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

Комбинированные сооружения

Характерной особенностью комбинированных сооружений является совмещение в одном объеме функции аэротенка и вторичного отстойника. Это позволяет осуществить очистку сточных вод при относительно высоких значениях концентрации активного ила, обеспечивая пребывание его в аэробных условиях на протяжении всего процесса, что значительно сокращает площадь, занимаемую сооружениями биологической очистки, уменьшает капитальные затраты и интенсифицирует работу сооружений биологической очистки за счет создания более благоприятных условий для жизнедеятельности микроорганизмов активного ила.

В комбинированных сооружениях по-разному сочетаются процессы биокоагуляции, отстаивания, осветления во взвешенном слое осадка и аэробного биохимического окисления. К таким сооружениям относятся: аэроакселераторы, оксидаторы, циклейторы, реактиваторы и др. Особого внимания заслуживают получившие большое распространение аэроакселераторы, которые в зависимости от концентрации загрязнений, характера сточной жидкости и периода аэрации могут работать на полную или неполную биологическую очистку бытовых и

производственных сточных вод. Наибольшей известностью и распространением в мировой практике пользуются аэроакселераторы зарубежных фирм «Инфилко» (США), «Патерсон» (Англия), «Дегремон» (Франция), «Лурги» (ФРГ) и др. Среди них фирма «Инфилко» занимает ведущее положение.

Аэроакселераторы могут быть с пневмомеханической, механической (поверхностной) и пневматической системами аэрации. Эти сооружения подразделяются на два типа: с центральной зоной аэрации и периферической отстойной зоной и с центрально расположенным отстойником и периферической зоной аэрации.






Рис. 3.8. Очистная установка SGEA

I —трубопровод для подачи сточной воды; 2 — коническая насадка; 3 — пневматический аэратор; 4 — зона аэрации; 5 — погружная перегородка; 6 — полупогружная перегородка; 7 — воздуховод; 8 — водосборный лоток; 9 — зона отстаивания

Рис. 3.7. Аэроакселератор с центральной зоной аэрации

/—трубопровод для подачи сточных вод; 2 — воздухопровод; 3 — зона уплотнения ила; 4 — трубопровод для отвода уплотненного ила; 5 — турбина мешалки; в — зона аэрации; 7 — перепускные окна; 8 — зона отстаивания; 9 — водосборный лоток; 10 — перегородка; // — донная щель
Аэроакселератор с центрально расположенной зоной аэрации, оборудованной пневмомеханическим аэратором, работает следующим образом (рис. 3.7). Сточная вода, предварительно насыщенная пузырьками поступающего под давлением воздуха, подается в центральную зону аэрации. При обработке производственных сточных вод туда же вводятся растворы биогенных элементов. Из верхней части центральной камеры смесь переливается через окна, имеющие устройства для регулирования расхода, и опускается вниз по кольцевому пространству, образованному полупогружной стенкой. Во внешней кольцевой части, предназначенной для отстаивания, очищенная сточная вода отделяется от активного ила и удаляется через периферийный лоток. Часть отстойника, образующая в плане сектор 20—30°, отделена от зоны аэрации и используется для уплотнения избыточного ила.

Очистная установка SGEA (рис. 3.8), применяемая во Франции, представляет собой прямоугольный в плане аэроакселератор с центральной зоной аэрации. Установка оборудована пневматической системой аэрации. Погруженный в воду аэратор с пористыми колпачками предназначен для насыщения иловой смеси мелкими пузырьками воздуха. Сточная вода подается снизу в центральную зону аэрации и, проходя через коническую насадку, смешивается с эжектируемым активным илом. Иловая смесь поступает в кольцевое пространство, образованное погружной и полупогружной стенками, и далее в отстойник, где происходит осаждение активного ила. Осветленная сточная жидкость отводится лотками, расположенными по периметру. Избыточный активный ил удаляется из уплотнителя, который занимает часть отстойной зоны, отделенной от аэрационной части перегородкой.

Аэроакселераторы применяются почти для всех видов сточных вод и могут обеспечивать полную и неполную очистку.

Как правило, при обработке бытовых сточных вод с БПКП0ЛН ДО 220 мг/л аэроакселераторы практически работают на полную очистку; БПКдолн очищенной воды составляет 7—20 мг/л.

Аэроакселераторы пропускной способностью до 10 000 м3/сут применяются на нефтеперерабатывающих заводах США и ФРГ, причем сточные воды этих заводов, содержащие до 1000 г/м3 фенолов и 10— 20 г/м3 нефти после очистки содержат менее 1 г/м3 фенолов при практически полном отсутствии нефти.

В большинстве случаев продолжительность отстаивания в зоне осветления принимают равной 1,5—2,5 ч при скорости восходящего потока 0,6 — 1 мм/с.

