Биохимическая очистка сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий

1.4 Деструкция нефтепродуктов в процессе биологической очистки сточных вод

Нефть и нефтепродукты -- наиболее распространенные загрязняющие вещества, присутствующие в сточных водах. Нефтепродукты представляют собой сложную смесь различных углеводородов (низко- и высокомолекулярных, предельных и непредельных, алифатических, ароматических, алициклических), а также неуглеводородных соединений серо-, кислород-, азотсодержащих и высокомолекулярных смолоасфальтеновых веществ с включенными в них тяжелыми металлами. Углеводороды составляют от 50 до 98 % от общей массы сырой нефти. Остальная, иногда довольно большая часть, приходится на неуглеводородные соединения, которые могут быть более токсичны и опасны для активного ила, чем углеводороды. Кроме того, нефть содержит до 10 % воды и минеральные соли: NaCl, MgCl₂, CaCl₂ [2].

Скорость и эффективность трансформации нефтепродуктов на сооружениях биологической очистки, прежде всего, связана с аэробностью условий. Сброшенные в канализацию нефтепродукты, практически не изменяясь в анаэробных условиях этих систем, поступают на очистные сооружения. Эффективность разложения нефтепродуктов на сооружениях биологической очистки зависит от:

· химического состава нефти, ее свойств (прежде всего: летучести, плотности, растворимости основных составляющих компонентов) и поступающей в аэротенки концентрации нефтепродуктов;

· наличия баланса между поступлением нефтепродуктов и их эффективной деструкцией;

· физико-химических условий в аэротенках (температуры, рН, содержания растворенного кислорода в иловой смеси);

· сбалансированного состава сточных вод, обеспечивающих полноценное питание активного ила (минимальные необходимые количества углеродсодержащей органики, азота и фосфора в пропорции 100 : 3 : 0,5);

· технологического режима очистки (дозы, возраста ила, удельных нагрузок на активный ил, окислительной мощности аэротенков);

· свойств активного ила (процентного содержания углеводородокисляющих бактерий в общей биомассе активного ила, адаптационных свойств, ферментативной активности).

В аэротенках нефтепродукты подвергаются испарению, хемоокислению, биотрансформации, биосорбции на активном иле и ферментативной деструкции. Изменения состава нефти в аэробных условиях аэротенков происходят чрезвычайно быстро. Повышенная температура и интенсивное перемешивание активного ила, а также непрерывная подача воздуха в аэротенки катализируют процесс биодеструкции нефтепродуктов.

В аэротенках нефтепродукты фракционируют на:

- поверхностную пленку, которая быстро исчезает благодаря перемешиванию иловой смеси;

- два вида водонефтяных эмульсий: механическую и, более стойкую -- химическую с включением поверхностно-активных веществ (мыла, детергенты, сода и т.п.), которые увеличивают поверхностное натяжение и повышают стойкость нефтепродуктов к биодеградации;

- комки и агрегаты, оседающие на стенках, трубах, аэрационных элементах.

При продолжительном поступлении нефтепродуктов на очистные сооружения и нарастании нагрузок на ил биоценоз может полностью разрушиться, а нефтепродукты в виде комков и агрегатов, иногда в виде пленки толщиной в несколько миллиметров, накапливаются на стенках аэротенков, вторичных отстойников. Биодеградация и вымывание таких пленок, комков чрезвычайно медленный процесс (до нескольких лет). Тяжелые фракции нефтепродуктов накапливаются в активном иле. Комочки нефтепродуктов включаются в активный ил и могут даже использоваться организмами ила в качестве опоры. Накопленные в активном иле агрегаты нефтепродуктов с избыточным илом попадают в осадки [4].

Для удовлетворительной биодеструкции углеводородов в аэротенках необходимо поддерживать оптимальные условия жизнеобеспечения активного ила. При нарушении стабильности основных физико-химических параметров действие шоковых нагрузок на активный ил усиливается. Необходимая температура для успешного разложения нефтепродуктов не менее 6-10 °С, понижение температуры приводит к снижению удельной скорости окисления загрязняющих веществ, а повышение сверх оптимальной -- к снижению растворимости кислорода в иловой смеси, усилению чувствительности активного ила к токсическому действию нефти. Оптимальной принята температура от 18 до 32 °С (Берне, Кордонье, 1997). Повышение температуры сточных вод до максимальных значений оптимума благоприятно в связи с интенсификацией удаления летучих фракций нефти в первичных отстойниках, в результате чего снижается токсическое действие нефтепродуктов (попадающих в дальнейшем в аэротенки) на активный ил. Оптимум рН находится в пределах 6,8-7,8, подкисление сточных вод наиболее неблагоприятно, так как токсичность нефтепродуктов повышается, и процесс их биотрансформации тормозится.

Рис. 6. Трансформация и фракционирование нефтепродуктов на сооружениях с аэротенками



1.5 Интенсификация процессов биологической очистки

Необходимость реконструкции и расширения очистных сооружений возникает при несоответствии получаемого эффекта очистки сточных вод требуемому при сбросе их в естественные водоемы или использовании в хозяйственных целях.

Основными причинами ухудшения работы действующих очистных сооружений являются: превышение их проектной производительности по расходу очищаемых сточных вод ("перегрузка по расходу"); превышение производительности сооружений по количеству загрязнений, подлежащих удалению ("перегрузка по загрязнениям"); изменение состава и концентраций загрязняющих веществ [15].

Повышение производительности и эффективности действующих очистных сооружений может быть достигнуто несколькими путями: строительством дополнительных сооружений по всей технологической линии очистки сточных вод и обработки осадков; расширением одного или нескольких элементов технологической линии, обеспечивающим улучшение работы других сооружений и всего комплекса в целом; интенсификацией технологических процессов очистки сточных вод на существующих очистных сооружениях (предварительная аэрация сточных вод, биокоагуляция загрязнений, увеличение доз активного ила в аэротенках, повышение интенсивности аэрации); переоборудованием отдельных сооружений в более производительные, обеспечивающие более высокий эффект удаления загрязнений в сравнении с применяемыми.

Выбор каждого из указанных путей повышения производительности и эффективности работы очистных сооружений должен быть сделан с учетом конкретной ситуации и технико-экономических соображений.

