ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

— Место расположения города (область) – Свердловская;

— Количество населения, проживающего в канализированном городе, тыс. чел – 100;

— Норма водоотведения на одного жителя, л/чел. в сутки – 240;

— Количество промышленных сточных вод, поступающих на очистные сооружения, тыс. м3/сут — 5,37;

Физико-химические характеристики промстоков:

— Концентрация взвешенных веществ, мг/л – 700;

— органическая загрязнённость по БПКполн, мг/л – 800;

— рН=7,4;

— температура, С — 17°.

Данные по водоему:

— категория водоёма – 1.1;

— минимальный расход водоёма при 95 %-й обеспеченности, м3/с – 9,5;

— средняя скорость течения при минимальном расходе, м/с – 0,46;

— максимальная глубина водоёма при низком горизонте воды, м – 3,8;

— концентрация растворённого кислорода, мг/л – 7,5;

— взвешенные вещества, мг/л – 8,7;

— количество органических загрязнений по БПК5, мг/л – 2,7;

— отметки уровней воды, м -1,1;

— водоиспользование водоёма ниже выпуска сточных вод, км – 4,0.

— Грунты на площадке очистных сооружений – суглинок , известняк;

— Глубина залегания грунтовых вод на площадке очистных сооружений, м — 8,5.

АННОТАЦИЯ

Фурашова У.А. Проектирование очистных сооружений канализации. – Челябинск: ЮУрГУ, 2009. – 45с. – Библиография – 10 наименований – 2 листа чертежей формата А2.

В курсовом проекте запроектированы очистные сооружения канализации города в Свердловской области с населением 100 тыс. человек. Выбрана схема очистки сточных вод.

Выполнена графическая часть, содержащая:

— генплан очистных сооружений в масштабе 1:500;

— продольные профили движения воды и ила по сооружениям, выполненные в масштабе – горизонтальном 1:500 (согласно масштабу генплана), вертикальном 1:100;

1. 1 Определение основных расчетных характеристик проекта и выбор схемы очистки сточных вод 5

1. 1 Определение расчетной производительности канализационной очистной станции 5

1. 2 Определение расчетного числа жителей 6

1. 3 Определение расчетной концентрации загрязнений общего стока 6

1. 4 Определение требуемой степени очистки сточных вод

1.4.1 Определение коэффициента смешения

1.4.2 Определение степени необходимой очистки сточных вод 7

1. 5 Выбор схемы очистки сточных вод 11

2 Расчет очистных сооружений 13

2. 1 Расчет сооружений для механической очистки сточных вод 13

2.1.1 Приемная камера 13

2.1.2 Решетки 14

2.1.3 Песколовки 18

2. 1. 4 Первичные отстойники 21

2. 2 Расчет сооружений для биологической очистки сточных вод 24

2.2.1 Аэротенки 24

2.2.2 Вторичные отстойники 34

2. 3 Расчет сооружений для обработки осадка 35

2.3.1 Илоуплотнители 35

2.3.2 Метантенки 38

2.3.3 Иловые площадки 42

2. 4 Обеззараживание сточных вод 44

Список использованной литературы 46

СОДЕРЖАНИЕ

Внимание!

Это ОЗНАКОМИТЕЛЬНАЯ ВЕРСИЯ работы, цена оригинала 1000 рублей. Оформлена в программе Microsoft Word.

Оплата. Контакты.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЕКТА И ВЫБОР СХЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

1.1 Определение расчётной производительности канализационной очистной станции.

Расчётная производительность канализационной очистной станции определяется в зависимости от суммарного количества сточных вод, поступающих от населения, коммунальных и промышленных предприятий:

Qрасч = Qх/б + Qпр. (1)

Расчётные расходы сточных вод от населения определяют по расчётному количеству населения и нормам водоотведения с учётом коэффициентов неравномерности поступающих сточных вод на станцию и с учётом перспективного развития населенных пунктов:

– суточные расходы

(2)

м3/сут;

Qрасч = 28800 + 5370=34170 м3/сут.

– часовые расходы

(3)

м3/ч;

– секундные

(4)

м3/с.

где Nр – расчётное число жителей города,

qн – норма водоотведения на одного жителя, л/сут.чел;

Ксут – коэффициент суточной неравномерности;

Кобщ – коэффициент часовой неравномерности принимаем по таб. 2.2 [1].

Qрасч = 0,436 + 0,05=0,439 м3/с.

При проектировании очистных сооружений расчётные расходы бытовых и производственных сточных вод определяются по суммарному графику притока как при подаче их насосами, так и при самотечном поступлении.

1.2 Определение расчётного числа жителей

Очистные сооружения рассчитываются на так называемое приведённое ко-личество жителей, то есть на количество, которое будет проживать в данном районе на конец расчётного срока плюс эквивалентное число жителей, равноценное по вносимым загрязнениям производственных сточных вод:

Nпр = N + Nэкв, (5)

где Nпр – приведённое количество жителей, чел;

N – расчётное количество жителей города, чел;

Nэкв – эквивалентное количество жителей, которое определяется по формуле

, (6)

где Qпр – среднесуточный расход производственных сточных вод, м3/сут;

Спр – концентрация загрязнений промстоков, мг/л;

а* – количество загрязнений, вносимых одним человеком в сточные воды в сутки, определяемое по табл.25 [2].

Эквивалентное число жителей определяется по трём основным пока-зателям загрязнений:

– содержанию взвешенных веществ ( , мг/л);

Nпр =100000+57831=157831

– БПКполн неосветлённых сточных вод ( ),мг/л;

Nпр =100000+50120=150120 чел

– БПКполн осветлённых сточных вод ( , мг/л);

Nпр =100000+93975=193975 чел

1.3 Определение расчётной концентрации загрязнений общего стока.

Определение необходимой степени очистки и расчёт очистных канализационных сооружений производится по основным показателям загрязнений, которыми являются количество взвешенных веществ и сумма органических загрязнений, выраженных БПКполн.

Концентрация загрязнений хозяйственно-бытовых сточных вод в мг/л по количеству взвешенных веществ и БПК определяется по формуле

; (7)

— взвешенных веществ мг/л;

— БПК мг/л.

Поскольку бытовые сточные воды поступают на очистные сооружения вместе с производственными, то по количеству бытовых и производственных сточных вод и по концентрации загрязнений в них можно определить концентрацию загрязнений общего стока (смеси) по формуле

, (8)

где Сх/б, Спр – концентрация бытовых и производственных сточных вод, мг/л;

Qх/б, Qпр – среднесуточный расход бытовых и производственных сточных вод, м3/сут.

— взвешенных веществ мг/л;

— БПК мг/л.

1.4 Определение требуемой степени очистки сточных вод.

Общие условия выпуска сточных вод в поверхностные водоемы определяются народохозяйственной значимостью этих водоемов, характером водопользования и их самоочищающей способностью и регулируются «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения».

Гигиенические требования к составу и свойствам воды водных объектов согласно таб.2(5) для водоема хояйственно-питьевого назначения должны быть:

— растворенный кислород – не менее 4 мг/л;

— БПКполн при t=200С – не более 3 мгО2/л;

— повышение содержания взвешенных веществ – более чем на 0,25 мг/л.

1.4.1 Определение коэффициента смешения.

