k = υ10/C10 = 2,15/5 = 0,43 ч-1; k = υ20/C20 = 3,00/7 = 0,43 ч-1

Таким образом, kср = 0,43 ч-1.

Используя кинетическое уравнение реакции первого порядка, можно вычислить

время достижения ПДК

τ = 1/k ∙ln.

При начальной концентрации спирта, равной 5 г/дм3 время достижения ПДК равно

τ = 1/k ∙ln = 1/0,43∙ln= 23,0 ч.

При начальной концентрации спирта, равной 5 г/дм3 время достижения ПДК равно

τ = 1/k ∙ln = 1/0,43∙ln= 23,8 ч.

Пример 5. Рассчитайте константу скорости биоокисления k*, если экспериментально установлено, что БПКполн наблюдается на 13 сутки инкубации пробы. Какую долю от БПКполн в этом случае составляет БПК5?

Решение : Микробиологическое окисление описывается кинетическим уравнением реакции первого порядка (в логарифмической форме):

k = ,

где k – константа скорости реакции первого порядка, сут-1;

τ – время от начала процесса;

БПКτ – биохимическое потребление кислорода на момент времени τ, мг О·мг-1.

Заменим натуральный логарифм на десятичный и поделим левую и правую части уравнения на множитель 2,303, получим

k = ;

k* = ,

где k* = k/2,303.

Для определения БПКполн принимают, что БПКполн : (БПКполн – БПКτ) = 100 : 1,

т. е. окислено 99% органических веществ.

k* = lg 100 = 2 / τполн,

где τполн – время полного окисления пробы.

k* = 2 / 13 = 0,15 сут-1.

При потенциированиии получим:

БПКτ = БПКполн∙(1 – 10-k*τ);

Доля БПК5 от БПКполн составляет = 1 – 10-k*5 = 1 – 10-0,15∙5 = 0,822 или 82,2%.

Ответ: Константа скорости биоокисления равна 0,15 сут-1. БПК5 от БПКполн составляет 82,2%.

Пример 6. Вычислите окислительную мощность капельного биофильтра, объем загрузки и его диаметр, если температура сточной воды равна 14°С, рабочая высота фильтра равна 2,0м, а значение БПКполн сточной воды необходимо понизить с 200 мгО2/дм3 до 14,7 мгО2/дм3. Объемный расход сточной воды равен 200 м3/сут.

Решение:

Расчет капельных биофильтров производится по величине гидравлической нагрузки (qбф), которая зависит от температуры воды (Tв), рабочей высоты биофильтра (H), при заданных значениях БПК полн нач поступающих на очистку сточных вод и БПК полн кон очищенной воды.

Величину qбф следует определять по таблице 1 (см. Приложение), где К = БПК полн нач/БПК полн кон (см. Приложение).

К = БПК полн нач/БПК полн кон = 200/14,7 = 10,2

По заданным параметрам по таблице qбф = 3 м3/(м3∙сут).

Определим окислительную мощность биофильтра (снижение БПКполн в сутки на 1м3 материала загрузки), исходя из уравнения

qбф =;

ОМ = qбф(БПК полн нач − БПК полн кон ) = 3(200 − 14,7) = 556 мг БПКп /(сут∙дм3) =

556г БПКп /(сут∙м3).

V = Q/ qбф = 200/3 = 66,6 м3.

При заданной высоте фильтра 2м площадь его сечения равна S = V/H = 66,6: 2 = 33,3 м2.

Диаметр фильтра D = м.

Пример 7. Вычислите % (долю) циркуляционного (возвратного) ила, если доза ила в аэротенке Са = 1,6 г·л-1, доза (концентрация) возвратного ила в регенераторе Св = 5,4 г·л-1 и прирост ила Пр = 120 мг·л-1.

Решение:

Доля возвратного ила α определяется как α = ∙100%,

где Qи – расход возвратного ила, м3·час-1;

Qсв – расход очищаемой сточной воды, м3·час-1.

Составим уравнение материального баланса по илу. В аэротенк в единицу времени поступает возвратный ил объемом Qи и сточная вода объемом Qсв, очистка которой обусловит образование ила в количестве Qсв · Пр. Следовательно,

Qи ∙ Св + Qсв ∙ Пр = (Qи + Qсв) ∙ Са.

Поэтому

Qи ∙ Св – Qи ∙ Са = Qсв ∙ Са – Qсв ∙ Пр;

Qи ∙ (Св – Са) = Qсв ∙ (Са – Пр).

α = ∙100% = ∙100% = (1,6 – 0,12) ∙ 100% / (5,4 – 1,6) = 39%

Ответ: Доля возвратного ила в регенераторе составляет 39%.

Пример 8. Вычислите технологические показатели работы аэротенков по следующим данным. Приняты трехкоридорные аэротенки с 33%-ной регенерацией (долей возвратного ила α). Размеры аэротенка: ширина коридора В = 6 м, рабочая глубина Н = 4,4 м, длина L = 54 м. Установлено, что за отчетный период (30 дней) в среднем в сутки работало 5,7 аэротенка. Очищено ПСВ за месяц 2340 тыс. м3 с началь-ной БПК5 = 214 мг О·л-1, ХПК = 283 мг О·л-1, концентрацией взвешенных частиц 190 мг·л-1. Окисленные формы азота отсутствовали. Температура воды 20°С.

В результате получена сточная вода с БПК5 = 13 мг О·л-1, ХПК = 96 мг О·л-1, концентрацией вынесенного ила 18 мг·л-1, азота нитритов 0,8 мг·л-1 и азота нитратов 3,0 мг·л-1.

Дозы ила в среднем за отчетный период составляли: Са = 1,8 г·л-1, Ср = 5,9 г·л-1. Зольность ила составляла 29%. На очистку затрачено воздуха 21294 тыс. м3 в месяц. Температура воздуха 20°С. Концентрации растворенного кислорода: в собственно аэротенке 7,2 мг·л-1, в очищенной сточной воде 5,7 мг·л-1 и в регенераторе 1,6 мг·л-1.

На подачу воздуха затрачено 548 тыс. кВт∙час в месяц электроэнергии. Перекачано циркуляционного ила 936 тыс. м3. Прирост ила 17,8 т на 100 тыс. м3 обработанной воды.

Решение:

1) Определим среднюю продолжительность аэрации τа ср. Для этого вычислим объем трехкоридорного аэротенка Va:

Va = 3 ∙ B ∙ H ∙ L = 3 ∙ 6 ∙ 4,4 ∙ 54 = 4276,8 ≈ 4277 м3.

Здесь B, H, L – ширина, высота и длина коридора.

Общий объем Va общ ПСВ, обрабатываемой за сутки, равен Va общ = 5,7 ∙ Va = 5,7 ∙ 4277 = 24379 м3

Объемный расход сточных вод Qсв, м3·час-1 определим как частное от деления Qобщ на τ, час:

Qсв = Qобщ / τ = 2340∙103 / (30∙24) = 3250 м3/час

Средняя продолжительность аэрации составит:

τа ср = Va общ / Qсв = 24379 / 3250 = 7,5 час.

2) Определим время пребывания сточных вод в собственно аэротенке τа .

τа = Va / (Qсв + Qи),

где Va –объем собственно аэротенков, м3·час-1;

Qи – объемный расход циркуляционного ила, м3·час-1.

Объем собственно аэротенков при 33%-ной регенерации:

Va = Va общ ∙ (1 – α) = 24379∙(1 – 0,33) =24379·0,67 = 16344 м3

α – доля циркуляционного (возвратного ) ила.

Объемный расход циркуляционного ила:

Qи = = = 1300 м3·час-1.

Наконец, время пребывания смеси в аэротенке:

τа = Va / (Qсв + Qи) = 16344 / (3250 + 1300) = 3,6 час.

3) Время пребывания циркуляционного ила в регенераторе τр:

τр = Vр / Qи,

где Vр – объем регенератора, м3

Vр = α ∙ Vобщ = 0,33 · Vобщ

τр = 0,33 ∙ Vобщ / Qи = 0,33 ∙ 24379 / 1300 = 6,2 час

4) Общее время окисления снятых загрязнений:

τобщ = τа + τр = 3,6 + 6,2 – 9,8 час

5) Нагрузка на единицу объема аэротенка по БПК5 в сутки:

Нv = Qсв∙24∙БПК5 / Vа общ = 24∙БПК5 / τа ср = 24∙214 / 7,5 = 685 =

685

6) Средняя концентрация (доза) ила в системе:

Сср = Са∙ (1-α) + Ср · 0 α = Са · 0,67 + Ср∙ 0,33 = 1,8 · 0,67 + 5,9 · 0,33 = 3,15 г/л

7) Нагрузка на 1 г беззольного вещества по БПК5:

Н = = = 306

8) Эффективность очистки сточных вод по БПК5:

ЭБПК5 = 100% = (214 – 13)∙100% / 214 = 94%

9) Окислительная мощность (ОМ) 1 г беззольного вещества ила по БПК5:

ОМ = Н ∙ ЭБПК5 = 306 ∙ 0,94 = 288

10) Скорость окисления 1 г беззольного вещества ила:

wок = ОМ / 24 = 288 / 24 = 12

11) Вычислим удельный расход воздуха.

Удельный расход воздуха Qвозд. уд. – расход воздуха на очистку 1 м3 сточных вод:

Qвозд. уд. = Qвозд. / Qсв = 21294∙10-3 / (2340∙10-3) = 9,1 м3/м3

12) Расход воздуха на 1 кг снятой БПК5:

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4