Интенсификация работы аэротенка

Увеличение дозы активного ила в зоне аэрации является одним из наиболее важных направлений интенсификации биохимической очистки сточных вод в аэротенках. При повышении дозы с 1--2 до 25--30 г/л пропорционально возрастает окислительная мощность аэротенка с 0,5--1 до 12--14,5 кг БПК/(м³-сут). Однако для системы аэротенк -- вторичный отстойник существует предельная концентрация активного ила, превышение которой ведет к дестабилизации работы системы и ухудшению качества очистки. "Узким местом" в этой системе является вторичный отстойник, для которого оптимальная доза ила составляет 1,5--2 г/л [16].

Увеличить дозу активного ила в аэротенке можно разными путями. Наиболее простой из них -- введение отдельной регенерации активного ила. Это достигается возвратом на стадию регенерации уплотненного во вторичном отстойнике активного ила. Его доза в регенераторе может достигать 7--8, а в рабочей зоне аэротенка - 1,5--2,5 г/л. Дальнейшее увеличение дозы активного ила вынуждает применять двухступенчатое гравитационное илоотделение, модифицировать вторичные отстойники тонкослойными модулями или применять такие более мощные сооружения, как флотаторы, осветлители со взвешенным слоем, фильтры.

Другим путем увеличении дозы активного ила является создание аэротенков с фильтрационным разделением иловой смеси. В рабочей зоне такого сооружения поддерживается доза активного ила до 25 г/л. Однако перед подачей очищенной сточной жидкости во вторичный отстойник она пропускается через специальные фильтровальные перегородки сетчатого или пористого типа. При этом во вторичные отстойники поступает не более 3--4 г/л взвешенных веществ [15].

Дозу ила в аэротенке можно увеличить, добавив в нее инертный носитель биомассы. Этот прием заключается в размещении в секциях аэротенка биологически инертного материала в качестве носителя прикрепленной биомассы. Это позволит не только добиться соответствия составов вследствие процессов автоселекции комплекса субстрат -- активный ил, но и снизить потребление электроэнергии в результате отказа от рециркуляции, регенерации и некоторого снижения интенсивности аэрации. Также прикрепленный биоценоз позволит облегчить проблему вспухающего активного ила при резких колебаниях состава сточной жидкости и проблему наращивания необходимой концентрации активного ила на слабоконцентрированной сточной воде.

Использование кислорода в аэротенках также позволяет значительно интенсифицировать их работу. Наибольший опыт в разработке и эксплуатации аэротенков, работающих на чистом кислороде или кислородообогащенном воздухе, накоплен в США. Такие аэротенки, получили в практике очистки сточных вод название окситенки.

Совершенствование гидродинамического режима аэротенков также позволяет интенсифицировать их работу. Была разработана конструкция аэротенка с неравномерно рассредоточенной подачей жидкости (АНР), сочетающего преимущества аэротенка-смесителя и аэротенка-вытеснителя. Подача сточной жидкости в аэротенк типа АНР осуществляется по длине сооружения через затворы-водосливы, обеспечивающие регулирование расхода пропорционально концентрации активного ила в зоне аэрации.

Эффектность работы действующих коридорных аэротенков можно повысить путем разделения объёма коридора на секции (камеры, ячейки). В кротенке такой конструкции происходит полное перемешивание жидкости в каждой камере, однако отсутствует ее перемешивание между камерами. При последовательном движении жидкости от камеры к камере через отверстия в придонной части перегородок создается гидравлический режим, аналогичный гидравлическому режиму в идеал ном вытеснителе. Этот прием позволяет использовать одновременно два технологических режима очистки: смешение и вытеснение. Такая схема обусловливает высокие стабильность и качество очистки сточных вод. Кроме того, в каждой зоне благодаря процессам автоселекции развивается адаптированный биоценоз активного ила, что также способствует стабилизации процесса очистки.

Совершенствование систем аэрации сточных вод позволяет в значительной мере интенсифицировать процессы биологической очистки, снизить эксплуатационные расходы и затраты электроэнергии.

Большинство станций аэрации оснащено пневматическими аэраторами, из которых наиболее эффективны мелкопузырчатые. Мелкопузырчатая аэрация обеспечивает эффективность насыщения жидкости кислородом в пределах 2--3,3 кг/кВт-ч электроэнергии, средне- и крупнопузырчатая -- 1,4--1,8 кг/кВт-ч. Совершенствование мелкопузырчатой аэрации идет по пути создания устойчивых к засорению, а также легко извлекаемых и заменяемых или регенерируемых фильтросов.

Перспективным является применение тканевых аэраторов трубчатой, тарельчатой, коробчатой и других форм. Во ВНИИ ВОДГЕО установлено, что при одинаковом качестве диспергированного воздуха тканевые фильтросы примерно в 6 раз дешевле керамических и их регенерация осуществляется путем обычной стирки в растворе детергентов.

В среднепузырчатых аэрационных системах перспективным является создание клапанных аэраторов.

Совершенствование механических аэраторов в основном направлено на разработку надежных редукторов, жестких и прочных валов и рабочих колес, мало подверженных загрязнению.

Перспективным направлением является применение пневмомеханической аэрации, использующей одновременно механическую энергию вращающегося ротора и подачу сжатого воздуха. Степень использования кислорода в таких системах достигает 20-25%, что в 2-2,5 раза выше, чем при пневматической аэрации [7].

Таким образом, из изложенного выше видно, что работу аэротеиков можно интенсифицировать в результате повышения концентрации активной биомассы в зоне аэрации, а также совершенствования конструкции всего сооружения в целом и отдельных его элементов.



1.6 Системы аэрации сточных вод

Под системами аэрации следует понимать комплекс сооружений, устройств и оборудования, обеспечивающих подачу и распределение воздуха (кислорода) в аэротенке, поддержание активного ила во взвешенном состоянии и создание благоприятных гидродинамических условий работы аэротенков, а также отдувку образующихся в результате метаболизма газов, избыток которых может тормозить (ингибировать) процесс биохимической очистки сточных вод [12]. В зависимости от способа подачи и распределения кислородсодержащего газа в аэротенках все применяемые в настоящее время аэраторы можно классифицировать следующим образом: 1) пневматические; 2) механические; 3) пневмомеханические; 4) струйные.

