного ила городскихсточных вод константы имеют следующие значения: Vmu= 28,57 г/(л/сут); K3 = 30 г/л;  л/г;

при стабилизации смеси активного ила иосадка первичных отстойников (принимается не менее 4 сут при t20 °C),

                                                 (128)

для осадков городских сточных водконстанты имеют следующие значения: Vm = 11,27г/л, сут; К3 = 13,3 г/л;  г/л;

;                                                                                          (129)

.                                                                                        (130)

Расчетемкости стабилизатора производится насреднюю зимнюю температуру осадков в сооружении (для климатических условийсредней полосы Т = 12-14 °С).

Удельныйрасход воздуха на стабилизацию рассчитывается по формуле (131), котораяаналогична (61) СНиП 2.04.03-85;

.                                                                         (131)

Удельный расход кислорода на стабилизацию составит для:

активного илаqsa = 0,25-0,3 кг/кг;

осадкапервичных отстойников qsset = 1-1,2кг/кг;

смеси ила иосадка

.                                                                                         (132)

Отношениебеззольной части первичного осадка к беззольной части ила в исходной смесирассчитывается по формуле

.                                                                            (133)

Концентрациябеззольной части осадка, Сs, кг/м³, в стабилизаторе рассчитывается поформуле

                                               (134)

4.3. Конструкции аэробногостабилизатора должны обеспечивать проведение процесса в оптимальных условиях,т.е. изменение продолжительности стабилизации при изменении физико-химическиххарактеристик осадков. Это может быть достигнуто отключением ряда изолированныхсекций стабилизатора, использованием стабилизатора переменного объема(например, типовые решения НПИ Союзводоканалпроект, Т-2636, 1982 г.).

Аэрацияосадков в стабилизаторе производится при помощи фильтросных элементов илидырчатых труб, количество и расположение которых должно обеспечиватьнеобходимую интенсивность аэрации и перемешивания. Применение механической ипневмомеханической аэрации не рекомендуется, так как ухудшает структуру иводоотдающие свойства осадка.

Распределениевоздуха по длине стабилизатора должно быть неравномерным и может ориентировочноопределяться по табл. 49.

Таблица49

Номер коридора	Доля от общего расхода воздуха, %	Удельный расход воздуха, м3/м3	Продолжительность аэрации, ч	Интенсивность аэрации, м3/(м2×ч)
1	50	166,3	34,8	14,34
2	27	89,8	34,8	7,74
3	15	49,9	34,8	4,3/5*
4	8	26,6	34,8	2,29/5*

_______________

* После косой черты указана интенсивность аэрации, принятая для расчетасуммарного расхода воздуха на стабилизацию.

Из условийперемешивания интенсивность аэрации должна составлять не менее 5 м³/(м².ч),для активного ила и не менее 6 м³/(м^2.ч) для смеси ила иосадка.

Пример расчетааэробного стабилизатора активного ила

4.4. Стабилизируется ил после уплотнениядо концентрации 20 г/л при температуре 13 °С. Продолжительность аэробнойстабилизации рассчитывается по формуле (127)

,

или 6 сут.

Удельныйрасход воздуха рассчитывается по формуле (131), где К1= 0,75; К2 = 2,08; KТ = 1; К3= 0,85; Co = 2 мг/л. Глубинастабилизатора 3 м.

Расчетпроизводится для летней температуры ила, при которой растворимость кислородаминимальна.

Для 20 °С поформуле (63) п. 6.157 СНиП 2.04.03-85 определим Ст= 9,17 мг/л. Затем, подставляя в формулу Ст получим, мг/л:

.

Приняв дляила qsa = 0,25 кг/кг. По формуле (134) Сs = 20( -25) =15 кг/м³. По формуле (131)

 м³/м³.

При общейпродолжительности стабилизации 5,8 сут пребывание ила в одном коридоречетырехкоридорного сооружения составляет 34,8 ч.

Удельныйрасход воздуха в последнем коридоре по табл.49 должен быть равен 8 % общего расхода воздуха, т.е. 332,7^.0,8 = 26,6 м³/м³,тогда интенсивность аэрации составит: In = (26,6^.3)/34,8 = 2,29 м³/(м²ч),что ниже рекомендуемой величины, поэтому ее следует увеличить до 5 м³/(м²ч),Аналогичный расчет произведен для третьего коридора стабилизатора. Данныерасчетов сведены в табл. 49.

Пример расчета аэробной стабилизации смеси избыточного активного ила извторичных отстойников и осадка первичных отстойников городских сточных вод,соотношение по сухому веществу 1: 1.

4.5. Исходные данные для расчета. Вариант 1.

Количествоила 10 т/сут; концентрация Са= 6 г/л; зольность S = 25 %; расход Qn = 1666,7 м³/сут.

Вариант 2.Количество осадка 10 т/сут, концентрация Cset = 50 г/л, зольность Sset= 28 %; расход Qmud = 200 м³/сут.

Продолжительностьстабилизации при 13 °Срассчитывается по формуле (128)

 сут;

где по формуле (129)

 г/л;

по формуле (130)

 г/л.

Отношениеорганического вещества первичного осадка к органическому веществу активного илав стабилизируемой смеси рассчитывается по формуле (133)

.

Удельныйрасход кислорода рассчитывается поформуле (132) при qsa = 0,25 кг/кг; qsset= 1,1 кг/кг; S = 25 %; Sset= 28 %.

 кг/кг.

При тех жеисходных данных для аэрации, что и в предыдущем примере, по формуле (134)

 кг/ м³.

По формуле (131) удельный расход воздухасоставит

 м³/м³.

В последнемкоридоре (четвертом) стабилизатора по табл.49 удельный расход воздуха составляет 467,8×0,08= 37,43 м³/м³.

При временипребывания в коридоре 37 ч интенсивность аэрации достигнет

 м³/(м^2.ч),

что меньше допустимой величины[равной 6 м³/(м²×ч)],ее следует увеличить с соответствующим увеличением суммарного расхода воздухана процесс.

Флотационные илоуплотнители

Горизонтальныйфлотационный илоуплотнитель

4.6. Технологическая схема флотационнойустановки для уплотнения ила основана на использовании метода напорной флотациис непосредственным насыщением ила воздухом под избыточным давлением иискусственном разбавлении уплотняемого ила подиловой водой.

Флотационныйилоуплотнитель состоит из флотореактора и флоторазделителя, размещенных в одномпрямоугольном корпусе, разделенном продольными вертикальными перегородками насообщающиеся секции I, II, III. (рис. 21).

Рис. 21.Схема флотационного илоуплотнителя

1 — распределительнаясистема флоторазделителя; 2 — распределительная система из прямоугольныхпластин; 3 — регулируемый водослив; 4 — лоток для сборауплотненной пены; 5 — дросселирующее устройство; 6 — продольныеперегородки; 7 — сборная насадка; 8 — полупогружная перегородка; 9— лоток для сбора подиловой воды; 10 — телескопические водосливы; 11— пакет радиальных пластин; 12 — трапецеидальные перегородки; 13— пирамидальные днища; 14 — трубопровод опорожнения и выпуска осадка; 15— перепускные окна; 16 — щель для вывода подиловой воды; 17 -нижняя перегородка; 18 — скребковый механизм; 19 — прямоугольныенаклонные пластины; 20 — щелевая труба

Технологическаясхема флотационного уплотнителя включает в себя: сборный резервуар дляизбыточного активного ила, узел насыщения ила воздухом под избыточнымдавлением, состоящий из центробежного насоса, эжектора и напорного бачка,флотореактор и флоторазделитель, разделенный продольными параллельнымивертикальными перегородками на сообщающиеся секции I, II, III (рис.22).

Рис. 22. Схема флотационного уплотнителя избыточногоактивного ила (ИАИ)

1 — сборныйрезервуар; 2 — центробежный насос; 3 — эжектор; 4 -напорный бак; 5 — дросселирующее устройство; 6 — флотореактор; 7— флоторазделитель; 8 — сборный лоток; 9 — сборный карман; 10— скребковый механизм; 11 — продольные вертикальные перегородки; I, II, III — сообщающиеся секции флоторазделителя

Избыточныйактивный ил из сборного резервуара центробежным насосом передается в напорныйбак, где происходит растворение воздуха, диспергированного в ил эжектором,установленным на перемычке между всасывающим и напорным патрубком насоса. Затемактивный ил, насыщенный воздухом, подается через дросселирующее устройство вфлотореактор, где в результате снижения давления происходит выделение пузырьковвоздуха, образующих с хлопьями активного ила флотокомплексы, которые всплываютна поверхность во флоторазделителе,откуда в виде флотационной пены собирают скребковым механизмом в сборный лотоки поступают на дальнейшую обработку. Подиловая вода из I секциифлоторазделителя перетекает во II секцию, a из секции II в III и сливается в сборный карман после IIIсекции (см. рис. 22). Таким образом, подиловая вода предыдущих секций участвуетво флотационном разделении ила последующих секций.

4.7. Во флотореакторе происходитвзаимодействие хлопьев активного ила с пузырьками воздуха, выделяющимися приснижении избыточного давления до атмосферного с образованием флотокомплексов.Взаимодействие во флотореакторе происходит в условиях турбулентного перемешиванияобразующейся трехфазной системы: воздух, жидкость и твердые частички осадка.

Флотореакторрасполагается с торцовых сторон корпуса. Во II секции со стороны выпускаподиловой воды, а в I иIII — с противоположнойстороны (см. рис. 21). Флотореактороборудован дросселирующим устройством 2и распределительной системой из прямоугольных пластин 3, размещенных у днища корпуса илоуплотнителя.

Каждоедросселирующее устройство состоит из трубы диаметром 50 мм со щелевым вырезомпо всей длине трубы и колпака, расположенного над щелью (рис. 23). Колпаквыполняется из трубы D = 80- мм, разрезанной подиаметру. Труба для подачи иловой жидкости имеет торцевые заглушки, а кколпаку, перпендикулярно продольно оси трубы, привариваются прямоугольныепластины высотой 200-300 мм, служащие для равномерного распределения потокаиловой жидкости во флотореакторе. Шаг пластин 200-250 мм.

