Реферат - Инженерные системы - файл n1.docx

Реферат - Инженерные системы
скачать (451.4 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx452kb.21.10.2012 09:05скачать

n1.docx

  1   2




МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Рудненский индустриальный институт

Кафедра ПГСХ


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Инженерные системы»

Руководитель: Юнисова С.А.

«__» ___________ 2008 г.

Выполнил: Диркс А.В.

Студент группы ЗСт-08 во.

081442
Рудный 2009

  1. Нормы и объемы водопотребления


Основными видами потребления воды являются: хозяйственно-питьевое водопотребление жителей населенных пунктов; водопотребление промышленных предприятий; водопотребление, связанное с благоустройством территорий (поливка улиц, зеленых насаждений и пр.); использование воды для пожаротушения; собственные нужды системы водоснабжения.
Хозяйственно-питьевое водопотребление. Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления в населенных пунктах принимают по СНиП 2.04.02 — 84 (табл. 1.1).

Для районов застройки зданиями с водопользованием из водоразборных колонок удельное среднесуточное (за год) водопотребление на одного жителя следует принимать 30...50 л/сут.

Таблица 1.1. Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления для населенных пунктов

Степень санитарно-технического благоустройства районов жилой застройки


Среднесуточное удельное

хозяйственно-питьевое водопотребление в населенных пунктах на одного жителя (за год) qж, л/сут


Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией:

без ванн

с ванными и местными водонагревателями

с централизованным горячим водоснабжением




125…160

160…230

230…350


Удельное водопотребление включает расходы воды на хозяйственно-питьевые и бытовые нужды в общественных зданиях, за исключением расходов воды для домов отдыха, санаторно-туристических комплексов и оздоровительных лагерей.

Выбор удельного водопотребления в пределах, указанных в табл. 1.1, должен производиться в зависимости от климатических условий, мощности источника водоснабжения и качества воды, степени благоустройства, этажности застройки и местных условий.

Количество воды на нужды промышленности, обеспечивающей население продуктами, и неучтенные расходы при соответствующем обосновании допускается принимать дополнительно в размере 10...20 % суммарного расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта.

Удельное водопотребление в населенных пунктах с числом жителей свыше 1 млн. человек допускается увеличивать при обосновании в каждом отдельном случае и согласовании с органами Государственного надзора.

Среднесуточный (за год) объем водопотребления, м3/сут, на хозяйственно-питьевые нужды определяют по формуле
,
где — норма удельного водопотребления, л/(сут·чел), соответствующая -й степени санитарно-технического благоустройства жилых зданий и принимаемая по табл. 1.1;

— расчетное число жителей, проживающих в районах жилой застройки с -й степенью благоустройства, на конец рассматриваемой очереди строительства.

Расчетное число жителей может быть определено по формуле
,
где -я плотность населения, чел/га;

— площадь района жилой застройки с -й степенью санитарно-технического благоустройства зданий и -й плотностью населения, га.

Для правильного расчета систем водоснабжения необходимо знать очередность их развития и соответствующее этим очередностям водопотребление. Рост водопотребления в период развития системы происходит вследствие увеличения численности населения и повышения степени санитарно-технического благоустройства зданий. Учет роста водопотребления осуществляется путем определения расчетного водопотребления на конец соответствующей очереди развития.

Потребление воды на хозяйственно-питьевые нужды населенного пункта неравномерно в течение года. Наблюдаются колебания суточного расхода: сезонные, связанные с изменением температуры и влажности в отдельные времена года, а также недельные и суточные, обусловленные особенностями водопотребления в различные дни недели (будни, выходные, предпраздничные и праздничные дни). Системы водоснабжения должны быть запроектированы на пропуск максимального суточного расхода воды, м3/сут, равного

где = 1,1...1,3 — максимальный коэффициент суточной неравномерности водопотребления, учитывающий уклад жизни населения, режим работы предприятий, степень благоустройства зданий, изменение водопотребления по сезонам года и дням недели;

— расчетный (средний за год) суточный расход воды, м3/сут,

В отдельных случаях требуется проверка работы системы водоснабжения при минимальном суточном расходе воды, м3/сут, определяемом по формуле

где = 0,7...0,9 минимальный коэффициент суточной неравномерности водопотребления.
Водопотребление промышленных предприятий. На промышленных предприятиях (включая предприятия сельскохозяйственного производства) вода расходуется на технологические нужды производства, хозяйственно-питьевые нужды работающих, а также на пользование ими душем.

Нормы водопотребления на технологические нужды зависят от принятого технологического процесса, вида системы водоснабжения, качества воды и др.

Средние объемы водопотребления определяют по видам используемой воды (оборотная, подпиточная) путем умножения соответствующих удельных ее расходов на производительность технологического процесса в принятых единицах величин (1 т, 1000 кВт и т. д.).

В соответствии со СНиП 2.04.01—85 нормы водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды работников промышленных предприятий принимают равными для работающих в цехах с тепловыделением более 84 кДж на 1 м3/ч (горячие цехи) = 45 л в смену на одного человека; для остальных цехов = 25 л.

Объем водопотребления в смену, м3/см, определяют по формуле

где , — число работающих соответственно в цехах с тепловыделением более 84 кДж на 1 м3/ч и в остальных цехах для рассматриваемой смены.

Расход воды на пользование душем определяют, исходя из часового расхода воды на одну душевую сетку 500 л при продолжительности пользования душем 45 мин. При этом расход воды на принятие душа после окончания смены, м3/ч, определяют по формуле

где — число пользующихся душем в данную смену;

а — количество человек, приходящихся на одну душевую сетку.

Таблица 1.2. Нормы водопотребления на благоустройство территорий населенных пунктов и промышленных предприятий

Назначение воды

Измеритель

Расход воды, л/м2

Механизированная мойка усовершенствованных покрытий проездов и площадей

Механизированная поливка усовершенствованных покрытий проездов и площадей

Поливка вручную (из шлангов) усовершенствованных покрытий тротуаров и проездов

Поливка городских зеленых насаждений

Поливка газонов и цветников

Поливка посадок в грунтовых зимних теплицах

Поливка посадок в стеллажных зимних и грунтовых весенних теплицах, парниках всех типов, утепленном грунте

Поливка посадок на приусадебных участках:

овощных культур

плодовых деревьев


1 мойка
1 поливка
1 поливка

То же

»

1 сут

»
»

»


1,2…1,5
0,3…0,4
0,4…0,5

3…4

4…6

15

6
3...15

10...15


Водопотребление, связанное с благоустройством территорий городов и промышленных площадок. Нормы водопотребления на поливку зеленых насаждений, а также мытье улиц населенных пунктов и территорий промышленных предприятий принимают по СНиП 2.04.02—84 в зависимости от типа покрытия территории, способа ее поливки, вида насаждений, климатических и других местных условий (табл. 1.2).

