Проект цеха очистки сточных вод дрожжевого завода

a_r –доза ила в регенераторе, г/л;

s – зольность ила;

ρ – удельная скорость окисления, мг БПК/(г·ч).

Рассчитываем степень рециркуляции активного ила R_i по [3] с.19:

R_i=a_i/(1000/J_i-a_i)    (3.50)

где a_i – доза ила, г/л;

J_i – иловый индекс, см³/г.

Принимаем a_i = 3 г/л; примем нагрузку на активный ил q_i= 500 мг/(г·сут), тогдапо [3] таблица 15 приложения иловый индекс J_i= 95 см³/г.

R_i=3/(1000/95 -3)=0,4.

Рассчитываем доза ила  в регенераторе, г/л, по [3] с.20:

а_r=a_i·(1/2·R_i+1),                                                (3.51)

а_r= 3·(1/2·0,4+1)= 3,6 г/л.

Зольность ила s принимаем по [3] таблица 14 приложения: s = 0,35.

Рассчитываем удельную скорость окисления ρ, мг БПК/(г·ч), по по[3] с.18:

ρ = ρ_max·L_t·C₀/((L_t·C₀+K₁·C₀+K₀·L_t)·(1+φ·a_r)),(3.52)

где ρ_max – максимальная скорость окисления, мг БПК/(г·ч);

C₀ – концентрация растворенного кислорода, мг/л;

K₁ – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, мг БПК/л;

K₀ – константа, характеризующая влияние кислорода, мг О₂/л;

φ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила, л/г.

Определяем максимальную скорость окисленияρ_max, мг БПК/(г·ч), константу, характеризующую свойства органических загрязняющих веществ K₁, мг БПК/л, константу, характеризующую влияние кислорода K₀, мг О₂/л, коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила φ, л/г, по [3] таблица 14 приложения для дрожжевых заводов:

ρ_max = 232мг БПК/(г·ч),

К₁ = 90мг БПК/л,

K₀ = 1,66 мг О₂/л,

φ = 0,16 л/г.

Принимаем C₀ = 2 мг/л.

ρ = 232·244,42·2/((244,42·2+90·2+1,66·244,42)·(1+0,16·3,6)) = 114мгБПК/л.

t₀ = (814,72-244,42)/(0,4·3,6·(1- 0,35)·114) = 5,35 ч.

Рассчитываем продолжительность  обработки воды в аэротенкеt_a, ч, по [3] с.20:

t_a=2,5/((a_i)^0,5·lg(L_a/L_t)),(3.53)

t_a= 2,5/((3)^0,5·lg(814,72/244,42)) = 2,76 ч.

Рассчитываем продолжительность  регенерацииt_r, ч, по [3] с.20:

t_r=t₀-t_a(3.54)

t_r = 5,35 - 2,76 = 2,59 ч.

Рассчитываем рабочий  объем аэротенкаW_а, м³, по [3] с.20:

W_а=t_a·(1+R_i)·q_ср.ч,(3.55)

W_а = 2,76·(1+0,4)·37,07=143,25 м³.

Рассчитываем рабочий  объем регенератораW_r, м³, по [3] с.20:

W_r=t_r·R_i·q_ср.ч,(3.56)

W_r = 2,59·0,4·37,07= 38,4м³.

Рассчитываем рабочий  общий объем аэротенка с регенераторомW, м³, по [3] с.20:

W=W_a+W_r,             (3.57)

W = 143,25+ 38,4= 181,6 м³.

Рассчитываем объем  одной секции (число секций 2)W_c, м³, по [3] с.20:

W_c=W/n,                    (3.58)

W_c=181,6/2=90,8 м³.

Принимаем аэротенк-смеситель  с характеристиками представленными  в таблице 3.5.

Таблица 3.5 – Основные характеристики аэротенка-смесителя

Ширина коридора, м	Рабочая глубина аэротенка, м	Число коридоров	Рабочий объем одной  секции, м3	Число секций
3	1,2	2	100	2

Рассчитываем длину  секцииl, м, по [3] с.20:

l=W/n_k·b_k·h_k,(3.59)

где n_k– число коридоров аэротенка;

b_k– ширина коридора, м;

h_k– рабочая глубина аэротенка, м.

l =100/2·3·1,2=13,9м.

Определяем прирост  активного илаP_i, мг/л, по [3] c.20:

P_i= 0,8·b+K_пр·L_a,                             (3.60)

где b – концентрация взвешенных веществ в сточной воде, мг/л;

K_пр – коэффициент прироста активного ила.

K_пр = 0,3 – по [3] с.21 для производственных сточных вод.

P_i=0,8·122,5 +0,3·814,72 = 342,42 мг/ дм³.