Рис. 23. Дросселирующее устройство

1 — трубаподачи иловой жидкости Д = 50 — 80 мм; 2 — прямоугольные пластины; 3— щелевидный вырез шириной 6-8 мм по всей длине трубы; 4 — колпак изполовины трубы Д = 80 — мм

Длинафлотореактора ограничена нижней перегородкой, установленной на расстоянии 600мм от торцевой стенки корпуса и верхней, расположенной на расстоянии 300 мм(см. рис. 21). Нижняя перегородка крепится к днищу, а ее верх расположен науровне верхней кромки прямоугольных пластин, приваренных к колпакудросселирующего устройства. Верхняя перегородка не доходит до верхнего уровняпены 150-200 мм.

Флотореактор рассчитывают на время пребыванияиловоздушной смеси в нем 2-3 мин.

4.8.Флоторазделитель служит для сбора образовавшихся хлопьев ила с пузырькамивоздуха в пенный слой и отстаивания этого слоя на поверхности илоуплотнителя.

Флоторазделительоборудован распределительной системой, расположенной за флотореактором исборной насадкой, расположенной над щелью для вывода подиловой воды,образованной днищем корпуса и полупогруженной перегородкой, не доходящей до днана 500 мм (см. рис. 21).

Распределительнаясистема выполняется в виде пакета прямоугольных наклонных пластин на всю ширинукаждой секции, разделенных поперечным прямоугольными пластинами на ячейкиразмером ´мм. Угол наклона пластин 45°, длина 500, 700 мм.

Сборнаянасадка состоит из пакета радиальных пластин на всю ширину каждой секции,сходившихся к щели под углом 15°. Длина радиальных пластин 60-80 см.

Нижняя частьвсех флоторазделителей имеет форму усеченных пирамид и снабжена трубопроводомопорожнения и выпуска осевшего осадка. Уклон дна к трубопроводу опорожненияравен 0,15-0,5 %.

В продольныхперегородках, делящих корпус на секцию, имеются окна для перепуска подиловойводы из сборного канала I секции во флотореактор II секции и из сборного каналаII секции во флотореактор IIIсекции. Размер окон 300´ 0 мм.

Корпусилоуплотнителя снабжен лотком для сбора уплотненной пены и подиловой воды послеIII секции, размеры которых принимаются конструктивно.

Отборподиловой трубы осуществляется только после III секции при помощи щелевой трубы и регулируемых водосливов,(см. рис. 21).

Узел для насыщенияила воздухом под избыточным давлением

4.9. Диспергирование воздуха в илпроизводится эжектором, установленным на перемычке между напорным и всасывающимпатрубком насоса, подающего ил на уплотнение. Расход ила, подаваемый наэжектор, составляет 2-4 % расхода обрабатываемого ила. Производительностьцентробежного насоса, подающего ил на уплотнение, определяетсяпроизводительностью установки. Напор, развиваемый насосом, должен быть не менее0,5-0,6 МПа (5-6 кг/см²).

Насосустанавливается под заливом, гидростатический напор перед насосом должен бытьне более 0,025-0,03 МПа (0,25- 0,3/см).

Напорный бак(рис. 24), предназначенный длярастворения воздуха, диспергированного в иловую жидкость эжектором, работаетследующим образом.

Иловаяжидкость с воздухом поступает в верхнюю часть бака по перфорированной трубе сотверстиями 10 мм или соплами с выходным отверстием 20-30 мм, распыляетсяотражательным щитом и орошает насадку из колец Рашига 50´50´5или 10´ ´10,расположенную на ложном перфорированном днище с отверстиями 25-35 мм. Припрохождении воздушной смеси через загрузку из колец Рашига происходитрастворение в иле воздуха. Иловоздушная смесь отбирается при постоянном уровнениже ложного днища и поступает в дросселирующие устройства флотореактора. Оноборудуется предохранительным клапаном, поддерживающим постоянное давление истравливающим излишек воздуха, манометром и опорожнительным трубопроводом.

Напорный бакрассчитывают на время пребывания иловой жидкости в нем (4-5 мин).

Рис. 24.Схема напорного бака

1 — опорожнение напорного бака; 2 — ложноеперфорированное днище; 3 — сопла; 4 — отражательный щит; 5— манометр; 6 — предохранительный клапан; 7 — подача ила своздухом; 8 — насадка из колец Рашига; 9 — отвод иловоздушнойсмеси во флотореактор

Принципыавтоматизации производственного процесса

4.10. С целью обеспечения оптимальногорежима работы насосов, подающих избыточный активный ил, необходимо, чтобы ил всборном резервуаре находился на уровне 2,5-3 м.

На напорныелинии подающих насосов устанавливаются расходомеры для учета количества,подаваемого на уплотнение ила. Замер количества воздуха, подсасываемогоэжектором, рекомендуется производить ротаметром или газобарабанным счетчиком,подсоединенным к всасывающему патрубку эжектора. Расход воздуха регулируетсякраном, установленным на воздушной трубке.

Напорный бакоборудуется манометром для измерения давления, предохранительным клапаном,срабатывающим при превышении рабочего давления, и датчиками уровня ила. Датчикверхнего уровня устанавливается на 10 см ниже ложного днища.

На линияхподачи насыщенного воздухом ила в каждой секции устанавливаются расходомеры.Регулировка подачи ила в секцию производится задвижками. На линии сбросаподиловой воды устанавливается расходомер.

Необходимопредусмотреть возможность регулирования скорости движения скребковоготранспортера от 0,3 до 0,6 м/мин.

Замерколичества воздуха, подачи избыточного активного ила, распределения его посекциям и сброса подиловой воды должен быть выведен на пульт управления работойфлотационного илоуплотнителя, который располагается непосредственно у установки.Оператор с пульта управления осуществляет управление работой насосов, подающихизбыточный активный ил на уплотнение, и включение и выключение скребковогомеханизма.

Расчетгоризонтального флотационного уплотнителя с разбавлением уплотняемого ила подиловойводой

4.11. Исходными параметрами для расчетаявляются: начальная концентрация ила Со(кг/м³), иловый индекс при концентрации 1 г/л Ii(cм³/г),расход ила Qi (м/ч). В результатерасчета определяются геометрические размеры уплотнителя. При расчете уплотнителяпринимают количество ступеней — 3. Расход ила на один уплотнитель не долженпревышать м³/ч. Высоту зоны осветления Нр принимают равной 0,8-1,5 м, высоту зоны уплотнения: Ну = 0,8-1,5м, высоту нейтральной зоны: Нn = 0,4-0,5 м, высоту борта: НB = 0,3-0,5 м.

Влажностьуплотненного ила при времени пребывания его в зоне уплотнения 2 ч принимают95,5-96 %, при времени пребывания 3 ч — 91,5-95 %. Концентрация твердой фазы вподиловой воде примерно составляет мг/л при удельном расходе воздуха 7-8л/кг твердой фазы и 50 мг/л при удельном расходе воздуха 10 л/кг. Скоростьпотока жидкости и зоне осветления составляет: vw= 2-5мм/с. Расход ила на первую ступень уплотнения принимается равным, м³/ч:

.

Длинауплотнителя рассчитывается по формуле

Lbl = lp+lf+b,                                                                                                 (135)

где lp —длина флоторазделителя, м; lf — длинафлотореактора, принимается равной 0,6 м; b — ширина сборного лотка0,2 м

,                                                                                   (136)

где Kset- коэффициент использования объема 0,8 при наличии устройств дляравномерного распределения и 0,5 при их отсутствии; Kp —коэффициент, принимаемый по табл. 50 в зависимости от концентрации ила; vib — турбулентная составляющая скорости потока0,01-0,05×10^-2м/с; u — скорость всплыванияфлотокомплексов, принимается по табл. 51.

Таблица 50

Концентрация ила, поступающего на уплотнение, кг/м3	2-3	4-6	6-9
Kp	1	0,4-0,5	0,3

Удельныйрасход воздуха на уплотнение принимают 7,5 — 10 л/кг твердой фазы.

Таблица 51

Удельный расход воздуха, л/кг	Скорость всплывания флотокомплексов а мм/с, при иловом индексе, см3/г
	50		150	200	250
7,5	3,9	2,3	2,9	2,6	2,3
10	5,1	4,3	3,7	3,4	3,1

Расходжидкости Qs поступающей на вторуюступень флотационного уплотнителя, равен, м³/ч:

 = + Q¢nb,                                                                                          (137)

где Qi— расход ила, поступающего на уплотнение во вторую ступень, м³/ч; Q¢nb — расход подиловой воды, которая поступает из первойступени, м³/ч:

,                                                                                      (138)

где  — концентрация ила, поступающего науплотнение, кг/м³;

Су— концентрация уплотненного ила, принимается 40-60кг/м³;

Сw -концентрация ила в подиловой воде, кг/м³.

Ширина первойB1 ступени уплотнителя определяется по формуле, м:

.                                                                                        (139)

Ширина второйи третьей ступеней определяется с учетом расхода поступающей на них жидкости.Общая высота флотационного уплотнителя Нпринимается конструктивно и равна, м;

H = Hр+ Hy+ Hn + Hb.                                                                                   (140)

Пример расчетафлотационного илоуплотнителя горизонтального типа

4.12. На уплотнение подается избыточныйактивный ил объемом Qi = м³/ч, с концентрацией Со = 6 кг/м³ и иловым индексом Ii = 0,25 м³/кг (250 cм³/г).

Для расчетапринимаем концентрацию уплотненного ила Су = 50 кг/м³,удельный расход воздуха 10 л/кг твердой фазы, концентрацию ила в подиловой водемг/л, скорость потока ила в зоне осветления vw= 4 мм/с.

Определяемрасход ила на одну ступень уплотнителя

Q¢i =/3 = 33,3 м³/ч.

Длинафлоторазделителя lр будет равна:

 м,

где Кр и и —принимаем по табл. 50 и 51.

Принимая длину флоторазделителя, равную 5 м, иподставив в формулу, получим рабочую длину флотоуплотнителя

Lbl = lp+lf+b= 5+0,6+0,2 = 5,8 м.

Определимпроизводительность и ширину коридоров первой, второй и третьей ступенейфлотатора. Для этого рассчитаем расход подиловой воды. Расход подиловой воды изпервой ступени равен:

 м³/ч.

Общий расход,поступающий на вторую ступень составит:

 м³/ч.

Ширинакоридора первой ступени будет равна:

 м.

Ширина коридора второй ступени определяется с учетом расходажидкости, поступающей на вторую ступень:

 м.