Суточный объем водопотребления, м3/сут, на поливку улиц и зеленых насаждений определяют по формуле

где — расход воды на поливку, л/м2, принимаемый по табл. 1.2;

F— площадь территории населенного пункта «брутто» (с учетом улиц, площадей и т. д.), га;

— доля поливаемой территории населенного пункта, %.

При отсутствии данных о площадях по видам благоустройства (зеленые насаждения, проезды и т. п.) среднесуточное за поливочный сезон потребление воды на поливку, м3/сут, может быть определено по формуле

где — удельная норма водопотребления на поливку в расчете на одного жителя населенного пункта, принимаемая равной 50...90 л/сут на человека в зависимости от климатических условий, мощности, источника водоснабжения, степени благоустройства населенного пункта и других местных условий;

N — расчетное число жителей в населенном пункте.
Суммарный суточный расход воды определяют по отдельным группам потребителей, снабжаемых водой рассчитываемой системой водоснабжения.

Для единой системы водоснабжения, обслуживающей все перечисленные группы потребителей, определяют;

среднесуточный расход воды, м3/сут,

максимальный суточный расход воды, м3сут,

где — суточный расход воды на технологические нужды промышленных предприятий.

Системы водоснабжения рассчитывают на максимальный суточный расход воды и проверяют на пропуск расчетного противопожарного расхода.
Использование воды для пожаротушения. В соответствии со СНиП 2.04.02—84 расход воды на наружное пожаротушение (на один пожар) и количество одновременных пожаров в населенном пункте для расчета магистральных (расчетных кольцевых) линий водопроводной сети должны приниматься по табл. 1.3.

При зонном водоснабжении расход воды на наружное пожаротушение и количество одновременных пожаров в каждой зоне следует принимать в зависимости от числа жителей, проживающих в зоне.

Количество одновременных пожаров и расход воды на один пожар в населенных пунктах с числом жителей более 1 млн. человек следует принимать согласно требованиям органов Государственного пожарного надзора.

Для группового водопровода количество одновременных пожаров принимают в зависимости от общего числа жителей в населенных пунктах, подключенных к водопроводу.

Расход воды на наружное пожаротушение жилых и общественных зданий для расчета соединительных и распределительных линии водопроводной сети, а также водопроводной сети внутри микрорайона или квартала следует принимать для здания, требующего наибольшего расхода воды, по табл. 1.4.

Таблица 1.3. Нормы водопотребления на наружное пожаротушение в населенных пунктах

Число жителей

в населенном

пункте, тыс. чел.


Расчетное

количество

одновременных

пожаров


Расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте на один пожар, л/с


Застройка зданиями высотой до двух этажей включительно независимо от степени их огнестойкости


застройка зданиями высотой три этажа и выше независимо от степени их огнестойкости


До 1

Св. 1 до 5

» 5 » 10

» 10 » 25

» 25 » 50

» 50 » 100

» 100 » 200

» 200 » 300

» 300 » 400

» 400 » 500

» 500 » 600

» 600 » 700

» 700 » 800

» 800 » 1000

1

1

1

2

2

2

3

3

3

3

3

3

3

3

5

10

10

10

20

25

-

-

-

-

-

-

-

-

10

10

15

15

25

35

40

55

70

80

85

90

95

100

Таблица 1.4. Нормы водопотребления на наружное пожаротушение жилых

и общественных зданий

Назначение зданий

Расход воды на один пожар, л/с, на наружное пожаротушение жилых и общественных зданий независимо от их степеней огнестойкости при объемах зданий, тыс. м3


до 1


св. 1

до 5


св. 5

до 25


св. 25

до 50


св. 50

до 150


Жилые здания односекционные и многосекционные при количестве этажей:

до 2

св. 2 до 12

» 12 » 16

» 16 » 25

Общественные здания при количестве

до 2

св. 2 до 6

» 6 » 12

» 12 » 16



10*

10

-

-

10*

10

-

-



10

15

-

-

10

15

-

-



-

15

20

-

15

20

25

-



-

20

25

25

-

25

30

30



-

-

-

30

-

30

35

35

*Для сельских населенных пунктов расход воды на один пожар 5 л/с.

Таблица 1.5. Нормы водопотребления на наружное пожаротушение производственных зданий шириной до 60 м

Степень

огнестойкости

зданий


Категория

производства

по пожарной

опасности


Расход воды на наружное пожаротушение производственных зданий с фонарями, а также без фонарей шириной 60 м на один пожар, л/с, при объемах

зданий, тыс. м3

до 3


св. 3

до 5


св. 5

до 20


св. 20

до 50


св. 50

до 200


св. 200

до 400


св. 400

до 600


I и II

I и II

III

III

IV и V

IV и V

Г, Д, Е

А, Б, В

Г, Д

В

Г, Д

В

10

10

10

10

10

15

10

10

10

15

15

20

10

15

15

20

20

25

10

20

25

30

30

40

15

30

35

40

-

-

20

35

-

-

-

-

25

40

-

-

-

-


Таблица 1.6. Нормы водопотребления на наружное пожаротушение производственных зданий шириной 60 м и более

Степень

огнестойкости

зданий


Категория

производства по пожарной

опасности


Расход воды на наружное пожаротушение, производственных зданий без фонарей шириной 60м и более на один пожар, л/с, при объемах зданий, тыс. м

до 50

св.50 до100

св.100 до200

св.200 до300

св.300 до400

св.400 до500

св.500 до600

св.600 до700

св.700до800

I и II

I и II

А, Б, В

Г, Д, Е

20

10

30

15

40

20

50

25

60

30

70

35

80

40

90

45

100

50


Расход воды на один пожар для наружного пожаротушения на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях должен приниматься для здания, требующего наибольшего расхода воды, согласно табл. 1.5 и 1.6. Расчетное количество пожаров при этом зависит от занимаемой ими площади: один пожар — при площади до 150 га, два пожара — более 150 га.

Расчетную продолжительность тушения пожара принимают 3 ч; для зданий I и II степени огнестойкости с несгораемыми несущими конструкциями и утеплителем с производствами категорий Г и Д — 2 ч.

Определение общего противопожарного расхода воды в населенном пункте осуществляется в зависимости от месторасположения промышленных или сельскохозяйственных предприятий.

