Реакторы последовательного действия

6.3.4.1 При проектирования реакторов последовательного действия следует предусматривать биологическую очистку сточных вод в указанных сооружениях путем циклического чередования во времени фаз обработки в одном емкостном сооружении.

6.3.4.2 Последовательность фаз обработки сточных вод следует принимать в следующем порядке: наполнение сооружения, непосредственная обработка, осаждение, декантация очищенной сточной воды, удаление избыточного активного ила, выдерживание в режиме ожидания.

Фазы декантации и удаления избыточного активного ила могут совмещаться.

Фаза выдерживания в режиме ожидания может не назначаться.

Фаза наполнения включает отрезок времени от начала подачи исходной сточной воды в реактор до начала фазы непосредственной обработки или до достижения расчетного уровня наполнения реактора. В течение фазы наполнения допускается проведение обработки поступившей сточной воды.

Фаза непосредственной обработки включает отрезок времени, в течение которого сточная вода подвергается биологической очистке до начала фазы осаждения.

Фаза непосредственной обработки в зависимости о цели очистки может включать:

- период перемешивания в анаэробных условиях;

- период перемешивания в аноксичных условиях;

- период аэрации.

Фаза осаждения включает отрезок времени от окончания фазы непосредственной обработки до начала декантации. В течение фазы осаждения следует предусматривать выдерживание иловой смеси в статических условиях при отсутствии подачи исходной сточной воды, перемешивания и аэрации.

Фаза декантации включает отрезок времени, в течение которого производится отведение осветленной очищенной сточной воды из реактора. Завершение фазы декантации следует устанавливать по моменту времени, когда регистрируется превышение содержания выносимого активного ила выше допустимой величины.

В течение фазы декантации предусматривать выдерживание разделенных осветленной сточной воды и активного ила в статических условиях при отсутствии подачи исходной сточной воды, перемешивания и аэрации.

В течение времени декантации допускается отведение избыточного активного ила из реактора, если данный процесс не приводит к нарушению режима проведения декантации.

Фаза удаления избыточного активного ила включает отрезок времени, в течение которого, отводится избыточный активный ил из реактора

Фаза выдерживания в режиме ожидания включает отрезок времени в течение которого активный ил (или иловая смесь) выдерживаются в реакторе без добавления исходной сточной воды и (или) проведения биологической очистки. Для предотвращения осаждения и (или) уплотнения активного ила следует предусматривать перемешивание содержимого реактора перемешивающими устройствами.

6.3.4.3 Последовательность и длительность отдельных периодов фазы непосредственной обработки сточных вод следует принимать исходя из цели очистки:

- очистка от веществ, подверженных биохимическому разложению;

- очистка от веществ, подверженных биохимическому разложению и нитрификация;

- очистка от веществ, подверженных биохимическому разложению, нитрификация и денитрификация;

- очистка от веществ, подверженных биохимическому разложению, нитрификация, денитрификация и удаление соединений фосфора.

При определении параметров обработки следует учитывать режим стабилизации активного ила. При включении в стабилизации ила в цикл обработки длительность стабилизации должна быть учтена при назначении параметров реактора.

6.3.4.4 При биологической очистке сточных вод с использованием реакторов последовательного действия следует предусматривать предварительную очистку сточных вод от механических примесей на решетках и песколовках. Необходимость использования первичного отстаивания при очистке на реакторах последовательного действия следует устанавливать путем оценки качественного состава очищаемых сточных вод с учетом цели обработки.

