Проектирование канализационных очистных сооружений

Ген план.dwg

ГЕНПЛАН ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ М 1:1000
Вторичные отстойники
Первичные отстойники
Резервуар промывки фильтров
ЭКСПЛИКАЦИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Циркулирующий активный ил
Водопровод хоз.-питьевой
Канализация хоз.-бытовая
Экспликация зданий и сооружений
водоотведения в Ивановской обл.
Проектирование и расчет системы
КП 270112-АСФдк06.009-08

Профиль ила.dwg

Засыпка песчаным грунтом с повышенной
степенью уплотнения Ксом 0.95
Подготовка из песчаного грунта
Подготовка гравийно-щебеночная втрамбованная
в грунт или бетонная класса В7.5
засыпка траншеи на всю глубину песчаным грунтом
с послойным уплотнением до К сом 0.95
- иловая труба для выпуска осадка
- жиропровод для выпуска всплывающих веществ
- центральная впускная труба с отражателем
- сборный лоток осветленной воды
Стальной трубопровод d=100мм
Отметка поверхности земли
Отметка низа лотка или низа трубы
Профиль движения воды
Профиль движения ила
hd=0.4 V=0.94 i=0.0025
hd=0.6 V=1.61 i=0.0025
hd=0.6 V=1.31 i=0.0025
Профиль движения воды.
профиль движения ила.
КП-270112-АСФдк06.009-08

Записка.doc

Расчетно-технологический раздел3
1 Определение расчетных расходов3
Определение необходимой степени очистки сточных вод10
2 Выбор состава очистных сооружений12
1 Расчет очистных сооружений14
1.1 Определение размеров канала14
1.2 Расчет решеток14
1.3 Расчет аэрируемых песколовок16
1.4 Расчет песковых бункеров18
1.5 Расчет первичных радиальных отстойников18
1.6 Расчет аэротенков20
1.7 Расчет вторичных отстойников в схемах с аэротанками23
1.8 Расчет сооружений глубокой доочистки сточных вод24
2 Обеззараживание сточных вод25
3 Сооружения по обработке и утилизации осадка27
3.1 Илоуплотнители27
3.4 Иловые площадки на естественном основании31
Экологический раздел33
Список используемой литературы37
Во все времена поселения людей и размещение промышленных объектов располагались в непосредственной близости от пресных водоемов используемых для питьевых гигиенических сельскохозяйственных и производственных целей. В процессе использования воды человеком она изменяла свои природные свойства и в ряде случаев становилась опасной в санитарном отношении. В последствии с развитием инженерного оборудования городов и промышленных объектов возникла необходимость в устройстве организованных способов отведения загрязненных отработанных потоков воды по специальным гидротехническим сооружениям.
В настоящее время значение пресной воды как природного сырья постоянно возрастает. При использовании в быту и промышленности вода загрязняется веществами минерального и органического происхождения.
В зависимости от происхождения сточных вод они могут содержать токсичные вещества и возбудителей различных инфекционных заболеваний.
Водохозяйственные системы городов и промышленных предприятий оснащены современными комплексами самотечных и напорных трубопроводов и другими специальными сооружениями осуществляющими отведение очистку обезвреживание и использование воды и образующихся осадков.
Строительство водоотводящих систем обуславливалось необходимостью обеспечения нормальных жилищно-бытовых условий населения городов и населенных мест и поддержания хорошего состояния окружающей природной среды.
Особое значение имеет развитие современной системы водоотведения бытовых и производственных сточных вод обеспечивающих высокую степень защиты окружающей природной среды от загрязнений. Наиболее существенные результаты получены при разработке новых технологических решений в вопросах эффективного использования воды систем водоотведения и очистки производственных сточных вод.
Расчетно-технологический раздел
1 Определение расчетных расходов
Целью этого расчета является определение суточного часового и секундного расхода сточных вод от жилой застройки.