Если предприятие находится в черте города, в расчетное количество одновременных пожаров (табл. 1.3) включены и пожары этого предприятия. При этом в расчетный расход воды следует включать соответствующие расходы воды на пожаротушение на этих предприятиях, если они больше указанных в табл. 1.3.

При расположении предприятия вне населенного пункта расчетное количество одновременных пожаров должно приниматься:

при площади территории предприятия до 150 га и числе жителей в населенном пункте до 10 тыс. человек — один пожар (на предприятии или в населенном пункте по наибольшему расходу воды); то же, при числе жителей в населенном пункте свыше 10 до 25 тыс. человек — два пожара (один на предприятии и один в населенном пункте);

при площади территории свыше 150 га и при числе жителей в населенном пункте до 25 тыс. человек — два пожара (два на предприятии или два в населенном пункте по наибольшему расходу).

При числе жителей в населенном пункте более 25 тыс. человек расход воды следует определять как сумму потребного большего расхода (на предприятии или в населенном пункте) и 50 % потребного меньшего расхода (на предприятии или в населенном пункте).

Во всех случаях расход воды на наружное пожаротушение в населенном пункте должен быть не менее расхода воды на пожаротушение жилых и общественных зданий, указанных в табл. 1.4.

Собственные нужды системы водоснабжения. Система водоснабжения должна рассматриваться как промышленное предприятие, потребляющее воду на хозяйственно-бытовые нужды работников, в технологических процессах и для пожаротушения. Наиболее крупным потребителем воды, используемой на собственные нужды в системе водоснабжения, являются очистные сооружения.

В соответствии со СНиП 2.04.02—84 ориентировочно среднесуточные (за год) расходы воды на собственные нужды станций осветления и обеззараживания следует принимать: при повторном использовании промывной воды в размере 3...4 % количества воды, подаваемой потребителям; без повторного использования — 10...14 %, для станций умягчения — 20...30 %;

Объем водопотребления на собственные нужды системы водоснабжения влияет на расчетную производительность, м3/сут, водозаборных и очистных сооружений (рис. 1.1)

где — максимальный суточный расход воды, м/сут;

— коэффициент, учитывающий собственные нужды очистных сооружений; для водозаборных сооружений, а принимают равным 1,03...1,04 при повторном использовании воды и 1,1...1,14 без повторного использования на станциях осветления и обезжелезивания, на станциях умягчения 1,2...1,3; для очистных сооружений, как при повторном использовании воды, так и без него 1,10... 1,14 на станциях умягчения и обезжелезивания и 1,2...1,3 на станциях умягчения.

Рис. 1.1. Балансовые схемы водных потоков на головных водопроводных сооружениях: а — без повторного использовании промывной воды, б — с повторным использованием промывной воды; / — водозаборные сооружения; 2 — очистные сооружения (основные); 3 — подача чистой воды на промывку фильтров; 4 — промываемые фильтры; 5 — сброс загрязненной промывной воды; 6 — сооружения очистки загрязненной промывной воды; 7 — повторное использование промывной воды; 5 — безвозвратные потери воды; I — вода питьевого качества; // — вода, частично очищенная, поступающая в голову основных очистных сооружений; /// — загрязненная промывная вода; IV — безвозвратные потери воды (сброс осадка и плавающих)

  1. Трассировка водоводов и водопроводных сетей.

Трассировка водоводов и магистральных водопроводных сетей является одним из важнейших и сложных этапов проектирования систем водоснабжения. Именно от того, каким образом выполнена трассировка, зависят надежность и экономичность работы всей системы водоснабжения.

Структура линейной части системы водоснабжения населенного пункта должна быть такой, чтобы отключение (аварийное или плановое) ремонтного участка сети или водоводов не приводило к снижению подачи воды объекту более чем на 30 %, а для систем промышленного водоснабжения — по аварийному графику. Достигается это путем устройства двух (иногда более) водоводов с перемычками (или без них) и кольцеванием магистральной водопроводной сети.

Прокладка водоводов в одну нитку допускается при условии устройства аварийного запаса воды, обеспечивающего в течение времени ликвидации аварии на водоводах (табл. 2.1) расход воды на хозяйственно-питьевые нужды в размере 70 % расчетного среднечасового водопотребления, на противопожарные нужды в полном объеме и на производственные — по аварийному графику.

Т а блица 2.1. Расчетное время ликвидации аварий на трубопроводах

Диаметр труб, мм

Расчетное время ликвидация аварий на трубопроводах, ч, при глубине заложения труб, м

до 2

более 2

До 400

Св. 400 до 1000

Св. 1000

8

12

19

12

18

24



Тупиковые линии водопроводов допускается применять для подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды при диаметре труб менее 100 мм, на хозяйственно-противопожарные нужды при длине линий до 200 м, на производственные нужды при допустимости перерыва в водоснабжении на время ликвидации аварии.

При трассировке водоводов необходимо стремиться к их минимальной длине с учетом естественных и искусственных препятствий, обеспечения возможности подъезда и применения техники при строительстве и эксплуатации водоводов, к минимальному отчуждению земли и с учетом границ землепользования и севооборотов. Подключение водоводов (двух и более) к магистральной водопроводной сети должно производиться к различным ремонтным участкам.

При трассировке магистральной водопроводной сети необходимо придерживаться следующих принципов:

При трассировке как водоводов, так и линий магистральной водопроводной сети необходимо также учитывать геологические условия прокладки трубопроводов (устойчивость грунтов, отсутствие скальных грунтов и плывунов, уровень грунтовых вод и т. д.). С целью предотвращения электрической коррозии металлических труб не следует прокладывать магистрали параллельно трамвайным путям в непосредственной близости (на одной улице). Пересечение автомобильных и железных дорог водоводами и участками магистральной сети должно осуществляться под прямым углом.

Устройство сопроводительных линий для присоединения попутных потребителей допускается при диаметре магистральных линий и водоводов 800 мм и более и транзитном расходе не менее 80 % суммарного расхода; для меньших расходов — при обосновании.

При ширине проездов более 20 м допускается прокладка дублирующих линий, исключающих пересечение проездов вводами.

При ширине улиц в пределах красных линий 60 м и более следует рассматривать также вариант прокладки сетей водопровода по обеим сторонам улиц.

На рис. 2.1, а показан пример наиболее часто применяемой схемы трассировки водоводов — вдоль автомобильных дорог. Такая схема позволяет без ограничений применять необходимую технику при строительстве и ремонте водоводов.

На том же рисунке представлена схема трассировки кольцевой магистральной водопроводной сети города с явно выраженными магистралями. При нормальной работе сети магистрали 3 служат как для обеспечения водой близлежащих потребителей, так и для транзита воды потребителям, расположенным дальше. Перемычки 4 при нормальной работе выполняют только первую функцию. При аварии магистральных участков сети перемычки участвуют и в транспортировке (переброске) транзитных расходов воды.



