|
На кафедре канализации МИСИ им. В. В. Куйбышева разработан метод расчета дисковых аэраторов.
Как указывалось, дисковый аэратор представляет собой диск с радиально направленными лопастями, прикрепленными к нему с нижней его стороны (см. рис. 4.118). Аэратор незначительно погружен в воду и с определенной частотой вращается относительно вертикальной оси. При этом вследствие отбрасывания лопастями воды вокруг аэратора образуется воронка. Если глубина погружения аэратора меньше (или равна) глубины воронки, то диск обнажается и воздух из атмосферы поступает в межлопастное пространство аэратора по периферийной кромке диска. Для обеспечения более свободного доступа воздуха в диске аэратора устраивают либо отверстия диаметром 3—5 см, либо прорези шириной 1,5—3 см по всей длине лопасти со стороны, противоположной направлению вращения аэратора (рис. 4.124). За лопастью образуется зона пониженного давления, в которой воздух образует «мешки». Вода, выбрасываемая лопастью в виде струи, вовлекает воздух из этих «мешков» в окружающую аэратор воду. Встречая сопротивление кольца воды, воздух вокруг аэратора дробится, в виде отдельных пузырьков уносится потоками воды и перемешивается с содержимым аэротенка.
Аэратор может работать в трех режимах, характеризующихся различными технологическими показателями.
Первый режим наблюдается при значительной глубине погружения аэратора. Вокруг него образуется лишь неглубокая воронка, не достигающая диска аэратора; следовательно, диск полностью затоплен. Вода, выбрасываемая из аэратора, не имеет контакта с воздухом, и вовлечения воздуха водой не происходит. Затраты энергии на работу аэратора весьма высокие, так как аэрация происходит только вследствие возмущения свободной поверхности воды в аэротенке, а поэтому незначительна.
Второй режим наступает при уменьшении глубины погружения до полного обнажения диска. Потребление электроэнергии при этом значительно снижается, а объем переданного в воду кислорода резко возрастает. В этом случае аэрация происходит под воздействием трех факторов: 1) вовлечения воздуха струей воды, срывающейся с лопасти; 2) защемления воздуха вследствие неустойчивости образующейся воронки; 3) возмущения свободной поверхности воды.
Третий режим наступает при дальнейшем уменьшении глубины погружения аэратора, когда потребление электроэнергии падает, но в еще большей степени уменьшается количество переданного в воду кислорода, что приводит к снижению эффективности раооты аэратора.
Расчет аэратора заключается в определении оптимальных параметров режима работы и технологических показателей.
Для обеспечения хорошей циркуляции воды в аэротенке и предотвращения выпадения взвешенных веществ на его дно при обычных глубинах аэротенка (порядка 4—4,5 м) целесообразно применение стабилизатора потока. Последний представляет собой вертикальную трубу,устанавливаемую с небольшим зазором под аэратором, соосно с ним и имеющую верхнее и нижнее коническое расширения. Верхнее расширение оборудовано вертикальными, радиально направленными лопастями, предотвращающими закручивание воды в стабилизаторе. Для входа воды в стабилизатор устраивают впускные окна с регулирующими заслонками внизу и посередине стабилизатора, позволяющие регулировать расход воды через него, а следовательно, регулировать и производительность аэратора.
Механический аэратор дискового типа со стабилизатором позволяет увеличить напор, развиваемый аэратором. При этом аэратор развивает как гидродинамический напор, служащий для перемешивания воды в азротенке, так и гидростатический, обеспечивающий образование воронки и доступ воздуха в межлопастное пространство аэратора. Гидростатический напор, развиваемый аэратором, может быть использован и для возврата активного ила из вторичного отстойника. Возврат ила осуществляется под действием разности уровней воды в межлопастном пространстве аэратора и вторичном отстойнике.
На основе методики расчета аэратора определены некоторые параметры аэраторов.
В отечественной практике получили наибольшее распространение аэротенки с пневматической аэрацией. Такой аэротенк представляет собой прямоугольный в плане железобетонный резервуар, состоящий из
одной или нескольких секций. Каждая секция разделена на коридоры продольными перегородками, не доходящими до противоположной торцовой стены резервуара. По эгим коридорам последовательно из одного в другой проходит сточная вода.
Поперечное сечение коридоров аэротенков — прямоугольное или квадратное. Глубину аэротенков Я чаще всего принимают равной 3— б м, ширину В^.2Н; длину аэротенков рекомендуется назначать не менее 10 В.
Допускается устройство аэротенков круглой в плане формы, а также совмещенных с первичными и вторичными отстойниками.
Однокоридорные аэротенки обычно применяют на очистных станциях небольшой пропускной способности при работе по схеме без регенераторов, когда отстоенная вода и возвратный активный ил подаются в верховую часть коридора. Распределительный канал отстоенной воды расположен с верховой стороны коридора, а распределительный канал иловой смеси — с низовой стороны.
Двухкоридорные аэротенки удобно применять при регенерации активного ила, когда объем регенераторов составляет 50% общего объема сооружений, а также при небольших и средних пропускных способностях станции аэрации.
Трехкоридорные аэротенки удобны для работы без регенерации ила.
Наиболее гибкими, позволяющими применять любую схему работы, являются четырехкоридорные аэротенки. Такие аэротенки построены на Курьяновской и Люберецкой станциях аэрации (Москва).
Если аэротенк работает без отдельной регенерации, то сточная вода из первичных отстойников поступает в распределительный канал 1 перед аэротенками, затем при открытом шибере па водосливе 2 проходит через аэротенк, а затем по каналу 5 — в распределительный канал 8 за аэротенками и подается через водослив или затопленное отверстие 10 в коридор . Возвратный ил из вторичных отстойников подается в коридор по трубопроводу. Иловая смесь, пройдя последовательно коридоры /, //, /// и IV, дюкером отводится во вторичные отстойники.
Если аэротенк работает с 25%-ной регенерацией ила, то сточная вода из канала 1 через водослив (или затопленное отверстие) 2 подается в начало коридора //. Возвратный ил по трубопроводу подается в коридор /. В этом случае коридор / называется регенератором, а коридоры //—IV — собственно аэротенком. Если регенерация ила 25%-ная, то для нее отводится 25% расчетного объема аэротенков (коридор /); если регенерация ила 50%-ная, то 50% расчетного объема аэротенков (коридоры / и //); если регенерация ила 75%-ная, то 75% расчетного объема аэротенков (коридоры /—///).
При 50%-ной регенерации ила сточная вода подается в начало коридора III через водослив 7, а иловая смесь отводится в конце коридора IV дюкером.
При 75%-ной регенерации ила сточная вода подается в коридор IV через водослив 3. Под регенерацию ила отводятся коридоры /—///. При ширине коридора 4,5 м рабочая глубина аэротенка составляет 3,2 и 4,4 м, а при ширине 6 и 9 м — 4,4 и 5 м. Такой аэротенк работает по принципу аэротенка-вытеснителя.
Аэротенк может работать с 25%-ной регенерацией ила, когда сточная вода подается в начало коридора // из верхнего канала осветленной воды, а регенератором служит коридор /, куда подается циркулирующий (возвратный; активный ил по трубопроводу.
При 50%-ной регенерации ила сточная вода подается в начало коридора /// из нижнего канала осветленной воды.
Воздух диспергируется с помощью фильтросных пластин, уложенных в бетонных каналах, которые устраивают в дне аэротенка вдоль продольной стенки его коридора.
В коридорах I и II укладывают по три ряда фильтросных пластин, а в коридорах /// и IV — по два ряда.
Для удаления воды из подфильтросных каналов в период пуска воздуходувок в работу служат водовыбросные стояки диамером 60 мм.
Для предотвращения выпадения взвешенных веществ и активного ила в верхнем и нижнем каналах осветленной воды, а также в распределительном канале вторичных отстойников воздух подается через воздушные стояки диаметром 33,5 мм.
На Курьяновской станции аэрации (Москва) запроектированы четы-рехкоридорные аэротенки с отдельной регенерацией активного ила. Коридор аэротенка имеет длину 133 м, высоту 4 м и ширину 8 м.
Ранее отмечалось, что для биологической очистки смеси бытовых и производственных или только производственных сточных вод чаще всего применяют аэротенки-смесители.
Каждая секция аэротенка состоит из двух коридоров, один из которых является регенератором, а другой — собственно аэротенком. Регенератор отделен от аэротенка легкой стенкой из волнистого шифера. Длина коридора аэротенка 135 м, ширина 9 м, рабочая глубина 5 м.
Сточная вода подается в коридор собственно аэротенка рассредоточений через отверстия, расположенные на расстоянии 40 м друг от друга.
Аэротенк снабжен трубопроводами для его опорожнения. Днище коридора аэротенка имеет уклон 0,001 к его середине, где устроен лоток опорожнения.
Фирмой «Дегремон» (Франция) разработано несколько конструкций,
совмещающих аэротенк коридорного типа со вторичным отстойником и называемых оксиконтактом .
Осветленная сточная вода подается в аэрационную часть (аэротенк), из которой иловая смесь направляется в отстойную часть (вторичный отстойник). Распределение воздуха производится равномерно по всей
площади аэротенка с помощью аэраторов «Вибрэйр», вмонтированных в днище. Вследствие аэрации происходит подсос (возврат) активного ила, отделившегося в отстоенной части. Избыточный активный ил периодически удаляют.
Известно, что чем компактнее запроектированы очистные сооружения, тем меньше протяженность связывающих их коммуникаций, занимаемая площадь и их строительная стоимость.
|
|