Для определения необходимой степени очистки по основным показателям необходимо знать значение коэффициента смешения сточных вод с водой водоёма, куда будут сбрасываться очищенные сточные воды. При спуске сточных вод в проточные водоемы коэффициент смешения определяется по полуэмпирической зависимости

, (9)

где Q – расход воды (при 95%-ной обеспеченности) в створе реки у места выпуска, м3/с;

q – расход сточных вод, м3/с;

L– расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа по течению (фарватеру) реки, м, определяемое как

L = Lпр – =4•1-1=3 км, (10)

где Lпр – расстояние от места выпуска сточных вод до места использова-ния;

 – расстояние от расчётного створа до места водоиспользования, при-нимаем =1 км согласно «Правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» для водоёма хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного значения;

 –коэффициент, учитывающий гидравлические факторы смешения, определяемый по формуле

(11)

где  – коэффициент, зависящий от места выпуска сточных вод в водоём, при самотечном выпуске у берега  = 1;

 – коэффициент извилистости реки, равный отношению расстояния от места выпуска до расчетного створа по фарватеру к расстоянию между этими же пунктами по прямой для неизвилистых рек  =1;

Е – коэффициент турбулентной диффузии, определяемый для равнинных рек по формуле

(12)

где Vcp – средняя скорость течения при минимальном расходе, м/с;

Нср – средняя глубина водоёма на участке между выпуском сточных вод и расчетным створом, м;

– скоростной множитель (коэффициент Шези), м0,5 /с;

М – функция скоростного множителя (при  60 М=0,7С +6, при 60 М=48). М =200 для равнинных рек.

1.4.2 Определение степени необходимой очистки сточных вод

Степень очистки сбрасываемых в водоем сточных вод определяется по количеству взвешенных веществ, допустимой величине БПК и количеству растворенного в водоеме кислорода.

Связь между санитарными требованиями к условиям выпуска сточных вод в водоемы и необходимой степенью очистки сточных вод перед спуском их в водоем в общем виде выражается неравенством

Сexq + Cr Q  ( Q + q) CN, (13)

где Сex – концентрация загрязнения сточных вод после очистки, мг/л;

Cr – концентрация загрязнения в воде водоема выше выпуска, мг/л;

CN – предельно допустимая концентрация загрязнений в воде водо-ема, мг/л;

q – расход сточных вод, сбрасываемых в водоем, м3/с.

Из неравенства (13) концентрация вредных веществ, которая должна быть получена в результате очистки сточных вод определяется выражением

(14)

Степень необходимой очистки сточных вод определяется по формуле

(15)

• Допустимая концентрация взвешенных веществ в сбрасываемых сточных водах в соответствии с выражением (14) определяется по формуле

(16)

где р – допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в воде водоёме после сброса сточных вод, определяемое в зависимости от катего-рии водопользования согласно гигиеническим требованиям к составу и свойствам воды водных объектов рыбохозяйственного типа водопользования р=0,25 мг/л, г/м3;

Сr – содержание взвешенных веществ в водоёме до выпуска сточных вод, г/м3.

г/м3

• Допустимая БПК сточных вод, подлежащих сбросу в водоём, рассчи-тывается на основании баланса биохимической потребности в кислороде смеси речной воды и сточных вод в расчетном створе по формуле

, (17)

где k1– константа скорости биохимического потребления кислорода, зависящая от температуры воды, согласно параграфу 77 (1) вычисляется по формуле

где

0,087

k2 – константа скорости растворения кислорода, принимаем 0,2 согласно параграфа 85 (1) для рек со скоростью течения меньше 0,5м/с;

LN – предельно допустимое значение БПКполн смеси речной и сточной воды в расчетном створе для водоема хозяйственно-питьевого назначения категории I.1 принимается равной 3 мг/л;

Lr – БПКполн воды в водоёме до места выпуска сточных вод,мг/л;

t – время движения сточных вод до расчётного створа, которое можно вы-числить из соотношения

1000 сут (18)

где Lпр – водоиспользование водоема ниже выпуска сточных вод, км

сут.

г/м3

Необходимая степень очистки по БПК

%

• Допустимая нагрузка сточных вод на водный объект по содержанию в нем растворенного кислорода определяется по следующей формуле:

, (19)

где – содержание растворённого кислорода в воде водоёма до выпуска сточных вод;

– минимальное допустимое содержание растворённого кислорода в воде водоёма.

г/м3

1.5 Выбор схемы очистки сточных вод

Требуемая степень очистки определяет метод и тип очистных сооружений. Если требуемая степень очистки по взвешенным веществам более 50 %, а сниже-ние БПК находится в пределах 80 %, то назначается частичная биологическая очистка (механическая очистка и последующая доочистка на сооружениях частичной биохимической очистки). При необходимости снижения БПК более чем на 80 % применяется полная биологическая очистка.

В данном курсовом проекте применена полная биологическая очистка, т. к. требуемая степень очистки по взвешенным веществам 96,3%, что более 50%, а снижение БПК 97,9 % находится за пределами 80 %.

БПК20 очищенных сточных вод должна быть не более 15…20 мг/л.

Выбор типа очистных сооружений и схемы очистки производится на основе анализа местных условий: производительности станции, наличие достаточной площадки земельного участка, климатических, грунтовых и поч-венных условий, рельефа местности, обеспеченности электроэнергией, наличие местных материалов и др.

Обработка городских сточных вод, представляющих собой смесь бы-товых и промышленных сточных вод, производится в такой последователь-ности:

• механическая очистка на решетках, в песколовках и первичных от-стойниках;

• биологическая очистка на аэротенках или в биофильтрах и вторичных от-стойниках;

• обеззараживание и выпуск в водоем либо на повторное использование в промышленности или сельском хозяйстве.

Обработка осадков может производиться в метантенках с последующим механическим обезвоживанием и термической сушкой либо высушиванием на иловых площадках.

Из табл. 3 (5), с приведеными данными для выбора типа сооружений по очистке городских сточных вод, принимаем при производительности станции Qрасч = 34170 м3/сут:

при механической очистке

• решетки;

• песколовки горизонтальные;

• отстойники радиальные;

при биологической очистке

• аэротенки

для обработки осадка

• метантенки;

• иловые площадки;

а так же хлораторные установки.

2. РАСЧЁТ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

В проекте применены типовые сооружения, геометрические размеры из-вестны и расчёт сводится к определению скоростей, уровней и продолжи-тельности пребывания воды.

Расчёт количества выпадающего песка, осадка, активного ила произведен по удельным нормам, согласно (2).

Очистные сооружения рассчитаны в следующем порядке.

– рассчитаны сооружения по ходу воды – решётки, песколовки, водоизмерительные лотки, отстойники, сооружения биологической очистки, вторичные отстойники, дезинфекторы (смеситель, хлораторная, контактные резервуары), выпуск (одновременно рассчитаны и коммуникации – лотки, трубы, водосливы);

– рассчитаны сооружения для обработки осадка – илоуплотнители, метантенки, иловые площадки или установки для механического обезвоживания осадка и термической сушки.

Типовые сооружения подобраны по ближайшей бóльшей производительности, при этом скорость движения сточной жидкости в каналах, трубах, и лотках не менее самоочищающей, согласно (2).

