Пневматическая система аэрации

Удельный расход воздуха на 1 м³ очищаемой сточной воды, м³/м³, определяется по формуле:

(111)

где: z – удельный расход кислорода на снятие 1 мг БПК_полн, принимаемый: при полной минерализации органических веществ (до L_t = 5…6 мг/л) – 2,2 мг/мг; при полной биохимической очистке (до L_t = 15…20 мг/л) – 1,1 мг/мг; при не полной (частичной) биохимической очистке (до L_t > 20 мг/л) – 0,9 мг/мг;

К₁ – коэффициент, учитывающий тип аэратора: для мелкопузырчатой аэрации принимается в зависимости от отношения площади аэрируемой зоны к площади аэротенка (f/F) по табл. 4; для среднепузырчатой и низконапорной аэрации – 0,75;

К₂ – коэффициент, зависящий от глубины погружения аэраторов h_a и определяемый по табл. 5;

n₁ – коэффициент, учитывающий температуру сточных вод;

n₂ – коэффициент качества воды, принимаемый для городских сточных вод 0,85; при наличии в стоках СПАВ – в зависимости от величины (f/F) по табл.6; для производственных сточных вод – по опытным данным, а при их отсутствии допускается принимать n₂ = 0,7;

С_р – растворимость кислорода в воде мг/л;

С – средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л; в первом приближении допускается принимать С=2 мг/л и необходимо уточнять на основе технико-экономических расчетов с учетом выражений (32) и (33).

Таблица 4

Значения коэффициента, учитывающего тип аэратора, и максимальной интенсивности аэрации

f/F	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,75
K1	1,34	1,47	1,68	1,89	1,94		2,13	2,3
Jmax, м^3/(м^2.ч)

Таблица 5

Значения коэффициента, зависящего от глубины погружения аэратора, и минимальной интенсивности аэрации

ha^.м	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
K2	0,4	0,46	0,6	0,8	0,9		2,08	2,52	2,92	3,3
Jmin, м^3/(м^2.ч)								3,5		2,5

Таблица 6

Значения коэффициента качества городских сточных вод при наличии в них СПАВ

f/F	0,05	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,75
n2	0,59	0,59	0,64	0,66	0,72	0,77	0,88	0,99

Коэффициент, учитывающий температуру сточных вод

(112)

здесь Т – среднемесячная температура сточных вод за летний период, ⁰С.

Растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л,

(113)

при чем, С_T – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры при атмосферном давлении (табл. 7), мг/л.

Таблица 7

Растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры при атмосферном давлении

Концентрация О2 мг/л	14,35	14,25	13,83	13,49	13,13	12,79	12,46	12,14	11,84
Температура воды, С
Концентрация О2 мг/л	11,55	11,27	11,00	10,75	10,50	10,23	10,03	9,82	9,61
Температура воды, С
Концентрация О2, мг/л	9,40	9,21	9,02	8,84	8,67	8,50	8,33	8,18	8,02
Температура воды, С
Концентрация О2, мг/л	7,87	7,72	7,58	7,44
Температура воды, С

Интенсивность аэрации, м³/(м^2.ч),

(114)

Примечание. Если расчетная интенсивность аэрации выше максимальной для принятого значения К₁ (табл. 4), необходимо увеличить площадь аэрируемой зоны; а если меньше минимальной для принятого К₂ – следует увеличить ее и принять равной J_min (табл.5).

Расход воздуха на аэрацию одного коридора аэротенка, м³/4,

(115)

С учетом схемы аэротенка, количества коридоров и секций в нем, а также количества аэротенков, расходы воздуха на аэрацию секции, аэротенка и общий расход воздуха, м³/ч, будут равны, соответственно:

(116)

(117)

(118)

Диаметры воздуховодов, м, соответственно, общего, распределительных для аэротенка и секций, а также воздушных стояков:

(119)

(120)

(121)

(122)

здесь: v_В – скорость движения воздуха в воздуховоде (воздушном стояке), равная 10…15 м/с (для трубопроводов малых диаметров v_B = 4…5 м/с);

n_B.ст. – количество воздушных стояков в коридоре аэротенка:

(123)

при этом, l_B.ст. – расстояние между воздушными стояками, принимаемое 20…30 м.

Количество и размеры аэраторов при мелкопузырчатой аэрации определяется в зависимости от их типа и материала изготовления по удельной пропускной способности, которая, например, для керамических фильтросов составляет 20…25 м³/м^2.ч.

При среднепузырчатой аэрации диаметр и количество аэраторов в каждом коридоре аэротенка принимаются равными, соответственно, диаметру и количеству воздушных стояков.

Длина аэраторов, м, в этом случае

(124)

Количество выходных щелей или отверстии в аэраторе

(125)

где: F₀ – суммарная площадь щелей или отверстий, м²;

f₀ – площадь одной щели или одного отверстия, м².

Суммарная площадь выходных щелей или отверстий, м²,

(126)

при чем, v₀ – скорость выхода воздушной струи из аэратора, v₀ = 5…10 м/с.

В зависимости от конструкции аэратора среднепузырчатой аэрации следует определить количество рядов щелей или отверстий в устройстве и расстояние между ними. Так, например, в случае дырчатого трубчатого аэратора расстояние между центрами выходных отверстий, м, и количество рядов этих отверстий будут равны:

(127)

(128)

здесь: d₀ – диаметр выходных отверстий аэратора, d₀ = 3…4 мм = = 0,003…0,004 м.

Количество аэраторов при крупнопузырчатой аэрации определяется исходя из скорости выхода воздушной струи из аэратора и диаметра трубы (как правило, диаметр трубы равен 50 мм).

Необходимый напор воздуходувок, м, рассчитывается с учетом выбранной схемы воздуховодов по формуле:

(129)

где: h_тр – потери напора по длине воздуховодов от воздуходувки до наиболее удаленного стояка, м;

h_м – потери напора на местные сопротивления в воздуховодах, м;

h_ф – потери напора в аэротенках, принимаемые при мелкопузырчатой аэрации – не более 0,7 м, при среднепузырчатой аэрации – 0,15 м, при крупнопузырчатой аэрации – 0,015…0,05 м.

Потери напора по длине воздуховодов, м,

(130)

здесь: i – удельные потери напора на единицу длины воздуховода при температуре воздуха 20 ⁰С и давлении 0,1 МПа, м/м, принимаются по табл.8;

l_тр – длина воздуховода, м;

a_t – температурная поправка, определяемая по табл. 9 в зависимости от расчетной температуры воздуха;

a_р – поправка, учитывающая изменение давления воздуха, принимаемая по табл. 9, в зависимости от рабочего давления воздуха.

Таблица 8

Удельные потери напора на единицу длины воздуховода при температуре 20 ⁰С и давлении 0,1 МПа

Диаметр воздуховода, мм	Потери напора l, мм
0,056	0,10	0,17	0,.25	0,37	0,55		1,7
	0,002/1,2	0,003/1,6	0,004/2	0,005/2,5	0,006/3	0,007/3,5	0,01/5	0,013/7
	0,014/1,8	0,019/2,5	0,025/3	0,031/4	0,038/4,5	0,046/6	0,063/8	0,084/10
	0,042/2,25	0,057/3	0,074/4	0,92/5	0,112/6	0,136/8	0,188/10	0,248/14
	0,09/2,75	0,122/4	0,16/5	0,198/6	0б242/8	0,296/9	0,404/12	0,54/16
	0,156/3	0,22/4,5	0,285/6	0,35/7	0,435/9,9	0,525/10	0,73/14	0,835/20
	0,264/3,5	0,357/5	0,474/7	0,582/8	0,71/10	0,878/12	1,2/16
	0,395/4	0,542/6	0,703/7	0,875/9	1,08/12	1,31/14	1,8/18
	0,57/4,5	0,775/6	1,03/8	1,25/10	1,53/12	1,89/14	2,57/20
	0,78/5	1,07/7	1,39/9	1,72/10	2,12/14	2,58/16
	1,02/5	1,38/7	1,84/9	2,26/12	2,76/14	3,34/18
	1,67/6	2,29/8	2,98/10	3,63/12	4,5/16	5,53/20
	2,5/7	3,37/9	4,5/12	5,52/14	6,7/18
	3,62/7	4,89/10	6,4/12	7,85/16	9,7/20
	4,87/8	6,6/10	8,75/14	10,8/16
	6,5/8	8,9/12	11,7/14	14,3/18

Примечание. Для каждого диаметра в числителе указан расход воздуха, м³/с; в знаменателе – скорость, м/с.

Таблица 9

Поправки на изменение температуры и давления воздуха

Температура, Т1, ^0С	at	Давление Р, МПа	aр
-20 -15 -10 -5 +5 +10 +15 +20 +30 +40	1,13 1,1 1,09 1,08 1,07 1,05 1,03 1,02 0,98 0,95	0,1 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2	1,085 1,17 1,25 1,33 1,41 1,49 1,57 1,65 1,73 1,81

Потери напора на местные сопротивления, м,

(131)

при чем: z - коэффициент зависящий от вида местного сопротивления, принимается по табл. 10;

r - плотность воздуха при расчетной температуре, кг/ м³.

Плотность воздуха при расчетной температуре, кг/м³,

(132)

где: Р – давление воздуха, МПа;

Т_В – температура воздуха, ⁰С.

Полное давление воздуха, МПа,

(133)

Таблица 10

Значение коэффициента местного сопротивления

Вид местных сопротивлений	Условные обозначения	z
Вход в трубу   Выход из трубы   Колено 90^0: закругленное   прямое   Переход   Тройники: на проход   на ответвление   в противоток   закругленный   с плавным ответвлением   с плавным ответвлением на проход   Задвижка		0,5     0,3     1,1   0,08     0,1   1,5     1,5   0,7   0,18   0,1

По полученным значениям общего расхода и полного давления воздуха подбираются марка воздуходувок и их количество. Для этого, например, можно воспользоваться данными табл. 11.

Таблица 11

Технические характеристики воздуходувок

Тип	Производительность, тыс. м^3/ч	Давление, МПа	Мощность двигателя, кВт
ТВ-25-1,1 ТВ-42-1,4 ТВ-50-1,6 ТВ-50-1,9 ТВ-80-1,2 ТВ-80-1,4 ТВ-80-1,6 ТВ-80-1,8 ТВ-100-1,12 ТВ-150-1,12 ТВ-175-1,6 ТВ-200-1,12 ТВ-200-1,25 ТВ-200-1,4 ТВ-300-1,6 ТВ-350-1,06 ТВ-500-1,08 ТВ-600-1,1	1,5 2,5 3,6 3,6	0,111 0,14 0,16 0,195 0,12 0,142 0,163 0,177 0,112 0,112 0,163 0,114 0,125 0,14 0,16 0,106 0,109 0,11

Дата добавления: 2015-04-30