Концентрация активного ила в зоне аэрации может достигать 5 г/л по беззольному веществу. Циркуляционный расход активного ила принимается обычно равным расходу сточных вод, но его можно и изменять путем открывания и закрывания переливных окон.

Иногда аэроакселераторы проектируют с повышенными скоростями восходящего потока в отстойной зоне (около 1,4-—2,88 мм/с), что уменьшает объем установки, но увеличивает вынос взвешенных веществ. В таких случаях после аэроакселератора устанавливают грубозернистые скорые фильтры. Активный ил из отстойной зоны аэроакселератора имеет влажность 98,8—99,2%.

Построенные в Советском Союзе на ряде очистных станций первые комбинированные коридорные аэротенки-отстойники имели неудачное конструктивное решение отстойной зоны, которая не обеспечивала нормальной циркуляции активного ила между зонами отстаивания и аэрации. Это приводило к залеживанию ила в зоне отстаивания, загниванию его и выносу с осветленной сточной жидкостью.

В НИИ КВОВ усовершенствована конструкция аэротенка-отстойника путем создания принудительной циркуляции активного ила с помощью эрлифтов, устанавливаемых в иловых бункерах. Это обеспечивает направленное движение иловой смеси из зоны аэрации в зону отстаивания, устранение в отстойной части участков, в которых может накапливаться и загнивать активный ил, а также гидродинамическую устойчивость слоя взвешенного осадка,

-отстойник с принудительной циркуляцией активного ила (рис. 3.9) представляет собой прямоугольный в плане резервуар, разделенный на две самостоятельные зоны (аэрации и отстаивания) не доходящей до дна продольной наклонной перегородкой. Зона аэрации оборудована впускными устройствами, расположенными рассредоточенно, фильтросными пластинами, пористыми или дырчатыми трубчатыми аэраторами. Зона отстаивания снабжена иловыми бункерами с эрлифтами и устройствами для сбора и отведения осветленных сточных вод и всплывающих веществ.

Сточная жидкость после первичных отстойников направляется в зону аэрации, где она смешивается с активным илом при барботаже воздухом. Иловая смесь из зоны аэрации через придонную щель под наклонной перегородкой поступает в зону отстаивания. Осветленная сточная жидкость собирается отводящим лотком, расположенным у борта, и удаляется из сооружений. В процессе отстаивания иловой смеси образуется слой взвешенного активного ила, способствующий более эффективному осветлению жидкости. Активный ил из верхней части слоя взвешенного осадка постоянно поступает в иловый бункер, откуда также постоянно откачивается эрлифтом в зону аэрации. Избыточный активный ил удаляется из зоны аэрации по илопроводу.



Рис. 3.9. Аэротенк-отстойник с принудительной циркуляцией ила

1 — пневматический аэратор; 2 — трубопровод для удаления избыточного ила; 3 — зона аэрации; 4 — труба для подачи сточной воды; 5 — перегородка; 6 — эрлифт для циркуляции ила; 7 — лоток для сбора и отвода очищенной воды; 8 — зона отстаивания; 9 — иловый бункер; 10—-впускная щель




Аэротенки-отстойники с принудительной циркуляцией активного ила рекомендуется применять на станциях аэрации любой пропускной способности. При очистке сточных вод в режиме полного окисления, в частности на установках малой пропускной способности заводского изготовления, первичное отстаивание из технологической схемы исключается. На станциях большой пропускной способности необходимость первичного отстаивания должна обосновываться технико-экономическими расчетами. Применение аэротенков-отстойников с принудительной циркуляцией активного ила позволяет увеличить рабочую дозу ила до 4—5 г/л по сухому веществу и, следовательно, уменьшить период аэрации сточной жидкости.

Аэротенки-осветлители, разработанные НИКТИ ГХ УССР, предназначены для очистки городских и близких к ним по составу промышленных сточных вод с концентрацией загрязнений по БПКполп до 500 мг/л и по взвешенным веществам до 150 мг/л на очистных станциях пропускной способностью 1400—280 000 м3/сут. При применении аэротенков-осветлителей объем очистных сооружений снижается за счет сокращения продолжительности аэрации до 3—5 ч и исключения из схемы очистки вторичных отстойников. В отличие от аэротенков-отстойников в азротенках-осветлителях создается значительно более высокая степень рециркуляции ила, что позволяет рассматривать взвешенный слой ила в отстойной зоне как реакционную зону.