Определяем площадь застройки и число жителей:
N = F×P = 1002×290 = 29058 чел
Определяем средний суточный расход сточных вод:
N – число жителей (29058 чел);
q0 – норма водоотведения (400 лсут·чел);
Определяем средний часовой расход сточных вод:
Определяем средний секундный расход сточных вод:
Определяем максимальный секундный расход сточных вод:
- средний секундный расход сточных вод (135 лс);
Кмах – коэффициент максимального водоотведения табл. 2 [1] (159);
Определяем минимальный секундный расход сточных вод:
1.1 Определение расчетных расходов сточных вод на промышленных предприятиях
I. Определяем расход производственных сточных вод:
Определяем средний суточный расход на производственные нужды:
- средний часовой расход на производственные нужды:
I предприятие – 75 м3час;
II предприятие – 90 м3час.
Т – количество часов работы в день:
I предприятие – 16 ч;
II предприятие – 24 ч.
II предприятие м3сут
Определяем максимальный часовой расход производственных сточных вод:
II предприятие м3час
Определяем максимальный секундный расход производственных сточных вод:
II. Определяем расход хозяйственно-бытовых стоков на предприятии:
Определяем средний суточный расход на хоз.-бытовые нужды:
I предприятие – 9000 чел;
II предприятие – 4800 чел.
q0 – норма водоотведения на хоз.-бытовые нужды предприятий:
I предприятие – холодный цех = 25 л·чел;
II предприятие – горячий цех = 35 л·чел.
Т – количество смен на предприятии:
I предприятие – 2 смены;
II предприятие – 3 смены.
Определяем средний часовой расход сточных вод на хоз.-бытовые нужды:
Определяем максимальный часовой расход сточных вод на хоз.-бытовые нужды:
Определяем максимальный секундный расход сточных вод на хоз.-бытовые нужды:
III. Определяем расход сточных вод от душевых установок:
Определяем средний суточный расход от душевых установок:
qдуш – норма водоотведения на пользование душем:
I предприятие – холодный цех = 40 л·чел;
II предприятие – горячий цех = 60 л·чел.
N – число рабочих пользующихся душем:
I предприятие – 100% от общего числа = 9000 чел;
II предприятие – 90% от общего числа = 4320 чел.
Определяем средний секундный расход от душевых установок:
Определяем общий суточный расход сточной воды от предприятия:
Определяем общий секундный расход сточной воды от предприятия:
1.2 Определение расчетных расходов сточной воды от зданий специального назначения
Определяем пропускную способность зданий специального назначения:
Nр – расчетное количество населения (29058 чел);
m – число посещений (4 на 1 человека в месяц);
Р - % жителей посещающих баню (25%);
Т – число рабочих дней в месяц (25-30);
t – время работы (12 часов)
m1– количество белья (6-10 кг в месяц);
Р1 - % жителей пользующихся прачечной (50-70%);
Т1 – число рабочих дней в месяц (26);
t1 – время работы (16 часов)
Р2 – норма больничных коек на 1000 жителей (8-10);
Р3 – % учащихся от общего количества населения (20-25%);
Определяем расходы сточной воды от зданий спец. назначения:
q0 – норма водоотведения для зданий спец. назначения:
баня – 180 л·сутчел;
прачечная – 90 л·сутчел;
больница – 250 л·сутчел;
школа – 100 л·сутчел;
n – пропускная способность зданий спец. назначения.
Кчас – коэффициент неравномерности:
больница школа – 25.
Табл. 1 Водоотведение зданий специального назначения
Пропускная способность n
Продолжи-тельность работы час
Норма водоотведе-ния g0 л·сутчел
Табл. 2 Водоотведение города по часам суток
Хоз-быт. стоки от населения
Пром. предприятие № 1
Пром. предприятие №2
Табл. 3 Расход сточной воды от жилых кварталов
Плотность населения Р челга
Число жителей Nжит чел
Норма водоотведения л·сутчел
Максимальные расходы
Табл. 4 Суммарное водоотведение города
Хоз-бытовые стоки лс
Сточные воды от пром. предприятия лс
Сосредоточенные расходы воды лс
Определение необходимой степени очистки сточных вод
Определение концентрации сточной воды по взвешенным веществам и БПК:
q0 – норма водоотведения (400 лсутчел);
а – по взвешенным веществам (65 мгл на чел);
по БПК (40 мгл на чел).