Рассчитываем число  аэраторов для обеспечения окислительной  способности аэротенкаn_аэр по формуле:

n_аэр = q_о·q_ср.ч·(L_а -L_t)/(К₃·К_Т·П_к·d),                           (3.61)

где q_о – удельный расход кислорода воздуха, мг/мгБПК;

К₃ – коэффициент качества воды;

К_Т – коэффициент учитывающий температуру сточных вод;

П_к– производительность одного аэратора, кг/ч;

d – дефицит кислорода в аэротенке.

q_о = 0,9 – по [3] при очистке по БПК свыше 20 мг/л; К₃ = 0,7 – по [3] с.21;

Рассчитываем коэффициент  учитывающий температуру сточных  вод К_Т по [3] с.21:

К_т = 1 + 0,02(Т_w - 20),                           (3.62)

где Т_w – среднемесячная температура воды за летний период, °С.

Т_w = 28 °С – по исходным данным.

К_т = 1 + 0,02(28 - 20) = 1,16;

П_к =112 кг/ч – по [2] таблица 27.8;

Рассчитаем дефицит  кислорода в аэротенкеd по формуле:

d = (С_а- С_о)/С_о,                           (3.63)

где С_а– растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л.

Рассчитываемрастворимость кислорода воздуха в водеС_а, мг/л, по [3] с.21:

С_а= (1 + h_a/20,6)·C_т,                           (3.64)

где h_a – глубина погружения аэратора, м;

C_т – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, мг/л.

h_a= 0,9 м; C_т = 7,72 мг/л – по [8] приложения 2.

С_а= (1 + 0,9/20,6)·7,72 = 8,06мг/л.

d = (8,06- 2)/2 = 3,03.

n_аэр = 0,9·37,07·(814,72 -244,42)/(0,7·1,16·112·3,03) = 69

Характеристики принятого  аэратора представлены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 – Характеристики аэратора

Типоразмер	Производительность по кислороду, кг/ч	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин
МВ 55-1,2	43	22	170

Данный аэратор также  обеспечивает перемешивание сточной  воды.

3.3.3 Расчет вторичного  отстойникаIступени

Вторичные отстойники всех типов после сооружения для глубокой очистки рассчитывают по гидравлической нагрузке q_отс,м³/(м²·ч), по [3] с.25:   

q_отс = 4,5 ∙ К_отс. ∙ Н^0,8 / (0,1∙J_i∙a_i)^0,5-0,01а,  (3.65) 

где К_отс. – коэффициент использования объема зоны отстаивания;

Н – рабочая глубина  отстойной части, м;

a– концентрация ила в осветленной воде, принимается не менее 10 мг/л.

К_отс=0,35.

q_отс = 4,5 ∙ 0,35_. ∙ 3,2^0,8 / (0,1∙95∙3)^{0,5-0,01∙12} =1,12 м³/(м²·ч).

Принимаем вторичный  отстойник с характеристиками представленными в таблице 3.7.

Таблица 3.7 – Основные размеры вторичного вертикального  отстойника

Отстойник	Диаметр, м	Строительная высота, м
		Цилиндрической части	Конической части
вторичный	4	4	2,38

Количество отстойников N определяется по [3] с.25:

N = q_ср.ч / (q_отс∙ S_отс.);     (3.66) 

где S_отс – площадь зеркала отстаивания одного отстойника, м².

Рассчитываем площадь  зеркала отстаивания одноговертикального  отстойникаS_отс, м², по [3] с.25:

S_отс = π∙D²/4,                                                  (3.67)

S_отс=3,14·4²/4= 12,56 м².

N = 37,07/(1,12∙ 12,56_.)= 2,64

3.

Принимаем 1 резервный  отстойник.

Уточняем фактическую продолжительность  отстаиванияТ_ф, ч, по [3] с.25:

Т_ф = N ∙ W_{отст.части} / q_ср.ч,(3.68)

Т_ф = 3∙ 43,96 / 37,07=3,56 ч.

При расчете вторичных  отстойников проверяется время  пребывания ила в иловой зоне отстойниковТ_и, ч, которое не должно превышать 2ч во избежание снижения активности ила по [3] с.25:

Т_и =W_и· N /(q_ц+q_и),(3.69)

где   W_и– объем зоны осадка (ила), м³;

q_ц– расход циркулирующего активного ила, м³/ч;

q_и– расход  избыточного  активного ила, м³/ч.

Определяем расход циркулирующего активного илаq _ц,м³/ч,по [3] с.26:

q_ц=R_i·q_ср.ч,(3.70)

где R_i – степень рециркуляции активного ила.

q_ц= 0,4·37,07= 14,83 м³/ч.

Определяем расход избыточного  активного ила q_и, м³/ч,по [3] с.26:

q_и=Р_i ·q_ср.ч /C,                                            (3.71)

где  Р_i– прирост активного ила, мг/л;

С–концентрация активного  ила,мг/л.