Рис. 3.10. Аэротенк-осветлитель с наклонными стенками

1—зона аэрации; 2 — переливные окна; 3 — козырек; 4 — зона осветления: 5 — лоток; 6 — трубопровод избыточного ила; 7 — циркуляционная щель: 8 — трубопровод подачи воздуха в щель; 9 —«зуб»; 10 — перфорированный трубопровод подачи сточных вод; 11 — аэратор: 12 — перегородка; 13 — зона дегазации; 14 — шибер




Рис. 3.11 Аэротенк-осветлитель с вертикальными стенками (обозначения те же что и на рис. 3.10)

В аэротенках-осветлителях с наклонными боковыми стенками (рис. 3.10) зона аэрации находится в центральной части сооружения между симметрично расположенными по периферии зонами осветления, а при вертикальных боковых стенках зоны осветления с обеих сторон ограничены зонами аэрации (рис. 3.11). Зоны осветления отделены от зон аэрации наклонными, не доходящими до дна резервуара перегородками с переливными окнами в верхней части для подачи иловой смеси из зоны аэрации в зону осветления. В нижней части разделительные перегородки образуют сплошную щель, через которую возвратный ил подсасывается из зоны осветления в зону аэрации. Между зонами осуществляется б—12-кратная степень рециркуляции смеси, регулируемая изменением площади сечения переливных окон. Побудителем рециркуляции является система аэрации, обеспечивающая перепад гидростатического давления между зонами аэрации и осветления. Воздух подается в зону аэрации через перфорированные трубки или через мелкопузырчатые диффузоры.

Предварительно отстоенная сточная вода поступает в сооружение через перфорированный трубопровод, расположенный у днища по всей длине зоны аэрации, смешивается с активным илом и подвергается аэрации.

Аэрированная иловая смесь через переливные окна направляется вниз вдоль разделительных перегородок и поступает в зоны осветления, где разделяется на два потока. Один поток (рециркулирующий) через донные щели возвращается в зону аэрации, другой направляется вверх, создавая взвешенный слой активного ила. Очищенная вода, пройдя взвешенный слой ила, собирается водоотводящими лотками. Избыточный ил из нижней части взвешенного слоя удаляется по трубам, размещенным равномерно по всей длине сооружения.

Взвешенный слой ила в зоне осветления, работающий как фильтр и реактор окисления, характеризуется однородностью и устойчивостью, что обеспечивается формой зоны осветления, которая способствует вихревой направленной циркуляции потоков во всем объеме слоя. Оптимальный кислородный режим поддерживается за счет интенсивного обмена ила между зонами взвешенного осадка и аэрации во взвешенном слое.

Расчет аэротенков-осветлителей производится по скорости биохимического окисления загрязнений и гидравлической нагрузке на поверхность взвешенного слоя или в часы максимального притока. Для аэротенков-осветлителей при концентрации загрязнений в поступающей сточной воде по БПКполн < 300 мг/л определяющим окончательные размеры сооружения параметром является гидравлическая нагрузка на поверхность взвешенного слоя ила, .а при больших значениях БПКцолн — скорость окисления загрязнений.

При проектировании аэротенков-осветлителей принимают: рабочую глубину 4—5,5 м; угол наклона разделительных перегородок и наклонных боковых 45—55°; расстояние от переливных окон до успокоительных стенок зоны дегазации 0,5—0,8 м; толщину защитной зоны над взвешенным слоем ила 1,5—1,8 м; ширину средних зон аэрации 1—2 м; крайних зон 0,7 м.

Реакционный объем в аэротенке-осветлителе складывается из объемов зон аэрации, дегазации и взвешенного слоя ила, т. е. объема, занимаемого илом в сооружении.

Одной из модификаций комбинированных сооружений является противоточный аэротенк, разработанный ВНИИ ВОДГЕО. Он представляет собой сооружение, в котором создается длительный контакт иловой смеси с пузырьками воздуха в условиях противотока воздуха движению воды, что обеспечивает высокую эффективность использования кислорода. В противоточных аэротенках расход воздуха может быть существенно снижен по сравнению с типовыми конструкциями аэротенков.

Противоточный аэротенк (рис. 3.12) состоит из трех основных частей: зоны аэрации, зоны эрлифтной циркуляции и зоны отстаивания. Зона аэрации оборудована мелкопористыми пневматическими аэраторами, расположенными в ее нижней части, и струенаправляющими лопатками с винтовыми креплениями, обеспечивающими равномерное распределение сточной воды по ширине зоны. Винтовые крепления позволяют регулировать глубину погружения лопаток. Зона эрлифтной циркуляции отделена от зоны аэрации полупогружной перегородкой и снабжена решеткой из дырчатых труб. Зона отстаивания расположена в центральной части зоны аэрации и отделена от нее перегородками, которые имеют циркуляционные щели и впускные окна с козырьками, закрепленными шарнирно на эластичных резиновых подвесках, с помощью которых регулируется сечение впускных окон.