Определение общей концентрации бытовых и производственных стоков:
по взвешенным веществам:
Свзв – концентрация по взвешенным веществам (1625 мгл);
Lа – концентрация по БПК (100 мгл);
Е1 – концентрация загрязнений по взвешенным веществам на 1 пром. предприятии (312 мгл);
Е2 - концентрация загрязнений по взвешенным веществам на 2 пром. предприятии (287 мгл);
L1 - концентрация загрязнений по БПК на 1 пром. предприятии (690 мгл);
L2 - концентрация загрязнений по БПК на 2 пром. Предприятии (715 мгл);
- суточный расход сточных вод от населения;
- суточный расход сточных вод от пром. предприятия;
Рассчитываем разбавление сточных вод в реках
Определяем коэффициент смешения:
Qр – расход воды в реке (43 м3с);
q – расход сточных вод (0505 м3с);
Lф – длина выпуска до расчетного створа по форватору (1600 м);
α – коэффициент зависящий от гидравлических условий смешения:
φ – коэффициент извилистости реки (1);
– коэффициент зависящий от места расположения выпуска для руслового рассредоточенного (3);
D – коэффициент турбулентной диффузии;
Vср – скорость реки (06 мс);
Рассчитываем необходимую степень очистки по взвешенным веществам:
ПДК взвешенных веществ: мгл
Р – допустимое по санитарным нормам увеличение содержания взвешенных веществ т.к. категория (075 мгл);
b – содержание взвешенных веществ в водоеме до сброса очищенных сточных вод (172 мгл);
α – коэффициент смещения (03);
Определяем эффект очистки по взвешенным веществам:
Рассчитываем необходимую степень очистки по растворенному в воде кислороду:
- содержание растворенного кислорода в реке (68 мгл);
О2 – допустимое содержание кислорода (4 мгл);
- БПК речной воды (29 мгл);
Определяем эффект очистки по растворенному кислороду:
Рассчитываем необходимую степень очистки по БПК:
Кст и Кр – константы скорости потребления кислорода сточной и речной водой при t = 220 Кст = 0175 Кр = 011;
t – время перемещения воды от выпуска до расчетного створа:
Определяем эффект очистки по БПК:
2 Выбор состава очистных сооружений
Принимается механическая и полная биологическая очистка сточных вод.
I Механическая очистка:
Решетки механические;
Песколовки аэрируемые;
Водоизмерители (лоток Вентури);
Первичные радиальные отстойники.
II Биологическая очистка:
Вторичные радиальные отстойники;
Блок глубокой доочистки;
III Обработка осадка:
1 Расчет очистных сооружений
1.1 Определение размеров канала
Сточная вода на очистных сооружениях протекает по прямоугольным каналам расчет которых ведется по [2 табл. 28-35] с учетом следующих требований:
при максимальном расходе отношение максимальной высоты воды в канале к его ширине hмахB = 05-075;
при максимальном расходе рекомендуемая скорость должна быть Vмах = 09-12 мс при минимальном Vm
при максимальном расходе рекомендуемый уклон канала должен быть i = 00008-0003.
При qмах = 0505 м3с Вк = 1000 мм
При механической очистке из сточной воды удаляются загрязнения находящиеся в ней главным образом в нерастворенном и частично коллоидном состоянии. Решетки предназначены для улавливания из сточных вод крупных нерастворимых загрязнений.
Они выполняются из круглых прямоугольных или иной формы металлических стержней. Прозоры между стержнями решетки обычно принимаются b = 0016 м.