Принимаем С = 7500 мг/л.

q_и= 342,42·37,07 /7500=1,69 м³/ч = 40,6 м³/сут.

W_и = W_{зоны ос}.

Т_и = 9,96·3/(14,83+1,69)= 1,81 ч.

Таким образомвремя пребывания ила в иловой зоне отстойниковТ_и, ч, не превышает 2ч.

Определяем конечную концентрацию взвешенных веществ в  очищенной воде после вторичного отстойника IступениС_вв2, мг/л, по формуле (3.40):

Э = 65%.

С_вв2 = 122,5 - 122,5·0,65 = 42,88 мг/л.

Определяем средний  суточный расход сточных вод после  вторичного отстойника q₂, м³/сут, по формуле:

q₂ = q₁ - q_и,                                                  (3.72)

q₂ = 889,73 - 40,6 = 849,1 м³/сут.

Рассчитываем количество снятого в первичном отстойнике БПК₃, г О₂/м³, по формуле (3.26):

Принимаем снижение БПК  в отстойнике: β = 15%.

БПК₃=244,42·0,15=36,66 г О₂/м³.

Рассчитываем количество БПК₃, г О₂/м³, на выходе из отстойника по формуле (3.27):

БПК₂= 244,42 -36,66 = 207,76 г О₂/м³.

3.3.4 Расчет аэротенка-вытеснителяс  регенератором

Рассчитываем степень  рециркуляции активного ила R_i по формуле (3.50):

Принимаем a_i = 3 г/л; примем нагрузку на активный ил q_i=200 мг/(г·сут), тогдапо [3] таблица 15 приложения иловый индекс J_i=100см³/г.

R_i=3/(1000/100-3)=0,43.

Рассчитываем доза ила  в регенераторе, г/л, по формуле (3.51):

а_r= 3·(1/2·0,43+1)= 3,65 г/л.

Рассчитываем удельную скорость окисления ρ, мг БПК/(г·ч), по формуле (3.52):

ρ = 232·15·2/((15·2+90·2+1,66·15)·(1+0,16·3,65)) = 18,7мгБПК/л.

Определяем продолжительность  окисления органических загрязняющих веществ t₀, ч, по формуле (3.49):

t₀ = (207,76-15)/(0,43·3,65·(1- 0,35)·18,7) = 10,1 ч.

Рассчитываем продолжительность  обработки воды в аэротенкеt_a, ч, по формуле (3.53):

t_a= 2,5/((3)^0,5·lg(207,76/15)) = 1,26 ч.

Рассчитываем продолжительность  регенерацииt_r, ч, по формуле (3.54):

t_r =10,1-1,26=8,84 ч.

Рассчитываем рабочий  объем аэротенкаW_а, м³, по формуле (3.55):

W_а =1,26·(1+0,43)·35,38=63,75 м³.

Рассчитываем рабочий  объем регенератораW_r, м³, по формуле (3.56):

W_r =8,84·0,43·35,38=134,5м³.

Рассчитываем рабочий  общий объем аэротенка с регенераторомW, м³, по формуле (3.57):

W =63,75+134,5=198,24 м³.

Рассчитываем объем  одной секции (число секций 2)W_c, м³, по формуле (3.58):

W_c=198,24/2=99,12 м³.

Принимаем аэротенк-вытеснитель  с характеристиками представленными  в таблице 3.8.

Таблица 3.8 – Основные характеристики аэротенка-вытеснителя

Ширина коридора, м	Рабочая глубина аэротенка, м	Число коридоров	Рабочий объем одной  секции, м3	Число секций
2,2	1,2	2	110	2

Рассчитываем длину  секцииl, м, по формуле (3.59):

l =110/2·2,2·1,2=20,8м.

Определяем прирост  активного илаP_i, мг/л, по формуле (3.60):

P_i=0,8·42,88+0,3·207,76=96,63 мг/ дм³.

Для расчета аэраторов  все показатели и расчетыаналогичны  показателям и расчетам аэраторов  в 3.3.2 кроме показателей q_ср.ч, L_а и L_t.

Рассчитываем число  аэраторов для обеспечения окислительной  способности аэротенкаn_аэр по формуле (3.61):

n_аэр = 0,9·35,38·(207,76 -15)/(0,7·1,16·112·3,03) = 22,3

23.

Характеристики принятого  аэратора представлены в таблице 3.6.

Данный аэратор также  обеспечивает перемешивание сточной  воды.

3.3.5 Расчет вторичного  отстойникаII ступени

Вторичные отстойники всех типов после сооружения для глубокой очистки рассчитывают по гидравлической нагрузке q_отс, м³/(м²·ч), поформуле (3.65):