Расчёт очистных сооружений: методика и нормативы

Кратко - Расчёт ведётся по СП 32.13330.2018 (актуализация СНиП 2.04.03-85) и СанПиН 2.1.3684-21 — это основные нормативы. - Производительность сооружений определяется расчётным суточным расходом сточных вод с учётом неравномерности (Кген). - Биологическая очистка рассчитывается через нагрузку на активный ил (мг БПК/г ил·сут) и возраст ила (SRT, сут). - Объём осадка и его влажность — обязательная часть проекта: недооценка ведёт к перегрузке иловых площадок. - Озонирование как доочистка сокращает остаточное ХПК/БПК5 до нормативов сброса без дополнительных химреагентов.

Базовый алгоритм проектирования КОС: расходы → состав загрязнений → ступени очистки → расчёт каждой ступени по СП 32.13330.2018 → проверка итоговых концентраций против ПДК сброса.

Исходные данные и расчётные расходы

Суточный расход определяется по нормам водоотведения (для жилого фонда — 150–350 л/чел·сут; для промышленных объектов — из технологического регламента). Коэффициент общей неравномерности Кген = Кmax/Кmin используется для расчёта максимального секундного расхода qmax, от которого зависят поперечные сечения каналов и производительность насосного оборудования.

Состав загрязнений — БПК5, ХПК, взвешенные вещества, NH4⁺, фосфор — берётся из химического анализа стока или нормативных таблиц СП 32. Без актуального анализа расчёт будет приблизительным.

Расчёт механической и физико-химической ступени

Решётки задерживают частицы >6 мм при скорости потока 0,15–0,3 м/с. Песколовки проектируются на удаление фракций >0,2 мм.

Первичные отстойники: гидравлическая нагрузка 1,0–1,5 м³/(м²·ч), время отстаивания 1,5–2 ч по СП 32. При высоком ХПК или фосфоре добавляют коагуляцию — доза Al₂(SO₄)₃ 30–80 мг/л, что снижает ХПК на 20–40% до биоступени.

Расчёт биологической очистки

Объём аэротенка рассчитывается через нагрузку на активный ил: типовой диапазон для аэротенков полного смешения — 250–450 мг БПК5/(г·сут) при концентрации ила 2–4 г/л.

Возраст ила (SRT) для нитри-денитрификации — 12–20 сут при температуре 12–15 °C; для простой нитрификации достаточно 8–12 сут. Потребность в кислороде (AOR) рассчитывается через удельный расход О2 на окисление БПК и нитрификацию с пересчётом на стандартные условия (SOR).

Вторичные отстойники: гидравлическая нагрузка ≤1,0 м³/(м²·ч), иловый индекс 80–150 мл/г. Превышение илового индекса — первый признак нарушения режима аэрации.

Расчёт осадков

Суточный объём осадка = сырой осадок первичных отстойников + избыточный активный ил. Влажность сырого осадка 93–95%, после уплотнения — 97%. Пересчёт объёмов:

V₂ = V₁ × (100 – W₁) / (100 – W₂)

Методы обработки: уплотнение → сбраживание в метантенках (газовыход 0,5–0,55 м³ CH4/кг ВВС) → механическое обезвоживание (влажность кека 70–80%). Недооценка объёма осадка — одна из наиболее частых ошибок при проектировании.

Расчёт эффективности очистки и выбор доочистки

Эффективность очистки: Э = (Свх – Свых) / Свх × 100%. Нормативы для сброса в водоём рыбхоз категории (СанПиН 2.1.3684-21): БПК5 ≤ 3 мг/л, взвешенные вещества ≤ 3 мг/л, NH4⁺ ≤ 0,5 мг/л.

Если после биоступени остаточное БПК5 > 3 мг/л или цветность > 20°, нужна доочистка:

Метод	Что снижает	Ограничение
Озонирование (3–8 мг О₃/л)	ХПК −40–70%, цветность −80–95%, СПАВ	Требует контактного резервуара
UV	Только дезинфекция	Не снижает ХПК
Фильтрация на антраците	Взвешенные вещества	Не снижает растворённые загрязнения
Обратный осмос	Всё, включая соли	Высокий CAPEX, концентрат

Озонирование — оптимальный выбор, когда нужно одновременно снизить ХПК, цветность и обеспечить дезинфекцию без образования хлорорганики.

Технические факты

Расчёт канализационных очистных сооружений выполняется по СП 32.13330.2018 (актуализация СНиП 2.04.03-85); нормативы сброса — СанПиН 2.1.3684-21 (БПК5 ≤ 3 мг/л, взвешенные вещества ≤ 3 мг/л, NH4⁺ ≤ 0,5 мг/л для водоёмов рыбхоз категории). Нагрузка на активный ил в аэротенке полного смешения — 250–450 мг БПК5/(г·сут) при концентрации ила 2–4 г/л; возраст ила для нитри-денитрификации — 12–20 сут при 12–15 °C. Объём осадка пересчитывается по формуле V2 = V1 × (100 – W1) / (100 – W2): влажность сырого осадка 93–95%, после уплотнения — 97%, кека после обезвоживания — 70–80%. Озон как ступень доочистки: доза 3–8 мг О3/л обеспечивает снижение ХПК на 40–70%, цветности на 80–95%, полную дезинфекцию без образования хлорорганики; контактное время 10–15 мин.

Частые вопросы

Как рассчитать очистные сооружения сточных вод?

Алгоритм: определить расходы (суточный, часовой max) → состав загрязнений → подобрать ступени очистки → рассчитать каждую по СП 32.13330.2018 → проверить итоговые концентрации против ПДК сброса.

Как выполняется расчёт биологической очистки сточных вод?

Через нагрузку на активный ил (мг БПК5/г·сут) и возраст ила (SRT, сут). Объём аэротенка — из концентрации ила и времени пребывания; потребность в О2 — по удельному расходу на БПК и нитрификацию.

Как рассчитать сооружения биологической очистки сточных вод?

Состав: аэротенк + вторичный отстойник + рецикл ила. Ключевые параметры — SRT, нагрузка на ил, иловый индекс, гидравлическая нагрузка на отстойник — все регламентированы в СП 32, раздел 6.

Как рассчитать сооружения очистки сточных вод?

Последовательно: механическая ступень (решётки, песколовка, отстойник) → биологическая (аэротенк) → доочистка → обработка осадка. Каждая ступень имеет свои расчётные параметры в СП 32.

Как рассчитать канализационные очистные сооружения?

Аналогично общей схеме, с обязательным учётом неравномерности поступления стока (Кген) и нормативов по СП 32.13330.2018 и СанПиН 2.1.3684-21.

Как рассчитать эффективность очистки сточных вод?

Формула: Э = (Свх – Свых) / Свх × 100%. Свых сравнивается с нормативами ПДК сброса; если не достигается — нужна доочистка (озон, UV, фильтрация).

Как рассчитать осадки очистных сооружений?

Суточный объём = осадок первичных отстойников + избыточный ил; пересчёт влажности по формуле V2 = V1 × (100 – W1) / (100 – W2). Далее — выбор метода обработки и расчёт метантенка или фильтр-пресса.

Подобрать технологию озонирования под вашу задачу. Рассчитать на ozone.sibirai.ru

Инженер-проектировщик · 14 лет в отрасли Проектирование канализационных очистных сооружений и систем доочистки сточных вод для промышленных и коммунальных объектов