Общее число прозоров определяем по формуле:
qмах – максимальный расход сточных вод (0505 м3с);
b – ширина прозора между стержнями решетки (0016 м);
hмах – максимальная глубина воды в канале перед решеткой (04 м);
Vр – средняя скорость воды в прозорах решетки для механизированных решеток 08-10 мс и 12 мс для решеток дробилок [1 п.5.14];
k3 – коэффициент учитывающий стеснение прозоров граблями и задержанными загрязнениями (k3 = 105).
По [3] или табл. 2 принимаем решетку марки МГ6Т с числом nфакт = 84 одну рабочую и согласно табл. 22 [1] одну резервную с размерами канала
Вр × Н = 2000 × 2000 мм.
Определяем потери напора:
Vмах – скорость движения воды в канале перед решеткой мс:
N – число рабочих решеток (1 шт.);
К – коэффициент учитывающий увеличение потерь напора вследствие засорения решетки (К = 30) [1 п.6.24];
- коэффициент местного сопротивления решетки:
– коэффициент зависящий от формы поперечного сечения стержней решетки (242);
S – толщина стержня (0008 м);
α – угол наклона решетки к горизонту (60-80о);
Для предупреждения образования вихревого потока канала перед решеткой плавно уширяют путем изменения направления стенок на угол 30о.
Определяем длину уширения перед решеткой:
l1 = 137×(Вр – Вк) = 137×(2 – 1) = 137 м
Вк – ширина подводящего канала.
Определяем длину уширения после решетки:
l2 = 05×l1= 05×137= 07 м.
Определяем количество уловленных решеткой загрязнений:
α – количество отбросов на 1 человека в год принимаем в зависимости от размеров решетки по табл. 23 [1] (5 лгодчел);
Nпр.взв – приведенное число жителей по взвешенным веществам (29058 чел);
Выполняем проверку решетки по скорости на пропуск минимального расхода (Vmin не менее 04 мс):
hмin – минимальная глубина воды в канале перед решеткой (043 м).
Определяем скорость движения воды в прозорах она должна
nфакт – фактическое количество прозоров в решетке (84 прозора).
Обе скорости удовлетворяют требованиям.
1.3 Расчет аэрируемых песколовок
Песколовки предназначены для улавливания из сточных вод песка и других минеральных нерастворимых загрязнений. Они бывают горизонтальные в которых вода движется в горизонтальном направлении с прямолинейным или круговым движением воды вертикальные где вода движется вертикально вверх и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением тангенциальные и аэрируемые.
Песколовки рассчитываются на задержание песка крупность 025 мм и более. В данном курсовом проекте приняты аэрируемые песколовки.
Число отделений песколовки должно быть не менее двух причем все рабочие. Скорость движения сточных вод при максимальном притоке в аэрируемых песколовках принимается согласно табл. 28 [1] Vs = 008 – 012 мс расчетный диаметр частиц песка d = 015 - 02 мм.
Определяем площадь живого сечения одного отделения:
Принимаем число отделений аэрируемой песколовки nотд = 2.
Vs - скорость движения сточных вод максимальном притоке (01 мс);
nотд - число отделений аэрируемой песколовки (2);
Определяем длину песколовки:
uо – гидравлическая крупность частиц песка принимается по табл. 28 [1]
Hs – рабочая глубина песколовки согласно п.6.27 [1] принимается равной половине общей глубины Hs = H2. Общая глубина аэрируемой песколовки Н = 07 - 35 м [1 табл. 28]. По п.6.28 [1] рекомендуется принимать следующие соотношения ширины песколовки к глубине: В:Н = 1; 125; 15.
Если принять В:Н = 15 то В = 15Н.
Площадь поперечного сечения = В×Н = 15×Н×Н = 15×Н2 тогда:
Кs – коэффициент принимаемый по табл. 27 [1] в зависимости от соотношения В:Н и диаметра задерживаемых частиц (17);
Определяем глубину конической части песколовки:
В – ширина песколовки м;
bк – конструктивная ширина одного отделения песколовки bк = 10 м.