При расчёте очистных сооружений число отдельных сооружений или секций выбрано одинаковой кратности для всей очистной станции. Это даёт экономию строительных и эксплуатационных расходов.

2.1 Расчет сооружений для механической очистки сточных вод.

2.1.1 Приёмная камера

Резкие колебания расхода и количества загрязнений сточных вод затрудняют их очистку. Для усреднения расхода и количества загрязнений применена приёмная камера. Типоразмер приёмный камеры принят согласно табл. 5.1 (7), рис. 1.

Рис. 1 – Приемная камера очистных сооружений.

2.1.2 Решётки

Решетки устанавливаются на всех очистных станциях независимо от того, как поступают сточные воды на очистные сооружения – самотеком или после насосной станции, имеющей решетки.

Тип решеток определяется в зависимости от производительности очи-стной станции и количества отбросов, снимаемых с решеток. При количестве отбросов более 0,1 м3/сут предусматривается механическая очистка решеток, при меньшем количестве отбросов – ручная. При механизированных решетках следует предусматривать установку дробилок для измельчения отбросов и подачи измельченной массы в сточные воды перед решетками или направлять их для совместной обработки с осадками очистных сооружений. При расчете решеток определяют их размеры и потери напора, возникающие при прохождении через них сточных вод.

Размеры решёток определяются по расходу сточных вод, по принятой ширине прозоров между стержнями решётки и ширине стержней, а также по средней скорости прохождения воды через решётку.

Скорость движения сточных воды в прозорах решёток при максимальном притоке надлежит принимать: в прозорах механизированных решёток – 0,8…1 м/с; в прозорах решёток-дробилок – 1,2 м/с.

Расчёт решёток начинается с подбора живого сечения подводящего канала перед камерой решетки. Каналы и лотки должны рассчитываться на максимальный секундный расход qmax,c с учётом коэффициента 1,4 (2).

qmax,c=0,439•1,4=0,615 м3/с

По таблицам (4) исходя из qmax,c =615л/с и vр=0,6…0,8 м/с принимаем канал шириной 1м, высотой 1м и наполнением 0,76м.

Скорость движения сточной жидкости в канале принимаем vр=0,8 м/с.

Общая ширина решётки определяется по формуле:

Bp = S(n – 1) + bn, м, (20)

где S – толщина стержней. Наиболее употребляемые прутья прямоугольного сечения с закруглёнными углами размером 860 мм, т. е. S = 0,008,

b – ширина прозоров между стержнями 16 мм = 0,016 м;

n – число прозоров решётки, определяемое по формуле

, (21)

где Н – глубина воды в канале перед решёткой (глубина канала) Н=0,76 м;

Vp – скорость движения сточных вод;

k3 – коэффициент, учитывающий стеснение сечения потока граблями: при механической очистке 1,05, при ручной очистке – 1,1…1,2. принимаем k3 =1,05.

Принимаем n=66шт.

Bp = 0,008( 66– 1) + 0,016•66=1,6 м

По табл. 1 (9) принимаем 3 решетки типа МГ9Т, одна из которых резервная. Ее параметры: ширина канала 1000мм, глубина 1200мм, число прозоров 39шт.

Тогда скорость движения воды

м/с.

Скорость не входит в пределы рекомендуемой.

Принимаем другую марку решеток. Принимаем 2 решетки МГ8Т, одна из которых резервная. Ее параметры: ширина канала 1400мм, глубина 2000мм, число прозоров 55шт.

Проверяем скорость движения воды

м/с < 0,8…1м/с

Общая строительная длина решётки определяется по формуле

L = 1 + P + Z , (22)

где 1 – длина уширения перед решёткой, м2, определяемая по формуле

1 =1,37 (Bp – Bк), (23)

где Bp =1,4 м – ширина камеры решётки;

Bк =0,6 м – ширина подводящего канала;

1 =1,37 (1,4 – 1,0)=0,548 м

P – рабочая длина решётки, принимается конструктивно равная 1,5 м;

Z – длина уширения после решётки, м, определяемая как

Z = 0,51 =0,5•0,548=0,274 м (24)

L = 0,548+1,5+0,274=2,32 м

Общая строительная высота камеры решёток, Н, м:

Н = h1 + h2 + hp (25)

где h1 =0,76 м – глубина воды у решётки;

h2 – превышение бортов камеры над уровнем воды, должно быть не менее 0,3 м;

hp – потери напора в решётке, определяемые по формуле

(26)

где g – ускорение свободного падения;

k – коэффициент увеличения потерь напора за счёт засорения, равный 3;

 – коэффициент сопротивления, зависящий от формы стержней и опреде-ляемый по формуле

(27)

где  – коэффициент, определяемый формой стержней, равный для прямоугольных 2,42, для прямоугольных с закруглёнными краями 1,83, для круглых 1,72,

 – угол наклона решётки к потоку.

м

Н= 0,76+0,3+0,1=1,16м — высота решеток.

Устанавливаем две решетки, одна из которых резервная, согласно (2).

Рис. 2 – Схема установки решетки.

Количество отбросов, снимаемых с решётки Wотб, м3/сут, определяется по формуле:

(28)

где = 8 л/(челгод) – количество отбросов, снимаемых с решёток с ши-риной прозоров 16…20 мм;

– приведённое число жителей по взвешенным веществам.

м3/сут.

Влажность отбросов составляет 80 %, плотность – 750 кг/м3.

Масса отбросов

т/сут=0,109 т/ч.

Для дробления отбросов в здании решёток устанавливаем две дробилки молоткового типа Д-3, производительностью 0,3…0,6 т/ч. Одна дробилка резервная согласно (2). Работа дробилок периодическая. Дроблёные отходы, транспортируемые потоком воды из технического водопровода, допускается направлять в канал сточной воды перед решётками или перекачивать в метантенки. Расход воды, подаваемой к дробилки, принимается из расчёта 40 м3 на 1 т отбросов.

2.1.3 Песколовки.

Песколовки предусматривают на станциях с производительностью более 100 м3/сут, как правило, их размещают после решёток. Выбор типа песколовок зависит от конкретных местных условий, производительности станции, схемы очистки сточных вод и обработки осадков.

Для станций производительностью до 10000 м3/сут рекомендуется приме-нять тангенциальные и вертикальные песколовки, для станций производительно-стью свыше 10000 м3/сут – горизонтальные, а свыше 20000 м3/сут – аэрируемые. В данном курсовом проекте применены горизонтальные песколовки с прямолинейным течением воды для расхода Qрасч = 34170 м3/сут.

Расчёт песколовок сводится к определению их размеров в зависимости от гидравлической крупности песка и принятого типа сооружений и производится по максимальному расходу сточных вод. Выбираем горизонтальные песколовки.

Число песколовок принято две, обе рабочие. В зависимости от принятой скорости движения сточных вод площадь живого сечения песколовки (или её от-деления) определяется по формуле

(29)

где Q – максимальный расход сточных вод, м3/с;

Vs =0,3 – скорость движения сточных вод, м/с (принимаем согласно табл.28 (2));

n =2– число отделений.

м2

Длина рабочей части песколовки с прямолинейным течением воды определяется по формуле, м

, (30)

где ks =1,7– коэффициент турбулентности, принимаем согласно таб. 27 (2) в зависимости от типа песколовки;

Нр =0,7 м – расчётная глубина песколовки, для горизонтальных песколовок принимается 0,25…2,0 м по табл. 28 (2);

Vs – скорость движения воды в песколовке;

u0 =18,7– гидравлическая крупность песка, мм/с, принимаем в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц песка по табл.28 (2).