Рис. 2.1. Схемы трассировок магистральных водопроводных сетей и водоводов:

J — очистные сооружения; 2 — водоводы; 3 — магистрали; 4 — перемычки; 5 — замыкающие участки; 6 — опорное кольцо; х — оптимальное распределение расходов воды в сечениях

На рис. 2.1, б дан пример так называемой обезличенной схемы, в которой нет четкого различия между магистралями и перемычками. Все участки сети выполняют одинаковые функции, как при нормальной работе, так и при аварии.

Отличительной особенностью перпендикулярной схемы (рис. 2.1, в) является наличие опорного кольца, к которому присоединяются магистрали 3, соединяемые между собой перемычками 4 и замыкающими участками 5.

К опорному кольцу радиальной схемы (рис. 2.1, г) присоединяются лучи-магистрали 3, которые вместе с перемычками 4 и замыкающими участками 5 образуют кольцевую сеть, применяемую при радиальной планировке населенного пункта.

На схемах рис. 2.1 показаны также рациональные распределения потоков воды X в характерных сечениях I...IV сети, которые используются при определении диаметров участков сети.

Узлами сети являются точки пересечения магистралей с перемычками (замыкающими участками). Желательно, чтобы в замкнутом контуре насчитывалось не менее трех и не более пяти-шести узлов.

На рис. 2.2 представлен пример трассировки магистральной водопроводной сети для конкретного населенного пункта. Как видно из рисунка, участки магистральной сети проложены по улицам и достаточно равномерно расположены по территории объекта. Сеть состоит из четырех колец с явно выраженными магистралями 1-2-3-4, 1-9-5, 1-8-7-6, перемычками 3-9 и 7-9 и замыкающими участками 4-5 и 5-6. Кольца вытянуты в направлении основного движения воды по территории города, размеры длинных сторон которых находятся в пределах 680...830 м, коротких — 370...600 м. Подавляющая часть участков сети обеспечивает двусторонний отбор воды, лишь часть участка 5-9 является чисто транзитной, а часть участка 7-8 — с односторонним отбором воды (это обстоятельство должно быть учтено при определении удельных и узловых отборов). Водонапорная башня предусмотрена на самой высокой точке территории города (отметка 113,2 м), расположена она в конце сети (система с контррезервуаром) и подключена к узлу 4.

Подача воды в сеть осуществляется по двум водоводам, проложенным кратчайшим путем (/=3000 м) от НС-2 до сети (узел /).



Рис. 2.2. Схема системы водоснабжения города

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СОВРЕМЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

В технологии биологической очистки сточных вод наибольшее применение получил аэробный метод. Несмотря на длительный опыт применения этого метода, он продолжает совершенствоваться, разрабатываются новые типы сооружений и модифицируются известные конструкции. В новых разработках заметна тенденция развития комбинированных сооружений, принцип действия которых совмещает ряд технологических процессов (например, аэротенки - отстойники, фильтротенки и т.п.). Заметный прогресс наблюдается в совершенствовании конструкций биофильтров, что вызвано стремлением к экономии энергозатрат.

Ниже приводится классификация основных типов аэротенков и других сооружений биологической очистки, их конструктивные и технологические особенности.
Аэротенки
Аэротенки объединяют обширную группу биологических окислителей, принцип действия которых основан на минерализирующей способности активного ила, представляющего собой суспензию аэробных микроорганизмов. Для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов в аэротенке необходимо поддерживать определенную концентрацию растворенного кислорода. Для окисления запасенных микроорганизмами ила органических веществ и восстановления окислительной способности активный ил регенерируют.

В основе процесса, происходящего в аэротенке, лежит представление о стадийном характере биологической очистки сточных вод. На первой стадии наблюдается сорбция загрязнений активным илом, которая происходит с большей скоростью, чем последующее их окисление. Со временем скорости сорбции и окисления выравниваются, содержание адсорбированных активным илом загрязнений достигает максимальных величин, а сточная вода освобождается от большей части загрязнений. Затем скорость окисления начинает преобладать над скоростью сорбции, на это указывает снижение органических веществ, накопленных в иле (ориентировочно их можно оценить величиной ХПК ила); на этой стадии происходит регенерация ила. Как правило, начало регенерации ила и окончание процесса окисления органических веществ сточной жидкости не совпадают. Поэтому при проектировании аэротенков с регенераторами необходимо учитывать кинетику сорбции и окисления загрязнений сточных вод.

Аэротенки можно классифицировать по следующим основным признакам:

по гидродинамическому режиму — вытеснители, смесители и аэротенки с рассредоточенным впуском сточной жидкости (промежуточного типа);

по способу регенерации активного ила — с отдельно стоящими регенераторами ила и совмещенные с регенераторами;

по нагрузкам на активный ил — высоконагружаемые, обычные и низконагружаемые;

по количеству ступеней очистки — одно-, двух- и многоступенчатые;

по режиму ввода сточной жидкости — проточные и контактные (с переменным рабочим уровнем);

по конструктивным признакам — прямоугольные, круглые, комбинированные, противоточные, шахтные, фильтротенки, флототенки и др.;

по типу систем аэрации — с пневматическими, механическими, гидродинамическими и пневмомеханическими аэраторами.

Современные аэротенки представляют собой гибкие в технологическом отношении сооружения и успешно применяются для полной или частичной очистки многих видов производственных сточных вод в широком диапазоне концентраций загрязнений и расходов сточных вод. Число конструктивных модификаций и технологических схем работы аэротенков непрерывно возрастает.

Аэротенки- вытеснители представляют собой коридорные сооружения, в которых сточные воды проходят последовательную очистку без полного смешения со всем объемом жидкости в резервуаре. В аэротенках данного типа глубина очистки сточных вод является функцией расстояния, пройденного жидкостью от точки впуска. Однако такой режим практически осуществим только при соотношении общей длины коридоров аэротенка к ширине более 30—40. Гидродинамический режим движения жидкости в аэротенке наиболее полно приближается к режиму вытеснения в резервуаре, разделенном перегородками на шесть — семь последовательно работающих секций.

