Домашнее задание №6. Биологическая очистка сточных вод (стр. 4 )

Qвозд. БПК = Qвозд. уд. / (БПК5 нач – БПК5 кон) = 9,1 / (0,214 – 0,013) = 45,2 м3/кг БПК5

13) Интенсивность аэрации:

I = Qвозд. уд. Н / τа ср = 9,1∙4,4 / 7,5 = 5,3 м3/(м2∙час)

14) Рассчитаем степень использования кислорода воздуха.

Степень использования кислорода воздуха η(О2) – отношение количества потребленного кислорода к количеству поданного на очистку ПСВ,%.

Подсчитаем количество использованного О2. Кислород был использован на снижение БПК, нитрификацию аммонийного азота и насыщение воды растворенным кислородом. При учете количества О2 на окисление органических загрязнений, т. е. на снижение БПК, правильнее использовать БПКполн. Примем k* = 0,2 сут-1.

БПКполн нач = = = 238 мг О·л-1;

БПКполн кон = = = 14,4 мг О·л-1.

Снижение БПКполн составило: 238 – 14 = 224 мг О·л-1.

На нитрификацию 1 мг азота до нитритов (N + 2O → NO2ˉ) затрачивается 2,29 мг кислорода, а до нитратов (N + 3O → NO3ˉ) – 3,43 мг.

На процесс нитрификации затрачено всего:

2,29 ∙ 0,8 + 3,43 ∙ 3,9 = 15,2 мг О·л-1.

В целом, при очистке ПСВ 224 мг·л-1 кислорода использовано на снятие БПК, 15,2 мг·л-1 – на нитрификацию и 5,7 мг·л-1 – растворено в очищенной воде. Всего:224 + 5,2 + 5,7 = 245 мг·л-1 = 245 г·м3.

Вычислим количество поданного кислорода. На 1 м3 сточных вод подавалось 9,1 м3 воздуха, или 11,022 кг воздуха (при 20°С плотность воздуха 1,21 кг·м-3). Кислорода в составе воздуха – 23,1% (масс.), следовательно, на 1 м3 сточных вод подано кислорода:

11,022 ∙ 0,231 = 2,546 кг·м-3.

Степень использования кислорода η(О2) равна:

η(О2) = ·100% = 245∙100% / 2546 = 9,7%

15) Затрата электроэнергии на 1 кг снятой БПК5:

Nэл = = 1,17 кВт∙час·кг-1.

Ответ: Средняя продолжительность аэрации СВ в аэротенке 7,5час; время пребывания СВ в собственно аэротенке 3,6 час; время пребывания циркуляционного ила в регене-раторе 6,2 час, общее время окисления снятых загрязнений 9,8 час. Нагрузка на едини-цу объема аэротенка по БПК5 в сутки 685 г БПК5 / (м3·сут); нагрузка на 1 г беззольного вещества активного ила по БПК5 306 мг БПК5/ (г·сут). Эффективность очистки сточных вод по БПК5 94%.Окислительная мощность 1 г беззольного вещества ила по БПК5 288 мг БПК5 / (г·сут). Скорость окисления 1 г беззольного вещества ила 12 мг БПК5 / (г·час). Степень использования кислорода воздуха 9,7%.

4 ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1. Константы скорости разложения органических соединений при биологической очистке и ее изменение при увеличении температуры приведены в таблице. Определите время достижения ПДК. Константа скорости реакции k1 при температуре t1 при увеличении температуры до t2 возрастает в k2/k1 раз. Вычислите константы в уравнении Аррениуса. Дайте прогноз изменения времени процесса при изменении температуры до t2 и увеличении концентрации ЗВ в 100 раз. Считайте порядок реакции первым.

2. Вычислите БПКполн и константу скорости процесса окисления сточных вод k*, если БПК5 = 216 мг·л-1, и время, при котором наблюдается БПКполн, составляет 15 суток.

3. Рассчитайте константу биоокисления k*, если время полного окисления пробы ПСВ составляет 18 сут. Какую долю от БПКполн составляет БПК5?

4. Вычислите БПК5 и ХПК раствора пропилового спирта с концентрацией 120 мг·л-1. Константа биоокисления k* =0,2сут-1. БПКполн / ХПК = 0,8. Определите время полного окисления пропилового спирта.

5. Вычислите БПК5 и ХПК раствора уксусной кислоты с концентрацией 112 мг·л-1, если константа биоокисления k* равна 0,18 сут-1. БПКполн / ХПК = 0,75. Определите время полного окисления уксусной кислоты.

6. Вычислите БПК5,и ХПК раствора фенола с концентрацией 1 мг·л-1, если константа биоокисления k* равна 0,15 сут-1. Отношение БПКполн / ХПК равно 0,6. Определите время полного окисления фенола..

7. Определите среднюю статистическую формулу беззольного вещества и удельную ХПК ила, если анализом по методу сжигания пробы активного ила найдено, что беззольное вещество имеет состав (% масс.): С – 48% , Н – 8%, N – 14% и О –30% .

8. Вычислите объем загрузки для капельного биофильтра и его диаметр, если температура сточной воды равна 12°С, рабочая высота фильтра равна 2,0м, а значение БПКполн сточной воды необходимо понизить с 175 мгО2/дм3 до 15 мгО2/дм3. Объемный расход сточной воды равен 160 м3/сут. Используйте таблицу Приложения.

9. Вычислите объем загрузки для капельного биофильтра и его диаметр, если температура сточной воды равна 12°С, рабочая высота фильтра равна 1,5м, а значение БПКполн сточной воды необходимо понизить с 148 мгО2/дм3 до 14,8 мгО2/дм3. Объемный расход сточной воды равен 115 м3/сут. Используйте таблицу Приложения.

10. Вычислите объем загрузки для капельного биофильтра и его диаметр, если температура сточной воды равна 14°С, рабочая высота фильтра равна 2,0м, а значение БПКполн сточной воды необходимо понизить с 225 мгО2/дм3 до 15 мгО2/дм3. Объемный расход сточной воды равен 100 м3/сут. Используйте таблицу Приложения.

11. Как изменится нагрузка на ил, если изменить процент регенерации с 20 на 30% при продолжительности аэрации 6,0 час, дозе ила в аэротенке – 1,5 г·л-1, в регенераторе– 5,5 г·л-1, зольности ила 25%. БПК5 воды, поступающей в аэротенк, равна 150 мг·л-1.

12. Как изменится нагрузка на ил, если изменить процент регенерации с 25 на 35% при продолжительности аэрации 6,8 час, дозе ила в аэротенке – 1,4 г·л-1, в регенераторе– 5,6 г·л-1, зольности ила 27%. БПК5 воды, поступающей в аэротенк, равна 200 мг·л-1.

13. Определите скорость окисления точных вод, если в аэротенк с 25%-ной регенерацией поступает сточная вода с БПК5 = 120 мг·л-1, а выходит с БПК5 = 10 мг·л-1. Продолжительность аэрации 5,0 час, доза ила в собственно аэротенке 1,6 г·л-1, в регенераторе – 6,0 г·л-1, зольность ила 20%.

14. Определите скорость окисления, если в аэротенк с 33%-ной регенерацией поступает сточная вода с БПК5, равной 210 мг·л-1, а выходит с БПК5 = 20 мг·л-1. Продолжительность аэрации 4,5 час, доза ила в собственно аэротенке 1,4 г·л-1, в регенераторе – 5,6 г·л-1, зольность ила 25%.

15. Трехкоридорный аэротенк работает с 30%-ной регенерацией. Размеры аэротенка: ширина коридора 5 м, глубина коридора 4 м, длина – 50 м. В течение месяца в среднем за сутки работало 3 аэротенка на БОС. За месяц очищено 50 тыс. м3 с начальной БПК5 = 290 мг·л-1. Определите: 1) среднюю продолжительность аэрации; 2) время пребывания сточных вод в аэротенке; 3) время пребывания циркуляционного ила в регенераторе; 4) общее время окисления снятых загрязнений; 5) нагрузку на единицу объема аэротенка по БПК5.

16. В аэротенке объемом 1200 м3 (глубиной 4 м) за месяц очищено 80 тыс. м3 ПСВ с начальной БПК5 = 200 мг·л-1. В результате очистки получена сточная вода с БПК5 = 15 мг·л-1. Доза ила в аэротенке в среднем составляла 1,8 г·л-1, а в регенераторе – 12 г·л-1. Вычислите БПК5, время, при котором наблюдается БПКполн, и ХПК раствора уксусной кислоты с концентрацией 250 мг·л-1, если константа процесса окисления k* = 0,09 сут-1. БПКполн / ХПК = 0,8.

17. БПК5 сточной воды, подаваемой в аэротенк, 250 мг·л-1. Среднее время аэрации 7 час. Аэротенк работает с 33%-ной регенерацией. Доза ила в аэротенке 1,5 г·л-1, в регенераторе – 5,5 г·л-1. Зольность ила равна 28%. Вычислите нагрузку на единицу объема аэротенка и на 1 г беззольного вещества по БПК5, а также эффективность очистки воды по БПК5 и окислительную мощность 1 г беззольного вещества активного ила, если БПК5 в очищенной сточной воде 15 мг·л-1.

18. Вычислите степень использования кислорода при работе аэротенка, если удельный расход воздуха составляет 8 м3·(м3 СВ)-1. При очистке ПСВ БПК5 снизилось с 300 до 24 мг·л-1. Очищенная вода содержит 0,5 мг·л-1 нитритов и 4,0 мг·л-1 нитратов.

19. БПК5 ПСВ, поступающей на очистку в аэротенк, равно 250 мг·л-1, после чистки – 15 мг·л-1. Константа биоокисления k* равна 0,16 сут-1. Содержание нитратов в ПСВ после очистки составляет 4,4 мг·л-1, нитритов 2,0 мг·л-1 Степень использования кислорода воздуха 9,0%. Вычислите удельный объемный расход воздуха м3·(м3 СВ)-1 при 20°С. Концентрация кислорода в очищенной воде 5,0 мг·л-1

20. Смешиваются сточные воды с расходом 50, 70 и 120 м3·сут-1 и концентрациями по БПКполн соответственно 500, 380 и 220 мг·л-1. Определите БПКполн смеси, если при смешении в стоках не происходит никаких химических изменений и компоненты не оказывают взаимного токсичного действия при определении БПК.

21. Вычислите % (долю) циркуляционного (возвратного) ила, если доза ила в аэротенке Са = 2,0 г·л-1, концентрация возвратного ила в регенераторе Св = 6,4 г·л-1 и прирост ила Пр = 170 мг·л-1.

22. Вычислите % (долю) циркуляционного (возвратного) ила, если доза ила в аэротенке Са = 2,2 г·л-1, концентрация возвратного ила в регенераторе Св = 7,0 г·л-1 и прирост ила Пр = 180 мг·л-1.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Коэффициент К = БПКполн вх/БПКполн вых

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