Расчеттретьей ступени ведется аналогично расчету второй ступени. Высота флотационногоуплотнителя равна:

H = 1,5+0,8+0,5+0,3 = 3,1 м.

Круглый флотационныйилоуплотнитель

4.13. Необходимость и экономическаяцелесообразность уплотнения избыточного ила при любых методах его дальнейшейобработки очевидна. Преимущества флотационного уплотнения ила в случае наиболеераспространенного этапа обработки осадка сбраживанием заключаются в следующем:увеличении производительности метантенков; снижении расхода тепла, необходимогодля поддержания процесса сбраживания; сокращении объема иловой жидкости,которая вновь возвращается на станцию; уменьшении площади иловых площадок;снижении эксплуатационных расходов, связанных с перекачкой ила; полномисключении сброса осветленной воды после илоуплотнителей; устранении антисанитарныхусловий, связанных с эксплуатацией гравитационных илоуплотнителей, в которыхсоздаются септические условия, особенно в летнее время, когда сильно развитыпроцессы денитрификации.

Общий вид круглого флотатора представлен на рис. 25. Флотатор включаетцилиндроконический корпус с полупогруженной перегородкой и вращающеесяводораспределительное устройство. Глубина отстойной зоны Нset =Тqms,м. Глубина зоны уплотнения (выше водораспределителя) принимается Ну = 2 — 2,5м.

Продолжительностьпребывания иловой смеси в сатураторе 2 — 4 мин при давлении 4-5 атм.Предусматривается установка вантуза для сброса нерастворившегося воздуха.Удельный расход растворенного воздуха 5 — 7 л на 1 кг взвешенных веществ активногоила. Расход воды, подаваемой на эжектор, принимают равным 2 — 4 % расходаобрабатываемых сточных вод.

Длястабилизации работы эжектора и надежности работы установки необходимопредусмотреть установку двух эжекторов с фильтрами, предотвращающими засорениеи забивание эжектора. Фильтр выполняется в виде установленной в подающей трубеперфорированной трубы с размером отверстий на 20 % меньше диаметра соплаэжектора.

Эжекторустанавливают рядом с подающим насосом, который устанавливается под заливом;гидростатический напор перед насосом должен быть не более 2,5-3 м, забор водыосуществляется непосредственно перед аэротенком.

Разностьотметок водосливов водосборного и пеносборного лотков должна составлять 40 — 50мм; предусматривается регулировка положения отметин пеносборного лотка. Уклондна пеносборного лотка 0,1 — 0,15.

Расстояниемежду стенками цилиндрических колец флотатора принимается 300-600 мм.Цилиндрические перегородки выполняются из синтетической ткани.

Наклонобразующих нижних конических насадок рассчитывается таким образом, чтобыплощадь нижнего основания усеченного конуса была на 20 % больше площадиверхнего его основания. Флотационный илоуплотнитель состоит из пеносгонногомеханизма 4, коаксиальных перегородок5 и конических перегородок 6.

Работаетфлотатор следующим образом: иловая смесь, насыщенная растворенными газами,подается насосами через вращающееся водораспределительное устройство 3 во внутреннюю полость корпуса 1, гдепри снижении давления до атмосферного происходит интенсивное выделениепузырьков газа, адсорбция их на поверхности частиц дисперсной фазы и всплываниена поверхность воды. Образующаяся при этом пена удаляется с помощьюпеносгонного механизма 4 впеносборный лоток 7. Осветленная вода направляется вниз между погруженными в водуконическими, расширяющимися книзу перегородками 6 (см. рис. 25).

Рис. 25. Флотационный илоотделитель с цилиндрическиминасадками и вращающимся водораспределителем

1 -цилиндроконический корпус; 2 — полупогружная перегородка; 3 -вращающееся водораспределительное устройство; 4 — конические,погруженные в воду перегородки; 5 — коаксиальные перегородки; 6 -пеносгонный механизм; 7 — пеносборный лоток

При движенииводы вниз вследствие увеличивающейся площадикольцевых участков скорость нисходящего движения воды постепенно снижается, в результате чего вода освобождается отмельчайших частиц, аэрофлокул, попавших в нисходящий поток. Затем, огибаяполупогруженную перегородку 2, осветленная вода самотеком отводится ваэротенк. Цилиндроконические погруженные в воду перегородки улучшаютгидродинамику и способствуют более полному использованию рабочего объемасооружения.

При проектировании флотационные илоуплотнителирационально размещать непосредственно около аэротенка. На уплотнители должнанепрерывно подаваться иловая смесь из аэротенка, содержащая сточную жидкость иактивный ил с максимально возможным количеством сорбированных на его хлопьяхзагрязнений. Для этого конец всасывающей трубы насоса должен находиться отначала аэротенка на расстоянии, соответствующем времени прохождения иловойсмеси в течение 10-40 мин. Осветленная во флотаторе жидкость, содержащаяактивный ил, самотеком сбрасывается в аэротенк в место сбора избыточного ила.

Исходнымиданными для расчета являютсяконцентрации активного ила, в аэротенках (аi, г/л), иловой индекс (Ii, см³/г)и количество избыточного ила (G, кг/сут).

Гидравлическаянагрузка на флотационный илоуплотнитель принимается по табл. 52 в зависимостиот безразмерного параметра aiIi.

Таблица 52

aiIi	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8
qms, м3/(м2.ч)	12	10	9	8	7,5	6,7	4,8

Расходиловой смеси, подаваемого на флотатор, определяется по формуле, м³/сут:

Q = G/ 0ai.                                                                                               (141)

Площадьфлотационной камеры, м²:

F = Q/24qms.                                                                                                  (142)

Продолжительностьпребывания ила в зоне уплотнения принимается 2-3 ч, осветленной воды в зоне осветления0,25-0,33 ч. Концентрация ait, г/л уплотненного ила определяется по формуле

.                                                                                              (143)

Значения «с» и «b»приведены в табл. 53 в зависимости от продолжительности уплотнения

Таблица 53

Продолжительность уплотнения, t ч	а	b	Продолжительность уплотнения, t ч	a	b
0,25	0,019	0,000262	2	0,012	0,000203
0,5	0,016	0,000242	3	0,011	0,000198
1	0,014	0,000218

Вращающийсяводораспределитель иловой смеси устанавливается между цилиндроконическими ицилиндрическими насадками, расстояние между которыми выбирается конструктивно(по возможности наименьшим).

Скоростьдвижения распределительного устройства на периферии составляет 5-7 см/с.

Скоростьвыхода жидкости из отверстий водораспределителя 0,1-0,2 м/с. Скорость движенияпеногонного скребка на периферии 3-5 см/с.

Дросселирующееустройство перед флотатором выполняется в виде диафрагмы с расширяющимися походу движения воды конусом. Скорость движения донных скребков на периферии 3 -5 см/с.

При отсутствии данных овеличине илового индекса следует воспользоваться следующими ориентировочнымиего значениями для различных категорий сточных вод:

Предприятия	Иловый индекс, см3/г
НПЗ……………………………………….	70-
Химкомбинаты………………………….	60-90
Целлюлозно-бумажныекомбинаты……	150-200
Заводысинтетического каучука………..	40-80
Комбинатыискусственного волокна…..	200-250
Городские сточныеводы………………..	80-

Пример расчетафлотационных илоуплотнителей

4.14. Исходные данные: концентрация ила в аэротенках ai= 3,6 г/л; иловой индекс Ii=102 см³/г;принимаем количество избыточного ила 3290 кг/сут = 3,29 т/сут.

Гидравлическаянагрузка на илоуплотнитель при aiIi= 0,367 составляет 8 м³/(м²×ч)

Количествоиловой смеси, подаваемой на флотатор:

V = 3290/3,6 = 910 м³/сут.

Площадь зоныфлотации

Р = 910/24^.8= 4,8 м².

Принимаем 2флотатора с диаметром зоны флотации равным 2,5 м (оба рабочие);продолжительностью уплотнения ила 3 ч. Время пребывания воды в зоне осветления0,25 ч при высоте зоны осветления Н =8^.0,25 = 2 м.

Высота зоныуплотнения определяется в зависимости от степени уплотнения ила. При 3-часовомуплотнении ила концентрация уплотненного осадка Су, составит

Су= 1,6/(0,011+0,000198^.102) = 51 г/л.

Приуплотнении активного ила с 3,6 до 5,1 г/л расход уплотненного осадка составит(3,6× )/51= 7 % расхода поданной на флотацию иловой смеси (или 250 м³/сут). Высотазоны уплотнения (от распределителя до отметки пеносборного лотка) составляет 8(7/ )3 = 1,68 м. С поправкой на неравномерность распределения концентрацииила по высоте зоны уплотнения следует увеличить ее высоту на 40 % расчетной,т.е. до 1,68^.1,4 = 2,35м.

5. ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕСТОЧНЫХ ВОД

5.1. На отечественных очистных станцияхобеззараживание очищенных сточных вод производят жидким хлором, гипохлоритом,получаемым электрохимическим путем, прямым электролизом. Расчетные дозыактивного хлора в зависимости от степени очистки сточных вод регламентируются СНиП 2.04.03-85.

Установки для обеззараживания сточных вод жидкимхлором

5.2. Установки состоят из следующихузлов: склада хлора; устройств для испарения жидкого хлора; дозирования в водугазообразного хлора и получения хлорной воды; насосной для повышения напораводы, подаваемой в эжектор; электрощитовой и помещения КИП; вентиляционных идегазационных устройств.

Проектированиеустановок с применением жидкого хлора следует вести с учетом правилбезопасности для производства, хранения и транспортировки хлора.

Изложимосновные принципы расчета устройств для испарения хлора и системы обезвреживаниявентиляционного воздуха и соответствующие примеры расчетов.

Устройствадля испарения жидкого хлора

5.3. Для хлораторных наводопроводно-канализационных сооружениях коммунального хозяйства целесообразноприменять испарители-теплообменники змеевикового самокомпенсирующего типа. Приэтом хлор проходит по трубам, а нагревающая вода — через межтрубноепространство. Испарители такого типа наиболее просты по конструкции, надежны вэксплуатации, легко промываются.