Особенностью аэротенка - вытеснителя является то, что микроорганизмы активного ила в процессе очистки сточной жидкости находятся в разных физиологических стадиях своего развития. На начальной стадии процесса наблюдается избыток питательных веществ, на конечной стадии — их недостаток. В связи с этим кислород воздуха подается в большом количестве в начале аэротенка с постепенным снижением к концу его. С учетом неравномерности поступления загрязнений со сточными водами задача распределения воздуха по длине аэротенка - вытеснителя в соответствии со скоростями потребления кислорода активным илом становится трудно осуществимой. При залповом поступлении токсичных для активного ила компонентов сточных вод, что характерно для многих производственных стоков, применение аэротенков - вытеснителей нецелесообразно. В этом случае нарушается работа биоценоза активного ила: он теряет свою активность, вспухает и вследствие этого выносится из вторичных отстойников. Аэротенк на продолжительный период выходит из нормального режима.

Аэротенки - смесители представляют собой сооружения, в которых поступающие сточные воды и активный ил почти мгновенно перемешиваются со всей массой иловой смеси резервуара. В этом сооружении обеспечивается равномерное распределение органических загрязнений и растворенного кислорода. Конструктивной особенностью аэротенка - смесителя является рассредоточенный впуск смеси сточных вод и активного ила и такой же выпуск ее. Благодаря этому во всех точках объема аэротенка устанавливается одинаковая концентрация органических веществ. Большое разбавление поступающих сточных вод очищенной водой, содержащейся в аэротенке, позволяет подавать в него сточную воду с относительно высокой концентрацией загрязнений. К недостаткам аэротенков - смесителей следует отнести более сложную систему впуска и выпуска жидкости, а также сравнительно низкую среднюю удельную скорость окисления, поскольку концентрация загрязнений в иловой смеси находится на уровне значений, предъявляемых к очищенной воде, что соответственно снижает окислительную мощность этих сооружений по сравнению с аэротенками - вытеснителями.

В аэротенках с рассредоточенным впуском сточной жидкости (при сосредоточенной подаче активного ила) концентрация активного ила на входе равна его содержанию в возвратном иле и постепенно уменьшается по мере приближения к выходу из сооружения. Средняя концентрация активного ила в сооружении несколько повышена. Остаточные загрязнения в очищенной жидкости снижаются к концу сооружения. Поскольку распределение загрязнений в таких аэротенках неравномерно, так же как и в аэротенках - вытеснителях, этим сооружениям присущи и те же недостатки. Для улучшения работы сооружений этого типа сточную воду целесообразно подавать неравномерно по длине сооружения при условии поддержания одинакового соотношения между количеством загрязнений и массой беззольного вещества активного ила, что стабилизирует работу сооружения и повышает окислительную способность ила.

Аэротенки с отдельно стоящими регенераторами позволяют увеличить среднюю концентрацию активного ила в сооружении за счет возврата на стадию регенерации уплотненного во вторичном отстойнике ила, в результате чего достигается снижение капитальных и эксплуатационных затрат. Кроме того, при залповом поступлении в аэротенк производственных сточных вод процесс очистки в меньшей мере подвержен влиянию токсикантов. При развитии в аэротенке нитчатых микроорганизмов регенерация способствует их отмиранию, что существенно улучшает седиментационные свойства активного ила.

Аэротенки, совмещенные с регенераторами активного ила, обладают существенным недостатком, который проявляется в том, что за счет продольного перемешивания доза ила в регенераторе снижается по сравнению с концентрацией возвратного ила из вторичных отстойников. Для устранения этого недостатка целесообразно отделять регенератор от аэротенка перегородкой с перепускным отверстием.

Одним из возможных путей интенсификации работы аэрационных сооружений является повышение нагрузок на активный ил до величин более 0,8 гБПК/г ила в 1 сут, но при этом снижается эффект очистки сточных вод. Высоконагружаемые аэротенки целесообразно применять на I ступени двухступенчатой очистки сточных вод, а также в тех случаях, когда рациональна утилизация избыточного активного ила (как кормовая добавка для животноводства, как сырье для активированного угля и т. д.). При очистке сточных вод химической, гидролизной и некоторых других отраслей промышленности высокие нагрузки на ил приводят к полному перерождению ила, образуется культура грибов, которые при большой скорости (около 30—40 и/ч) хорошо отделяются микрофильтрованием. Расчеты показывают, что применение способа очистки сточных вод с использованием культуры водных грибов позволяет сократить суммарный объем сооружений в 1,7—2 раза и соответственно снизить капитальные затраты. Поскольку высоконагружаемый ил имеет плохие седиментационные свойства, разделение иловой смеси целесообразно проводить методом флотации.

Низконагружаемые аэротенки или так называемые аэротенки с продленной аэрацией получили применение в основном для очистки малых количеств сточных вод (до 1000 м3'сут). Поскольку прирост ила в этих сооружениях незначителен и в процессе аэрации происходит его стабилизация, значительно облегчается проблема обработки осадка и избыточного ила.

Процесс биологической очистки можно интенсифицировать путем увеличения рабочей дозы активного ила при сохранении обычных нагрузок на ил. Окислительная мощность аэротенков с высокими дозами ила может превосходить обычные в 1,5—2 раза. Однако применение этого процесса связано с трудностями разделения концентрированных иловых смесей. В этом случае целесообразно двухступенчатое гравитационное разделение, или комбинация фильтрования с отстаиванием, или флотация иловых смесей.


Рис. 3.1. Фильтротенк радиального типа

I — распределительный лоток; 2 — лоток возвратного ила; 3 — зона аэрации; 4 — фильтрующая насадка; 5 — камера дегазации; 6 — струенаправляющая насадка; 7 — сборные лотки; Н — ферма илососа; 9 — мостик; 10 — камера управления; 11 — воздухопровод; 12 — трубопровод избыточного ила; 13 — эрлифт; 14 — иловая камера; 15 — трубопровод возвратного активного ила; 16 — илососы: П — трубопровод очищенных сточных вод

Кафедрой канализации МИСИ им. В. В. Куйбышева разработан способ фильтрации иловой смеси аэротенков с дозами ила до 25 г/л через сетчатые фильтры таким образом, что во вторичные отстойники поступает не более 3—4 г/л взвешенных веществ. Разработана технологическая схема такого сооружения, получившего название фильтротенк.

На рис. 3.1 представлена схема аэротенка с фильтрационным разделением иловой смеси (фильтротенка). Сточная жидкость после механической очистки поступает в распределительный лоток зоны аэрации, При поочередной продувке фильтрующих сетчатых насадок возникает и поддерживается мощный циркуляционный поток, обеспечивающий интенсивное перемешивание иловой смеси с поступающей в зону аэрации загрязненной сточной жидкостью. Профильтрованная через сетчатые насадки осветленная иловая смесь с концентрацией активного ила до 4 г/л по сухому веществу поступает в кольцевую камеру дегазации, а оттуда — в зону отстаивания, которая представляет собой радиальный отстойник с периферийной подачей исходной воды и центральным отводом осветленной жидкости с помощью сборных лотков. Осевший активный ил удаляется в иловую камеру, откуда возвратный активный ил перекачивают эрлифтом в лоток 2, а избыточный ил отводят на дальнейшую обработку по трубопроводу 11. Управление работой трубопроводов 11 и 12 производится с помощью задвижек, находящихся в отдельно стоящей камере управления.

