Вывоз мусора при строительстве в Подмосковье: www.musorshik.ru
Архитектура ->  Канализация. Охрана окружающей среды 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 [ 120 ] 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209

Обозначив произведение группы постоянных k\k2C буквой /С, имеем;

dx KVHd

dt W

(4.195)

где К- константа, зависящая от вида аэратора (от его диспергирующей способности) и уже не зависящая от температуры сточной воды.

Приняв далее исходное положение о пропорциональности (и даже равенстве) скоростей растворения кислорода и его потребления, получим окончательную дифференциальную форму расчетного уравнения К- Н. Королькова:

Х" ,4.,96,

Рещая уравнение

получим:

dt W

/ t

С KVHd

dL\-dt, (4.197)

KVHd

La-Lt = /-f const. (4.198)

Здесь La Lt- начальная и конечная БПК сточной воды; const- константа интегрирования.

Нетрудно видеть, что константа интегрирования равна нулю, так как при - 0 La = Lt и, следовательно, const = 0.

Небольшие преобразования уравнения (4.198) путем использования выражений W=Qt, W=FH, V=QD и I=VIF позволяют окончательно получить:

LazLhi. (4.1995)

Lg - Lt

(4.200)

где F- площадь аэротенка в плане, м;

D- количество воздуха, приходящегося на 1 м обрабатываемой воды, м/м;

/ - интенсивность аэрации или объем воздуха, продуваемого через единицу площади в единицу времени, mV(m2-4) (физический смысл - скорость продувки воздуха, м/ч). В окончательные формулы входит средний дефицит кислорода. К. Н. Корольков утверждал, что при работе на частичную очистку (напомним, что в это понятие включена и общепринятая так называемая полная очистка) без нарушения процесса можно принять d=\, что означает отсутствие растворенного кислорода.

Для аэротенков, работающих на первую фазу, т. е. на снижение БПК, К. Н. Корольковым предложены формулы:

D.; (4.201)

t=. (4.202)

Если же аэротенк работает на обе фазы, т. е. включая процесс нитрификации, то в этом случае необходимо предусмотреть наличие рас-



творенного кислорода. К- Н. Корольков принял, что количество кислорода для процесса с нитрификацией должно в среднем составлять 50% максимального, т. е. rf0,5. Кроме того, было принято, что Lt==0, так как эта величина мала по сравнению с La (а оставшаяся БПК полностью стабилизируется запасом кислорода в очищенной воде).

В силу этих соображений уравнения (4.201) и (4.202) трансформируются в следующие:

Z> = . (4.20.а,

= . (4.202а)

Физический смысл константы аэратора К легко определяется из выражения

К = . (4.203)

Если продувать воздух через слой воды 1 м из расчета I м воздуха на 1 м воды, то численно константа аэратора окажется равной снятой БПК при условии полного дефицита кислорода в воде. Путем собственных наблюдений автор нашел, что при подаче воздуха через дырчатые трубы численное значение /С=6...7 г/mS а через пористые пластины /С==15... 18 г/м\

Для определения интенсивности аэрации автором было принято, что

скорость растворения кислорода, равная » по уравнению (4.200)

может быть приравнена Kid. В то же время скорость потребления кислорода пропорциональна снимаемой БПК, т. е. ktL. Приравняв скорости растворения кислорода и его потребления, получим:

KdktL. (4.204)

Уравнение (4.204) связывает интенсивность аэрации, БПК сточной йодыв данный момент и дефицит кислорода. При условии d=\ интенсивность аэрации определяется из того соображения, что L в формуле (4.204) не может быть больше Lt, так как в противном случае в среде появится растворенный кислород. Следовательно,

f=-~--. (4.205)

Переводной коэффициент появился потому, что практические расчеты удобнее вести из численного значения константы скорости, выраженной в десятичных логарифмах.

По уравнению (4.205), зная численные значения констант k и К, можно подсчитать интенсивность аэрации в аэротенке, работающем на снижение БПК. Таким образом, расчетными уравнениями для аэротенка, работающего на снижение БПК, являются уравнения (4.201), (4.202) и (4.205).

Сложнее определяется интенсивность аэрации при очистке воды на обе фазы, т. е. с нитрификацией органических загрязнений. Эта интенсивность аэрации не должна быть больше чем

/макс = -ТГ- (4.206)

К. Н. Корольковым было составлено уравнение для определения расчетной интенсивности аэрации:

/р=--- . (4.207)

l(lg-J--0.434



Это уравнение сложно для расчетов и «не окупается точностью известных значений К при изменениях температуры и концентрации активного ила» (К. Н. Корольков). Им были подсчитаны значения /р па формуле (4.207) и /макс по формуле (4.206) для условий Lf=10 мг/л, /г==0Л6иЛ:=15 (табл, 4.50).

Таблица 4.50

Интенсивности аэрации, рассчитанные по формулам К. Н. Королькова

Пок азатель

J, мг/л

/р, mV(m3.4)

1макс.М(м3.ч)

12.3

0,65

0,58

0,51

0,47

Из табл. 4.50 видно, что расчетная интенсивность аэрации составляет около 0,5-0,7 от интенсивности максимальной. Учитывая недостаточную точность всех остальных параметров, наиболее простой путь определения необходимой интенсивности заключается в том, что по формуле (4.206) подсчитывают /макс и принимают от нее 50-70%.

В расчетные формулы интенсивности входит величина константы скорости потребления кислорода k, которая определяется как функция концентрации ила и температуры процесса. Эта зависимость получена экспериментальным путем и равна:

= 0,075 а. 1,078 . (4.208)

где а - доза ила, г/л;

Т- температура воды, °С. Константа входящая в формулы (4.205) и (4.206), связана с величиной kt соотнощением

k = ktI2,3.

(4.20)

Для бытовых сточных вод при температуре 10° С и дозе ила а== = 2,3 г/л величина й = 0,37, а величина =0,16. Позднее для всех расчетов сооружений биологической очистки было принято значение k= = 0,16.

II способ расчета учитывал более сложный характер кинетики процесса очистки сточных вод в аэротенках, заключающийся в том, что не для всего периода этого процесса справедливо равенство скоростей растворения кислорода и его потребления. Было признано, что и в ходе первой фазы (окисления углеродсодержащих веществ) процесс можно разделить на две стадии, которые протекают по разным кинетическим зависимостям. К. Н. Корольковым было предложено рассматривать начало процесса как реакцию нулевого порядка, т. е. независимой от концентрации загрязнений, и конец процесса как реакцию первого порядка относительно концентрации загрязнений по БПК. Изменение характера кинетики происходит в какой-то промежуточной точке, соответствующей БПК, равной lb. На снижение БПК с La до Lb затрачивается время 2", и в этот период справедливо основное положение, т. е.

Иными словами, процесс может происходить в отсутствии растворенного кислорода при d=\.

Следовательно, для снижения БПК с La до Lb справедливы формулы (4.201) и (4.202), которые можно переписать следующим образом:

(4.210)




0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 [ 120 ] 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209