Т.к. В = 15Н = 1513 = 195 м.
Нк = 13 + 02×(195 – 10) = 13 + 019 = 149 м
Определяем количество собираемого песколовкой осадка:
Р – количество песка задерживаемого в песколовках принимается согласно п.6.31 [1] Р = 002 лчелсут;
t – продолжительность периода между чистками принимается согласно п.6.32 [1] t = 2 сут.
Определяем объем осадка в одном отделении:
1.4 Расчет песковых бункеров
Песок задержанный в песколовках чаще всего удаляют с помощью гидроэлеватора и в виде песчаной пульпы перекачивают на песковые площадки если производительность станции до 75000 м3сут или в песковые бункеры при производительности до 75000 м3сут.
Бункеры рассчитывают на 15-5 суточное хранение песка [1 п.6.34].
Определяем объем бункера:
Wп.сут. – объем песка в сутка м3;
tхр – время хранения песка в песковых бункерах (5 суток).
Количество бункеров Nб должно быть не менее двух. Принимаем Nб = 2. Определяем объем одного бункера:
По табл. 3 принимаем диаметр бункера D = 15 м диаметр выгрузочного отверстия d = 05 м высоту конусной части Нк = 08 м высоту цилиндрической части Нц = 2 м объем конусной части Wк = 074 м3. Фактический объем бункера Wфакт = 427 общая высота Hобщ = 287 м.
1.5 Расчет первичных радиальных отстойников
Отстойники применяются для предварительной очистки сточных вод. В них происходит выделение из сточных вод грубодисперсных примесей которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника или всплывают на его поверхность. По конструктивным признакам отстойники подразделяются на горизонтальные вертикальные и радиальные.
Количество первичных отстойников принимается не менее двух [1 п.6.58]. При минимальном числе отстойников их расчетный объем необходимо увеличивать в 12-13 раза.
Определяем эффект осветления сточных вод:
Ссп – концентрация взвешенных веществ в исходной воде (2011 мгл);
Ссх – допустимая концентрация взвешенных веществ на сооружениях биологической очистки принимаем 100-150 мгл.
Параметры типовых отстойников принимаются по [4]. Принимаем радиальный отстойник с размерами: Dset = 18 м Нset = 34 м dcn = 32 м W1отст. = 788 м3.
Определяем гидравлическую крупность:
Нset – глубина проточной части в отстойнике принимается по [4];
Кset – коэффициент использования объема проточной части отстойника принимается по табл. 31 [1] для радиальных отстойников Кset = 045;
tset – продолжительность отстаивания соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое воды h1 = 500 мм определяется по табл. 30 [1] или табл. 2.2 [3] (2160 с);
α – коэффициент учитывающий влияние температуры сточной воды на ее вязкость при t = 22о α = 10;
n2 – показатель степени зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения определяется по чертежу 2 [1] или по рис. 2.8 [3] n2 = 03.
Определяем производительность одного отстойника:
qset = 28·Кset ·( D2set – d2en)·( uо - vtb) м3ч
Dset – диаметр отстойника (18 м);
den – диаметр выпускного устройства (32 м);
uо – гидравлическая крупность (4 ммс);
vtb –турбулентная составляющая принимается по табл. 32 [1] (0025 ммс);
Кset – коэффициент использования объема проточной части отстойника принимается по табл. 31 [1] для радиальных отстойников Кset = 045.
qset = 28·045·( 182 – 322)·( 4 – 0025) = 126·31376·3975 = 15715 м3ч
Определяем число отстойников:
Принимаем 2 радиальных отстойника.
1.6 Расчет аэротенков
Аэротенк - это резервуар в котором медленно движется смесь активного ила и очищаемой воды предназначенный для биологической очистки сточных вод. Для лучшего и непрерывного контакта вода и ил постоянно перемешиваются путем подачи сжатого воздуха или с помощью специальных устройств.