При очистке в фильтротенке сточных вод с БПКПОЛН более 1500 мг/л и содержанием эфирорастворимых веществ около 150 мг/л очищенная вода имела БПКПОЛН, равное 20—30 мг/л, остаточное содержание эфирорастворимых веществ 7—9 мг/л. Продолжительность аэрации составляла 3—4 ч, что соответствовало окислительной мощности 8000—12 000 гБПК/(м3-сут) при нагрузке на ил 400—600 мг/ /(г-сут). Высота слоя активного ила под сетчатой насадкой составляла 1 —1,5 м, продолжительность фильтрования через нее — 40—60 с, период обратной продувки сетчатой насадки — 8—12 с при интенсивности подачи воздуха 80—120 м3/(м2-ч).

Технико-экономические расчеты показывают, что фильтротенк, обеспечивающий высокую окислительную мощность при сравнительно низких нагрузках на активный ил, позволяет достичь 12—15% экономии на себестоимости очистки 1 м3 сточной жидкости, при этом экономия капитальных затрат составляет 35—40%. Эта конструкция рентабельна при очистке концентрированных производственных сточных вод, а также в условиях образования труднооседающих активных илов.

Основой для разработки методов двух- и многоступенчатой биологической очистки сточных вод является идея культивирования на очистных станциях активных илов, приспособленных к окислению отдельных групп органических загрязнений. Известно, что чем полнее адаптация активного ила к данному виду загрязнений, тем эффективнее идет процесс биологической очистки. Одним из путей реализации этого преимущества является создание многоступенчатых систем, где на каждой ступени функционирует определенная культура микроорганизмов активного ила. С повышением разницы в скоростях биохимического окисления отдельных компонентов сточных вод и увеличением их начальных концентраций применение ступенчатой схемы очистки становится эффективнее.

При двухступенчатой схеме активный ил циркулирует только в пределах своей ступени, не смешиваясь с другими илами. Благодаря этому образуется ил, микроорганизмы которого наиболее приспособлены к окислению определенного вида загрязнений.

Учитывая свойственную сточным водам промышленных предприятий большую неравномерность состава и расхода, в качестве I ступени двухступенчатых сооружений целесообразно применять аэротенки - смесители. Это позволяет также снизить концентрацию токсичных для микроорганизмов веществ, которые могут присутствовать в производственных сточных водах. Поскольку после I ступени неравномерность в составе воды значительно сглаживается, для II ступени целесообразно применение аэротенков - вытеснителей, которые позволят полнее очистить сточные воды от оставшихся трудноокисляемых загрязнений.

Известно несколько модификаций двухступенчатых схем с аэротенками. Наиболее применима схема с аэротенком - смесителем на I ступени и с аэротенком- вытеснителем в качестве II ступени, избыточный активный ил из которых отводится раздельно. При этом высоконагруженный избыточный ил I ступени может быть утилизирован, тогда как сильно минерализованный ил II ступени нуждается только в обезвоживании. По другой схеме двухступенчатой очистки избыточный ил II ступени направляется в аэротенк-смеситель I ступени, улучшая тем самым окислительную работу системы в целом. Однако общее количество избыточного активного ила, удаляемого из системы после I ступени очистки, в данном случае несколько возрастает. В третьем варианте двухступенчатой схемы предусматривается отвод избыточного активного ила только после II ступени очистки. Аэротенк-смеситель I ступени работает с максимально возможными дозами ила, избыток которого вместе с очищенной сточной жидкостью поступает на II ступень. К достоинствам такой схемы следует отнести высокую окислительную мощность I ступени очистки и сильную минерализацию избыточного активного ила, удаляемого после II ступени очистки, что сокращает затраты на его дальнейшую обработку. К недостаткам, не позволяющим рекомендовать указанную схему для очистки смеси легко- и трудноокисляемых загрязнений сточных вод, относится сильная засоренность культуры активного ила II ступени илом I ступени очистки, в результате чего нарушается эффект адаптации. Каждая из трех рассмотренных схем может работать с перепуском (байпасом) неочищенной части сточной жидкости на II ступень, минуя I ступень очистки.

Недостатком многоступенчатых схем очистки является необходимость устройства промежуточных вторичных отстойников и связанной с ними системы распределительных лотков, что влечет за собой увеличение общего объема сооружений и повышение гидравлических потерь напора при прохождении жидкости по сооружениям. Последнее, в свою очередь, вызывает увеличение необходимого напора при перекачивании циркулирующего активного ила. Практика показывает, что при применении двухступенчатой схемы этот недостаток может быть компенсирован более высоким эффектом очистки сточных вод, сокращением расхода воздуха и аэрационного объема.

Пневматические аэраторы широко применяются в технологии очистки сточных вод, особенно при биологической очистке в аэротенках. Наиболее эффективны мелкопузырчатые аэраторы, но при наличии в воде карбонатов и сульфатов кальция, смол и других веществ, кольматирующих поры фильтросов, пористые элементы сравнительно быстро засоряются. В этих условиях, несмотря на перерасход воздуха, целесообразно применение среднепузырчатых аэраторов из дырчатых труб или стояков с открытыми нижними концами. Эффективность среднепузырчатых аэраторов повышается при оборудовании их струенаправляющими устройствами (рис. 2.4). Аэраторы этого типа наиболее рациональны для оборудования прудов. По эффективности использования воздуха они на 20—25% превосходят аэраторы из дырчатых труб.

Механические аэраторы насыщают жидкость кислородом за счет интенсивной ее рециркуляции или разбрызгивания, а также при всасывании и диспергировании атмосферного воздуха. В зависимости от принципа действия и конструкции механические аэраторы делятся на поверхностные (дисковые, конусные и роторные) и погружные (всасывающие и пневмомеханические).

Дисковые и конусные поверхностные механические аэраторы представляют собой лопастные турбины диаметром 0,5—4 м с вертикальным валом, приводимые в действие мотор-редукторами. Эти турбины являются разновидностью центробежных колес. При работе аэратора жидкость всасывается снизу, лопастями приводится во вращение и отбрасывается к периферии. В результате образуется гидравлический прыжок, захватывающий и диспергирующий атмосферный воздух, пузырьки которого увлекаются нисходящим потоком в толщу аэрируемой жидкости.