Пневматическая система аэрации. Пневматические аэраторы подразделяют на типы в зависимости от крупности получаемых пузырьков: мелкопузырчатые (d = 1--4 мм), среднепузырчатые (d = 5--10 мм) и крупнопузырчатые (d >10 мм). К мелкопузырчатым относятся, например, аэраторы форсуночного и ударного типа, а также керамические, тканевые и пластиковые аэраторы; к среднепузырчатым -- перфорированные трубы, щелевые и другие устройства; к крупнопузырчатым -- открытые трубы, сопла и т.п. Примерная классификация пневматических аэраторов приведена на рис.7. При массовом всплывании пузырьков в воде различают следующие гидродинамические режимы: барботажный, барботажно-струйный, струйный и режим подвижной пены. Исследования показали, что мелкопузырчатые аэраторы работают в барботажном режиме, а среднепузырчатые -- в барботажно-струйном. В аэротенках-вытеснителях широкое применение получили пористые аэраторы -- фильтросные пластины, а также перфорированные трубы. Сжатый воздух подается к каналу, расположенному по всей длине дна аэротенка. Этот канал перекрывается фильтросами. Фильтросы обычно размещают на дне аэротенка с одной стороны (односторонняя аэрация), с двух сторон или равномерно через некоторое расстояние по всему дну. Средний размер пор отечественных фильтросов составляет 100 мкм. Затраты энергии -- 1,15--1,40 кВт * ч на 1 кг удаленной примеси (по БПК₅).

Рис. 7. Классификация пневматических аэраторов

За рубежом распространены, наряду с фильтросными плитами, дисковые пористые диффузоры, пористые трубы и др.

Основным недостатком пористых мелкопузырчатых аэраторов является их засорение пылью, поступающей с воздухом. Содержание пыли в воздухе не должно превышать 0,05 мг/м³. Перерывы в аэрации приводят к фильтрованию жидкости через пористые аэраторы и забиванию их частицами активного ила. Среднепузырчатые аэраторы -- перфорированные трубы (d = 6 + 10 мм) -- менее эффективны, но и меньше засоряются.

Для предотвращения осаждения активного ила в аэротенке минимальные донные скорости воды должны быть в пределах 15--30 см/с.

Условия эффективной работы пневматических аэраторов

Эффективность работы пневматических аэраторов зависит от состава сточных вод, характера процесса очистки, а также от качества их строительства и уровня эксплуатации. Среди факторов, которые влияют на работу пневматических аэраторов и могут быть учтены ещё на стадии проектирования, в первую очередь следует отметить расположение аэраторов в плане, глубину их погружения и удельные нагрузки по воздуху (интенсивность аэрации). Расположение аэраторов в плане. Ширина и форма аэрационной полосы в аэротенке влияют на формирование гидродинамической структуры потока и в значительной степени определяют эффективность процесса массопередачи [12]. На рис. 8 представлены различные варианты расположения аэраторов.

Рис. 8. Различные варианты расположения пневматических аэраторов в аэротенках: а - ж - продольное; з - поперечное; и - диагональное; к - н - поперечно-продольное; о - продольно-диагональное; п - сплошное.



Механическая и пневмомеханическая системы аэрации. При механической системе аэрации перемешивание иловой смеси и воздуха осуществляется механическими устройствами, например вращающимися мешалками, щетками, турбинками и т.п.

Механические аэраторы подразделяются на аэраторы малого и глубокого погружения. В первом случае кислород вовлекается в поверхностную зону жидкости, а затем перемешивается со всем объемом воды за счет энергии аэратора, во втором -- обеспечивается активное насыщение кислородом придонных слоев сточной воды, которые интенсивно перемешиваются со всем объемом воды.

По конструктивным особенностям механические аэраторы подразделяются на аэраторы с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Глубинные аэраторы с принудительной подачей воздуха называются пневмомеханическими.

Струйные аэраторы. Принцип действия струйных или гидравлических аэраторов заключается в использовании энергии движущейся жидкости для создания развитой поверхности газожидкостного контакта.

Возможны два различных метода использования кинетической энергии струи рабочей жидкости: аэрация свободнопадающей струёй и напорное истечение через насадки (сопла), перемещённые в камеру эжекции.

Аэрация сточных вод в сооружениях биологической очистки (аэротенках, биотенках, затопленных аэрофильтрах) требует больших затрат электроэнергии, составляющих до 50% общих эксплуатационных расходов. Значительное снижение этих затрат дают современные системы мелкопузырчатой аэрации, отличающейся большой эффективностью массопередачи кислорода из аэрирующего воздуха в воду. К таким системам относится аэрационное оборудование фирмы "Креал", эффективность которого втрое выше аэраторов из перфорированных труб.

Аэраторы изготовляются из химически стойких полимерных материалов по запатентованной технологии. Их выпуск освоен в 1994 году. К настоящему времени 200.000 аэраторов эксплуатируются на десятках очистных сооружениях, обеспечивая эффективную очистку сточных вод при минимальных затратах электроэнергии.

Рис. 9. Аэрирующий модуль.

Аэрационное оборудование представляет собой аэрирующие модули, состоящие из труб ПНД (d=110-160 мм), на которых через пластмассовые тройники попарно крепятся аэраторы. Ширина модуля - 1,1 м; шаг между аэраторами - 0,2-1,4 м. Модули размещаются в несколько рядов с интервалом до 1,1 м, образуя широкую аэрируемою полосу, отвечающую ширине аэрируемого сооружения, что позволяет поддерживать активный ил во взвешенном состоянии даже при низкой интенсивности аэрации (2 м³/^м2 час). Изменение шага между аэраторами позволяет изменять интенсивность аэрации в широком диапазоне, обеспечивая оптимальный кислородный режим.

Наиболее перспективным направлением в совершенствовании аэрационных систем является создание мембранных элементов, которые практически не подвержены биообрастанию и в процессе эксплуатации ведет к значительной экономии электроэнергии [5].

Одним из примеров таких аэраторов являются мембранные элементы ПОЛИАТР, на основе гибкой пластичной мембраны собственной разработки. Эта мембрана с успехом выдерживала многолетние нагрузки в составе системы аэрации аэротенков и с успехом переносила периодические отключения подачи воздуха. Технологические паузы аэрации не уменьшали срок службы аэратора, а наоборот, помогали избавляться от внешних биообрастаний. Это свойство с успехом стали использовать в больших и малых очистных установках на базе SBR - аэротенков (sequencing batch reactor - аэробные реакторы с циклично прерываемой активностью), где подача воздуха в аэраторы прекращается и возобновляется в короткие промежутки времени. Применение данной технологии позволило разработать очень эффективные системы биологической очистки.

Элемент представляет собой пластмассовую трубную арматуру с рукавным пластичным плёночным полимерным материалом. По всей площади полимерной плёнки нанесены микроскопические прорези. При подаче давления, плёнка расправляется, стряхивая с себя бионаросты, прорези начинают приоткрываться, выпуская в толщу воды миллионы крошечных пузырьков воздуха. При отключении подачи воздуха, все прорези закрываются, плёнка сморщивается, доступа воды внутрь аэратора не происходит.

Конструкция и принцип действия пластинчатых аэраторов AEROSTRIP

Важнейшей частью аэратора является натянутая на металлическое основание перфорированная полиуретановая пленка. Без подачи воздуха пленка плотно прижата к основанию, поры при этом закрыты. При подаче воздуха мембрана искривляется и расширяется (т.к. поры открыты только во время подачи воздуха, возможные отложения удаляются регулярным отключением подачи воздуха, при котором поверхность мембраны уменьшается и внешний слой отделяется). Под давлением воздуха открывается сначала часть пор, и с растущим давлением количество открытых пор увеличивается. Наблюдается возникновение мелких воздушных пузырей, которые медленно поднимаются осциллирующим движением. Так как турбулентность в воде не возникает, эти пузыри пребывают в аэротенке чрезвычайно долго.

Аэрационные системы FORTEX

Экономичное и, в то же время, достаточное обеспечение кислородом протекающих в активационных станциях очистки сточных вод биологических и других процессов требует точных знаний методов определения размеров аэрационных систем, оптимального распределения аэрационных элементов в аэротенках и подбора оборудования, а также систем управления при постоянно изменяющихся условиях эксплуатации аэротенка.

Аэрационные элементы FORTEX предназначены для перемешивания и аэрации вод в активационных и деаэрационных бассейнах станций очистки сточных вод или аэрации других жидкостей, для аэрации оборудования для разведения рыбы, прудов и водоемов, а также для пневматической флотации.

Мелкопузырчатые аэраторы ФОРТЭКС снабжены резиновой мембраной, которая изготовлена из ЕПДМ - каучука (этилен - пропилен - димер). При определенном давлении воздуха мембрана выпучивается таким образом, что в ней раскрываются отверстия, и начинает проходить воздух в форме мелких пузырьков. Над входным отверстием воздуха мембрана не имеет перфорации и служит в качестве обратного клапана для перекрытия впускного отверстия при прекращении подачи воздуха, чем препятствует проникновению воды в воздуховод. Контрольный клапан впуска воздуха обеспечивает одинаковое сопротивление и распределение воздуха по элементам также в случае длинных воздухораспределителей, препятствует местному падению давления и поддерживает систему в работоспособном состоянии даже в случае механического повреждения. Для закрепления элементов на магистральной аэрационной линии применяются разъемные крепления. Преимуществом элементов являются высокие окислительная мощность и использование кислорода, экономичность, низкие потери давления, простая конструкция элемента, возможность простой и быстрой замены мембраны или целого элемента, высокая устойчивость к засорению.

Средне пузырчатые элементы АМЕ - Р, АМЕ - S предназначены для перемешивания и аэрации вод в деаэрационных бассейнах станций очистки сточных вод, в резервуарах аэробной стабилизации ила, селекторах, песколовках или для аэрации других жидкостей, для аэрации оборудования для разведения рыбы, прудов и водоемов.

Мелкопузырчатые аэрационные элементы ФОРТЭКС производятся трех основных типов:

· Дисковый (АМЕ - 260)

· Пластинчатый (АМЕ -D)

· Трубчатый (АМЕ - Т 750 и АМЕ - Т 370)

Рис. 10. Аэрационные элементы Фортекс

Таблица 2. Технические параметры аэраторов Фортекс

Тип АМЕ	260	D	Т 750	Т 370	260-S	Р
Вес	0,8	1,9	1,3	0,9	0,8	0,05	кг
Потеря давления	1,8-3,7	2,4 -4,5	4,0 -5,6	4,0-5,6	1,0-2,0	1,2-4,0	kПа
Расход воздуха на элемент	1,0-6,0	3,0 -18,0	2,0-9,0	1,0-5,0	4,0-8,0	2,0-15,0	м3/ч
Рекоменд. расход воздуха	3,5-4,0	7,0-10,0	5,0-6,0	2,5-3,5	5,0-7,0	4,0-10,0	м3/ч
Использование кислорода Еа	3,8-8,0	4,0-7,0	3,5-8,0	3,5-8,0	2,5-4,5	1,7-2,2	%/м
Плотность элементов Ds	0,5-4,5	0,2-5,0	0,5-4,5	0,8-7,0	0,5-4,5	0,5-4,5	шт/м2



АМЕ - Т 750, АМЕ - Т 370. Мелкопузырчатый трубчатый аэрационный элемент состоит из резиновой перфорированной мембраны, прикрепленной к несущей трубке диаметром 63 мм. На обоих концах мембрана закреплена зажимными лентами. Трубчатый элемент снабжен отверстием подвода воздуха и у него существенно упрощен способ крепления к аэрационной линии. Трубчатые аэрационные элементы применяются в случаях высокой и экстремальной плотности размещения аэрационных элементов, при специфических формах отстойников и на съемных (извлекаемых) аэрационных решетках. Для специального применения возможно изготовление этого типа аэраторов из нержавеющей стали, чтобы элемент не содержал пластиковых частей.

На основе обзора литературы можно выделить следующие цели дипломной работы:

Ш Разработать технологическую схему очистки сточных вод нефтеперерабатывающего предприятия;

Ш Рассчитать основной аппарат - аэротенк-вытеснитель, способный обеспечить необходимую степень очистки сточных вод нефтеперерабатывающего завода с проектной производительностью 60 тыс. м³/сутки;

Ш Совершенствование системы аэрации сточных вод в аэротенке I ступени очистных сооружений ООО "ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез", путём замены старых фильтросных труб на новые мембранные мелкопузырчатые аэраторы.

Для достижения поставленных целей необходимо было решить следующие задачи:

Ш Тщательно изучить теоретические основы технологии биохимической очистки сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий;

Ш Проанализировать имеющуюся технологическую схему очистки сточных вод на предприятии ООО "ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез";

Ш Выбрать один из путей повышения эффективности очистки сточных вод в аэротенке;

Ш Показать технологическую и технико-экономическую целесообразность замены существующей системы аэрации;

Ш Разработать мероприятия по обеспечению безопасности работы на биологических очистных сооружениях нефтеперерабатывающего завода.

2. Разработка технологической схемы очистки

2.1 Описание технологической схемы

Технологическая схема очистки сточных вод с промышленной площадки ООО "ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез" осуществляется на локальных очистных сооружниях и включает следующие стадии [18]:

* механическую очистку стоков от нерастворённых грубодисперсных минеральных примесей и нефтепродуктов;

* физико-химическую очистку стоков от мелкодисперсных минеральных примесей, эмульгированных нефтепродуктов;

* очистку стоков от тонкодисперсных нефтепродуктов, растворимых органических веществ биохимическим окислением с помощью микроорганизмов активного ила;

* возврат очищенных сточных вод на повторное использование в систему производственного водоснабжения и для подпитки оборотных систем водоснабжения;

* складирование нефтесодержащих отходов с последующей переработкой на установке КХД;

* механическое обезвоживание избыточного активного ила;

* отведение очищенных сточных вод в систему канализации.

Механическая очистка

Механическая очистка предназначена для предварительной очистки сточных вод от грубодисперсных минеральных примесей и нефтепродуктов, откачку сточной жидкости на последующую очистку, сбора уловленного обводнённого нефтепродукта на нефтеловушках с последующей разделкой в разделочных резервуарах.

Сточные воды II системы поступают самотеком по двум вводам на механическую очистку и проходят через решётки, где из потока извлекают крупные плавающие примеси бумага, ветошь, этикетки, пленка).

Далее сточные воды следуют через песколовки, которые применяют для задерживания из сточных вод грубых минеральных загрязнений.

Рис. 11. Песколовка с круговым движением рабочего потока

Песколовка с круговым движением рабочего потока (рис 11) представляет собой круглый резервуар 1 с коническим днищем 3. внутри резервуара расположен цилиндр с усечённым конусом 2, которые с корпусом песколовки образуют кольцевой лоток 5, имеющий в нижней части щелевое отверстие 6 для отвода осадка.

Нефтесодержащие сточные воды поступают к песколовке по открытому лотку и направляются затем в кольцевой лоток песколовки по тангенциальному вводу. Для поддержания в песколовке постоянного уровня на выходе из неё установлен водослив с широким порогом 8. Всплывающие нефтепродукты задерживаются в лотке полупогружённой перегородкой 9, расположенной перед водосливом. Далее через специальное отверстие 10 они направляются в центральную часть песколовки. Накопившиеся нефтепродукты удаляются из песколовки через погружную воронку 4. Выделенный песок удаляется из песколовки гидроэлеватором 7.

При увеличенном расходе сточных вод, превышающем расчетный, излишек воды перепускается через камеру ливнесброса в аварийный амбар. Отстоявшаяся в амбаре вода в течение 3-4 суток перепускается в нефтеловушки. Донный осадок из большого аварийного амбара удаляется по мере накопления.

После песколовок сточные воды направляются по распределительным лоткам в нефтеловушки, объем которых равен 2-х часовому расходу поступающей сточной воды. В нефтеловушке выделяются мелкодиспергированные нефтепродукты и тяжелые взвеси гидравлической крупностью более 0,8 мм/с.

Нефтеловушки представляют собой горизонтальный отстойник (рис 12), разделённый продольными перегородками 10 на самостоятельно работающие секции 11. Число секций назначается в зависимости от расхода сточных вод.

Рис. 12. Секция типовой горизонтальной нефтеловушки

Для распределения рабочего потока воды в секции нефтеловушки служит щелевая перегородка 4. Имеются нефтеловушки, в которых распределение потока осуществляется через стояки труб, оканчивающиеся раструбами 3. Очищенная вода из секции удаляется в водосборный лоток 9 через водослив 8. Для задерживания нефтепродуктов перед водосливом устанавливают полупогружённую перегородку 7. Задержанные нефтепродукты отводятся из секции щелевыми поворотными трубами 5. Тяжёлый осадок, выпавший на дно секции скребковым транспортёром 6 сгребается в приямок 1. Этот же скребковый транспортёр используют для транспортирования плавающей нефти к нефтесборным трубам. Осадок удаляют из приямков гидроэлеваторами 2.

Сбор уловленного обводненного нефтепродукта на нефтеловушках осуществляется с помощью нефтесборных труб в подземный резервуар.

Готовый нефтепродукт с обводненностью не более 1 % откачивают насосами на повторное использование на установку ЭЛОУ. Сбор и разделка нефтепродукта ведется постоянно. Масса уловленного на нефтеловушках нефтепродукта составляет от 1,0 до 2,5 тысяч тонн в месяц.

Удаление донных отложений с нефтеловушек и песколовок производится на песковые площадки. Отстоенная вода с песковых площадок через выпускные колодцы дренируется в большой аварийный амбар.

Чистка нефтеловушек от донного осадка осуществляется один раз в год.

Для обеспечения более глубокой очистки от свободных нефтеродуктов вода после нефтеловушек проходит сооружения дополнительного отстаивания. В качестве таких сооружений применяют пруды-отстойники (рис. 13).

Рис. 13. Схема .двухсекционного пруда дополнительного отстаивания:

1 - нефтесборная труба; 2 - отводящая труба; 3 - подводящая труба.

Исходная вода из распределительной чаши по трубопроводу d=120 мм поступает в нижнюю часть водораспределительного устройства отстойника. Водораспределительное устройство состоит из центрального кольцевого подводящего и распределительного канала, образованного опорой и подводящей трубой, и водораспределительных лопаток.

Осветлённая вода отводится из отстойника через кольцевой зубчатый водослив в сборный кольцевой лоток, из которого очищенная вода по трубопроводу направляется в последующие сооружения. Всплывшие нефтепродукты удаляются радиальным скребком, подгоняющим их к поворотной нефтесборной трубе.

Осадок накапливается на дне отстойника и скребками сдвигается в иловый приямок, расположенный в центре отстойника. Осадок их приямка под гидростатическим напором направляется в иловый колодец по трубопровод с задвижкой, оборудованной электроприводом.

Физико-химическая очистка

После узла механической очистки концентрация нефтепродуктов в сточной воде снижается до 90 мг/л, что превышает величину, при которой эти стоки могут подаваться в сооружения биологической очистки. Для снижения концентрации нефтепродуктов в указанных стоках предусмотрена физико-химическая очистка - импеллерная флотация с флокулянтом Zetag-89.

Сточные воды насосами НПС подаются на сооружения МХО "ВЕМКО" в отделение решеток для удаления грубых механических примесей и предварительного сбора нефтепродукта.

Удаление механических примесей осуществляется при помощи ручных граблей в специальный поддон. По мере накопления уловленный мусор складируется в стационарные бункеры с их последующим вывозом в шламонакопитель. Чистка решеток производится периодически (но не реже 1 раза в 2 часа) в зависимости от количества поступающих загрязнений. При этом не допускается перепад уровня до и после решеток более 15 см.

Сбор нефтепродукта с поверхности лотка происходит через щелевое заборное устройство, после чего нефтепродукт при помощи центробежного насоса транспортируется по линии в емкости.

Далее стоки поступают в отделение гидроциклонов, где за счет центробежной силы и силы тяжести происходит удаление из стоков нефтепродукта и взвешенных веществ.

Удаление нефтепродукта осуществляется через большой и малый нефтесборные карманы периодически, в зависимости от степени его накопления. Для более качественного удаления нефтепродуктов (особенно тяжелых) необходимо уменьшить высоту перегородки нефтесборного кармана путем открытия-закрытия поворотной заслонки. Посредством включения в работу скребкового механизма (не реже 4-х раз в смену) происходит интенсификация удаления нефтепродукта.

Удаление взвешенных веществ производится из конусной части безнапорного гидроциклона при помощи гидроэлеватора (водоструйный насос). Донный осадок удаляется на напорные гидроциклоны и бункеры песка. Обезвоженный песок вывозится и складируется в шламонакопителе.

Стоки после безнапорных гидроциклонов поступают в сепараторы для последующего извлечения механических примесей и нефтепродукта.

Нефтепродукт собирается в верхней части сепаратора по мере накопления на поверхности, переливается в нефтесборный карман, и поступает в ёмкости с последующей откачкой в резервуарный парк.

Донный осадок скапливается в нижней (конусной) части сепаратора. Его удаление осуществляется в ёмкости под гидростатическим давлением с последующей откачкой насосами в 2-х секционный отстойник.

В лоток осветлённых стоков после сепаратора осуществляется подача флокулянта для более эффективного процесса флотации.

Принцип работы депуратора, предназначенного для извлечения из сточной воды механических примесей, нефтепродукта и их эмульсий, заключается в вовлечении загрязнений в пенный слой (импеллерная флотация). Данные загрязнения с образующимся пенным слоем (флотопена) поступают в пеносборные карманы. Для более эффективного удаления флотопены используют скребковые механизмы. Флотопена с пеносборных карманов поступает в ёмкости и насосами откачивается в 2-х секционный отстойник. Отстоявшаяся вода дренируется в "голову" сооружений МХО "Вемко". Сбор нефтепродукта с 2-х секционного отстойника осуществляется в тёплый период времени в резервуарный парк или на установку КХД для последующей переработки. Очищенные стоки после депураторов поступают на сооружения БХО.

Биохимическая очистка стоков - сооружения БХО

Участок БХО предназначен для биохимической очистки сточных вод, для распада и минерализации органических веществ, находящихся в коллоидном и растворённом состоянии.

Существуют три варианта работы I системы сооружений БХО: I вариант предусматривает работу сооружения в зимний период времени, II и III вариант в летнее-осенний период времени.

I Вариант

Рис. 14. Схема работы сооружений БХО в зимний период

Промышленные сточные воды II системы канализации, предварительно прошедшие механо-химическую очистку на участке "Вемко" поступают по трубопроводу в приёмную камеру II системы. Из приёмной камеры стоки поступают по лотку в двухсекционный смеситель. Смеситель представляет собой заглублённый прямоугольный резервуар, состоящий из трёх секций. Каждая секция разделена на три коридора. В каждый коридор по перфорированному трубопроводу подаётся воздух для усреднения и перемешивания стоков. Так же в смеситель подаются биогенные добавки для активного ила. Из смесителя по лотку сточные воды поступают в распределительный канал перед аэротенком.

Аэротенк - прямоугольный резервуар открытого типа, состоящий из трёх секций, каждая секция которого разбита на три коридора. Первый коридор является регенератором. Второй и третий - это рабочие зоны аэротенка. Конструкция аэротенка предусматривает возможность работы с 33%, 66% регенерацией активного ила, так и без неё.

Для жизнедеятельности микроорганизмов в аэротенк подаётся воздух из воздуходувной станции в количестве 16,7 м³/сек. по трубопроводу и распределяется по отдельным стоякам. Иловая смесь из каждой секции, переливаясь через водослив, поступает по трубопроводу в камеру гашения напора, а затем в распределительную чашу вторичных отстойников.

Вторичный отстойник - заглубленный открытый цилиндрически резервуар. Он служит для задержания активного ила, поступающего вместе с очищенной водой из аэротенка. Сбор осветлённой воды в отстойнике осуществляется через водосливы сборного кольцевого лотка, затем вода поступает в выпускной карман отстойника и далее в приёмную камеру II системы в отсек сбора очищенных стоков. Активный ил, осевший на дне отстойника под гидростатическим давлением непрерывно удаляется при помощи илососа в иловую камеру, которая оборудована щитовыми заборами. Из иловых камер активный ил поступает в приёмную камеру, откуда возвращается на повторное использование через колодцы в первые коридоры каждой секции аэротенка.

Очищенная вода из приёмной камеры подаётся на флотацию. Схемой предусмотрено введение воды и воздуха через эжекторы, которые установлены на перемычках между напорными и всасывающими трубопроводами. Насыщение стоков воздухом происходит при давлении 4,2 - 4,8 кгс/см² в сатураторе ёмкостью 100 м³. Насыщенная воздухом сточная вода поступает в центральную часть в распределительное устройство флотаторов. Из сатуратора насыщенная воздухом вода поступает на флотаторы. Флотатор служит для удаления окисленного активного ила из очищенных стоков. Выделившиеся из воды пузырьки воздуха всплывают вместе с налипшими частицами загрязнений на поверхность флотатора, в результате чего образуется пенообразный слой. Пена удаляется скребковым механизмом. Очищенная вода по водосборному кольцевому лотку флотатора самотёком переливается в приёмную камеру стоков. Из этой камеры вода подаётся на пруд-регулятор № 2, затем через перемычку поступает в пруд-регулятор № 1, где происходит дополнительный отстой очищенной воды. Из пруда-регулятора № 1 вода подаётся на подпитку в оборотную систему водоснабжения предприятия.

II Вариант

Рис. 15. Схемы работы сооружений БХО в летнее-осенний период



2.2 Контроль производства

Контроль за работой очистных сооружений состоит из аналитического контроля и контроля за работой систем и оборудования сооружений.

Для лабораторного аналитического контроля за работой очистных сооружений выделены отдельные помещения. Лаборантами проводятся химические и гидробиологические анализы воды и осадка. Лаборатория полностью укомплектована необходимым инвентарем, оборудованием, мебелью, лабораторными приборами, посудой и реактивами. Технологический контроль за биологической очисткой сточной воды позволяет своевременно предпринять меры по ликвидации негативного фактора и поддержанию необходимого качества очистки [18].

Таблица 3 Технологический контроль производства. Возможные неполадки и аварийные ситуации. Причины и способы устранения

Возможные производственные неполадки, аварийные ситуации	Предельно допустимые значения параметров, превышение (снижение) которых может привести к аварии	Причины возникновения производственных неполадок, аварийных ситуаций	Действия персонала по предупреждению и устранению производственных неполадок и аварийных ситуаций
1. Залповые или длительные сбросы органических и неорганических веществ, превышающих ПДК в сточных водах на сооружениях цеха	Межцеховые нормы	Поступление сточных вод, превышающих ПДК на очистные сооружения	Участок БХО · Перевести аэротенки I и II систем на 66% регенерацию активного ила, увеличить расход подачи воздуха на аэротенки; · Собрать технологическую схему для разбавления поступающих стоков на аэротенки очищенными стоками с прудов-регуляторов № 1,2.
2. Гидравлическая перегрузка очистных сооружений (работа в паводковый период)	Более 68000 м3/сут.	Поступление сточных вод на сооружения цеха выше максимального проектного количества	Участок БХО · Перевести аэротенки I и II систем на 66% регенерацию активного ила, увеличить расход подачи воздуха на аэротенки; · Собрать технологическую схему для разбавления поступающих стоков на аэротенки очищенными стоками с прудов-регуляторов № 1,2.

Таблица 4 Основные нарушения режима работы аэротенков и пути их устранения

Вид нарушения	Причины	Меры по устранению
1. Вспухание активного ила	Наличие большого количества углеводородов Недостаточное количество воздуха Низкое рН сточной воды в аэротенке	Уменьшить концентрацию загрязнений в сточной воде; если это невозможно, то: а) увеличить подачу воздуха; б) повысить реакцию сточной воды, поступающей в аэротенк, до рН=8,5-9,5 и увеличить степень регенерации активного ила
2. Нарушение окислительного процесса: активный ил оседает на дно аэротенка и загнивает	Перебой в подаче воздуха вследствие засорения фильтросов	Очистить пористые пластины (трубы)
3. Уменьшение количества ила в аэротенке и его окислительной мощности	Уменьшение в течение длительного времени количества поступающих стоков и концентрации загрязнений	Исключить из работы одну или несколько секций аэротенка
4. Ухудшение качества очищенной воды	Увеличение расхода сточных вод	Увеличить количество подаваемого в аэротенк воздуха или степень регенерации активного ила



2.3 Анализ эффективности работы очистных сооружений и возможные пути изменения технологического режима для улучшения качества очистки сточных вод

Комплекс очистных сооружений цеха № 17 Управления водоснабжения, канализации и очистки сточных вод ООО "ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез" предназначен для приема производственных и хозбытовых сточных вод с нефтеперерабатывающей площадки, их очистки и отвода сточных вод на городские биологические очистные сооружения и частичного возврата очищенных сточных вод для подпитки систем оборотного водоснабжения.

Таблица 5 Качество поступающих и очищенных стоков очистных сооружений цеха №17 УВК и ОСВ за 2007 год

Определяемые показатели, мг/л	Стоки, поступающие на очистные сооружения	Стоки после очистных сооружений	Нормативы сброса	Эфф-ность очистки, %	Сброс на ООО "Новогор-Прикамье"
ХПК	686,6	38,1		94,0	79,4
БПКполн	350,0	9,1	6,0	97,4	18,1
Нефтепродукты	589,0	1,0	0,3	99,8	2,6
Взв. вещества	132,0	13,1	7,95	89,4	40,3
Фенол	3,3	н/обн	0,001	100	0,018
Азот аммон.	17,4	0,39	0,65	98,1	3,0
Нитриты	-	0,25	0,074		0,69
Нитраты	-	24,4	10,2		16,6
Сульфаты	165,1	186,6	217,6		185,7
Сухой остаток	610,4	708,5	835,0		621,1

В настоящее время качество очищаемых стоков на очистных сооружениях цеха №17 УВК и ОСВ не отвечает требованиям, предъявляемым к ним на сбросе в поверхностный водоём, поэтому избыточное количество очищенных стоков после БХО в объёме 14 тыс. м³/сутки направляется на доочистку на городские биологические очистные сооружения (БОС) перед сбросом в р. Кама. Направление стоков на БОС обусловлено недостаточной степенью очистки и прежде всего по содержанию нефтепродуктов, взвешенных веществ и БПКполн.

В целях повышения качества очистки стоков предлагается осуществить реконструкцию очистных сооружений с доведением показателей стоков до требований, предъявляемых к ним для повторного использования в оборотном водоснабжении, до требований, предъявляемых на сбросе избыточного количества очищенных стоков после БХО в р. Кама, то есть минуя городские биологические очистные сооружения.

Одним из основных недостатков работы очистных сооружений является наличие устаревшей системы аэрации. Керамические трубы, через которые осуществляется подача и распределение воздуха за длительное время эксплуатации закальматировались, потеряли свою прочность и ломаются при монтаже и демонтаже. Аэрация через отверстия в трубах уже не позволяет получать мелкие пузырьки воздуха, что и является причиной снижения концентрации растворенного кислорода.

Песок выносится из песколовок в последующие сооружения и в первую очередь в первичные отстойники, откуда в составе сырого осадка перекачивается в аэротенки I ступени и оседает в "застойных" зонах. Наличие застойных зон обусловлено пристенной системой аэрации аэротенков. В этих зонах вместе с песком оседает и гниет ил. В результате чего, качество очистки воды снижается.

В связи с этим предлагается замена существующих фильтросных труб на более эффективные аэраторы мембранного типа - "ФОРТЕКС АМЕ - Т 370". Специально перфорированная мембрана из синтетического каучука работает как обратный клапан, что предотвращает обрастание пор биоплёнкой. Данные аэраторы обеспечат более эффективную очистку сточных вод при минимальных затратах электроэнергии.

Сборка системы аэрации проводится без дополнительных муфт, простым свинчиванием аэраторов между собой и последующей фиксацией, что позволяет произвести реконструкцию системы аэрации в предельно короткие сроки.

Преимуществом данных аэрационных элементов является:

· Высокая окислительная мощность;

· Высокая доля используемого кислорода;

· Низкие потери давления;

· Простая конструкция элементов;

· Возможность простой и быстрой замены мембраны или целого элемента;

· Высокая устойчивость к засорению;

· Экономия электроэнергии.

Рис. 16. Сравнение старой и новой систем аэрации

1 - фильтросные трубы;

2 - мембранные аэраторы ФОРТЕКС.



3. Расчёт материального баланса

Материальный баланс составлен по содержанию БПКполн, нефтепродуктов и взвешенных веществ в воде и концентрации активного ила согласно схемы изображенной на рисунке 17.

Расчет сделан исходя из следующих данных:

Производительность000 м³/сут;

БПКполн на входе0,0 мгО₂/л;

Концентрация нефтепродуктов на входе9,0 мг/л

Концентрация взвешенных веществ на входе2,0 мг/л;

Концентрация ила на входе,1 мг/л

Прирост активного ила,74 мг/л

Эффективность работы отстойников%

Рис. 17. Схема материального баланса очистки сточных вод нефтеперерабатывающего завода производительностью 60 тыс. м³/сутки

Представим табличный вариант расчёта материального баланса.



Таблица 6 Материальный баланс песколовок

Показатель	Приход (т/сут)	Расход (т/сут)
Сточная вода: БПКполн Вз. вещества Н/продукты Осадок	59.935,74 21,00 7,92 35,34	59.878,25 21,00 5,37 18,33 77,05
ИТОГО	60.000	60.000

Таблица 7 Материальный баланс нефтеловушек

Показатель	Приход (т/сут)	Расход (т/сут)
Сточная вода: БПКполн Вз. вещества Н/продукты Осадок Отведённый н/продукт	59.878,25 21,00 5,37 18,33	59.845,92 18,25 3,13 8,17 2,24 10,16
ИТОГО	60.000	59.887,87

Таблица 8 Материальный баланс флотационной установки

Показатель	Приход (т/сут)	Расход (т/сут)
Сточная вода: БПКполн Вз. вещества Н/продукты Осадок Отведённый н/продукт	59.845,92 18,25 3,13 8,17	59.854,046 5,124 1,434 0,798 3,696 10,372
ИТОГО	59.875,47	59.875,47

Таблица 9 Материальный баланс аэротенка

Показатель	Приход (т/сут)	Расход (т/сут)
Сточная вода: БПКполн Вз. вещества Н/продукты Активный ил	59.853,98 5,124 1,434 0,798 0,066	59.856,078 0,45 2,13 0,06 2,684
ИТОГО	59.861,402	59.861,402



Таблица 10 Материальный баланс вторичных отстойников

Показатель	Приход (т/сут)	Расход (т/сут)
Сточная вода: БПКполн Вз. вещества Н/продукты Активный ил + осадок	59.856,078 0,45 2,13 0,06 2,684	59.857,801 0,36 0,786 0,06 2.395
ИТОГО	59.861,402	59.861,402



4. Проектирование промышленного аппарата

4.1 Расчёт аэротенка-вытеснителя I ступени

Исходные данные. Расчётный расход производственных сточных вод нефтеперерабатывающего завода (система II) qw = 2500 м3/ч; суточный расход Q = 60000 м3/сут; БПКполн поступающей сточной воды Len = 85,4 мг/л; БПКполн очищенной сточной воды Lex = 6 мг/л; концентрация взвешенных веществ в поступающей сточной воде Свв = 46 мг/л.

Расчёт:

Поскольку значение Len <150 мг/л к расчёту принимаем аэротенк-вытеснитель без регенератора. Для вторичного отстаивания предусматриваем радиальные отстойники с илососами.

Для сточных вод нефтеперерабатывающего завода назначаем константы:

- максимальная скорость окисления сmax = 59 мгБПК/(гч);

- константа, характеризующая свойства загрязнений К1 = 24 мгБПК/л;

- константа, характеризующая влияние кислорода К0 = 1,66 мгО2/л;

- коэффициент ингибирования ц=0,158 л/г;

- зольность ила S=0,3.

Дозу активного ила в аэротенке принимаем равной первоначально аi = 3 г/л, значение илового индекса Ji = 90 см3/г, концентрацию растворённого кислорода Со = 2,5 мг/л.

Рассчитываем степень рециркуляции активного ила:



Рассчитываем БПК_полн поступающей в аэротенк сточной воды с учётом разбавления рециркуляционным расходом:

Определяем период аэрации:

Рассчитаем нагрузку на активный ил, подставляя в формулу значения L_mix и t.

мг/(г*сут)

Таблица 11 Значение илового индекса

Сточные воды	Иловый индекс Ji, см3/г при нагрузке на ил qi, мг/(г*сут)
	200	300	400	500	600
Производственные: Нефтеперерабатывающих заводов	110	70	80	120	160



По таблице 6 с помощью интерполяции находим иловый индекс, который соответствует рассчитанной нагрузке на активный ил:

Принятое значение илового индекса отличается от табличного на величину:

%

Считаем эту погрешность вполне допустимой.

Определяем объём аэротенка с учётом циркуляционного расхода:

Подбираем типовой проект аэротенка-вытеснителя № 902-2-193 со следующими характеристиками:

* число секций nat = 3;

* число коридоров ncor = 3;

* рабочая глубина Hat = 4,4 м;

* ширина коридора bcor= 4,5 м.

Длина секции аэротенка:



м (4.7)

Общий размер аэротенка 40 х 41 м.

Рассчитываем прирост активного ила:

4.2 Расчёт системы аэрации

Принимаем глубину погружения аэраторов:

Находим растворимость кислорода при температуре воды 20°С: С_Т=9,02 мг/л. Рассчитаем растворимость кислорода в воде:

мг/л

Для аэрации принимаем мелкопузырчатый трубчатый мембранный аэратор, состоящий из резиновой перфорированной мембраны, прикреплённой к несущей трубке.

Находим значение коэффициента, учитывающего тип аэратора: К1 = 1,47. Интерполяцией находим коэффициент, зависимый от глубины погружения аэратора:

Коэффициент, учитывающий температуру сточных вод, равен:

Рассчитаем удельный расход воздуха qair:

Определяем интенсивность аэрации:

Определяем общий расход воздуха:



4.3 Расчёт вспомогательного оборудования (насосы, газодувки)

Расчёт насоса [9].

Выбор трубопровода. Примем скорость воды равную 2 м/с.