В зависимостиот условий эксплуатации и инженерного обеспечения хлораторной следуетпредусмотреть две схемы подачи воды к испарителю: замкнутую — при которой водациркулирует в замкнутом цикле и последовательно проходит через подогреватель,испаритель, насос и снова через подогреватель, и прямоточную — при которой водапроходит подогреватель и испаритель, после чего сбрасывается в канализацию илииспользуется повторно.

По замкнутойсхеме работают и емкостные испарители, в которых нагрев воды производитсянепосредственно в сосуде, где размещается змеевик с хлором.

Замкнутуюсхему целесообразно применять при остромдефиците воды. Температура воды принимается максимально возможной (70 °С),при которой давление газа достигает расчетного значения (по прочности сосуда).Поэтому необходимо предусмотреть систему автоматического регулированияпараметров воды и хлора. Следует отметить, что датчики давления и температуры,рассчитанные пна работу в хлорсодержащей среде, дефицитны, а их обслуживаниетребует высокой квалификации персонала.

Прямоточнаясхема предназначена для работы при низких параметрах теплообмена в испарителе.Она не требует автоматики с целью обеспечения безопасности работы. Однако вэтой схеме площадь поверхности теплообмена и расход воды оказываютсязначительно выше, чем в замкнутой схеме.

Хлоропровод виспарителе целесообразно выполнять в виде спирали, при этом хлор долженперемещаться снизу вверх. Спираль крепится входным и выходным патрубками ккрышке корпуса. Таким образом, обеспечивается самокомпенсация трубопровода придеформациях, вызванных изменением температуры среды.

При расчетеиспарителей принимают следующие расчетные параметры:

qхл — производительность по хлору, кг/ч;

rхл — скрытая теплота парообразования хлора 260 кДж/кг;

tисп— температура испарения хлора при давлении0,05- 0,1 МПа, — 30 °С;

Схл — удельная теплоемкостьхлора 0,838 кДж/(кг^.°С);

СB — удельная теплоёмкость воды, 4,19кДж/(кг.°С);

К — общий коэффициенттеплопередачи воды через стальнуюстенку к хлору 146 кДж/(м²×ч×°С).

Площадь поверхности теплообмена в испарителе определяется по формуле

,                                                                                                 (144)

где Qт-количество тепла,передаваемое в испаритель,

                                                                                (145)

или

.                                                                                           (146)

В формулах(144), (145) и (146) перепады температуры ,   определяютсяследующим образом. В качестве исходных параметров принимается температура:

хлора навходе в испаритель  принимаемая равнойтемпературе воздуха в зимнее время в помещении, где хранится хлор;

хлора навыходе из испарителя ;

воды на входев испаритель ;

воды навыходе из испарителя.

Вначалеопределяют среднюю температуру хлорав процессе испарения

.                                                                                       (147)

Далееопределяют перепад температуры хлора в испарителе

,                                                                                            (148)

затемрассчитывают среднюю температуру воды в испарителе

.                                                                                         (149)

Тогда перепадтемпературы воды и хлора в испарителе составит

.                                                                                           (150)

Перепадтемпературы воды в испарителе

.                                                                                               (151)

Примеры расчетаиспарителей хлораторной производительностью 25 кг/ч

5.4. Замкнутая схема испарителя:

Исходные данные: температура хлора навходе в испаритель, принимается равной температуре воздуха в зимнее время впомещении, где хранится хлор,  = 5 °С;температура хлора на выходе из испарителя  = 60 °С; температураводы на входе в испаритель  = 70 °C; температура воды на выходеиз испарителя принимается в среднем на 5 °С ниже температуры навыходе  = 65 °С.

Подставляяисходные данные в формулу (147),рассчитаем среднюю температуру хлора в процессе испарения

 ч;.

Перепадтемпературы хлора в испарителе определим по формуле (150)

 °С.

Затемопределим среднюю температуру воды в испарителе по формуле (149)

 °С.

Тогда перепадтемператур хлора и воды в испарителе составит

 °С.                                                   (152)

Перепадтемпературы воды в испарителе составит

°C.(153)

Рассчитаем поформуле (145) количество тепла,передаваемого в испаритель:

 кДж/ч.

Затемопределим расход воды

 кг/ч = 0,39 м³/ч,

который уточняется по фактической производительностициркуляционного насоса и должен быть не менее полученного при расчете.

Подставив Qт и  в формулу (144), получим площадью , м², поверхности теплообмена

 м².                                                             (154)

На основе расчетапринимаем диаметр труб хлоропровода 50 мм, а длину 7 м. Для емкостныхиспарителей величина qВ, не определяется.Мощность подогревателя (греющего элемента) определяется равной величине  с коэффициентомзапаса 1,3-1,4.

Прямоточная схема испарителя.

Исходныеданные:  = 5 °С;  = 5 °С;  = 25 °C;  = 4 °С;  = 12,5 °С;  = 17,5 °С.

Расчетныевеличины определялись по аналогии с замкнутой схемой и составили:  = 21 °C;  = 23 °C;  = 35,5 °С;  = 8228 кДж/ч; qw = 490кг/ч = 0,5м³/ч;  = 2,38 м².

Диаметр труб хлоропровода 50 мм, длина 15,2 м.

5.5. Система обезвреживания вентиляционного воздуха предназначена дляочистки вентиляционного воздуха складов хлора в двух случаях: при нормальномрежиме хранения хлора, когда отсутствуют аварийные утечки хлора, и приаварийном режиме, когда утечка хлора из контейнера в помещение не может бытьустранена.

Принормальном режиме хранения хлора обеспечивается 6-кратный воздухообмен, приэтом концентрация хлора в воздухе помещения не превышает предельно допустимую концентрацию(ПДК) в рабочей зоне (1 мг/м³).

Однако дляобеспечения оптимальной периодичности срабатывания сигнализатора содержанияхлора необходимо допускать присутствие хлора с концентрацией выше, чем ПДК. Какправило, газоанализатор настраивается на концентрацию 3-5 мг/м³,которая и является исходной при проведении расчетов условий рассеивания хлора ватмосфере при нормальном режиме работы.

Дляопределения необходимости очистки выбрасываемого вентиляционного воздухаследует произвести расчет условий рассеивания загрязнений в атмосфере похарактерной точке-границе ближайшего населенного места.

Расчетнуюконцентрацию хлора в воздухе в указанной точке следует принять не выше ПДК длянаселенных мест (0,1 мг/м³).

Расчетследует производить согласно «Методике расчета концентрации в атмосферномвоздухе в выбросах предприятий» (М.: Метеоиздат, 1987).

При аварийномрежиме обеспечивается 12-кратный воздухообмен, а концентрация хлора ввыбрасываемом воздухе определяется по конкретным условиям компоновки склада.Максимально возможное количество хлора, поступающего из неисправного контейнерав воздух помещения, определяется для случая, когда контейнер полностьюразрушен, и хлор растекается по полу склада. При этом происходит егоинтенсивное испарение, скорость которого ограничена притоком тепла из воздухапомещения и площадью растекания.

Количествотепла, поступающего в помещение склада с приточным воздухом, принимается последующим характеристикам:  — температурапоступающего воздуха (принимается равной расчетной летней температуре, но невыше 30 °С);  — температуравыбрасываемого воздуха (принимается условно равной температуре испарения-30°С);  — удельнаятеплоемкость воздуха 1,0 кДж/кг^.°С;- удельная плотностьвоздуха 1,3 кг/м³; V —объем помещения склада.

Площадьиспарения (растекания) хлора принимается равной площади наибольшего участкапола склада, ограниченного стенами, вентиляционными каналами или другимиконструкциями, препятствующими растеканию реагента.

Скоростьиспарения хлора с открытой поверхности следует принимать Sих= 6 кг/(м².ч), чтосоответствует многочисленным опытным данным. Расчетную концентрацию хлора ввентиляционном воздухе определяют по следующим формулам:

количествохлора qхл. испаряющегося с поверхности пола помещения,

.                                                                                                 (155)

где Fхл— площадь растекания хлора;

количествотепла , требуемого для испарения хлора,

;                                                                                                 (156)

количествотепла , поступающего с приточным вентиляционным воздухом,

.                                                                          (157)

следует сопоставить величины  и  и в случае, если  меньше, чем , количество испаренного хлора принять

.

Концентрацияхлора в выбрасываемом воздухе

.                                                                                           (158)

Дляобезвреживания хлора в вентиляционном воздухе допускается применение различныхустройств. Одним из наиболее надежных устройств является скруббер с насадкой изкерамических колец типа Рашига с восходящим потоком воздуха и орошениемнейтрализующим раствором. Для обеспечения надежности удаления хлора скоростьпотока воздуха в скруббере Vвоз, недолжна превышать 1,5 м/с при высоте не менее 3 м (продолжительность контакта неменее 2 с) при орошении раствором гипосульфита натрия или кальцинированной содыили их смеси.

Количествонейтрализующих реагентов в соответствии с полным химическим взаимодействиемхлора с ними составит: гипосульфита натрия Na2S2O3 — l кг и кальцинированной соды Na2CO3 — 2 кг на 1 кгхлора (в смеси реагентов) или 3 кг Na2CО3на 1 кг хлора.

Концентрациюраствора смеси этих реагентов Ссмследует принимать равной 10-15 %. Интенсивность орошения раствором реагентовпринимается из условия обеспечения соотношения между количеством смесиреагентов в орошающем растворе и хлора в потоке воздуха и принимается не менее n = 3. Целесообразно также обеспечить коэффициент запасарасхода реагента (Кр) не менее 1,5.

Нейтрализующиереагенты следует хранить в виде раствора в резервуаре. При этом общееколичество реагентов должно соответствовать потребности для ликвидации хлора,содержащегося в одном контейнере.

Пример расчетахлораторной производительностью 25 кг/ч

5.6. Исходные данные: объем помещения склада V = 2000 м³, площадь участка пола, ограниченного двумя стенами и каналами,составляет: Fхд = м².

Результаты расчетов: qхл = 600 кг/ч;  = 156 000 кДж/ч;  = 1 872 000 кДж/ч.

Сопоставлениевеличин  и  показывает, чторасчетное количество хлора не следует снижать, поэтому концентрацию хлораопределим по формуле (158)

 =25000 мг/м³.

Расходкальционированной соды при хранении хлора в контейнерах вместимостью 0 кгсоставляет 3 т на одну аварию.

Расчетный объемраствора смеси реагентов при суммарной концентрации Ссm = 10 % составит30 м³.

Расходараствора Qоpпри орошении скруббера

 м³/ч.                                                 (159)

Требуемая Fcкp площадь сеченияскруббера

 м³.                                                        (160)

Интенсивностьорошения Iор

 м³/(с^.м²).                                       (161)

Предусматриваютсядва скруббера круглые в плане диаметром 2 м, выполняемые из сборных элементов колодцев. Высота загрузки (керамическиекольца Рашига 25´25или 50´50)Нскр = 3 м.

Фактическое времяконтакта воздуха с раствором составит

 с.                     (162)

5.7. Установки для обеззараживания сточных вод гипохлоритом натрия,получаемым электрохимическим способом, выпускаются заводом «Коммунмаш» МЖКХ РСФСР.Электролизные установки типа «ЭН» предназначены для получения обеззараживающегореагента — гипрохлорита натрия путем электролиза раствора поваренной соли.

Установкимогут применяться не только для обеззараживания питьевой воды, но ипромышленных и бытовых сточных вод, для обработки воды плавательных бассейнов ит.п.

Отечественнойпромышленностью серийно выпускаются электролизные установки производительностью1,2; 5; 25 кг/сут активного хлора (индекс ЭН-1,2; ЭН-5; ЭН-25 соответственно).В состав электролизной установки входят: узел для растворения поваренной соли,электролизер с зонтом вытяжной вентиляции, бак-накопитель готового раствора,выпрямительный агрегат для питания электролизера, вентилятор, шкаф управления изапорная арматура. Все указанное технологическое оборудование поставляетсязаводом-изготовителем в комплекте.

Электролизныеустановки типа «ЭН» работают по следующей схеме. В растворный бак загружаютповаренную соль, заливают водопроводную воду и с помощью насоса осуществляютперемешивание воды с поваренной солью до получения ее насыщенного раствора(280-310 г/л NaCl).Приготовленный раствор насосом по трубопроводу подают в электролизер, гдеразбавляют водой до рабочей концентрации -120 г/л NaCl. Затем включают выпрямительныйагрегат. Процесс электролиза ведут до получения требуемой концентрацииактивного хлора в растворе, после чегоготовый раствор сливают в бак-накопитель и весь цикл повторяют. Техническаяхарактеристика установок приведена в табл. 54.

Таблица 54

Характеристика узла или установки	Электролизер
	ЭН-1,2	ЭН-5	ЭН-25
Производительностьактивного хлора, кг/сут	1,2	5	25
Удельный расход соли на 1кг активного хлора, кг	12-15	12-15	8-10
Рекомендуемое число циклов,сут	2-4	2	2
Рабочее напряжение наванне, В	40-42	40-42	55-65
Рабочий ток, А	55-65	55-65	130-140
Удельный расходэлектроэнергии на 1 кг активного хлора, кВт×ч	7-9	7-9	8-10

Накаждом объекте целесообразно устанавливать не более двух-трех параллельноработающих установок, из которых одна должна быть резервной.

Припроектировании электролизной хлораторной рекомендуется использовать типовые и индивидуальныепроекты электролизных хлораторных, выполненные ЦНИИЭП инженерного оборудованияи институтом Гипрокоммунводканал». Проекты разработаны для очистных сооруженийс расходом хлора 1- 50 кг/сут.

Установки скомплектом технологического оборудования размещаются в здании, в которомпредусмотрено помещение для электролизеров, насосно-дозировочное отделение,электрощитовая, вентиляционная камера и служебное помещение. В помещенииэлектролизеров располагаются электролизные установки с системой вытяжной вентиляции,в насосно-дозировочном отделении размещаются рабочие баки с дозирующимиустройствами и насосное оборудование. Помещение электрохозяйствапредназначается для систем управления и контроля за работой электролизеров инасосов.

Допускаетсярасполагать установки на свободных площадях существующих помещений. В этомслучае растворный узел предпочтительно размещать на первом этаже здания или вподвальных помещениях вблизи склада хранения соли. Электролизер рекомендуетсяустанавливать в отдельном помещении. Возможно совместное расположение в одномпомещении растворного узла, электролизера и бака-накопителя гипохлорита натрия.Раствор гипохлорита натрия должен поступать в бак-накопитель самотеком. Перепадвысоты между сливным вентилем электролизера и входным патрубком бака-накопителядолжен быть не менее 0,3 м.

В помещениедолжна быть проведена вода для приготовления раствора поваренной соли ипромывки растворного бака, электролизера, бака-накопителя и соединяющих ихмагистралей после окончания их работы. Соответственно должен быть обеспеченслив промывной воды в систему водоотведения.

Выпрямительныйагрегат, устройство для смены полярности электродов, шкаф управления и системуаварийной сигнализации целесообразно устанавливать на диспетчерском пункте.Шкаф управления рекомендуется крепить настенке в зависимости от планировки помещения и размещенияоборудования.

Монтажэлектрооборудования следует проводить согласно электрической схеме установки и«Правил эксплуатации электрических установок».

Разводкутрубопроводов нужно выполнять из антикоррозионного материала, разрешенногоМинистерством здравоохранения СССР к применению в хозяйственно-питьевомводоснабжении.

Установки для обеззараживания очищенных сточных водс использованием прямого электролиза

5.8. Обеззараживание воды прямымэлектролизом является разновидностью хлорирования. Сущность методаобеззараживания воды прямым электролизом состоит в том, что под действиемэлектрического тока из хлоридов, находящихся в самой обрабатываемой воде,образуется в основном «активный хлор», который и обеззараживает водунепосредственно в потоке.

Установкитипа «Каскад» предназначены для обеззараживания очищенных сточных вод. Онапредставляет собой открытую электролитическую ванну с расположенным в нейпакетом электродов. Ванна установлена на подставке. Пакет электродов состоит изчередующихся окисно-рутениевых анодов и титановых катодов.

Сточная водапоступает в установку через патрубок, протекает в межэлектродном пространстве иотводится. Для предупреждения поступления в электролизер активного ила илидругих крупных частиц загрязнений, выносимых иногда потоком воды из очистныхсооружений, на входе рекомендуется устанавливать сетку с размерами ячеек 2-3мм.

Приобрастании катодов отложениями солей жесткости пакет электродов опускается на15-20 мм в бачок с 3-5 %-ным раствором соляной кислоты. Допускается заливкислоты непосредственно в электролизер после его опорожнения через сливнойпатрубок.

В тех случаях, когда очищенная сточная вода отводится не потрубопроводу, а по какому-либо специальному лотку или каналу, пакет электродовможет устанавливаться непосредственно в нем. Пакет электродов должен бытьпогружен выводу на глубину 200 мм. Не допускается контакт пакета с лотком,изготовленным из токопроводящего материала. Установка «Каскад» имеет следующуюхарактеристику:

Производительность, м3/ч………………..	2-2,5
Номинальная мощность, кВт…………….	5,8
Напряжение питания, В………………….	380±10 %
Рабочее напряжение наэлектродах, В….	6-12
Рабочий ток, А…………………………….	не более 30
Размеры, мм:
блокаобеззараживания……………..	620´368´785
выпрямителяпеременного тока……	870´480´1662
Установка выпускается
заводом «Коммунмаш».

Монтажблока электропитания следует производить в помещении согласно электрическойсхеме и «Правилам устройства электроустановок».-М.: Атомиздат, 1980 г.

С цельюснижения падения напряжения в соединительных кабелях расстояние междувыпрямителем переменного тока и электролизером должно быть по возможностиминимальным. Место расположения установок обусловлено сущностью метода. Онидолжны всегда располагаться перед контактными емкостями, которые так же, как ив случае обычного хлорирования, позволяют обеспечивать необходимое времяконтакта обеззараживающих реагентов с обрабатываемой водой. Возможные вариантыкомпоновок электролизных установок разработаны институтом«Гипрокоммунводоканал».

6. СОВМЕСТНАЯ ОБРАБОТКАСТОЧНЫХ ВОД И ОСАДКОВ ВОДОПРОВОДНЫХ СТАНЦИЙ

Сброс осадковводопроводных станций в городскую канализацию

6.1. Сброс водопроводного осадкавключает: мероприятия по усреднению водопроводного осадка на водопроводныхстанциях, проверку пропускной способности канализационных сетей, проверочныерасчеты сооружений и систем канализационных очистных сооружений.

Мероприятия поусреднению водопроводного осадка на водопроводных станциях

6.2. Для усреднения сбросаводопроводного осадка в городскую канализацию на водопроводных очистныхсооружениях следует предусмотреть непрерывное удаление осадка из отстойниковили резервуар-усреднитель для равномерного сброса осадка в течение суток наканализационные очистные сооружения или их сочетания. Емкостьрезервуара-усреднителя рассчитывается в каждом конкретном случае в зависимости отсезонного режима образования водопроводного осадка.

Проверка пропускнойспособности канализационных сетей

6.3. Осадок водопроводных станций можеттранспортироваться автотранспортом, по самостоятельному трубопроводу или по канализационнымсетям на очистные сооружения канализации. Канализационные сети должны бытьрассчитаны с учетом транспортирования по ним водопроводного осадка. Наосновании экспериментальных исследований установлено, что при прохождении водопроводного осадка по канализационным сетямне происходит его осаждение в трубопроводах, если скорость движения сточных водв них равна или выше самоочищающей.

Проверочные расчетысооружений и систем канализации

6.4. Добавление водопроводного осадка сдозой до мг/л не требует изменений или дополнений в схеме механической ибиологической очистки сточных вод для следующих сооружений: приемная камера,решетки, песколовки, первичные и вторичные отстойники, контактные резервуары.

Проверочномурасчету подлежат: аэротенки; уплотнители избыточного активного ила; метантенки;иловые площадки или комплекс сооружений по механическому обезвоживанию итермической сушки осадка; системы транспортирования сырого осадка первичныхотстойников (трубопроводы, насосные станции); системы транспортированияактивного ила (трубопроводы, насосные станции); системы транспортированиясброженного осадка на иловые карты (трубопроводы, насосные станции); системытрубопроводов и насосных станций комплекса сооружений по механическомуобезвоживанию и термической сушке осадка.

При сбросеосадка водопроводных станций в городскую канализацию, за величину дозыводопроводного осадка (Дво,г/м³, мг/л) принимается отношение количества сбрасываемоговодопроводного осадка, г/сут (по сухой массе) к производительностиканализационных очистных сооружений, м³/сут.