Рис. 3.2. Аэратор со струенаправляющим устройством

Iвоздухопровод: 2 — направляющая труба: 3 — спиральная насадка: 4—трос: .5 — поплавок


Шахтный аэратор (рис. 3.3) представляет собой коническую или цилиндрическую трубу высотой 3—8 м, расположенную над уровнем воды или заглубленную под уровень. Циркулирующая рабочая жидкость подается в верхнюю часть трубы, переливается через водосливное устройство и стекает по стенкам трубы вниз, захватывая воздух, диспергируя его и увлекая в аэрируемый резервуар.



Рис. 3.4. Эжекторный аэратор

1 — сопло; 2 — подающий патрубок; 3 —воздушная труба

Рис. 3.3. Шахтный аэратор 1 -трубопровод иловой смеси; 2 — штуцер подсоса воздуха; 3 — водосливная камера; 4 — переливная воронка; 5 —колонна; 6 — коническая насадка; 7 — аэротенк; В — циркуляционный насос

Эжекторный аэратор (рис. 3.4) имеет сравнительно короткое сопло (до 0,6—0,7 м) цилиндроконической формы, внутрь которого коаксиально введена труба, сообщающаяся с атмосферой. При подаче в сопло рабочей жидкости в суженном кольцевом пространстве между соплом и воздушной трубой образуется разрежение, вследствие чего всасывается воздух, который интенсивно диспергируется и вместе с рабочей струей поступает на поверхность жидкости аэрируемого резервуара. При падении струи в жидкость происходит дополнительная аэрация. По производительности и энергетическим показателям шахтные аэраторы превосходят эжекторные, но последние более компактны.

К аэраторам комбинированного действия можно отнести так называемые эрлифтные аэраторы (рис. 3.5) , разработанные во ВНИИ ВОДГЕО. В эрлифтных аэраторах воздух через систему дырчатых труб подается в расширяющуюся нижнюю часть цилиндрического корпуса. Выходящий воздух поднимается и в результате эрлифтного эффекта увлекает за собой большую массу жидкости, которая через кольцевой направляющий конус переливается на периферию резервуара. В результате создается кольцевой гидравлический прыжок, и расширяющийся книзу поток жидкости захватывает мелкие пузырьки газа и увлекает их в нижнюю часть резервуара. Одновременно этот поток подсасывается в цилиндрический корпус, что способствует хорошему перемешиванию жидкости и обогащению ее' кислородом. Таким образом, происходит интенсивный массообмен.

Для захвата воздуха служат специально ориентированные вертикальные обтекаемые лопасти вогнуто-выпуклой формы, расположенные на поверхности кольцевого направляющего конуса под углом 30—60° к радиусу корпуса; при угле менее 30° не обеспечивается необходимая тангенциальная скорость движения жидкости в резервуаре и снижается эффективность растворения кислорода; при угле более 60° повышаются потери напора и снижается эффективность аэрации. Угол наклона кольцевого направляющего конуса составляет 55—70° к вертикали, отношение диаметра цилиндрического корпуса к ширине резервуара — 0,07—0,125.

Эрлифтный аэратор обеспечивает повышение эффективности аэрации на 10—15% за счет увеличения коэффициента использования кислорода, что обусловлено созданием противотока воды и воздуха по периферии резервуара, захватом и дроблением пузырьков газа в обтекаемых лопастях, а также аэрированием в гидравлическом прыжке. Этот аэратор более прост и надежен, чем поверхностный механический аэратор, поскольку в нем нет вращающихся частей. Окислительная способность устройства регулируется в зависимости от состава сточной жидкости путем изменения расхода подаваемого воздуха.



Рис.3.5. Эрлифтный аэратор

1 — резервуар; 2 — конический раструб; 3 — распределительные воздухопроводы с дырчатыми отверстиями или насадками; 4 — цилиндрический корпус; 5 — кольцевой направляющий конус; Sвертикальные лопатки
Биологические фильтры
В последние годы заметно возрос интерес к биофильтрам в связи с разработкой их новых эффективных конструкций с пластмассовой загрузкой, с вращающимися биодисками, а также с применением различного рода биотенков. По сравнению с аэротенками биофильтры менее энергоемки; они рентабельны для обработки сравнительно небольших количеств сточных вод.

Биофильтр состоит из корпуса, водораспределительного, дренажного и воздухораспределительного устройств и загрузки. Проходя через загрузочный материал, загрязненная вода оставляет на нем нерастворенные примеси, не осевшие в первичных отстойниках, а также коллоидные и растворенные органические вещества. Загрязнения сорбируются биопленкой, покрывающей поверхность загрузочного материала. Микроорганизмы, образующие биопленку, окисляют органические вещества, используя их как источник питания и энергии. Таким образом, из сточной воды удаляются органические вещества и в то же время увеличивается масса активной биопленки в теле фильтра. Омертвевшая и отработавшая биопленка смывается протекающей сточной водой и выносится из тела биофильтра.

По конструктивным особенностям загрузочного материала все существующие биофильтры можно разделить на два вида: с объемной загрузкой и плоскостной загрузкой. В свою очередь биофильтры с объемной загрузкой можно разделить на следующие группы:

капельные, имеющие крупность фракций загрузочного материала 20—30 мм и высоту слоя загрузки 1—2 м;

высоконагружаемые с крупностью фракций загрузочного материала 40—60 мм и высотой слоя загрузки 2—4 м;

башенные, которые имеют крупность фракции загрузочного материала 60—80 мм и высоту слоя загрузки 8—16 м.

Капельные биофильтры можно рекомендовать при расходах сточных вод до 1000 м3/сут, высоконагружаемые и башенные— при расходах до 30—50 тыс. м3/сут; при обосновании применение высоконагружаемых биофильтров допускается на станциях и большей пропускной способности. В качестве загрузочного материала в биофильтрах с объемной загрузкой используют щебень, гравий, шлак, керамзит и другие материалы плотностью 500—1500 кг/м3 и пористостью 40—50%.

