Расчет капельного биофильтра (метод Яковлева)

Расчет капельного биофильтра (Метод Яковлева)

Основной целью эксплуатации биофильтров является поддержание расчетной окислительной мощности загрузки (количества и качества биопленки).

Капельные биофильтры характеризуются низкими органическими нагрузками. Однако для своевременного смыва отработанной биопленки нужна определенная гидравлическая нагрузка. Орошение сточной жидкостью тела загрузки капельных биофильтров должно быть равномерным по всей площади, чтобы в загрузке не создавались зоны с повышенной органической или пониженной гидравлической нагрузкой, даже если их значения в целом по сооружению будут расчетными.

Эти факторы, обусловливающие стабильную работу биофильтров, наряду с подачей необходимого количества воздуха определяют и характер работ по их обслуживанию.

Биофильтры вообще, а капельные — в особенности, практически плохо поддаются регулированию при изменениях внешних условий. Поэтому их эксплуатация сводится к поддержанию стабильности проектных показателей загрязненности сточной жидкости и необходимого состояния биофильтра. Единственным регулируемым параметром может быть степень рециркуляции очищенной воды в схемах станций с биофильтрами, где она предусмотрена, но диапазоны значений этой величины, в пределах которых можно регулировать окислительную мощность с целью стабилизации нагрузки, ограничены узкими предельными величинами.

История и принцип действия биофильтра

Данный вид биофильтров характеризуется тем, что сточная вода подается в виде капель или струй. Для обеспечения вентиляции воздуха предусмотрены открытая крыша фильтра для очистки сточных вод и дренаж. Такой вид биофильтров характеризуется низкой нагрузкой по воде.

Принцип работы капельных биофильтров следующий: после прохождения сточной воды через первичный отстойник, она осветляется и поступает в распределительное устройство, из которого она периодически напускается на поверхность биофильтра. Вода, профильтрованная при помощи биофильтра, попадает в дренаж, откуда вытекает к специальным отводным лоткам, расположенным за пределами устройства. После этого вода попадает во вторичные отстойники, где происходит отделение выносимой пленки от уже очищенной воды.

Следует отметить, что если сделать нагрузку на поверхность биофильтра выше допустимой, то поверхность биофильтров данного вида быстро заиливается, что приводит к ухудшению их работы. Также капельные биофильтры чаще всего проектируются круглой или прямоугольной формы, со сплошными стенками и двойным дном. Верхнее дно изготавливается в виде колосниковой решетки, а нижнее является сплошным. Расстояние между доньями равно 0,6 метров, что дает возможность специалистам периодически проводить осмотр устройства. биофильтр очистка сточный.

Методика расчета.

Капельные биофильтры, в зависимости от расхода сточных вод и среднегодовой температуры воздуха, размещают в неотапливаемых или отапливаемых помещениях. Допустимое значение БПКполн сточных вод, подаваемых на биофильтр, составляет 220 мг/л; гидравлическая нагрузка 1−3 м3/(м2сут).

Расчёт капельных биофильтров производится в такой последовательности:

1)определяется коэффициент К:

K = Len / Lex, (1.8).

где Len, Lex, — БПКполн сточных вод, соответственно, поступающих и очищенных;

• 2) по среднезимней температуре сточной воды Т и значению К по таблице 1.3 определяются высота биофильтра Н и гидравлическая нагрузка q. Если полученное значение К превышает значения, приведённые в таблице 1.3, то необходимо вводить рециркуляцию и расчёт производить по методике расчёта высоконагружаемых биофильтров с рециркуляцией;
• 3) по расходу очищаемых сточных вод Q, м3/сут, и гидравлической нагрузке q (м3 /м2 сут) определяется общая площадь биофильтров S, м2:
  • S = Q/ q. (1.9)

Биофильтры устраивают в виде отдельных секций. Число и размеры секций зависят от способов распределения сточной воды по поверхности, условий их эксплуатации и пр. Число секций должно быть не менее двух и не более шести-восьми, все секции должны быть рабочими.

Расчет капельного биофильтра (Метод Яковлева)

Задание (вариант № 4): рассчитать капельный биофильтр, работающий на очистке сточных вод с расходом 18 м3/час=432м3/сут, в которых содержание органических веществ (БПК5 = Len) составляет 175мг/л. Температура сточных вод 12?.

Расчет.При расчете следует принимать:

Lex=15мг/л; P=96% ;

1) Определяем коэффициент эффективности биофильтра:

K=Len/Lex; (1).

где Len — БПКполн, поступающих на очистку сточных вод, мг? О2/м3 (для капельных биофильтров более 220 мг? О2/м3); Lex — БПКполн выходящих сточных вод после очистных сооружений, мг? О2/м3;

K=Len/Lex=175/15=11,66.

• 2) Определяем высоту H и гидравлическую нагрузку q биофильтра (табл. 1) по среднезимней температуре сточной воды Т и найденному значению k, и если полученное значение k превышает значения, приведенные в табл., необходимо вводить рециркуляцию и расчет производить по методике для высоконагружаемых биофильтров; H=2м; q=1,5 м3/(м2?сут.);
• 3) Вычисляем общую площадь биофильтра по соотношению:
  • S = Q/q, (2)

где Q — среднесуточный расход очищаемых сточных вод, м3/сут.; q — гидравлическая нагрузка, м3/(м2?сут.);

• S = Q/q=432/1,5=286м2
• 4) Фактическая окислительная мощность биофильтра в г О2 в сутки на 1 м загруженного материала рассчитывается по формуле:

г/м3,.

где: Len — поступающей на очистку сточной воды.

Lex — очищенной сточной воды, мг/л.

Q — среднесуточный приток жидкости, м/сут.

Wобъем загрузочного материала, м.

5) Объем фильтрующего материала, необходимый для очистки сточных вод в сутки, вычисляется по формуле:

м3,.

где: Len — поступающей на очистку сточной воды.

Lexочищенной воды.

Qсреднесуточный приток жидкости, м/сут.

OM — окислительная мощность биофильтра в г О в сутки (фактич.).

W=(Len-Lex)Q/ОМ=(175−15)*432/480=144м3.

6) q0 — допустимая нагрузка, т. е. количество сточных вод в м/сутки, которое может быть очищено на 1 м фильтрующей загрузки, определяется по формуле:

м3/м2;

Допустимая нагрузка: q0=3м3/м2?сут.;

q0=ОМ/Len-Lex; ОМ=q0(Len-Lex); ОМ=3*(175−15)=480г/м3.

Гудков, А. С. Биологическая очистка городских сточных вод/ А. С. Гудков. — М., 2002. 12 с.

Яковлев, С. В. Биологические фильтры/С.В. Яковлев. — М.: Изд-во «Стройиздат», 1982/ - 120 c.

Приложение.