Ширину песколовки назначаем в соответствии с рекомендациями (2) для данного типа песколовок.

м

м

Полученные размеры песколовок проверяем:

• на скорость движения воды при максимальном расходе, м/с:

, (31)

где Qi – расход сточных вод, м3/с;

Нi – расчётная глубина протока воды, м;

b – ширина песколовки, м;

n – число отделений песколовки;

м/с

• на продолжительность протекания сточных вод при максимальном притоке, с:

(32)

где Ls – длина проточной части,

Vs – скорость движения воды в песколовке.

с

Время протекания сточных вод для горизонтальных песколовок должно быть не менее 30 с.

Условия выполняются. Песколовка выбрана верно.

Общий объём осадочной части песколовок определяем по формуле, м3:

(33)

где р – объём задерживаемого песка, принимаемый для бытовых сточных вод в количестве 0,02 л/(чел. сут) при влажности песка 60% и плотности 1,5 т/м3;

t – период между двумя чистками песколовок, принимаемое не более 2-х суток;

Nпр – приведённое число жителей.

м3/сут.

Глубина слоя осадка в песколовке зависит от объема выпадающего осадка

(34)

м.

Общую глубину песколовки определяем по формуле, м:

Н = hб + Нр + h , (35)

где hб – высота бортов над уровнем воды в песколовке, принимаем 0,2…0,4 м.

Н = 0,3 + 0,7 + 0,17=1,17 м

Устанавливаем две решетки, одна из которых резервная, согласно (2).

Рис. 3 – Горизонтальная песколовка с прямолинейным движением воды

1- цепной скребковый механизм, 2- гидроэлеватор, 3- бункер.

Удаление задерживаемого песка из песколовок предусматривается вручную при его объёме до 0,1 м3/сут. При большем объёме удаление песка из песколовок должно быть механизировано. Наиболее надёжным и распро-страненным способом является удаление с помощью гидроэлеваторов. В данном курсовом проекте применен типовой гидроэлеватор с эффективностью удаления осадка 3,6 л/с=311 т/сут (5). Подача воды к гидроэлеваторам производится насосами, которые установлены в здании насосной станции песколовок и первичных отстойников.

Для сгребания песка в песковой бункер в горизонтальных песколовках предусмотрен скребковый механизм с электроприводом.

Песок из песколовок транспортируется с большим объёмом воды. Обезвоживание предусмотрено на песковых площадках.

Площадки ограждаются валиком грунта высотой 1,5 м. Размер песковых площадок принимают из условия нагрузки на них до 3 м3/(м2год) с пе-риодической выгрузкой подсушенного песка. Высота слоя песка составляет 3 м. Полезная площадь песковых площадок составляет

где р = 0,02 л/(челсут) – количество песка, задерживаемого в песколовках при влажности песка 60 % и плотности 1,5 т/м3;

– приведённое число жителей по взвешенным веществам;

h – нагрузка на песковые площадки.

м2 .

Исходя из этого определяем количество карт, число которых должно быть не менее двух. Принимаем 4 карты с размерами 10 х 10 м.

Удаляемая с песковой площадки вода направлена в начало очистных сооружений. Для съезда автотранспорта на песковой площадке устроен пандус с уклоном 0,15 согласно п.6.33 (2).

Измерение расхода сточных вод производим при помощи лотка Вентури. Принимаем по таб. лоток с размерами: В=600мм, b=377мм, Н=900мм, Е=2000м, F=1960мм, К=2040мм, L=6000мм, i1=0,0015, i2=0,003.

2.1.4 Первичные отстойники.

Расчёт первичных отстойников производится по кинетике выпадения взвешенных веществ с учётом необходимого осветления на максимальный часовой расход сточных вод. При установке отстойников перед биофильтрами или аэротенками на полную биологическую очистку, вынос взвешенных веществ из них не должен превышать 150 мг/л.

Число отстойников принимаем — два, оба рабочие. При минимальном числе отстойников расчётный объём увеличиваем в 1,2 раза согласно п.6.58 (2). В зависимости от производительности станции выбираем радиальный отстойник.

Радиальные отстойники применяются в качестве первичных, вторич-ных и илоуплотнителей для станций производительностью свыше 20000 м3/сут. Эффект задержания взвешенных веществ в них составляет до 60%. Унифицированные типоразмеры радиальных отстойников приведены в табл.7 (1).

Расчётное значение гидравлической крупности задерживаемых в отстойнике частиц определяется по формуле

, (37)

где Hset =3,1 м – глубина проточной части в отстойнике, принята согласно табл.31 (2) для радиального отстойника;

Kset = 0,45– коэффициент использования проточной части отстойника, при-нят согласно табл.31 (2);

tset = 3600 сек – продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту очистки, принята согласно табл.30 (2);

n2 = 0,25 – показатель степени, зависящий от агломерации взвеси процессе осаждения, для городских сточных вод принят согласно черт.2 (2).

Диаметр радиального отстойника определяется по формуле

, (38)

где qmax = 0,439 м3/сек – максимальный секундный расход с учетом коэф-фициента неравномерности;

n – число рабочих отстойников, принимаем 2;

tb = 0,025– турбулентная составляющая, соответствующая скорости потока в отстойнике w=7,4 (методом интерполяции по табл. 31 (2)).

м.

В соответствии с полученным значением диаметра отстойника подбираем типовую конструкцию радиального отстойника согласно таб. 10 (9) с характери-стиками:

— диаметр отстойника – 30 м;

— глубина зоны отстаивания – 3,1 м;

— расчетный объем отстойной зоны – 2190 м3;

— расчетный объем осадочной части – 340 м3

— расчетная пропускная способность при Т=1,5 ч, — 1460 м3/ч.

Рабочий объем отстойника определяем по формуле

, (39)

где f =3,14•0,752=1,77 м – площадь центральной зоны при den=1500мм (во-круг центральной подводящей трубы).

м3

Теоретическое время осветления воды в отстойнике определяем по формуле

(40)

=9959 с=2,76 ч.

Производительность одного отстойника определяем исходя из требуемого эффекта осветления и геометрических размеров отстойника по фор-муле

qset = 2,8 Kset(Dset – den)(Uo –tb), (41)

где den =1,5 м – диаметр впускного устройства принимаем конструктив-но.

qset = 2,8•0,45 (30 – 1,5)•(0,3-0,025)=9,7 м3/ч.

Количество осадка, выделяемое при отстаивании в первичном отстойнике, определяем исходя из концентрации взвешенных веществ в поступающей (Сen) и осветленной (Сex= Сen•60%= 338•0,6=203; 338-203=135 г/м3 воде:

, (42)

где Pmud =93,5 – влажность осадка удаляемого насосами, %;

qw =2184,6 – расход сточных вод, поступающий на один отстойник, м3/час;

mud =1 – плотность осадка, т/м3.

м3/ч.

Выбранный первичный отстойник удовлетворяет условию 135 г/м3< 150 г/м3.