Рис. 3.12. Противоточный аэротенк

I — зона аэрации; 2 — зона эрлифтной циркуляции; 3 — впускные окна: 4 — козырек; 5 — полупогружная перегородка; 6 — струенаправляющие лопатки; 7 — перегородки; 8 — зона отстаивания; 9 — водосборный лоток; 10 — воронки; 11 — винтовые крепления; 12 — иловые эрлифты; 13 — циркуляционные щели; 14 — мелкопористые пневматические аэраторы; 15 — решетки из дырчатых труб
Сточная вода подается в верхнюю часть зоны аэрации, где создается нисходящее движение сточной воды вследствие циркуляции между зоной аэрации и зоной эрлифтной циркуляции, возникающей в результате действия эрлифта. Нисходящее движение жидкости и восходящее движение воздуха создают противоток, обеспечивающий длительный контакт иловой смеси с пузырьками воздуха.

Иловая смесь через впускные окна непрерывно поступает в отстойную зону и разделяется там. Иловая смесь уплотняется и частично через циркуляционные щели возвращается в зону аэрации, частично выводится из сооружения в виде избыточного ила. Часть смеси вместе с транзитным расходом воды поднимается и образует взвешенный фильтр, задерживающий мелкие частицы ила. Граница раздела осветленной воды и взвешенного слоя ила обеспечивается непрерывным отсосом ила эрлифтами через воронки. Осветленная вода через зубчатые водосливы поступает в водосборный лоток. В качестве аэраторов используют пористые фильтросные трубы диаметром 150—200 мм.

Противоточные аэротенки рекомендуется применять для очистки сточных вод, ВПК которых не превышает 500—700 мг/л. При более высоких значениях ВПК (1000—1200 мг/л) можно использовать противоточные аэротенки в две ступени. При этом БПКполн снижается до 300 мг/л на первой ступени и до 15 мг/л на второй.

За рубежом находят применение шахтные аэротенки, которые позволяют в несколько раз сократить производственные площади и существенно снизить энергозатраты на аэрацию.

Шахтный аэротенк с эрлифтной циркуляцией представляет собой цилиндрический вертикальный резервуар диаметром от 0,6 до 3 м и высотой 12—100 м. Он может быть заглублен или установлен на поверхности земли в виде колонны (рис. 3.13).

В поперечном сечении аэротенк разделяется на две части, в одной из которых предусматривается система пневматической аэрации с помощью фильтросных труб или тканевых аэраторов, а в другой размещается насос (пропеллерный или шнековый) или эрлифт, обеспечивающий циркуляцию иловой смеси и подачу ее в аэрационную часть. В аэрационной части обеспечивается нисходящее движение иловой смеси со скоростями 1—2 м/с, при этом пузырьки воздуха, поступающего из аэратора, увлекаются в нижнюю часть сооружения. Длительное пребывание воздуха при повышенном давлении обусловливает эффективное использование кислорода (до 90%). Переходя из аэрационной части в эрлифтную, растворенный воздух десорбируется из иловой смеси, что дает возможность использовать для разделения смеси флотацию. В илоотделителе уклон днища составляет 60°, перед входом в зону отстаивания предусмотрена камера воздухоотделения шириной 1 м, которая оборудована воздушным барботером для разрушения пены.

В качестве варианта может быть применен аэротенк с насосной циркуляцией и подачей воздуха через эжекторы (рис. 3.14). В этом случае скорость движения иловой смеси принимается 1—2 м/с.

При проектировании шахтных аэротенков рекомендуются следующие параметры: глубина аэротенка Н = 20-50 м; соотношение площадей аэрации и циркуляции 1:1; концентрация ила в аэротенке 4—5 г/л; нагрузка на гравитационный илоотделитель при глубине 3 м — 2 м3/ (м- ч).

Для аэрации следует применять тканевые трубчатые аэраторы и располагать их на глубине 4 м.







Рис. 3.14. Шахтный аэротенк с насосной циркуляцией

1 — ствол шахты; 2 — зона аэрации; 8 — внутренняя труба; 4 — циркуляционная зона; 5—иловые щели; 6 — впускные окна; 7 — отстойник; 8 — насос; 9 — расходомер; 10 — эжектор; 11 — разделительная диафрагма

Рис. 3.13. Шахтный аэротенк с эрлифтной циркуляцией

I ствол шахты; 2 — зона аэрации; 3 — Внутренняя труба; 4 — эрлифтная зона; 5 — расходомер; б - манометр: 7 — регулировочный вентиль; 8 — отстойник; 9 — перегородка; 10 — впускные трубы; 11 —- аэраторы; 12 — иловые щели; 13 — дырчатые трубы эрлифты
1   2


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