Количество параллельно работающих реакторов и необходимость включения в состав очистных сооружений приемных резервуаров-накопителей для сточных вод перед биологической очисткой и резервуаров накопителей для очищенной воды следует устанавливать на основании оценки неравномерности поступления сточных вод на очистку и условий отведения очищенных сточных вод. Пример схемы компоновки очистных сооружений с использованием реакторов последовательного действия приведен на рисунке 6.2

1 – решетка, 2 - песколовка, 3 – приемный резервуар-накопитель для сточных вод перед биологической очисткой, 4 - реактор последовательного действия, 5 – насосная установка для подачи сточной вод в реактор, 6 - насосная установка для отведения избыточного активного ила, 7 - воздуходувная станция, 8 – подача исходной сточной воды, 9 - отведение очищенной сточной воды

Рисунок 6.2 – Схема возможной компоновки очистных сооружений с использованием реакторов последовательного действия

6.3.4.5 В качестве реакторов последовательного действия следует предусматривать емкости с глубиной слоя жидкости от 4 до 7 м.

6.3.4.6 Продолжительность фазы непосредственной обработки , ч, следует определять по формуле

, (6.5)

где		– продолжительность цикла обработки, ч;
		– продолжительность фазы осаждения, ч;
		– продолжительность фазы декантации, ч;
		– продолжительность фазы выдерживания в режиме ожидания, ч.

При наполнении реактора без проведения аэрации и (или) перемешивания, продолжительность фазы наполнения следует учитывать в формуле 6.5.

При очистке сточной воды с биологическим удалением соединений фосфора длительность периода обработки сточной в анаэробных условиях следует назначать отдельно и учитывать в формуле 6.5.

6.3.4.7 При очистке сточной воде с нитрификацией и денитрификацией продолжительность непосредственной обработки следует назначать как сумму продолжительностей периода нитрификации и денитрификации

, (6.6)

где		– продолжительность периода нитрификации, ч;
		– продолжительность периода денитрификации, ч.

Отношение продолжительности периода денитрификации , ч, к продолжительности непосредственной обработки , ч, определять в зависимости отношения концентрации азота нитратов, подлежащих к денитрификации к величине БПК₅ сточной воды, поступающей на биологическую очистку в соответствие с требованием ТКП 45-4.01-202 (7.6.17.4). Указанное отношение следует принимать равным отношению для параллельной денитрификации по ТКП 45-4.01-202.

. (6.7)

6.3.4.8 Число циклов обработки за сутки в реакторе m, следует определять из выражения

. (6.8)

При числе циклов обработки в реакторе в сутки более двух, их количество следует назначать кратным двум или трем для упрощения режима эксплуатации.

6.3.4.9 Требуемый возраст ила при биологической очистке с использованием реакторов последовательного действия определять в зависимости от цели очистки согласно ТКП 45-4.01-202 (7.6.4). Для реакторов, эксплуатация которых предусмотрена со стабилизацией активного ила, возраст ила следует назначать 25 суток. Для реакторов с раздельной стабилизацией активного ила возраст ила следует определять по ТКП 45-4.01-202 в зависимости от режима обработки сточной воды в реакторе, при этом величину принимать по ТКП 45-4.01-202 (7.6.17).

Для реакторов с залповым наполнением сточной водой из приемных резервуаров-накопителей, а также сооружений с двумя и более поочередно наполняемыми ректорами с продолжительностью наполнения менее чем продолжительность фазы непосредственной обработки, принимать параметры как для предварительной денитрификации.

Для реакторов с большой длительностью наполнения и периодической денитрификацией следует принимать параметры как для параллельной денитрификации.

6.3.4.10 Прирост активного ила в реакторах определять согласно ТКП 45-4.01-202 (7.6.19).

6.3.4.11 Требуемое количество биомассы активного ила , кг, в реакторе следует определять в зависимости от принятого возраста активного ила

, (6.9)

где		– возраст ила, сут;
		– прирост ила, кг/сут;
		– продолжительность цикла обработки, ч;
		– продолжительность фазы непосредственной обработки, ч.

6.3.4.12 Объем реактора V _min, м³, при минимальном наполнении следует определять исходя из дозы ила при минимальном наполнении a _{i min}, г/л, которая соответствует цели очистки, и при которой обеспечивается необходимое количество биомассы ила.

, (6.10)

Объем реактора _, м³, при максимальном наполнении следует определять с учетом величины регулирующего объема , м³.

, (6.11)

где

- объем реактора при минимальном наполнении, м3.

Величина регулирующего объема определяется в зависимости от числа работающих реакторов, неравномерности поступления сточных вод на очистку, длительности цикла обработки сточной воды

, (6.12)

Величина f определяется по выражению

, (6.13)

где		– продолжительность цикла обработки, ч;
		– максимальный часовой расход сточных, поступающих на биологическую очистку, м3/ч.

6.3.4.13 Уровень активного ила в реакторе в начале и во время фазы декантации должен находиться ниже уровня входных отверстий в устройствах декантации.

Производительность декантеров во время отведения очищенной сточной воды из реактора следует принимать постоянной.

Высота уровня активного ила , м, в реакторе в течении времени осаждения и декантации определяется по зависимости

, (6.14)

где		– высота уровня иловой смеси в начале фазы осаждения, м;
		– относительная высота уровня активного ила в реакторе при завершенном процессе осаждения;
		– основание натурального логарифма;
		– параметр, характеризующий интенсивность осаждения активного ила, ч-1;
		– время, прошедшее с момента завершения фазы обработки, ч;
		– время флокуляции, ч.

Время флокуляции , ч, следует принимать по данным исследований осаждения активного ила как период времени после завершения перемешивания иловой смеси до начала осаждения активного ила. При отсутствии указанных данных допускается время флокуляции принимать равным 10 минут.

Относительная высота уровня активного ила в реакторе при завершенном процессе осаждения определяется по зависимости

, (6.15)

где		– доза активного ила в ректоре, г/дм3;
		– иловый индекс, дм3/кг;

Скорость осаждения активного ила , м/ч, в реакторе в момент времени, прошедшего с момента завершения фазы обработки следует определять по зависимости:

. (6.16)

Параметр, характеризующий интенсивность осаждения активного ила , ч^-1, следует рассчитывать в зависимости от скорости осаждения в момент времени t, ч, равный времени флокуляции

, (6.17)

где

– скорость осаждения активного ила в момент времени t, ч, равный времени флокуляции, м/ч.

Скорость осаждения активного ила в момент времени t, ч, равный времени флокуляции , м/ч, следует определять по формуле

, (6.18)

где

– доза активного ила в ректоре при в начале процесса осаждения, г/дм3.

6.3.4.14 Для предотвращения поступления ила в очищенную воду, отводимую декантером из-за захватывания иловой смеси из слоя осажденного ила следует поддерживать слой _, м, осветленной воды между нижним уровнем входных отверстий декантера и верхним уровнем слоя осажденного ила.

Величина слоя , м, осветленной воды должна поддерживаться в среднем 0,15 , но не менее 0,4 м.

6.3.4.15 При использованииреакторов последовательного действия для биологической очистки сточных вод с нитрификацией и денитрификацией периоды перемешивания в аноксичных условиях и периоды аэрации следует назначать в зависимости от режима эксплуатации.

При продолжительном наполнении следует предусматривать два и более периодов перемешивания в аноксичных условиях и периодов аэрации. Режим очистки в данном случае близок к режиму параллельной денитрификации в проточных сооружениях (рисунок 6.3).

При наличии двух или более ректоров на очистных сооружениях периоды их наполнения следует чередовать. При этом начало заполнение реактора сточной водой следует совмещать начальным моментом фазы денитрификации. При этом период нитрификации следует прерывать периодом денитрификации. Режим очистки в данном случае близок к режиму чередующейся денитрификации в проточных сооружениях (рисунок 6.4).