Аэротенки

6.5. Период аэрации taim, ч,в аэротенках, прирост активного ила Pi, мг/л,удельный расход воздуха qair, м³/м³,определяются по формулам:

;                                                                             (163)

                                              (164)

                                                                       (165)

где К — коэффициент снижения БПК в первичных отстойниках принимаетсядля высокоцветных маломутных вод (Ц =60°,±10 %; М = 4 мг/л, ±10%) — 0,29*; длямалоцветных средней мутности вод (Ц =16°, ±10%; М = 12 мг/л, ±10%) -0,043*;

____________

* Во всех остальных случаях коэффициент снижения БПК в первичныхотстойниках определяется экспериментально.

Дво — доза водопроводногоосадка, мг/л; 0,2 — количество водопроводного осадка, выносимого из первичныхотстойников (доли единицы).

Уплотнителиизбыточного ила

6.6. 20 %добавляемого водопроводного осадка (по сухой массе) переходит в активный илаэротенков, соответственно этому распределению увеличивается количествоактивного ила, направляемого в илоуплотнители. Расчет илоуплотнителей следуетпроводить в соответствии с указаниями СНиП 2.04.03-85.

Метантенки

6.7. В процессе очистки сточных вод 80% сухой массы водопроводного осадка трансформируется в сырой осадок первичныхотстойников и 20 % в избыточный активный ил аэротенков без изменения ихвлажности. При этом зольность сырого осадка возрастает пропорционально дозе изольности водопроводного осадка, зольность активного ила практически неменяется. При таком распределении осадков расчет метантенков проводится всоответствии с СНиП2.04.03-85 для условий термофильного процесса. При увеличении объема метантенковна величину добавляемой дозы водопроводного осадка процент распада беззольноговещества и выход газа (м³/кг) загруженного беззольного веществапрактически не изменяется.

При совместной обработке осадков вметантенках. щелочная среда, необходимая для процесса термофильногосбраживания, не нарушается, удельное сопротивление (производительностьвакуум-фильтров) сброженных осадков не изменяется.

Иловые площадки иликомплекс сооружений по механическому обезвоживанию и термической сушке осадков

6.8. Расчет площади иловых картпроводится в соответствии с СНиП 2.04.03-85.

Добавлениеводопроводного осадка не требует изменений или дополнений в схеме комплексасооружений по механическому обезвоживанию и термической сушке осадков.Проверочному расчету подлежат следующие сооружения: камера промывкиуплотненного сброженного осадка, уплотнители промытого сброженного осадка,вакуум-фильтры: фильтр-прессы или центрифуги, реагентное хозяйство, сооруженияпо термической сушке осадков.

Объем камерыпромывки уплотненного сброженного осадка и уплотнителей промытого осадкарассчитывается в соответствии с СНиП 2.04.03-85 с учетом увеличенияколичества сброженного осадка.

Количествореагентов, фильтр-прессов, вакуум-фильтров, центрифуг и сушилок, рассчитываетсясогласно СНиП2.04.03-85 с учетом сухой массы добавленного водопроводного осадка.

6.9. Расчет трубопроводов сырогоосадка, избыточного активного ила, сброженного осадка и насосных станцийперекачки производится с учетом добавления водопроводного осадка.

6.10. Водопроводные осадки,образующиеся при коагулировании сернокислым алюминием высокоцветных маломутныхвод (Ц = 60°, ±10 %; М = 4 мг/л, ±10 %), могут бытьиспользованы в качестве реагентов для удаления из сточных вод соединенийфосфора. Для достижения 90 %-ного эффекта удаления (при начальной концентрациифосфатов РО, равной 6,5 мг/л) доза водопроводного осадка должна быть неменее мг/л по сухой массе на один литр сточной воды. Во всех остальныхслучаях эффект удаления фосфатов из сточных вод определяется экспериментально.

7. СООРУЖЕНИЯ ДЛЯРЕГУЛИРОВАНИЯ И ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА С ТЕРРИТОРИИ ПРОМЫШЛЕННЫХПРЕДПРИЯТИЙ

7.1. При проектировании систем дождевойканализации промышленных предприятий необходимо рассматривать возможностьликвидации или уменьшение выноса вредных веществ поверхностным стоком с территориипредприятия; возможность использования поверхностного стока в системахпромводоснабжения; целесообразность самостоятельной или совместной со сточнымиводами очистки перед сбросом в водные объекты.

7.2. С целью уменьшения выносазагрязнений поверхностным стоком на промышленных предприятиях должнопредусматриваться осуществление следующих мероприятий:

исключениесброса в дождевую канализацию отработанных веществ, в том числе нефтепродуктов;

ограждениезон озеленения бордюрами, исключающими смыв грунта во время ливневых дождей надорожные покрытия;

повышениеэффективности работы пыле- и газоочистных установок и доведение концентрациипыли и вредных веществ в атмосфере до допустимых нормативных пределов;

ограждениестроительных площадок с упорядочением отвода поверхностного стока по временнойсистеме открытых каналов и отстаиванием его в земляных отстойниках;

локализацияучастков территории, где неизбежны аварийные просыпи и проливы сырья ипромежуточных продуктов, с отведением поверхностного стока в системупроизводственной канализации;

упорядочениескладирования и транспортирования сыпучих и жидких материалов.

7.3. Выбор схемы отведения и очисткиповерхностного стока определяется его количественной и качественнойхарактеристиками и осуществляется на основании оценки технической возможностиреализации того или иного варианта и сравнения технико-экономическихпоказателей разрабатываемых вариантов.

Степеньочистки поверхностного стока в зависимости от схемы отведения его определяетсятребованиями к качеству воды, используемой для производственных целей, илиусловиями спуска в городской коллектор дождевой канализации или в водныеобъекты.

7.4. В зависимости от химическогосостава примесей, накапливающихся на территории промплощадок и смываемыхповерхностным стоком, промышленные предприятия и отдельные его участки можноразделить на две группы.

К первойгруппе относятся предприятия и участки, сток с которых при выполнениитребований по упорядочению источников его загрязнения по химическому составублизок к поверхностному стоку с селитебных зон и не содержит специфическихвеществ с токсическими свойствами.

Основнымипримесями, содержащимися в стоке с территории предприятий первой группы,являются грубодиспергированные примеси, нефтепродукты, сорбированные главнымобразом на взвешенных веществах, минеральные соли и органические примесиестественного происхождения.

Ко второйгруппе относятся предприятия и участки, на которых по условиям производства насовременном этапе не представляется возможным в полной мере исключитьпоступление в сток специфических веществ с токсичными свойствами илизначительных количеств органических веществ, обусловливающих высокое значениепоказателей ХПК и БПК сточных вод.

К первойгруппе относятся предприятия черной металлургии (за исключениемкоксохимпроизводств), машинно- и приборостроительной, электротехнической,угольной, нефтяной, легкой, хлебопродуктовой, молочной, пищевойпромышленностей, серной и содовой подотраслей химической промышленности,энергетики, автотранспортные предприятия, речные порты, авто- и судоремонтныезаводы, а также участки территорий нефтеперерабатывающих, нефтехимических,химических и целлюлозно-бумажных предприятий, на которые не попадаютспецифические загрязнения.

Средниеконцентрации основных примесей в стокедождевых вод на этих предприятиях могут быть приняты:

по взвешеннымвеществам 500-2000 мг/л, при этом более высокие значения относятся кпредприятиям с интенсивным движением автотранспорта;

понефтепродуктам 30-70 мг/л для предприятий с интенсивным движениемавтотранспорта и значительным потреблением горючесмазочных материалов и 10-30мг/л для остальных (исключение составляют предприятия нефтяной промышленности,где содержание нефтепродуктов в поверхностном стоке может достигать 0,5 г/л засчет сброса совместно с атмосферными водами некоторых видов производственныхсточных вод; по ХПК и БПК -150 и 20-30 мг/л соответственно в пересчете нарастворенные примеси, а с учетом диспергированных примесей эти показателиувеличиваются в 2-3 раза, по общему солесодержанию в основном 0,2-0,5 г/л, а напредприятиях химической промышленности (содовых и серных) 0,5-3 г/л.

Ко второйгруппе относятся предприятия цветной металлургии, коксохимии, химической,лесохимической, целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической имикробиологической промышленности, кожсырьевые и кожевенные заводы,мясокомбинаты, шпалопропиточные заводы.

Вповерхностном стоке предприятий второй группы помимо перечисленных примесеймогут присутствовать также загрязнения, специфические для данного производства.

Поверхностныйсток предприятий цветной металлургии в зависимости от характера производстваможет содержать различные тяжелые металлы (медь до мг/л, цинк до 15 мг/л,кадмий до 40 мг/л, алюминий до 5 мг/л, титан до 3 мг/л, свинец до 3 мг/л и др.,мышьяк до 75 мг/л, фтор до 200 мг/л) и другие примеси. В поверхностном стокекоксохимзаводов присутствуют фенолы до 3 мг/л, роданиды до 5 мг/л, аммиак до 20мг/л, масла и смолы до 200 мг/л. В стоке предприятий нефтехимии присутствуютповерхностно-активные вещества, продукты органического синтеза, могутприсутствовать тяжелые металлы. В зависимости от состава производств характерпримесей и их концентрация на предприятиях этой отрасли могут существенноотличаться. В стоке заводов фосфорных удобрений в значительных концентрацияхмогут присутствовать соединения азота до 200 мг/л в пересчете на NH4, фосфора домг/л и более в пересчете на Р2О5, фтора 10 мг/л иболее.

Поверхностный сток лесохимических производствотличается высокими значениями показателей ХПК (средние значения 700- 1400мг/л), БПК (1500-400 мг/л), в нем могут присутствовать смолы до 300 мг/л, фенолдо 30 мг/л, терпинсол до 30 мг/л, скипидар до 5 мг/л. Сток с территориимясокомбината имеет высокие БПК до 300 мг/л и содержит жиры до 200 мг/л. Встоке шпало-пропиточных заводов могут содержаться фенолы до 10 мг/л.Поверхностный сток с территории предприятий по производству белково-витаминныхконцентратов (БВК) содержит дрожжи, белки, углеводороды. На предприятиях легкойи пищевой промышленности, автотранспорта, речных портов и некоторых другихповерхностный сток может иметь микробное загрязнение.

7.5. При разработке схемы отведения иочистки поверхностного стока в зависимости от конкретных условий (источниковзагрязнений территории, размеров, конфигурации и рельефа водосборного бассейна,наличия свободных площадей для строительства очистных сооружений и др.) должнаучитываться необходимость локализации отдельных участков производственнойтерритории с отводом стока в производственную канализацию или послепредварительной очистки в дождевую канализацию, а также оцениватьсяцелесообразность раздельного отведения на очистку стока с водосборных площадей,отличающихся по характеру и степени загрязнения территории. Схема отведениядолжна предусматривать по возможности самотечную подачу стока на очистныесооружения.

Для очисткиповерхностного стока с территории промышленных предприятий первой группы можетпредусматриваться устройство самостоятельных сооружений или отведение нагородские или заводские очистные сооружения для очистки совместно спромбытовыми или производственными сточными водами. Очистку поверхностногостока с территории промышленных предприятий второй группы, которые содержатспецифические примеси с токсичными свойствами, следует предусматривать, какправило, совместно с производственными или промбытовыми сточными водами.

Применениесамостоятельной очистки такого стока должно быть ограничено из-за значительныхзатрат на очистку и технических трудностей, обусловленных эпизодическойэксплуатацией сооружений, предназначенных для удаления из стока специфическихпримесей.

7.6. В схемах отведения и очисткиповерхностного стока с территории промышленных предприятий первой группы вбольшинстве случаев следует предусматривать разделение стока перед очисткой сцелью уменьшения размеров очистных сооружений и подачи на очистку наиболеезагрязненной части стока.

При отведениина очистку поверхностного стока с территории промышленных предприятий второйгруппы предварительное разделение стока не допускается из-за необходимостиочистки всего его количества. Для уменьшения потребной мощности очистныхсооружений в таких случаях, как правило, следует предусматривать регулированиерасхода стока. Размер регулирующей емкости при этом принимается из условияминимальных общих затрат на обезвреживание стока.

Отведениеповерхностного стока без предварительного разделения и регулирования дляочистки совместно с производственными сточными водами и последующего использованияможет приниматься на предприятиях как первой, так и второй группы с водоемкимипроизводствами и оборотным водоснабжением (металлургических заводах, фабрикахфлотационного обогащения руд и угля, нефтепромыслах, нефтехимических инефтеперерабатывающих заводах) при наличии в системах водоснабжениязначительных по объему накопительных емкостей.

В такихслучаях баланс водного хозяйства предприятия составляется с учетом полногоиспользования дождевого и полного или частичного использования талого стока.

Прирегулировании дождевого стока с территории предприятий первой группы расчетныйрасход дождевых вод, направляемых на очистку, может быть определен по следующимформулам: если расчетные расходы для сети определены для Р = 1 г,

                                                                                                     (166)

и для других значений P.

.                                                                                               (167)

Значениякоэффициентов K1, и K2 в зависимости от величины С и п для различныхусловий расчета очистных сооружений и сети дождевой канализации приведены втабл. 55 и 56, а величин параметра«n» и коэффициента «С»на рис. 26, 27.

Таблица 55

Значение Роч,принятое при расчете очистных сооружений, г	Коэффициент К1, при значениях С
	0,85		1		1,2
	п £ 0,7	п > 0,7	п £ 0,7	n > 0,7	п £ 0,7	n > 0,7
0,2	0,41	0,39	0,38	0,35	0,36	0,33
0,15	0,34	0,31	0,31	0,27	0,29	0,25
0,1	0,26	0,22	0,23	0,19	0,21	0,17
0,08	0,23	0,19	0,18	0,15	0,16	0,12
0,05	0,15	0,12	0,12	0,09	0,09	0,06

Рис. 26.Карта значений величин коэффициента — а

Рис. 27.Карта значений величин коэффициента С

Таблица 56

Значение Р, принятое при расчете дождевойсети, г	Коэффициент К2 при значении С
	0,85	1	1.2
0,33	2,12	2,56	3,38
0,5	1,51	1,67	1,9
1	1	1	1
2	0,71	0,69	0,65
3	0,61	0,57	0,53
3	0,52	0,47	0,41

Дождевыеводы с территории предприятий первой группы могут направляться непосредственнона очистные сооружения с расходом qw, а в случаенеобходимости уменьшения расхода — через регулирующую емкость перед очистнымисооружениями. Полезный объем емкости для вторичного регулирования Wreg может быть определен по формуле

.                                                                                    (168)

ЗначенияТд средней продолжительности дождя приведены в табл. 57. При регулировании с помощью разделительнойкамеры дождевых вод с территории промпредприятий второй группы распределениестока между очистными сооружениями и регулирующей емкостью производится изусловия минимальной суммарной стоимости очистных сооружений и регулирующегорезервуара путем сравнения возможных вариантов.

Полезныйобъем регулирующей емкости Wregрассчитывается по формуле

.                                                                                                (169)

Приопределении полезного объема регулирующего резервуара задаются рядом значений qоч и соответственно коэффициента . Затем определяют предельный коэффициент регулирования , в зависимости от значений географического параметра n в отношении Т/tг (табл. 58). Здесь  — значениекоэффициента регулирования для случая, когда qw равен расходу стока в момент прекращения дождя.

Коэффициент K = f() для значений > находят по табл.59, а для значений < рассчитывают по формуле

K = К^I+К^II.                                                                                                   (170)

Значение К^I принимаетсяпо табл. 59 для коэффициента регулирования , а К^II -определяется по формуле

.                                                                         (171)

Таблица 57

Населенный пункт ТД, ч
Европейская территория СССР
Архангельск	9
Астрахань	4
Бисер	8
Брянск	6
Бугульма	8
Вильнюс	6
Витебск	6
Волгоград	5
Днепропетровск	5
Донецк	5
Златоуст	10
Калининград	6
Кемь	6
Киров	8
Кишинев	5
Кола	8
Котлас	10
КривойРог	5
Куйбышев	6
Курск	6
Ленинград	6
Львов	7
МалыеКармакулы	8
Минск	5
Москва	6
Нарьян-Мар	8
Одесса	5
Оренбург	6
Пермь	9
Псков	6
Ржев	6
Рига	6
Ростов-на-Дону	4
Свердловск	8
Симферополь	4
Сыктывкар	10
Тамбов	6
Таллинн	6
Ужгород	5
Хибины	9
Чернигов	9
Ялта	4
Кавказ
Адлер	7
Батуми	9
Гагра	8
Грозный	8
Закаталы	9
Ленинакан	4
Ленкорань	9
Магтаги	5
Орджоникидзе	8
Сочи	7
Тбилиси	8
Средняя Азия и Казахстан
Алма-Ата	6
Андижан	6
Аральское	4
Ашхабад	4
Балхаш	3
Душанбе	5
Караганда	7
Кокчетав	6
Красноводск	4
Кустанай	6
Ленинабад	5
Нарын	5
Нукус	3
Ош	6
Ташкент	4
Термез	3
Фергана	5
Фрунзе	6
Целиноград	6
Западная Сибирь
Александровское	9
Барнаул	6
Новосибирск	7
Омск	6
Салехард	9
Томск	8
Тюмень	7
Усть-Улаган	4
Чемал	5
Восточная Сибирь
Андан	9
Анадырь	8
Баргузин	6
Баунт	5
Братск	6
Верхоянск	6
Дудинка	10
Ербагачен	6
Зима	5
Красноармейскийприиск	13
Красноярск	7
Минусинск	4
Могоча	6
Нерчинскийзавод	4
Нижнеангарск	6
Оленек	8
Сковородино	6
Среднекалымск	9
Таймырозеро	7
Тикси,бухта	7
Томмош	6
Туруханск	13
Улан-Удэ	5
Уэлен	7
Чита	5
Шмидта,мыс	10
Якутск	4
Дальний Восток
Бикин	6
Биробиджан	9
Благовещенск	6
Владивосток	8
Гижика	9
Курильск	6
Maгадан	9
Николаевск-на-Амуре	10
Охотск	10
Петропавловск-Камчатский	9
Пикан	6
Сантахеза	5
Сихоте-Алинь	6
Улунга	10
Уссурийск	8
Усть-Хайрюзово	10
Усть-Большерецк	9
Усть-Камчатск	11
Южно-Сахалинск	8

Таблица 58

ТД/tr	, при значенияхпараметра n
	0,50	0,55	0,60	0,67	0,70	0,75
2	0,41	0,37	0,32	0,26	0,23	0,19
3	0,32	0,27	0,23	0,18	0,16	0,13
4	0,26	0,23	0,19	0,14	0,13	0,09
5	0,23	0,20	0,16	0,12	0,10	0,08
6	0,21	0,18	0,15	0,11	0,09	0,07
8	0,19	0,15	0,12	0,09	0,07	0,06
10	0,17	0,13	0,11	0,08	0,06	0,05
12	0,15	0,12	0,09	0,06	0,06	0,04
15	0,13	0,10	0,08	0,05	0,05	0,03
20	0,12	0,09	0,07	0,05	0,04	0,03

Послеопределения величины Wp для принятого ряда значений qоч и a выполняют ориентировочный расчет системы для отведенияи очистки поверхностного стока и выбирают вариант исходя изтехнико-экономических показателей.

Припроектировании регулирующих резервуаров необходимо предусмотреть поддержание вних в сухую погоду некоторого постоянного уровня заполнения (на глубину 0,8-1м) и возможность периодического полного опорожнения и очистки от осадка, атакже аварийный сброс воды для предотвращения переполнения резервуара привыпадении значительных по слою осадков редкой повторяемости.

Таблица 59

	К при значениях параметра п
	0,50	0,55	0,60	0,67	0,70	0,75
0,5	0,29	0,28	0,28	0,28	0,29	0,31
0,4	0,45	0,42	0,40	0,40	0,41	0,42
0,3	0,62	0,62	0,59	0,54	0,53	0,54
0,25	0,90	0,77	0,69	0,64	0,63	0,63
0,2	1,16	0,96	0,85	0,77	0,73	0,70
0,15	1,55	1,27	0,08	0,93	0,86	0,81
0,12	2,0	1,59	1,27	1,06	0,98	0,90
0,10	—	1,84	1,46	1,17	1,07	0,97
0,09	—	1,99	1,58	1,24	1,12	1,01
0,08	—	—	1,71	1,31	1,19	1,06
0,07	—	—	1,89	1,41	1,27	1,11
0,06	—	—	—	1,54	1,36	1,18
0,05	—	—	—	1,69	1,48	1,26
0,04	—	—	—	—	1,64	1,36
0,02	—	—	—	—	—	1,51

Наслучай аварийного сброса из регулирующих резервуаров в водный объект необходимопредусматривать мероприятия по исключению сброса в рыбохозяйственныеводоемы.