Перемещение выпавшего при осветлении воды осадка осуществляется при помощи скребкового механизма (илоскребов) от периферии к центру, где распо-ложен приямок. Принимаем илоскреб АОЛ-2-22-6 с производительностью 19 м3/ч по табл. . Удаление осадка из приямка отстойника предусмотрено самотеком под гидростатическим давлением. Гидростатическое давление при удалении осадка принимаем 15 (1,5) кПа (м. вод. ст.), диаметр труб d=200 мм, согласно п. 6.68 (2). При удалении осадка под гидростатическим давлением вместимость приямка первичных отстойников принимаем равной объёму осадка, выделенного за период не более 2 суток, согласно п. 6.66 (2), т.е. состав-ляет

Qmud  48=4,53•48=217,4 м3.

Высота зоны накопления осадка в отстойнике Н2 = 0,3 м , угол наклона стенок илового приямка 50° согласно п.6.63 а) (2).

Для удержания всплывающих загрязнений перед водосбором преду-смотрены полупогружные перегородки, т.е. кольцо с диаметром меньшим, чем диаметр водосборного желоба на 60 см. Глубина погружения перегородки под уровень воды Н3=0,3 м (2).

Высота борта отстойника над поверхностью воды принимается равной 0,3 м (2).

Общая высота радиального отстойника определяется по формуле

Н = Hset + H2 + H3 + iRset + h, (43)

где i – уклон дна отстойника, принимается не менее 500 =0,05 м;

h – глубина приямка для сбора осадка, м

0,154 м

где Wпр =Qmid• 48=4,53•48=217,4 м3

Н=3,1+0,3+0,5+0,05•15+0,20=4,8 м.

При скорости 1 м/с и расходе 439/2=219,5 л/с подбираем диаметр подводящего и отводящего трубопроводов d=500мм.

Рис. 4 – Первичный радиальный отстойник

1-подача сточной воды, 2- сборный лоток, 3- отстойная зона, 4-иловый приямок, 5- скребковый механизм, 6-удаление осадка.

2.2 РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

2.2.1 Аэротенки

Аэротенки различных типов применяются для биологической очистки городских и производственных сточных вод. По структуре потока все типы аэротенков делятся на аэротенки-вытеснители, аэротенки-смесители, аэротенки-отстойники. Концентрация взвешенных веществ в воде, подаваемой на аэротенки (после первичных отстойников) должна быть не более 150мг/л.

Для очистки городских сточных вод, имеющих БПКполн менее 500мг/л, при отсутствии резких колебаний расхода сточных вод и содержания токсических веществ применяются аэротенки-вытеснители. Так как значение БПКполн очи-щаемых сточных вод составляет 390мг/л (больше 150мг/л), в соответствии с п. 6.141 [1] предусматривается регенерация активного ила.

В курсовом проекте приняты аэротенки-вытеснители с регенерацией активного ила.

Рис.5. Схема аэротенка вытеснителя.

1- канал циркуляционного активного ила, 2- циркуляционный активный ил, 3- сток от первичных отстойников, 4- аэротэнк, 5- регенератор, 6- соединительный канал, 7- иловая смесь на вторичные отстойники, 8- очищенная вода, 9- сырая вода, 10- канал биологически очищенных сточных вод, 11- нижний канал сырой воды, 12- верхний канал сырой воды.

Аэротенки-вытеснители имеют сосредоточенный впуск исходной воды и циркуляционного ила в начале сооружения и отвод иловой смеси в конце его. Повышенная концентрация загрязнений в начале сооружений обеспечивает увеличение скорости их окисления, что несколько сокращает общий период аэрации, но изменение состава воды по длине аэротенка затрудняет адаптацию ила и снижает его активность.

Расчёт аэротенков включает:

• определение емкости и габаритных размеров сооружения;

• объема требуемого воздуха;

• избыточного активного ила.

Вместимость аэротенка определяется по среднечасовому поступлению воды за период аэрации в часы максимального притока (п.6.142 (1)). При проектировании аэротенков определяется период аэрации в зависимости от принципа их работы и наличия регенерации активного ила.

Период аэрации в аэротенках-вытеснителях рассчитывается по формуле

,

где ρ max = 85мг/(г∙ч)- максимальная скорость окисления, принимается по табл. 1 (10);

СО = 4мг/л– концентрация растворенного кислорода;

Кl = 33мг БПКполн/л; – константа, характеризующая свойства органических загрязняющих веществ, принимается по табл.1 (10);

КО = 0,625 мг БПКполн/л – константа, характеризующая влияние кислорода, принимается по табл.40, мг БПКполн/л;;

 = 0,07л/г — коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила;

S = 0,3 – зольность ила;

Кр – коэффициент, учитывающий влияние продольного перемешивания: Кр=1,5 при биологической очистке до Lex = 15 мг/л;

ai = 3г/л – доза активного ила (при расчете аэротенков-вытеснителей с регенерацией принимается равной 2-4,5г/л)

Lmix – БПКполн , определяемая с учетом разбавления рециркуляционным расходом:

,

где Ri – степень рециркуляции активного ила, определяется по формуле

,

где иловый индекс принимаем Ji = 100 см3/г.

Продолжительность пребывания сточных вод в собственно аэротенке определяется по формуле

Производится предварительный подсчет дозы ила в регенераторе по формуле

Определяется удельная скорость окисления по формуле

Определяется продолжительность окисления загрязнений по формуле

Период регенерации ила находим по формуле

tr = to – tat ,

tr = 10,96 – 1,83 =9,13 ч.

Продолжительность пребывания воды в системе «аэротенк-регенератор»

tat-r = (1 + Ri)tat + Ritr

tat-r = (1 + 0,43)1,83 + 0,43∙9,13=6,54 ч

Вместимость аэротенка, м3, определяется в зависимости от расчетного рас-хода сточных вод, qw , м3/ч, и времени обработки по формуле

Wat = tat(1 + Ri)qw

Wat = 1,83∙(1 + 0,43)∙1580=4135 м3

Вместимость регенератора определяется по формуле

Wr = tr Ri qw

Wr = 9,13 0,43 1580=6203 м3

Для уточнения илового индекса определяется средняя доза ила в системе «аэротенк-регенератор»:

Прирост активного ила в аэротенках, мг/л

Определяется нагрузка на 1г беззольного вещества активного ила

Для городских сточных вод при qi = 386мг/(г∙сут) иловой индекс J = 79см3/г (табл. 3.1 (10)), что значительно отличается от предварительно принятой величины J = 100см3/г. Поэтому необходимо уточнить степень рециркуляции активного ила по формуле

.

Эта величина значительно отличается от предварительно рассчитанной, поэтому требуется корректировка БПКполн с учетом рециркуляционного расхода Lmix и продолжительности пребывания сточных вод в аэротенке tat:

.

Далее производится перерасчет дозы ила в регенераторе, удельной скорости окисления, продолжительности регенерации ила и пребывания его в системе «аэротенк-регенератор»:

tr = 13,7 – 1,88 = 11,82 ч.

tat-r = (1 + 0,31)1,88 + 0,31∙11,82=6,12 ч

Вычисляются объемы аэротенка и регенератора

Wat = 1,88∙(1 + 0,31)∙1580=3891 м3

Wr = 11,82 0,31 1580=5789 м3

.

При этой нагрузке иловый индекс (табл. 3.2 (3)) J = 75см3/г, а степень рециркуляции активного ила R = 0,29, что незначительно отличается от скорректированных величин. Поскольку степень рециркуляции не должна быть менее 0,3 (для отстойников с илососами), то окончательно принимаем R = 0,3 и дальнейшего уточнения расчетных параметров не производим.

По табл. 14 (10) принимается три секции трехкоридорных аэротенков-вытеснителей (типовой проект 902-2-193) с шириной каждого коридора 4,5 м, длиной 48-54 м, рабочей глубиной 4,4 м и объемом каждой секции Vс=(3891+5789)/3=9680/3=3267 м3. Из общего объема каждой секции два коридора выделяются под регенратор и один коридор под аэротенк.

Длина аэротенка l=9680/3. 3. 4,5. 4,4=54м.

Фактическое время пребывания обрабатываемой сточной воды в системе «аэротенк-регенератор» составит:

.

Расчет системы аэрации.

В аэротенках-вытеснителях аэраторы располагаются неравномерно в соответствии со снижением загрязнений. Принимается пневматическая система аэрации с мелкопузырчатыми аэраторами и определяется удельный расход воздуха D,

,

-где удельный расход кислорода воздуха принимается при очистке до БПКполн=15-20мг/л Z = 1,1,

-коэффициент k1, учитывающий тип аэратора, определяется по таблице 42(3) в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка, приняв f/F = 0,1, получим k1 = 1,47,

-коэффициент k2, зависящий от глубины погружения аэратора hа, определяется по табл. 43(3). Принимаются аэраторы из фильтросных труб и при hа=Н-0,3=4,4-0,3=4,1м находим k2=2,56,

-температурный коэффициент определяется по формуле

Кт = 1 + 0,02(Тw – 20),

где Тw = 12 оС

Кт = 1 + 0,02(17 – 20)=0,94,

-коэффициент качества воды для городских сточных вод n1 = 0,85,

-растворимость кислорода определяется по выражению

где Ст =9,61мг/л – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления, принимается по табл.3.5(3).

Определяем удельный расход воздуха (при С=4мг/л)

=

м3/м3

По найденным значениям D и tatv вычисляется средняя интенсивность аэра-ции

м3/(м2∙ч)

Поскольку полученная интенсивность аэрации больше максимальной

Iа=10 м3/(м2∙ч) (табл. 3.3 (6)), необходимо увеличить площадь аэрируемой зоны. Принимается f/F = 0,20, тогда k1 = 1,68. Пересчитываем D и Iа:

м3/м3

м3/(м2∙ч)

Полученное значение меньше максимального табличного 20 м3/(м2∙ч).

Число аэраторов в регенераторах и на первой половине длины аэротенков-вытеснителей принимается вдвое больше, чем на остальной длине аэротенков. Следовательно, интенсивность аэрации на первой половине аэротенка и регенератора принимается равной

= 1,33  Ia =1,33•15,75=20,95 м3/(м2∙ч)

а на второй половине:

= 0,67 Ia =0,67•15,75=10,6 м3/(м2∙ч).

Определяем общий расход воздуха:

на каждый аэротенк расход воздуха составляет

= Qair / 3 = 25233/3 =8411м3/ч

Число рядов фильтросных труб на первой половине аэротенка и регенератора определяется по формуле

где В – ширина коридора аэротенка-вытеснителя, м;

f / – площадь одного ряда аэратора;

– удельная производительность выбранного аэратора, определяется по паспортным данным.

Аэраторы из фильтросных труб принимаются по табл. 3(10).

В данном случае при ширине канала В=4,5м принимаются фильтросные трубы d = 288мм и qвозд = 80м3/(ч∙м), а f’ = 0,3м2/м.

, принимаем 4 ряда труб

Число рядов фильтросных труб на остальной части аэротенка и регенератора определяется из соотношения

.

Таким образом, на первой половине аэротенка и регенератора принимается четыре ряда фильтросных труб, на второй половине – два ряда, соответственно распределив расходы воздуха.

Для сокращения протяженности наружных воздуховодов, стояков и запорной арматуры количество стояков для подвода воздуха к пневматическим аэраторам должно быть минимальным; оно определяется из допустимой неравномерности распределения воздуха вдоль коридоров аэротенков. По табл. 3 (10) при допустимой неравномерности аэрации 10% находим, что длина участка, обслуживаемая одним стояком, равна 56 м, следовательно, при длине коридора 54 м каждый из них должен обслуживаться одним стояком.

Расчёт элементов воздуходувного хозяйства.

При расчёте воздуходувного хозяйства определяют:

• общий расход подаваемого воздуха;

• исходный напор, который должна создавать воздуходувная установка;

• диаметры воздуховодов.

Тип и количество воздуходувных установок подбирают по требуемым подаче и напору. Скорость движения воздуха в общем и распределительных воздуховодах принимается равной 10…15м/с, а в стояках – 4…10 м/с.

Требуемый общий напор, м, определяется по формуле

Нобщ=hтр+hм+hф+Hat,

где Нat = 4,1м – рабочая глубина воды в аэротенке (от поверхности фильтросов), м;

hф – потери напора в аэраторах, принимаемые для мелкопузырчатых аэраторов – не более 0,7 м вод.ст;

hтр – потери напора по длине воздуховодов от воздуходувки до наиболее удалённого стояка, м, определяются по формуле

hтр = i lтр t,

где i – потери напора на единицу длины воздуховода при Т=20оС и Рair = 0,1 Мпа (принимаются по табл.5 прил.(10);

lтр – длина воздуховода, м;

t = 0,98 для температуры 30°С – поправка на изменение температуры (стр.49 (10));

 =1,41 для р=0,15МПа – поправочный коэффициент в на изменение давления воздуха в воздуховодах (стр.49 (10));

hм – потери напора на местные сопротивления, м, определяемые по формуле

,

где  – суммарный коэффициент местных сопротивлений, принимается по табл.3.18 [10];

V – скорость движения воздуха, м/с;

 – плотность воздуха при расчетной температуре, определяемая по формуле

.

3

Расчет потерь напора воздуха по длине и на местные сопротивления производится на основании расчетной схемы воздуховодов и сводится в таблицу. В данном курсовом потери напора ориентировочно сотавляют 100 мм.

Требуемый общий напор

Нобщ = 0,1+0,7+4,1=4,9м.

Полное давление воздуха, которое должна обеспечить воздуходувная станция определяется по формуле

Pair = 0,1 + 0,01Hобщ = 0,1 + 0,01∙4,9=0,149МПа.

Согласно [1], на воздуходувной станции производительностью более 5000м3/ч, в донном курсовом Q=25233 м3/ч, устанавливаем не менее двух воздуходувных рабочих агрегатов. Исходя их требуемых подачи и давления воздуха по табл. 3.20 (3) выбираем три рабочие и одну резервную воздуходувки типа ТВ-175-1,6 производительностью 10 тыс. м3/ч каждая, с давлением 0,163 МПа.

2.2.2 Вторичные отстойники

Вторичные отстойники используют для отделения активного ила, посту-пающего вместе со сточной водой из аэротенков. По конструкции они аналогичны первичным отстойникам.

Вторичные отстойники после аэротенков рассчитывают по гидравлической нагрузке, определяемой для аэротенков по формуле

,

где Кss – коэффициент использования зоны отстойника, принимаемый для радиальных отстойников – 0,45;

аi = 5,09 г/л – средняя доза ила в системе «аэротенк-регенератор»;

аt – концентрация ила в осветленной воде, принимается не менее 10 мг/л;

Нset = 3,1м – рабочая глубина радиального отстойника, принимаем согласно таб. 31 (2).

м3/(м2∙ч)

Количество вторичных отстойников должно быть не менее трех и все рабочие. Принимаем 4 вторичных радиальных отстойника.

Площадь одной секции отстойника определяется по формуле

,

Диаметр секции

d=

Принимаем отстойники диаметром D=24,0 м по таб. 11 (9) со следующими параметрами:

Нset = 3,1м — высота зоны отстаивания;

Н=3,7 м – гидравлическая глубина отстойника;

h=0,6 м – высота иловой зоны;

dп=1200 мм – диаметр подводящего трубопровода;

dо=700 мм – диаметр отводящего трубопровода;

пропускная способность =933 м3/ч при времени отстаивания 1,5ч;

объем иловой зоны 280м3;

объем отстойной зоны 1400м3.

2.3 РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОСАДКА

2.3.1 Илоуплотнители

Илоуплотнители применяют для уменьшения объёма осадков, повышения производительности последующих сооружений для обработки осадка. Влажность осадков после уплотнения должна обеспечивать их свободное транспортирование по трубам. На уплотнение поступают осадки:

• из первичных отстойников;

• избыточный активный ил;

• смесь осадка и активного ила;

• пена после флотационной очистки;

• осадки и илы после стабилизации.

Тип илоуплотнителя выбирают в соответствии с рекомендациями Справочника Пааля. Расчёт илоуплотнителей ведут на максимальный часовой приток избыточного ила qi max, м3/час по формуле:

где Рi=160мг/л – избыточный ил, таб. 4.50 (1) ;

БПК20=15мг/л;

Q=1580. 24=37920м3/сут – аналогично формуле расчёта количества избыточного ила;

Сi – концентрация активного ила, равная 4 г/л для вторичных отстойников (табл.58 (2)).

Полезная площадь илоуплотнителя, м2, определяется как

Fпол=qi max/q0,

Fпол= м2,

где q0 – расчётная нагрузка на площадь зеркала уплотнителя, принимаемая равной 0,4м3/(м2час) для избыточного активного ила из вторичных отстойников с концентрацией 4 г/л.

Для радиального илоуплотнителя определяют диаметр по формуле

где n = 2 – число илоуплотнителей, оба рабочие.

Принимаются три радиальных илоуплотнителя диаметром 10 м. Согласно табл. 58 (2) принимается продолжительность уплотнения 9 ч, скорость не более 0, 1 мм/с, влажность исходного ила 99,3%, уплотненного – 97,3%.

Высота рабочей зоны

t=9 ч – продолжительность уплотнения

Общая высота илоуплотнителя при использовании илоскреба

где h – высота зоны залегания ила в илоскребе, равная 0,3м;

hв – высота бортов над уровнем воды, равная 0,1м.

Объём уплотнённого активного ила определяется по формуле:

где Wi изб = 225– объём избыточного активного ила (см. выше);

pi – влажность поступающего на уплотнение активного ила, равная 99,3 %;

= 97,3% – влажность уплотнённого активного ила, принимаемая по табл. 58 (1) в зависимости от типа уплотнителя.

Максимальное часовое количество жидкости, м3/час отделяемой в процессе уплотнения ила находят по формуле

где qi max – максимальный часовой приток избыточного ила.

Выпуск из илоуплотнителей производится непрерывно под гидростатиче-ским давлением 0,5…1 м через водослив с порогом переменной высоты.

2.3.2 Метантенки

В этих сооружениях происходит процесс обезвреживания осадков сточных вод, осуществляемый микроорганизмами, способными окислять органические вещества осадков. Расчёт метантенков заключается в:

• вычислении количества образующихся на станциях осадков;

• выборе режима сбраживания;

• определении требуемого объёма сооружений и степени распада беззольного вещества осадков.

Количество сухого вещества осадка, образующегося на станции, т/сут, определяют по формуле

Осух=СвзвЭkQ10–6,

Осух=390∙0,6∙1,2∙3792010–6 = 9,23 т/сут

где Свзв – концентрация взвешенных веществ в сточной воде, поступающей в первичные отстойники;

Э – эффект очистки в первичных отстойниках;

k – коэффициент увеличения объёма осадка за счёт крупных фракций, не улавливаемых при отборе проб для анализа, равный 1,2;

Q – суточный приток сточных вод на станцию, м3/сут.

Количество сухого активного ила определяется как

Исух = [0,8Свзв(1 – Э) + aLen – b]Q10–6,

Исух=[0,8∙338(1–0,6)+0,3∙390–15]∙3792010–6 = 7,36т/сут

где а – коэффициент прироста активного ила, равный 0,3;

Len – БПКполн сточной воды, после первичных отстойников (посту-пающей в аэротенк);

b = 15мг/л – вынос активного ила из вторичного отстойника.

Количество беззольного вещества осадка т/сут, вычисляется по формуле

,

где Вг – гигроскопическая влажность сырого осадка, ориентировочно равная 5%;

Зос – зольность осадка, равная 30%.

Количество беззольного активного ила вычисляют по аналогичной форму-ле

,

где — 5 %;

Зил – 25 %.

Расход сырого осадка и избыточного ила, м3/сут определяют соответствен-но:

где Wос = 93,5 % и Wил = 97,3 % – влажности сырого осадка и избыточного ила;

ос и ос – плотности осадка и ила, равные 1 т/м3.

Общий расход осадков:

по сухому веществу

Мсух = Осух + Исух = 9,23+7,97=17,2т/сут

по беззольному

Мбез = Обез + Ибез = 6,14+5,68=11,82т/сут

по объёму смеси фактической влажности

Мобщ = Vос + Vил = 142+295=437м3/сут

Средние величины влажности и зольности смеси находят по формулам

Выбор режима сбраживания осуществляем по рекомендациям [1]. Принимаем термофильный режим. Далее определяем требуемый объём метантенка

Vmt = Mобщ100/Дmt = 437∙100/17,4=2511м3,

где Дmt = 17,4%– доза загрузки для мезофильного режима при влажности исходной смеси (93,5+97,3)/2=95,4%, определяемая по таблице 59 [1]. Вычисляют предел распада

асм = (аоОбез + аиИбез) / Мбез,

асм=(53∙6,14+ 44∙5,68)/11,82 = 48,67%,

где ао и аи – пределы распада соответственно осадка и ила, равные 53% и 44%.

Выход газа, м3 на 1кг загруженного беззольного вещества при плотности газа 1 кг/м3 определяют по формуле

где n = 0,28 – коэффициент влажности смеси осадка и ила, принимаемый по табл. 61 [2]. Суммарный выход газа, м3/сут определяют по формуле

Для выравнивания давления газа в газовой сети предусматриваются мокрые газгольдеры, вместимость которых Vг рассчитывается на 2…4-х часовой выход газа:

Принимаются четыре газгольдера объемом 100м3.

Далее определяем качество сброженной смеси, то есть её влажность и золь-ность. В процессе сбраживания происходит распад беззольных веществ, приводящий к уменьшению массы сухого вещества и увеличению влажности осадка, причём суммарный объём смеси после сбраживания практически не меняется.

Масса беззольного вещества, т/сут подсчитывается как

.

Разность Мсух – Мбез представляет собой зольную часть, не изменившуюся в процессе сбраживания. Масса сухого вещества, т/сут в сброженной смеси определится как

.

Влажность сброженной смеси, % определяется как

.

Зольность сброженной смеси будет равна

,

где – гигроскопичность сброженной смеси, равная 6 %.

Исходя из требуемого объёма по таблице 4.34 [1] принимаются 2 метантенка, оба рабочие, полезным объемом одного резервуара 1600м3:

— диаметром 15м;

— высота верхнего конуса 2,35м;

— цилиндрической части – 7,5м;

— нижнего конуса – 2,6м.

Рис.6. Схема метантенка.

1- резервуар метантенка, 2- газовый колпак, 3- камера выгрузки осадка, 4- инжекторная, 5- трубопроводы выгрузки осадка, 6- выпуск сброженного осадка, 7- трубопровод загрузки осадка.

2.3.3 Иловые площадки

Выполняем на естественном основании, с поверхностным отводом. Пло-щадки на естественном основании применяются на хорошо фильтрующих грунтах (песок, супесь) и при глубоком залегании грунтовых вод (п. 6.390. [2]). Полезную площадь иловых площадок, м2/год определяем по формуле

,

где Мобщ = 437м3/сут– суточный объём сброженных осадков;

k =1,5 – годовая нагрузка на иловые площадки (табл. 64 [2]);

n = 0,95 – климатический коэффициент [2].

При проектировании учитываем зимнее намораживание. Высота слоя намораживания, м, находится по формуле

,

где Т = 130 – количество дней в году с температурой ниже –10С – период намораживания (черт.3 [1]);

k1 = 0,75 – коэффициент уменьшения объёма осадка вследствие зимней фильтрации и испарения.

Полная площадь иловых площадок увеличиваем на 20…40 % для устройства разделительных валиков и дорог. При выпуске за один раз заполняется вся карта, при этом высота слоя составляет hос = 0,3…0,5 м. Полная высота вала равна

Н = hр + hд = 0,98+0,3=1,3м

где hд – превышение высотой оградительных валиков слоя наморажива-ния, равное 0,3 м;

hр – рабочая высота, определяемая как

hр = hос + hнам= 0,5+0,48=0,98м

Площадь одной карты определяем выражением

Fк = Мобщ/hос = 437/0,5=874м2

а общее количество карт

n = Fпол / Fк. = 111933/874=128

В проекте определено размещение и группировка карт. Приводится схема расположения иловых площадок.

Количество дренажной воды, отводимой с площадок, принимаем равным 0,41 л/(гас) для иловых площадок с дренажным устройством. Иловая вода с площадок перекачивается в лоток перед решетками. Дополнительные загрязнения от дренажной воды составляют по взвешенным веществам – 1000…2000 мг/л, по БПКполн – 1000…1500 мг/л. Объём подсушенного осадка за год вычисляется по следующей формуле

,

где – влажность сброженной смеси, Вос.п. – влажность подсушенного осадка, принимаемая равной 75 %.

2.4 Обеззараживание сточных вод

Обеззараживание применяется для уничтожения патогенных микробов и исключения их попадания в водоёмы. Расчётную дозу активного хлора принимаем:

 после полной биологической очистки – 3 г/м3;

Часовой расход хлора, кг/ч, на который нужно проектировать хлораторную, определяем по следующей формуле:

,

где Qmax – максимальный часовой расход сточных вод;

DCl – доза хлора.

Расход хлора в сутки определяем по аналогичной формуле, но вместо Qmax используют значение суточного притока сточных вод на станцию. Рассчитанные расходы хлора поступают в хлоратор-дозатор. В хлораторной предусматриваем хлораторы ЛОНИИ-100. Один хлоратор должен быть ре-зервный. Число рабочих – не менее двух. На станциях производительностью до 40000м3/час при суточном расходе хлора до 120 кг, доставка хлора осуществляется в стандартных баллонах ёмкостью 30…55 л.

По табл. 4.61 [1] принимаем типовую хлораторную производительностью 5кг/ч, совмещенная с расходным складом хлора на 3,6т.

Из хлораторов хлорная вода поступает по полиэтиленовым трубам для смешения со сточной жидкостью. Для обеспечения расчётной растворимости хлора при приготовлении хлорной воды, хлордозаторная обеспечивается подводом воды питьевого качества с давлением не менее 0,4 МПа и расходом

Q = qчClqв,

Q =4,74∙0,4=1,9м3/ч,

где qв – норма водопотребления на 1 кг хлора, равная 0,4 м3/кг.

Хлорная вода для дезинфекции сточных вод подаётся перед смесителем, в качестве которого используется “лоток Паршаля”:

— ширина горловины 1000мм;

— подводящего лотка – 900мм;

— длина лотка – 6,6м;

— общая длина смесителя 13,97м;

— потери напора 0,2м.

Далее вода поступает в 2 контактных резервуара. Количество резервуаров принимаем не менее двух, с продолжительностью контакта хлора со сточной водой 30 мин. В качестве контактных резервуаров принимаем горизонтальные отстойники без скребков. По табл. 4.63 [1] принимаем три контактных резервуара с характеристикой каждого:

— пропускная способность 25000 м3/сут;

— ширина 6,0 м;

— длина 20 м;

— глубина 2,8 м.

В процессе дезинфекции происходит коагуляция мелкодисперсных и кол-лоидных веществ и образование осадка, поэтому скорость в контактных резервуарах не должны быть большой. Количество осадка зависит от степени и вида очистки сточной жидкости. При обеззараживании жидким хлором (хлорной водой) объём осадка после полной биологической очистки в аэротенках – 0,03 л/(челсут). При использовании хлорной извести объём осадка увеличивается вдвое. Влажность осадка составляет 96 %. Удаление из контактных резервуаров – под гидростатическим давлением воды. Осадок обычно направляют сразу на обезвоживание без сбраживания и стабилизации.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 . Жуков А.И., Карелин А.Я., Колобанов С.К., Яковлев С.В. Канализация. Учебник для ВУЗов. М., Стройиздат, 1964.

2 . СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М., Стройиздат, 1986.

3 . Ю.М.Ласков, Ю.В.воронов, В.И.Калицун. Примеры расчетов канализационных сооружений. М., Стройиздат, 1987.

4 . Лукиных А.А, Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н.Павловского. Справочное пособие. М., Стройиздат, 1987.

5 . Е.В.Николаенко, В.В.Авдин, В.С.Сперанский. Проектирование очистных сооружений канализации. Учебное пособие. Челябинск, ЮУрГУ, 2000.

6. СанПиН 4630-88. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения.

7. М.П.Лапицкая, Л.И.Зуева, Н.М.Балаескул, Л.В.Кулешова. Очистка сточных вод (примеры расчетов).

8. Воронов Ю.В., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод. М: ИАСВ, 2006-704с.

9. А.Г.Гудков. Механическая очистка сточных вод. Учебное пособие. Вологда. 2003.-152с.

10. А.Г.Гудков. Биологическая очистка городских сточных вод. Учебное пособие. Вологда. 2002.-127с.