27.9. Аэротенки-осветлители
Аэротенки-осветлители предназначены для очистки бытовых и близких к ним по составу промышленных сточных вод с концентрацией загрязнений ПО БПКполн до 500 мг/л, по взвешенным веществам — до 150 мг/л на очистных станциях производительностью 1,4—280 тыс. м3/сут. При применении аэротенков-осветлителей можно уменьшить объем очистных сооружений за счет сокращения продолжительности аэрации до 3—5 ч и исключения из схемы очистки вторичных отстойников как самостоятельных сооружений и насосной станции активного ила. В отличие от аэротенков-отстойников, в аэротеиках-осветлителях создается значительно более высокая степень рециркуляции ила, что позволяет рассматривать взвешенный слой ила в отстойной зоне как дополнительную реакционную зону.
Аэротенки-осветлители представляют собой прямоугольные в плане бассейны с наклонными (рис. 27.13, а) или вертикальныными боковыми стенками (рис. 27.13,6).
В аэротенках с наклонными боковыми стенками 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. Зоны осветления отделены от зон аэрации наклонными разделительными, не доходящими до дна бассейна перегородками, оборудованными в верхней части переливными окнами 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. Степень рециркуляции смеси между зонами достигает 6—12 и зависит от размера сечения переливных окон, peгyлируемого шиберами. Побудителем рециркуляции является система аэрации, обеспечивающая перепад гидростатического давления междуу зонами аэрации и осветления. В зону аэрации воздух подается через перфорированные трубки или мелкопузырчатые диффузоры. Осветленная сточная вода поступает в сооружение по перфорированному трубопроводу, уложенному отверстиями вниз у днища зоны аэрации по всей длине, смеши: вается с активным илом и подвергается аэрации.
Аэрированная иловая смесь через переливные окна поступает в зоны осветления и направляется вдоль разделительных перегородок вниз к щелям, где разделяется на два потока. Один поток 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. Интенсивный обмен ила между взвешенным слоем и зоной аэрации позволяет поддерживать во взвешенном слое оптимальный кислородный режим и осуществлять процесс окисления органических веществ, что в свою очередь интенсифицирует процесс окисления загрязнений сточных вод в аэротенке-осветлителе.
Расчет аэротенков-осветлителей производится по скорости биохимического окисления загрязнений и гидравлической нагрузке на поверхность взвешенного слоя ила в часы максимального притока. Для аэротенков-осветлителей при концентрации загрязнений в поступающей сточной воде по БПКполн до 300 мг/л определяющим окбнчательные размеры сооружения параметром является гидравлическая нагрузка на поверхность взвешенного слоя ила, а при больших значениях БПКполн — скорость окисления загрязнений.
Прц разработке поперечного сечения аэротёнка-осветлителя принимают: рабочую глубину — 4—5,5 м; угол наклона разделительных перегородок и наклонных боковых стенок — 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 м3, складывается из объемов зон аэрации, дегазации и взвешенного слоя ила, т. е. объема, занимаемого илом в сооружении.
В тех случаях, когда определяющим параметром является гидравлическая нагрузка на поверхность взвешенного слоя ила, расчет прироста ила и расхода воздуха производится не по расчетной, а по фактической скорости окисления загрязнений. Аэротенки-осветлители разработаны НИКТИ ГХ МЖКХ УССР. Укркоммунниипроект разработал проекты унифицированных секций аэротенков-осветлителей АО-17 и АО-64 из монолитного железобетона производительностью 17 000 и 64 000 м3/сут, а Укрюжгипрокоммунстрой — проекты секций аэротенков-осветлителей А0-40 из сборного железобетона производительностью 40 тыс. м3/сут и проект реконструкции коридорных аэротенков в аэротенки-осветлители.
При проектировании очистных станций рекомендуется применять спаренные секции АО-17 на станциях производительностью 17—32 тыс. м3/сут, секции AQ-40 —да станциях производительностью 40—175 тыс. м3/сут, секции АО-64—на станциях производительностью 64—280 тыс. м3/сут.
Для очистки городских сточных вод с концентрацией загрязнений по БПКполн более 250 мг/л можно использовать двухступенчатую схему аэротенков-осветлителей. Для более глубокой биологической очистки вторая ступень может работать в режиме полного окисления или со стабилизацией ила.
Расчет каждой ступени осуществляется аналогично расчету одноступенчатых аэротенков-осветлителей, при этом в первой ступени скорость окисления загрязнений принимается равной 60 мг/(г.ч), концентрация ила 2,5 г/л, гидравлическая нагрузка на поверхность взвешенного слоя ила 1,8 м3/(м2.ч), во второй ступени — скорость окисления загрязнений 5 мг/(г.ч), концентрация ила — 4 г/л, гидравлическая нагрузка на поверхность взвешенного слоя ила—0,8 м3/ (м2. ч). Прирост ила и расход воздуха рассчитывают по формулам для одноступенчатых аэротенков-осветлителей.
Укркоммуннииироект выполнил проект двухступенчатого аэротенка-осветлителя производительностью 17 тыс. м3/сут.