7.7. При определении схемы очистных сооруженийпредпочтение следует отдавать прудам-отстойникам. Для дополнительногоосветления предварительно отстоенного поверхностного стока в случае такойнеобходимости может быть применено фильтрование через различные загрузки изприродных и синтетических материалов (кварцевый песок, керамзит,пенополистирол, пенополиуретан, торф), обработка коагулянтами с последующимотстаиванием, а также флотация с предварительной реагентной обработкой стока.

Применениереагентной обработки требует полной автоматизации процесса очистки из-заэпизодичности поступления стока и наиболее целесообразно при совместной очисткеего с производственными сточными водами.

Передсооружениями для регулирования и очистки поверхностного стока следуетпредусматривать установку решеток для задержания мусора с прозорами 10-20 мм.При этом для промпредприятий с площадью водосбора до га допускаетсяприменение решеток с ручной очисткой. Очистку решеток следует производить послекаждого дождя. Для очистки решеток должны быть предусмотрены площадкаобслуживания и контейнер для сбора мусора.

Длярегулирования расхода поверхностного стока с территории промпредприятий вомногих случаях более предпочтительно устройство аккумулирующих емкостей посравнению с устройством регулирующих резервуаров.

Принакоплении стока в аккумулирующей емкости происходит усреднение его состава, апри последующем выдерживании перед опорожнением удаление из стока основноймассы нерастворенных примесей.

Рабочий объемаккумулирующей емкости 117, м, определяется по формуле

.                                                                                           (172)

Аккумулирующиеемкости рекомендуется проектировать прямоугольными в плане и разделенными на2-4 секции. Полезный объем секции следует рассчитывать на прием стока от слояатмосферных осадков 2,5-5 мм.

Конструкция распределительнойкамеры перед аккумулирующей емкостью должна обеспечивать последовательноезаполнение свободных секций и отведение стока, поступающего после заполнениявсех секций, в сбросной коллектор. Во впускных устройствах секций следуетпредусмотреть установку щитовых затворов для отключения секций на отстаиваниестока, удаление осадка или ремонт. Конструкция выпускных устройств должнаисключать попадание всплывших нефтепродуктов в трубопроводе для отводаосветленной воды.

Высоту зоныотстаивания в емкости следует принимать в пределах 1,5-4 м, высоту свободнойзоны над уровнем воды 0,3- 0,5 м, высоту нейтральной зоны над уровнем осадка 0,4-0,5м.

Секцииаккумулирующей емкости должны быть оборудованы устройствами для периодическогоудаления всплывших нефтепродуктов и осадка. При проектировании нефтегонных инефтесборных устройств следует учитывать периодическое колебание уровнязаполнения секций ниже расчетного. Иловые приямки в аккумулирующей емкостирекомендуется располагать в средней части. Уклон днища к приямкам и поперечныйуклон дна следует принимать не менее 0,05, а уклон стенок приямка не менее 45°.Для удаления осадка с площади днища в приямок следует предусматриватьгидросмыв. Объем иловой части емкости определяется исходя из заданной периодичностиудаления осадка.

Дляпериодического удаления накапливающегося осадка из аккумулирующей емкостиследует предусмотреть устройство гидроэлеваторной, установки или насоснойстанции, оборудованной плунжерными или другими насосами, предназначенными дляперекачки шламов с высоким содержанием механических примесей.

Дляобезвоживания осадка рекомендуется применять выдерживание его на иловыхплощадках или на площадках-уплотнителях, нагрузка на площадки обезвоживанияможет быть принята равной 3 м³ на 1 м² в год. Площадкиследует разделять на карты, оборудованные выпускными устройствами для отводаиловой воды.

Продолжительностьвыдерживания поверхностного стока в аккумулирующей емкости и последующегоопорожнения емкости принимается из условия обеспеченности приема всего иличасти стока от каждого дождя (в зависимости от количества выпадающих осадков ипринятой величины h), достижения высокого эффектаудаления основных примесей из поверхностного стока и необходимой степенирегулирования расхода стока с целью снижения пропускной способности сооруженийдля его доочистки.

На основанииданных о средней продолжительности периодов между стокообразующими осадкамипродолжительность отстаивания стока в аккумулирующей емкости может быть принятаравной 1-2 сут. В таких же пределах может быть принята и продолжительностьотвода осветленной воды.

Припродолжительности отстаивания 1-2 сут эффект снижения содержания взвешенныхвеществ и показателя ХПК в аккумулирующей емкости колеблется в основном впределах 80-90 %, а показатели БПК в пределах 60-80 %. Остаточное содержаниевзвешенных веществ в отстоянной воде ориентировочно могут быть приняты впределах 50-200 мг/л, нефтепродуктов 0,5-5 мг/л, органических примесей 50-мг/л, в пересчете на ХПК и 20-3 мг/л в пересчете на БПК.

Для дополнительногоосветления поверхностного стока фильтрованием следует применять фильтрующиезагрузки, отличающиеся простотой регенерации: например, загрузки изсинтетических материалов эластичного пенополиуретана и вспененного полистирола.Повышение эффекта фильтрационного осветления достигается при обработке стокафлокулянтами (полиакриламидом). Доза флокулянта составляет 1-2 мг/л.

Прииспользовании загрузки из эластичного пенополиуретана марок 35-0,8; 40-0,8;40-1,2 в измельченном виде (крошка с размером сторон 1-2 см) технологическиепараметры фильтров после флокуляционной обработки стока принимаются следующими:высота слоя загрузки 1-1,5 м; плотность загрузки 50-70 кг/м³;скорость фильтрования 20-25 м/ч; эффект осветления 90-95 %; грязеемкостьзагрузки 50 кг/м³; потери напора в начале фильтроциклона 5-6 кПа, вконце фильтроцикла 10-20 кПа.

Прибезреагентном фильтровании на пенополиуретановых фильтрах скорость фильтрованияследует принимать в пределах 10-30 м/ч, эффект осветления соответственно привысоте слоя загрузки 1 и 1,5 м 85-60 % и 90-75 %. Также рекомендуется применятьзагрузку из вспененных гранул полистирола марок ПСВ и ПСВ-С диаметром 2-5 мм скажущееся плотностью 0,1-0,2 г/см³. Технологические параме1рыпенополистирольных фильтров при флокуляционной обработке стока принимаютсяследующими: высота слоя загрузки 2-2,5 м; скорость фильтрования 30-40 м/ч;эффект осветления 90 % грязеемкость загрузки 30- 50 г/м³; потерннапора в начале фильтроцикла 4-30 кПа в конце фильтроцикла до кПа,регенерация осуществляется за счет обратной водовоздушной промывки (расход воды30 л/(с^.м²), расход воздуха 10-12 л/(с^.м²),время обработки 15-20 мин).

Прибезреагентном фильтровании напенополистирольных фильтрах скорость фильтрования следует принимать в пределах1-30 м/ч, эффект осветления 90-60 %.

Послеотстаивания поверхностный сток может доочищаться на флотационных установках,предназначенных для совместной очистки дождевых и сточных вод. В этих случаяхприменяются преимущественно установки напорной флотации. Флотацию проводят, какправило, с рециркуляцией сточных вод и реагентной обработкой. Расходрециркуляционной воды составляет около 50 % расхода очищенной воды. В качествекоагулянта рекомендуется применять серно-кислый алюминии при дозе 50- мг/л впересчете на безводный продукт. Насыщение воды воздухом осуществляется внапорных баках, рассчитанных во время пребывания 1-2 мин при давлении 0,4-0,5МПа (4-5 атм). Расчетное время пребывания воды во флотаторе-отстойникепринимается в пределах 20-30 мин. Для удаления осадка с днища флотатора вкамеру для осадка и образующейся на поверхности флотатора пены в пеносборныйлоток предусматриваются скребковые механизмы (желательно с отдельнымиприводами). Осадок и нефтешлам, образующийся при разрушении пены, направляютсяв шламонакопитель и перерабатываются по схеме, принимаемой в технологии очисткинефтесодержащих производственных сточных вод в зависимости от конкретныхусловий.

В отдельныхслучаях для частичной механической очистки поверхностного стока могутприменяться проточные отстойники. Расчет отстойников надлежит производить по СНиП 2.04.03-85по кинетике выпадения взвешенных веществ из дождевых вод с учетом необходимогоэффекта осветления. Данные по кинетике выпадения взвешенных веществ издождевого стока следует определять экспериментально. В случае отсутствияэкспериментальных данных для ориентировочных расчетов можно принимать следующиезначения гидравлической крупности частиц взвеси для высоты зоны отстаивания 2м:

Э,%. . . . . .                   50                    60                    70

U0, мм/с. . .                   0,620,32                 0,12

Повышениеэффективности работы отстойников достигается путем предварительной обработкисточных вод коагулянтами.

Эффектосветления 94-95 % может быть достигнут при применении в качестве коагулянтасерно-кислого алюминия. Корректировка показателя рН при этом не требуется, еслиего значение в исходной воде находится в пределах 6-8. Рекомендуемая дозакоагулянта-50 мг/л в пересчете на Al2(SO4)3.Доза коагулянта может быть снижена на 10-20 мг/л в случае дополнительноговведения в воду флокулянтов в количестве 0,5- 2 мг/л.

Значительныйэффект осветления (94-99 %) достигается при самостоятельном применениикатионных полиэлектролитов и полиакриламида. Рекомендуемая доза — 1-3 мг/л в пересчетена основное вещество.

Расчетнуюскорость осаждения взвесей U0, приотстаивании поверхностного стока, обработанного коагулянтами, следует приниматьв пределах 0,5-0,6 мм/с, среднюю концентрацию твердой фазы в уплотненном осадке- 150 кг/м³.

Поиск по каталогу, статьям, СНиПам:

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > https://resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.