Рисунок 6.3 – Режим очистки сточной воды в реакторе последовательного действия с денитрификацией при продолжительном наполнении реактора

Рисунок 6.4 – Режим очистки сточной воды в реакторе последовательного действия с денитрификацией при работе нескольких реакторов

При залповом наполнении реактора процесс очистки близок к режиму предварительной денитрификации в проточных очистных сооружениях. Заполнение реакторов должно производиться в период денитрифицикации, после окончания которого назначается период аэрации. При необходимости следует предусматривать прерывание аэрации и назначать дополнительные периоды перемешивания в аноксичных условиях для денитрификации (рисунок 6.5).

Рисунок 6.5 – Режим очистки сточной воды в реакторе последовательного действия с денитрификацией при залповом наполнении реактора

Если при залповом наполнении реактора до максимального уровня заполнения не достигается достаточная степень денитрификации следует предусматривать несколько периодов залпового заполнения (рисунок 6.6). При этом в течении первого периода подачи исходной сточной воды в ректор производится его заполнение до использования части рабочего объема. Подачу следует производить в период проведения перемешивания в аноксичных условиях. При этом следует режим наполнения и обработки назначать таким образом, чтобы после последнего периода наполнения имелось бы достаточно времени на проведение нитрификации.

Целесообразно предусматривать возможность дозирования внешнего субстрата для предотвращения низких скоростей денитрификации при периодическом поступлении в реактор сточной воды с неблагоприятном соотношением N/БПК₅.

При числе равнозначных наполнений m _н и постоянной длительности периодов нитрификации и денитрификации длительность фазы обработки цикла очистки , ч, следует рассчитывать по зависимости

. (6.19)

Длительность периодов денитрификации , ч, следует определять по формуле

, (6.20)

где

– отношение объема денитрификатора к общему объему сооружений биологической очистки, определенной по ТКП 45-4.01-202 (таблица 7.12).

Рисунок 6.6 – Режим очистки сточной воды в реакторе последовательного действия с денитрификацией при частичном залповом наполнении реактора

6.3.4.16 Концентрацию азота аммонийного , мг/дм³, содержащегося в сточной воде, поданной в реактор для обработки, следует рассчитывать по уравнению

, (6.21)

где		– содержание азота общего в сточной воде, поступающей на биологическую очистку, мг/дм3;
		– содержание азота органических веществ в очищенной сточной воде, мг/ дм3.
		– азот органических веществ, поступающий в биомассу активного ила, мг/ дм3.

Допускается величину азота органических веществ, поступающий в биомассу активного ила, , мг/ дм³, и содержание азота органических веществ , мг/ дм³, в очищенной сточной воде, принимать по ТКП 45-4.01-202.

При расчетах также следует учитывать концентрации соединений азота в иловой воде, отводимой от сооружений по переработке осадка сточных вод.

6.3.4.17 Концентрацию азота нитратов в очищенной сточной воде , мг/дм³, следует определять по уравнению

. (6.22)

Величины параметров уравнения 6.22 принимать по 6.3.4.11 и 6.3.4.12.

6.3.4.18 Потребность в кислороде для очистки сточной воды в реакторе, кг/сут, следует определять как сумму расхода кислорода на деструкцию органических веществ и нитрификацию с учетом снижения потребности в кислороде за счет окисления органических веществ при денитрификации по ТКП 45-4.01-202.

Определение потребностив кислороде на деструкцию органических веществ следует производить для случая максимальной температуры сточных вод в реакторе в летний период по уравнению

, (6.23)

где	В сут	– суточное поступление биохимически разлагаемых веществ на очистные сооружения, кг БПК5/сут;
		– удельный расход кислорода на обработку сточной воды с целью деструкции органических веществ, кг/кг БПК5.

Величины суточного поступления биохимически разлагаемых веществ на очистные сооружения и удельный расход кислорода на обработку сточной воды с целью деструкции органических веществ следует определять по ТКП 45-4.01-202.

6.3.4.19 Максимальную часовую потребность в кислороде, кг/ч, следует определять с учетом неравномерности его потребления в течение суток по зависимости

, (6.24)

где	,	– параметры, определяемые по 6.3.4.15;
		– время обработки сточных вод в реакторе за один цикл, ч;
		– количество циклов обработки в сутки;
		– коэффициент часовой неравномерности потребления кислорода при обработке сточной воды с целью деструкции органических веществ;
		– коэффициент часовой неравномерности потребления кислорода при нитрификации;
		– расход кислорода на нитрификацию, кг/сут;
		– снижение потребности в кислороде за счет окисления органических веществ при денитрификации, кг/сут.

Величины коэффициентов часовой неравномерности потребления кислорода и ,а также расход кислорода на нитрификацию, снижение потребности в кислороде за счет окисления органических веществ при денитрификации следует определять по ТКП 45-4.01-202.

6.3.4.20 Отведение избыточного активного ила следует предусматривать в каждом цикле обработке. Параметры отведения определять исходя из объема избыточного ила , м³, отводимого в течение одного цикла обработки по зависимости

, (6.25)

где		– время, в течение которого производится отведение избыточного активного ила, ч;
		– подача насоса, для отведения избыточного активного ила из реактора, м3/ч.

Массу удаляемого избыточного активного ила за цикл обработки , кг, следует определять по зависимости

, (6.24)

где		– объем избыточного ила, отводимого в течение одного цикла обработки, м3;
		– доза ила в реакторе после завершения фазы осаждения, г/дм3;
		– объем реактора, при максимальном наполнении, м3;
		– доза ила при максимальном наполнении реактора, г/ дм3;
		– возраст ила, сут;
		– продолжительность фазы непосредственной обработки, ч.

Суточный прирост избыточного ила , кг/сут, в реакторах последовательного действия на станции очистки следует определять по зависимости

, (6.25)

где		– объем избыточного ила, отводимого в течение одного цикла обработки, м3;
		– число реакторов на очистных сооружениях;
		– число циклов обработки за сутки в реакторе;
		– доза ила в реакторе после завершения фазы осаждения.

Доза ила в реакторе после завершения фазы осаждения , г/дм³ , определяется по формуле

, (6.26)

где

– иловый индекс, дм3/кг.

При определении величины суточного расхода избыточного ила, отводимого от реакторов последовательного действия на станции очистки, должно выполняться условие по выражению

, (6.27)

где		– суточное поступление биохимически разлагаемых веществ на очистные сооружения, кг БПК5/сут;
		– удельный прирост активного ила, полученный в процессе биологической деструкции органических веществ сточных вод, кг/кг БПК5, определяемый по ТКП 45-4.01-202.

6.3.4.21 Объем приемных резервуаров-накопителей сточной воды на сооружениях с реакторами последовательного действия следует принимать в зависимости от требований к усреднению поступающих расходов сточных вод и режима заполнения ректоров.

При отсутствии усреднения и однократном наполнении реакторов объем накопителя следует назначать из максимального объема сточной воды поступившей на очистные сооружения за период времени накопления сточных вод , ч, определяемого по зависимости

, (6.28)

где		– продолжительность цикла обработки, ч;
		– число реакторов на очистных сооружениях;
		– продолжительность фазы наполнения без проведения обработки, ч.

6.3.4.22 Реакторы последовательного действия следует оснащать:

- устройствами для перемешивания иловой смеси;

- системами пневматической аэрации;

- устройствами для декантации;

- устройствами для удаления избыточного активного ила;

- контрольно-измерительными приборами.

6.3.4.23 Оснащение сооружение контрольно-измерительными приборами должно включать:

- системы контроля уровня жидкости в реакторах и приемных резервуарах –накопителях;

- системы контроля уровня активного ила в реакторах;

- системы измерения содержания кислорода в иловой смеси;

- системы измерения нитрата в иловой смеси;

- системы измерения окислительно-восстановительного (редокс) потенциала в иловой смеси;

- системы управления аэрацией по содержанию кислорода в иловой смеси.

Поиск по сайту: