Tanques de aireación de alta carga, alto rendimiento y aireación extendida
de "Tratamiento de aguas residuales industriales en aerotanques"
Una de las formas posibles de intensificar el funcionamiento de las instalaciones de aireación para aumentar su rendimiento es aumentar la carga de lodos activados. Los tanques de aireación altamente cargados son estructuras en las que el proceso de tratamiento biológico se lleva a cabo en 0,5-2 horas (aguas residuales de la ciudad), como resultado de lo cual las cargas hidráulicas son superiores a 20 m3/día por 1 estructura y la carga diaria de lodos según DBOtot es más de 0,8 kg/kg con un efecto de limpieza del 70-95%.Un aumento de la relación entre la cantidad de nutrientes y el número de microorganismos activos en aerotanques de alta carga provocará un proceso de oxidación más intenso que en aerotanques de baja carga o mineralización de lodos, donde el proceso se ve inhibido por la falta de nutrición de los microorganismos. El resultado del suministro de exceso de nutrición a los aerotanques es el predominio de la fase logarítmica del crecimiento de microorganismos, mientras que el nitrógeno amoniacal domina en el agua tratada y contiene una cantidad mínima de sus formas oxidadas.
Como se puede ver en la tabla. U.1, en el que se presentan los rangos de carga para todo tipo de estructuras de aireación, según datos de estudios nacionales y extranjeros, las estructuras de alta carga permiten aumentar significativamente la eficiencia del uso de una unidad de volumen del tanque de ventilación.
La segunda opción: mientras se mantienen las mismas cargas en el lodo, se aumenta la concentración de lodo activado en el sistema, lo que conduce a la creación de estructuras de aireación que, a diferencia de las altamente cargadas, son altamente eficientes. Como saben, la tasa de oxidación del líquido de desecho, la fuente de nutrición y energía de los microorganismos, es mayor cuanto más microorganismos funcionan en el sistema. Esta posición concuerda bien con los datos obtenidos por I.S. Postnikov y otros para las aguas residuales de varias estaciones de aireación de Moscú. V. Emde (Tabla U.2) proporciona resultados interesantes que confirman el efecto de los tanques de aireación de alto rendimiento. Como puede verse en esta tabla, la dosis de lodo en las estructuras no descendió por debajo de 3,6 gl, y en algunos casos llegó a 10,2-11,2 gl, lo que, aún con cargas relativamente bajas sobre el lodo activado, proporcionó una capacidad oxidante en términos de de DBO suman más de 5 kg por día.
Para asegurar el alto grado de circulación requerido sin costos adicionales para bombear el flujo de lodo circulante, es necesario bloquear el tanque de aireación con un clarificador secundario.
El factor que limita el aumento de la dosis de trabajo de lodos activados a más de 7-10 g / l es un fuerte deterioro en la separación por sedimentación de mezclas de lodos concentrados en tanques de sedimentación secundarios. Departamento de Alcantarillado LOS EXTRAÑO. V.V. Kuibyshev planteó la idea original de filtrar la mezcla de lodos de los tanques de aireación con dosis de lodo de hasta 25 g l a través de filtros de malla de tal manera que no ingresen más de 3-4 g l de sólidos en suspensión en los tanques de sedimentación secundarios. El esquema tecnológico de la estructura, denominado tanque de filtrado, con una capacidad de 37500 m3/día se muestra en la Fig. W. Yu.
Al depurar aguas residuales en un tanque de filtro con un valor de DBO total de más de 1.500 mg lu1, el contenido de sustancias solubles en éter es de aproximadamente LOMg L, el agua purificada tenía una DBO total igual a 20-Shmg L, con un contenido residual de éter- sustancias solubles de 7-9 mg L. La duración de la aireación del líquido residual es de 3-4 horas, lo que corresponde al poder oxidante según la DBO total 8000 - 12 000 g-día o 400-600 puestas por 1 g de lodo por día. En este caso, la altura de la capa de lodo activado frente al empaque de malla es de 1 a 1,5 m, el período de filtración a través de ella es de 40 a 60 segundos, el período de retrolavado del empaque de malla es de 8 a 12 segundos a una temperatura de aire. tasa de suministro de 80-120 m / h.
Los cálculos técnicos y económicos muestran que el tanque de filtro, que proporciona un alto poder oxidante con cargas relativamente bajas en el lodo activado, permite lograr un ahorro del 12-15% en el costo de tratamiento de 1 líquido residual, al tiempo que ahorra en costos de capital durante el período de construcción es 35-40%. Considerando lo anterior, un tanque de aireación de alto rendimiento de este diseño debe ser reconocido como una planta de tratamiento progresivo, especialmente para el tratamiento de aguas residuales industriales altamente concentradas, así como para el tratamiento de aguas residuales que forman lodos activados de sedimentación dura.
El estudio de los principales parámetros de diseño de aerotanques de alto rendimiento fue realizado por los autores en 1966-1968. en modelos de laboratorio con sistema de aireación mecánica neumática. El ciclo de observaciones se llevó a cabo en un líquido residual sintético, y se eligió la peptona como componente nutritivo principal, y se introdujeron como aditivo industrial varias concentraciones de aminas alifáticas, que están presentes en las aguas residuales de muchas industrias. Durante el experimento, la dosis de trabajo de lodo activado se mantuvo en el nivel de 4-8 gl con la cantidad de lodo circulante 100-500% y la tasa de flujo del aire suministrado, dependiendo de la carga, 40-80 por 1 l del líquido purificado.
La posibilidad de intensificar el tratamiento del líquido residual aumentando la dosis de trabajo de lodos activados y, por otro lado, la inadecuación de las estaciones de aireación tradicionales para un funcionamiento fiable en este modo, determinan una de las principales direcciones en el desarrollo de sistemas de alto rendimiento. Diseños de tanques de aireación.
Plantas de aireación para oxidación completa
(aerotanques con aireación extendida)
6.166. Para el tratamiento biológico de aguas residuales se deben utilizar plantas de aireación para la oxidación completa. Antes de suministrar aguas residuales a la instalación, es necesario prever la retención de grandes impurezas mecánicas. 6.167. La duración de la aireación en los tanques de aireación para la oxidación completa debe determinarse mediante la fórmula (48), mientras que es necesario tomar: - la tasa de oxidación promedio en - 6 mg / (g · h); - dosis de lodo - 3-4 g / l; - contenido de cenizas del lodo - 0,35. El consumo específico de aire debe determinarse mediante la fórmula (61), mientras que debe tomarse: - consumo específico de oxígeno, mg/mg tomado, - 1,25; 
- según los datos indicados en la cláusula 6.157. 6.168. La duración de la permanencia de las aguas residuales en la zona de sedimentación en la entrada máxima debe ser de al menos 1,5 horas 6.169. La cantidad de lodo activado en exceso debe tomarse como 0,35 kg por 1 kg. Se permite la eliminación del exceso de lodos tanto del tanque de decantación como del tanque de aireación cuando la dosis de lodo alcanza los 5-6 g/l. El contenido de humedad del lodo extraído del tanque de sedimentación es del 98%, del tanque de aireación: 99,4%. 6.170. La carga en los pads de lodos debe tomarse como sedimentos fermentados en condiciones mesófilas.
Canales de oxidación circulantes
6.171. Se deben proporcionar canales oxidantes circulantes (CSC) para el tratamiento biológico de aguas residuales en áreas con una temperatura invernal de diseño del período más frío no inferior a -25 ° C. 6.172. La duración de la aireación debe determinarse mediante la fórmula (48), mientras que la tasa de oxidación promedio debe tomarse de 6 mg/(g·h). 6.173. Para los canales oxidantes circulantes, se debe adoptar lo siguiente: el canal tiene forma de O en planta; profundidad - alrededor de 1 m; la cantidad de lodo activado en exceso - 0,4 kg por 1 kg; Consumo específico de oxígeno: 1,25 mg por 1 mg tomado. 6.174. La aireación de las aguas residuales en los canales oxidantes debe proporcionarse con aireadores mecánicos instalados al comienzo de la sección recta del canal. Las dimensiones de los aireadores y los parámetros de su funcionamiento deben tomarse de acuerdo con los datos del pasaporte, dependiendo de la productividad de oxígeno y la velocidad del agua en el canal. 6.175. La velocidad del flujo de agua en el canal, m / s, creada por el aireador, debe determinarse mediante la fórmula
, (68)
Donde es el impulso de presión del aireador, tomado de acuerdo a las características del aireador; - longitud del aireador, m; - el área del área libre del canal, m; - coeficiente de rugosidad; para muros de hormigón = 0,014; - radio hidráulico, m; - longitud del canal, m; - la suma de los coeficientes de las resistencias locales; para el canal en forma de O = 0,5. La longitud del aireador debe ser no menor que el ancho del canal a lo largo del fondo y no mayor que el ancho del canal a lo largo de la superficie del agua, el número de aireadores debe ser al menos dos. 6.176. La descarga de una mezcla de aguas residuales con lodos activados desde los canales de circulación hacia el decantador secundario debe ser por gravedad, el tiempo de permanencia de las aguas residuales en el decantador secundario al caudal máximo es de 1,5 horas 6.177. Desde el tanque de sedimentación secundario, es necesario proporcionar un suministro continuo de lodos activados retornables al canal, y periódicamente el suministro de lodos en exceso a las almohadillas de lodos. 6.178. Las almohadillas de lodos deben calcularse en función de las cargas de lodos fermentados en condiciones mesófilas.
Filtrar campos
6.179. Los campos de filtración para el tratamiento biológico completo de las aguas residuales deben proporcionarse, por regla general, en arenas, margas arenosas y margas ligeras. La duración de la sedimentación de las aguas residuales antes de que ingrese a los campos de filtración debe ser de al menos 30 minutos. 6.180. Los sitios para los campos de filtración deben elegirse: con un relieve tranquilo y débilmente expresado con una pendiente de hasta 0,02; con una ubicación por debajo del flujo del suelo de las estructuras para la toma de agua subterránea a una distancia igual al radio del embudo de depresión, pero no menos de 200 m para franco ligero, 300 m para franco arenoso y 500 m para arena. Cuando los campos de filtración estén ubicados aguas arriba del flujo del suelo, su distancia a las estructuras para la toma de aguas subterráneas deberá tomarse en cuenta las condiciones hidrogeológicas y los requisitos de protección sanitaria de la fuente de abastecimiento de agua. No se permiten campos de filtración en los territorios limítrofes con los lugares de extracción de acuíferos, así como en presencia de rocas fracturadas y karsts, en aquellos cubiertos con una capa impermeable. 6.181. La carga de aguas residuales en los campos de filtración debe tomarse sobre la base de la experiencia de operar los campos de filtración en condiciones similares. La carga de aguas residuales domésticas e industriales cercanas a ellos en composición se permite tomar de acuerdo con la tabla. 47.
Cuadro 47
| Carga de aguas residuales, m / (ha |
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| Franco ligero | ||||
| Calle 3.5 a 6 | ||||
| Calle 3.5 a 6 | ||||
| Calle 3.5 a 6 | ||||
| Notas: 1. La carga está indicada para áreas con un promedio anual de precipitación atmosférica de 300 a 500 mm. 2. La carga debe reducirse para áreas con una cantidad promedio anual de precipitación atmosférica: 500-700 mm - en un 15-25%; más de 700 mm, así como para la región climática I y la subregión climática III, en un 25-30%, mientras que un mayor porcentaje de reducción de la carga debe tomarse con suelos arcillosos ligeros, y uno más pequeño, con suelos arenosos. | ||||
Cuadro 48
| Factor de reducción de la filtración durante el período de congelación |
|
| Franco ligero | |
# G1 en las regiones climáticas III y IV - 10;
en la región climática II - 20;
6.184. Se permite tomar un área adicional para la construcción de redes, caminos, crestas protectoras, plantaciones de árboles en una cantidad de hasta el 25% con un área de campos de filtración de más de 1000 hectáreas y hasta el 35% con un área de 1000 hectáreas o menos. 6.185. Las dimensiones de los mapas de los campos de filtración deben determinarse según el terreno, el área total de trabajo de los campos y el método de cultivo del suelo. Al procesar con tractores, el área de una tarjeta debe ser de al menos 1,5 hectáreas. La relación entre el ancho de la tarjeta y su largo debe tomarse de 1: 2 a 1: 4; si está justificado, se permite un aumento en la longitud de la tarjeta. 6.186. En los mapas de campos de filtración destinados a congelar aguas residuales, es necesario prever la liberación de agua derretida para reservar tarjetas. 6.187. Es obligatorio un dispositivo de drenaje (abierto o cerrado) en los campos de filtración cuando las aguas subterráneas se encuentran a una profundidad inferior a 1,5 m de la superficie de los mapas, independientemente de la naturaleza del suelo, así como a mayor profundidad de las aguas subterráneas, con propiedades de filtración desfavorables de los suelos, cuando algunas zanjas de drenaje (sin un dispositivo de drenaje cerrado) no proporcionan la necesaria reducción del nivel del agua subterránea. 6.188. En los campos de filtración, es necesario habilitar un cuarto de baño, cuartos para secar los overoles, para descansar y comer. Por cada 75-100 hectáreas de campos de filtración, se deben proporcionar cabinas para calentar al personal de servicio.
Campos de filtración subterráneos
6.189. Los campos de filtración subterráneos deben usarse en suelos arenosos y franco-arenosos, cuando las tuberías de riego estén ubicadas al menos a 1 m sobre el nivel freático y su profundidad no supere los 1,8 m y al menos a 0,5 m de la superficie de la tierra. Se recomienda colocar las tuberías de riego sobre una capa de relleno de 20-50 cm de espesor de grava, escoria fina de caldera bien sinterizada, piedra triturada o arena gruesa. Frente a los campos de filtración subterránea, es necesario prever la instalación de fosas sépticas. 6.190. La longitud total de las tuberías de riego está determinada por la carga de acuerdo con la tabla. 49. La longitud de los rociadores individuales no debería ser superior a 20 m.
Tabla 49
| Temperatura media anual del aire, ° С | Carga, l / día por 1 m de tuberías de riego para campos de filtración subterráneos, según la profundidad del nivel freático más alto desde la bandeja, m |
|||
| 6.1 a 11 | ||||
| 6.1 a 11 | ||||
| Notas: 1. La carga está indicada para zonas con una precipitación media anual de hasta 500 mm. 2. La carga debe reducirse: para áreas con una precipitación anual promedio de 500-600 mm, en un 10-20%, más de 600 mm, en un 20-30%; para la región climática I y la subregión climática IIIA - en un 15%. En este caso, se debe tomar un porcentaje mayor de la reducción con suelos franco arenosos, uno más pequeño con suelos arenosos. 3. En presencia de ropa de cama de grano grueso con un espesor de 20-50 cm, la carga debe tomarse con un coeficiente de 1.2-1.5. 4. Con un drenaje específico superior a 150 l/día por habitante o para objetos de actuación estacional, los índices de carga deberán incrementarse en un 20%. | ||||
Filtros de arena y grava
y filtrar trincheras
6.192. Los filtros de arena y grava y las zanjas de filtración con una cantidad de aguas residuales de no más de 15 m3 / día deben diseñarse en suelos impermeables y poco filtrantes con el nivel freático más alto 1 m por debajo de la bandeja de drenaje. Es necesario prever la instalación de fosas sépticas frente a las estructuras. El agua tratada debe recolectarse en tanques de almacenamiento (con el fin de utilizarla para riego) o descargarse en cuerpos de agua de conformidad con las "Reglas para la protección de las aguas superficiales contra la contaminación por aguas residuales" y las "Reglas para la protección sanitaria de las zonas costeras". aguas de los mares". La longitud estimada de las zanjas de filtración debe tomarse en función del caudal de aguas residuales y la carga en las tuberías de riego, pero no más de 30 m, el ancho de la zanja en el fondo - no menos de 0,5 m 6.193. Los filtros de arena y grava deben diseñarse en una o dos etapas. La arena de grano grueso y medio y otros materiales deben tomarse como material de alimentación para los filtros de una sola etapa. El material de alimentación en la primera etapa del filtro de dos etapas puede ser grava, piedra triturada, escoria de caldera y otros materiales del tamaño aceptado de acuerdo con la cláusula 6.122, en la segunda etapa, similar al filtro de una etapa. En las zanjas de filtración, se debe tomar arena de grano grueso y medio y otros materiales como material de alimentación. 6.194. La carga en las tuberías de riego de filtros de arena y grava y zanjas de filtro, así como el espesor de la capa de carga, deben tomarse de acuerdo con la tabla. 50
Mesa 50
| #G0Construcción | Altura de la capa de carga, m | Carga en tuberías de riego, l/(m · día) |
| Filtro de arena y grava de una sola etapa o segunda etapa de un filtro de dos etapas | ||
| La primera etapa de un filtro de dos etapas. | ||
| trinchera de filtro | ||
| Notas: 1. Las cargas más bajas corresponden a alturas más bajas. 2. Las cargas están indicadas para zonas con una temperatura media anual del aire de 3 a 6 °C. 3. Para áreas con una temperatura promedio anual del aire superior a 6 ° C, la carga debe aumentarse en un 20-30 %, por debajo de 3 ° C, reducirse en un 20-30 %. 4. Con un drenaje específico de más de 150 l / (persona · día), la carga debe aumentarse en un 20-30%. | ||
Los tanques de aireación-decantadores están diseñados en forma de tanques rectangulares de estructuras que combinan tanques de aireación con aireación extendida (parte de aireación) y tanques de sedimentación secundarios de tipo vertical (parte de sedimentación). Ambas estructuras están interconectadas por ventanas de rebose que aseguran el flujo de la mezcla de lodos desde la zona de aireación hasta la zona de decantación.
El modo de aireación extendida, también llamado método de oxidación completa, se distingue por un tiempo de residencia significativamente más largo de las aguas residuales en los tanques de aireación. La duración de la aireación de las aguas residuales en el modo extendido es de 1 a 3 días. dependiendo de la concentración inicial de aguas residuales por DBO. Los tanques de aireación con aireación prolongada funcionan con dosis de lodos activados en base a materia seca de 3-6 g/l por día.
Los tanques de aireación que funcionan en modo de oxidación total pueden funcionar con o sin remoción de lodo activado en exceso. En este último caso, el exceso de fangos activados se elimina del decantador secundario, lo que reduce la calidad del tratamiento. Por tanto, para un mayor grado de depuración, el proyecto prevé la eliminación de los lodos sobrantes del sistema, sobre todo porque su bajo incremento permite realizar esta operación a intervalos significativos.
El uso del modo de aireación extendida se debe a un ligero aumento en el lodo activado y un alto grado de su mineralización, facilidad de operación, estabilidad de operación en modos de flujo irregular de flujo de aguas residuales.
Figura 4.4 Tanques de aireación-tanques de sedimentación: 1 - tanque de aireación, 2 - tanque de sedimentación, 3 - tubería de suministro de aguas residuales para el tratamiento, 4 - tubería de descarga de agua purificada, 5 - sistema de aireación, 6 - tubería de lodos circulantes, 7 - tubería de descarga de lodos en exceso , 8 - conducto de aire, 9 - puente aéreo, 10 - conducto, 11 - vertedero dentado
Tabla 4.2 Datos iniciales para el cálculo de tanques de aireación-tanques de sedimentación
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Parámetros |
Valores paramétricos |
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Consumo diario de aguas residuales, m3/día | |
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Caudal medio horario, m3/h | |
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Caudal máximo horario, m3/h | |
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DBO20 del efluente entrante, mg/l | |
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El mismo efluente tratado, mg/l | |
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La concentración de sólidos en suspensión en el efluente tratado, mg/l | |
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Temperatura media anual de las aguas residuales, ° С | |
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Dosis de lodos en aerotanques, g/l | |
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Índice de limo, cm3 / g | |
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Concentración de nitrógeno amónico en el agua de alimentación, mg/l | |
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Lo mismo en agua purificada |
Tanque de ventilación
El cálculo de los tanques de aireación se realiza según el modo de aireación extendida. La duración de la aireación es:
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Para los tanques de aireación para aireación prolongada, existen restricciones de uso: la concentración de impurezas está dentro de los 350 mg / l, la DBO es de 500 mg / l, el caudal es de hasta mil metros cúbicos. El período de aireación dura un día en el tanque, lo que permite mineralizar los lodos activados y grandes fracciones de materia en suspensión. Estándares de diseño permitir el uso de instalaciones dentro del complejo de tratamiento de agua, pero no como una estructura independiente.
Decisiones constructivas proporcionar el siguiente esquema de aclaración:
- rejilla / trampa de arena - los desagües pierden grandes impurezas
- cámara aérea - aireación en contacto con lodos activados (4 - 2 g / l)
- desbordamiento de líquido en el área del clarificador secundario a través de la tubería de bajada
- al subir, los desagües se vuelven más ligeros
- luego se descargan mediante bandejas de desbordamiento
- el lodo activado sedimenta, se desliza a lo largo de un cono hacia la bomba vertical
- el lodo asediado vuelve a la cámara aérea
Equipo moderno Este tipo se utiliza para el tratamiento de efluentes no sedimentarios por métodos bioquímicos. Para cada estructura, se permite un consumo de 2.100 - 400 metros cúbicos por día, el contenido de la suspensión debe estar dentro de los 300 mg/l, el BODP no es superior a 1,5 g/l. Automatización, despacho, sistemas de control. garantizar el funcionamiento ininterrumpido de los equipos de bombeo y compresores.
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COSTO DEL DESARROLLO DEL PROYECTO |
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Para determinar el costo base (inicial) del diseño y estimar la documentación y el trabajo de inspección, Region LLC utiliza un método comprobado: elaborar estimaciones para el diseño y el trabajo de inspección utilizando libros de referencia de precios de referencia. El costo estimado del trabajo de diseño y estudio es un costo de trabajo inicial razonable, que se especifica en el proceso de clarificación del alcance del trabajo y las negociaciones. El presupuesto para el trabajo de diseño y estudio compilado de acuerdo con los libros de referencia de precios de referencia puede servir como justificación del precio durante el procedimiento de licitación de conformidad con las Leyes Federales No. 44 y No. 223. |
| Asistencia en el registro de solicitudes de participación en Programas Federales Target (FTP). | Tomamos todas las decisiones técnicas y tecnológicas sobre la base del diseño de variantes y la comparación de todos los parámetros técnicos y económicos, incluidos los operativos. | |||
| Asistencia en la tramitación de las solicitudes de recepción de fondos de los presupuestos autonómicos (estudio de viabilidad, justificación). | Desarrollo de un estudio de viabilidad (estudio de viabilidad) del proyecto en las etapas iniciales de la implementación del concepto de inversión. | |||
| Asesoramiento sobre préstamos en bancos europeos y captación de subvenciones. | ||||
| Asistencia en el desarrollo de programas de inversión. | Asesoramiento en materia de diseño, etapas de diseño, etapas de diseño, homologaciones, permisos iniciales necesarios, etc. | |||
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| Region LLC es parte de una serie de grandes holdings de diseño y construcción y está lista para implementar proyectos llave en mano en toda Rusia. | ||||
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