Активный ил - это биоценоз микроорганизмов – минерализаторов способных сорбировать на своей поверхности и окислять в присутствии кислорода органические вещества сточной жидкости. Эффект очистки в аэротенке качество и окислительная способность активного ила определяются составом и свойством сточных вол гидродинамическими условиями перемешивания температурой и активной реакцией среды наличием элементов питания и другими факторами.
Концентрация взвешенных веществ в аэротенках не должна превышать 150 мгл а БПКполн. Зависит от типа аэротенка. Аэротенки могут быть одноступенчатые и двухступенчатые при этом в том и другом случаях их принимают как с регенерацией так и без нее. Одноступенчатые аэротенки с регенерацией используют при БПКполн. > 150 мгл и наличии вредных производственных примесей а без регенерации – при БПКполн. 150 мгл.
Определяем концентрацию загрязнений по БПКполн. воды прошедшей механическую очистку:
Принимаем условно наличие биокоагулятора Э = 03.
Len = 2731·(1-03) = 19117 мгл
Так как Len > 150 мгл согласно [1 п.6.141] принимаем аэротенк с регенератором.
Определяем продолжительность обработки воды в аэротенке:
Leх – БПКполн. очищенной сточной воды принимаемLeх = 15 мгл.
Определяем нагрузку на ил БПКполн на 1 г беззольного вещества ила в сутки:
S – зольность ила принимается по табл. 40 [1] s = 03.
По табл. 41 [1] определяем значение илового индекса Ji = f (qi) для qi = 120802 мг(г·сут) Ji = 130 см3г.
Определяем степень рециркуляции активного ила:
Определяем удельную скорость окисления БПКполн на 1 г беззольного вещества ила в час:
ρмах – максимальная скорость окисления принимается по табл. 40 [1]
Со – концентрация растворенного кислорода (2 мгл);
Кr – константа характеризующая свойства органических загрязняющих веществ принимается по табл. 40 [1] Кr = 33 мгл;
Ко – константа характеризующаяся влиянием кислорода принимается по табл. 40 [1] Ко = 0625 мгл;
φ – коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила принимается по табл. 40 [1] φ = 007 лг;
аi - доза ила в аэротенке 15-3 гл принимаем аi = 25 гл.
Определяем дозу ила в регенераторе:
Определяем продолжительность окисления органических загрязняющих веществ в аэротенках с регенератором:
Определяем продолжительность регенерации:
tr = tо - tаt = 50-20 = 3 ч
Определяем вместимость аэротенка:
Wаt = tаt × (1+Ri) × qw м3
qw – расчетный расход сточных вод qw = Qмах.ч = 181656 м3ч.
Wаt = 2 × (1+048) × 181656 = 5377 м3
Определяем вместимость регенераторов:
Wr = tr × Ri × qw = 3 × 048 × 181656 = 26158 м3
Если температура сточных вод отличная от 15оС то необходимо вводить поправочный коэффициент. Тогда:
t – температура сточной воды.
Определяем общий объем регенерации:
Определяем процент регенерации:
Принимаем аэротенк с размерами в плане Нαt = 32 м bαt = 45 м число коридоров n = 4число секций N = 3 шт.
Определяем длину аэротенка:
Принимаем Lαt = 70 м. Отношение длины аэротенка к ширине коридора должно быть более 10.