Биофильтры с плоскостной загрузкой разделяют на группы по типу загрузки:

жесткая засыпная в виде колец, обрезков труб и других элементов— могут быть использованы керамические, пластмассовые и металлические засыпные элементы плотностью 100—500 кг/м3 и пористостью 70— —90% при высоте слоя 1—6 м;

жесткая блочная в виде решеток или блоков, собранных из чередующихся плоских и гофрированных листов, — могут быть использованы различные виды пластмасс'(поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, полистирол и др.) плотностью 40—100 кг/м3 и пористостью 90— —97% при высоте слоя 2—16 м, а также асбестоцементные листы плотностью 200—250 кг/м3 и пористостью 80—90% при высоте слоя 2—6 м;

мягкая из металлических сеток, пластмассовых пленок или синтетических тканей (нейлон, капрон), которые крепят на специальных каркасах или укладывают в виде рулонов,— такая загрузка имеет плотность 5—60 кг/м3 и пористость 94—99% при высоте слоя 3—8 м. Все применяемые для загрузки естественные и искусственные материалы должны удовлетворять следующим требованиям: при плотности до 1000 кг/м3 загруженный материал в естественном состоянии должен выдерживать нагрузку не менее 0,1 МПа, не менее 10 циклов испытаний на морозостойкость, кипячение в течение 1 ч в 5%-ном растворе соляной кислоты; материал не должен получать заметных повреждений или уменьшаться более чем на 10% первоначальной массы загрузки; загрузка по высоте должна быть одинаковой крупности и только для нижнего поддерживающего слоя высотой 0,2 м следует применять более крупную загрузку (диаметром 60—100 мм).

В капельном биофильтре сточная вода подается в виде капель или струй. Естественная вентиляция воздуха происходит через открытую поверхность биофильтра и дренаж. Такие биофильтры имеют низкую нагрузку по воде; обычно она колеблется от 0,5 до 1 м3 воды на 1 м3 фильтра. Они предназначаются для полной биологической очистки сточной воды. (При наличии дешевого загрузочного материала и свободной территории небольшие биофильтры можно устраивать без стенок; фильтрующий материал в этом случае засыпается под углом естественного откоса.) Наилучшими материалами для засыпки биофильтров являются щебень и галька.

Особенностью высоконагружаемых биофильтров является более высокая, чем в капельных, окислительная мощность, что обусловлено незаиляемостью таких фильтров и лучшим обменом воздуха. Достигается это благодаря применению более крупного загрузочного материала и повышению гидравлической нагрузки. Проектируются они круглыми или прямоугольными в плане со сплошными стенками и двойным дном: верхним — в виде колосниковой решетки и нижним — сплошным. Воздух в междонное пространство нагнетается вентиляторами. На отводных трубопроводах предусмотрены гидравлические затворы глубиной 200 мм. Вся поверхность биофильтра орошается с возможно малыми перерывами. Высоконагружаемые биофильтры могут обеспечить любую заданную степень очистки сточных вод, поэтому применяются как для частичной, так и для полной их очистки.

Определенный интерес представляют конструкции закрытых биофильтров с верхней подачей воздуха. Подобные биофильтры эксплуатируются во Франции свыше 30 лет и имеют эксплуатационные преимущества перед открытыми. В закрытый биофильтр воздух подается сверху вниз, в результате чего в верхней части биофильтра происходит более интенсивное окисление органических загрязнений, поскольку там, как правило, наблюдается минимальное содержание кислорода в газовой фазе. Очистные сооружения, в состав которых входят такие биофильтры, имеют суточную пропускную способность от 170 до 2100 м3сточных вод.

Практика эксплуатации показывает, что причиной неудовлетворительной работы биофильтров может быть: перегрузка по расходу сточных вод и особенно по концентрации органических загрязнений и взвешенных веществ; выключение биофильтра из работы на длительные сроки (более суток); значительные колебания расхода в течение суток; недостаточное количество подаваемого воздуха в тело биофильтра; дефицит биогенных элементов в сточных водах; малая гидравлическая нагрузка, вызывающая скопление биопленки в теле биофильтра; высокая гидравлическая нагрузка, приводящая к значительному выносу биопленки; наличие в сточных водах токсичных компонентов, жиров, масел и т. д. в концентрациях, превышающих допустимые; засорение спринклерных головок; обмерзание реактивных оросителей, приводящее к неравномерному распределению сточных вод по поверхности биофильтра.

На кафедре канализации МИСИ им. В. В. Куйбышева предложена загрузка из винипласта в виде сотовых плит с четырехугольными ячейками, две грани которых наклонены к горизонтальной плоскости под углом 45°. Сотовые плиты укладывают одну на другую таким образом, чтобы наклонные грани ячеек одной плиты были повернуты на 90° по отношению к наклонным граням ячеек другой плиты. Пористость загрузки составляет 80%, удельная площадь поверхности— 190 м23, плотность — 280 кг/м3.

Следует особо остановиться на пластмассовой загрузке типа Флокор, выпускаемой английской фирмой ICI. При монтаже блока гофрированные листы прокладываются плоскими листами, имеющими отверстия, и соединяются в блоки размером 0,6x0,6x 1,2 м. Загрузка этой фирмы применяется в ряде европейских стран и в США. В Японии в качестве мягкого загрузочного материала используют нейлоновую ткань. В Англии и ФРГ предложена рулонная загрузка, образованная путем спиральной намотки двух скрепленных между собой поливинилхлоридных лент (плоской и гофрированной) толщиной 0,5 мм. Рулоны загрузки устанавливают вертикально, вплотную друг к другу.

В качестве загрузочного материала может быть использована также винипластовая пленка в виде рулонов или вертикально подвешенных лент.

Наиболее индустриальной и перспективной является блочная загрузка, которая значительно ускоряет строительство биофильтров. ГПИ Союзводоканал проект по рекомендациям МИСИ им. В. В. Куйбышева разработал экспериментальный проект биофильтров с блочной пластмассовой загрузкой. Пропускная способность этих сооружений 1000—9600 м3/сут. В них может быть использована загрузка двух видов: с гофром типа «сложная волна» (аналог Флокор) и гофрированные листы. Листы изготовляются из полиэтилена и свариваются в блоки прямоугольной и треугольной формы. Нижний ряд блоков укладывают на поддерживающую решетку (рис. 3.6), последующие ряды укладывают с поворотом каждого ряда на 45° относительно предыдущего.

Пропускная способность биофильтров повышается при увеличении диаметра фракций загрузки и ее пористости. Но с увеличением крупности фракции загрузочного материала уменьшается площадь рабочей поверхности для образования биопленки, поэтому для повышения пропускной способности биофильтров рациональнее идти по пути увеличения пористости загрузки. В образцах загрузки, испытанных на кафедре канализации МИСИ им. В. В. Куйбышева, пористость плоскостной загрузки составляла 73—99%.


Рис. 3.6. Биофильтр с пластмассовой загрузкой

1— реактивный ороситель; 2 — подающий трубопровод; 3 — блок загрузки из гофрированных листов полиэтилена

  1   2


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации