Процессы и аппараты защиты гидросферы. Ветошкин А.Г. - 161 стр.

применять для очистки высококонцентрированных сточных вод, не содержащих взве-
шенных веществ или содержащих их в незначительном количестве.
      Расчет биофильтров. В основу расчета капельных и высоконагружаемых био-
фильтров положено представление о том, что снижение концентрации загрязнений,
описываемых величиной БПК, может быть принято по типу уравнения реакции первого
порядка:
                                        Lτ          .
                                            = e −k ′ τ ,
                                        La
где Lτ и La — БПК соответственно очищенной и поступающей сточной воды; k ′ —
константа скорости реакции; τ — продолжительность процесса.
      Если применить это уравнение для расчета снижения БПК в биофильтре, то, при-
няв во внимание соотношения: τ = V/Q, V = F H; Q = qF; τ = H/q (где V — объем био-
фильтра; F — его площадь; Q — расход воды; Н — глубина; q — гидравлическая на-
грузка), несложно получить:
                                         L      kH
                                      lg a =             ,
                                         Lτ       q
где k = 0,434.k'.
      Выражение в правой части этого уравнения, названное критериальным комплек-
сом Ф, получило вид:
                                              k H
                                      Φ = 10 Т0, 4 ,
                                               q
где kT — константа окисления.
      Биофильтры представляют собой системы для биологической обработки воды в
условиях замедленного роста клеток или стационарного их состояния. Поэтому ско-
рость биохимического окисления в биопленке невелика и обычно является лимити-
рующей стадией массопередачи загрязнений из фазы очищаемой воды в биопленку.
      В биопленке должен соблюдаться баланс массы загрязнений, переданных в эту
пленку в результате молекулярной диффузии и израсходованных в биохимической ре-
акции
                              DL (d 2 Lб / dy 2 ) = rL ,
где DL — коэффициент диффузии в биопленке (< 10-5…10-6 см2/с); у — координата,
нормальная к поверхности, через которую осуществляется транспорт массы; rL = dLб/dτ
— скорость переработки загрязнений в результате биохимической реакции.
     Для обеспечения надежности результатов проектирования требуются нормиро-
ванные методы расчета объема загрузки насадки в фильтр. В таких методах обычно ис-
пользуются экспериментальные значения окислительной мощности ОМ. Объем загруз-
ки Vф для очистки 1 м3 сточной воды определяется по выражению
                                    Vф = ( Lн − Lτ ) / ОМ .
     При расчете биофильтров определяют Lн/Lτ = K; зная коэффициент K и заданную
температуру сточной воды, по таблицам опытных данных выбирают основные пара-
метры биофильтра: рабочую высоту загрузки H (в м) и удельную гидравлическую на-
грузку на сооружение q [в м3/(м2.сут)].
       Пример 5.3. Рассчитать высоконагружаемый биофильтр при следующих исход-
ных данных: расход сточных вод Q = 42 тыс. м3/сут; БПКполн поступающих сточных вод



                                         161