Определяем общую ширину аэротенка:
Bαt = bαt × n × N = 45 × 4 × 3 = 54 м
Определяем удельный расход воздуха:
qо – удельный расход кислорода воздуха принимается по [1 п.6.157] (11 мгмг);
К1 – коэффициент учитывающий тип аэратора [1 п.6.157]. Для мелкопузырчатой аэрации при соотношении площадей аэрируемой зоны и аэротенка fαrfαt = 03
К2 – коэффициент зависящий от глубины погружения аэротенка hа и принимается по табл. 43 [1] К2 = 252;
КТ – коэффициент учитывающий температуру сточных вод который следует определять по формуле:
КТ = 1 + 002 ×(Тw -20) = 1 + 002 × (22-20) = 104
Тw – среднемесячная температура воды за летний период оС;
К3 – коэффициент качества воды принимается по [1 п.6.157] К3 = 085;
hа – глубина погружения аэратора 4м;
Ст – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и атмосферного давления определяется по табл. 3.5 [3] СТ = 867 мгл;
Са – растворимость кислорода воздуха в воде:
Определяем интенсивность аэрации:
1.7 Расчет вторичных отстойников в схемах с аэротанками
Вторичные отстойники служат для активного ила поступающего вместе с очищенной сточной водой из аэротенков или для задержания биологической пленки поступающей из биофильтров. Вторичные отстойники бывают вертикальные (для небольшой производительности) горизонтальные и радиальные – для станций большой и средней производительности.
Определяем гидравлическую нагрузку:
Кss – коэффициент использования объема зоны отстаивания для радиальных отстойников Кss = 045 [1 табл. 3];
аt – концентрация ила в осветленной воде согласно [1 п.6.161] не менее 10 мгл;
Определяем общую площадь отстойников:
Принимаем число отстойников N = 4.
Определяем диаметр отстойника:
Принимаем отстойник с размерами Dssα = 24 м; Hssα = 37 м; W1отст = 1400 м3.
Определяем время отстаивания:
1.8 Расчет сооружений глубокой доочистки сточных вод
Глубокая доочистка сточных вод возможна различными методами:
фильтрованием на зернистых фильтрах фильтрованием через загрузку из ершовых заполнителей биопруды и т.д.
Рассмотрим метод фильтрования на зернистых фильтрах. При требуемом количестве в очищенной воде БПКполн. и взвешенных веществ в диапазоне от 15 до 75 мгл применяется одноступенчатое фильтрование на зернистых фильтрах. I ступень – фильтрование снизу вверх II ступень – фильтрование воды сверху вниз.
Определяем площадь фильтров:
Qр – расчетный расход:
Qр = Qср.сут × Кgen.max × K1 м3сут
K1 – коэффициент учитывающий допустимую неравномерность работы фильтров согласно [1 п.6.238] К1 = 085;
Qр = 4359744 × 151 × 085 = 559573 м3сут
Qц – циркуляционный расход:
Qц = α × Qср.сут м3сут
α – доля от среднесуточного расхода используемая на собственные нужды станции (промывку фильтров) зависит от загрузки фильтров и ступеней их работы. Для одноступенчатой фильтрации α = 003-005 для двухступенчатой
Qц = 005 × 4359744 = 21799 м3сут
V – скорость фильтрования определяем по табл. 52 [1]. Для загрузки фильтров из дробленого керамзита V = 8-10 мч.
Для нашего примера на первой ступени при фильтрации снизу вверх примем
T – число часов работы фильтров в сутки T = 24 ч;
n – число промывок фильтров в сутки (принимается 1-3 промывки в сутки в зависимости от качества исходной воды) n = 10;
t – общее время промывки фильтра (в том числе и время на открытие и закрытие задвижек при промывке загрузки и пуск в его работу). Для одноступенчатой фильтрации tпр = 05 ч для двухступенчатой tпр = 1 ч.
Определяем общее число фильтров:
Принимаем Nф = 9 штук.
Определяем площадь одного фильтра:
Размеры фильтра в плане принимаем конструктивно 60 м × 538 м.
Число фильтров I ступени – 9 штук.
Число фильтров II ступени – 9 штук.
Загрузка фильтров из дробленого керамзита :
для I ступени dз = 25-50 мм Нз = 2-25 м;
для II ступени dз = 125-25 мм Нз = 15-20 м;
Интенсивность промывки W = 150 лс·м2;
Продолжительность промывки загрузки tпр = 10 мин. = 600 с.
Определяем скорость фильтрации при форсированном режиме:
что допустимо для загрузки из дробленого керамзита.
Вместимость резервуаров промывной воды и грязных промывных вод от промывки фильтров принимаем не менее на две промывки [1 п.6.239].
Определяем площадь резервуара:
Нр – высота слоя воды в резервуаре Нр = 3-5 м.
Размеры резервуара принимаются конструктивно исходя из строительного модуля кратного 30.
Если принять размеры резервуара 9 × 18 то Fфакт = 9 × 18 = 162 м2.
2 Обеззараживание сточных вод
Обеззараживание сточных вод предназначено для уничтожения патогенных микробов и исключения заражения водоемов этими микробами.
Если применяется доочистка сточной воды то в качестве обеззараживания применяют озонирование.
Вместо контактного резервуара используются барбатажные камеры.
Определяем максимальный часовой расход озона:
Qмах.час – максимальный часовой расход сточных вод (181656 м3час);
Доз – доза озона принимаем 6-10 мгл;
Тоз – продолжительность контакта озона со сточной водой Тоз = 10 мин.
Определяем расход озона в сутки:
Принимаем озонаторы типа ОП-315 с номинальной производительностью
Q1 = 38 кгч. При этом средний расход воздуха равен 300 м3ч расход охлаждающей воды qв = 30 м3ч.
Определяем требуемое количество озона:
Принимаем 5 рабочих озонаторов и 1 резервный (рекомендуется 10-20% резервных озонаторов).
Определяем требуемый расход воды на 5 работающих озонаторов:
Определяем размеры контактных (барбатажных) камер для смешения озоно-воздушной смеси с водой:
Принимаем высоту воды в камере Нк = 4 м.
Определяем общую площадь камер:
Принимаем 5 секций размером в плане 4 × 414 м. Для распределения озоно-воздушной смеси у дна контактной камеры располагаются перфорированные (керамические пористые) трубы длиной l = 500 мм внутренним диаметром
d = 64 мм и наружным диаметром d = 92 мм.
Керамические пористые трубы присоединяются к 4-м коллекторам: к двум располагаемым на расстоянии 05 м от стен и к двум через 1 м друг от друга. Длина коллекторов 414 м.
Расстояние между керамическими трубами принимаем 05 м.
3 Сооружения по обработке и утилизации осадка
Илоуплотнители - сооружения применяемые для уплотнения активного ила образующегося во вторичных отстойниках. Активный ил имеет высокую влажность (992 - 995 %). Основная часть этого ила подается на регенератор и снова поступает в отстойник. Этот ил называют рециркуляционным.
В результате деятельности микроорганизмов масса активного ила увеличивается и образуется так называемый избыточный активный ил который отделяется от рециркуляционного и направляется на дальнейшую переработку в метантенки или обезвоживающие установки.
Избыточный активный ил предварительно уплотняют в илоуплотнителях так как направлять в метантенки огромную массу ила с высокой влажностью нерентабельно.
Определяем максимальный часовой приток избыточного активного ила:
Pмах – максимальный прирост ила:
к – коэффициент месячной неравномерности к = 115-2;
Р - прирост ила определяется согласно [1 п.6.148]:
Р = 08 × В + к1 × Lеп мгл
В – вынос взвешенных веществ из первичных отстойников В = 100-150 мгл;
k1 – коэффициент прироста для бытовых сточных вод и близких к ним
производственных сточных вод принимается k1 = 03;
С - концентрация уплотненного избыточного ила для уплотнителя: вертикального С = 20000 гм3;
радиального С = 27000 гм3 [1 табл. 58].
Р = 08 × 150 + 03 × 19117 = 120 + 57351 = 1774 мгл
Максимальный приток избыточного ила:
Применение вертикальных илоуплотнителей для активного ила после полной биологической очистки из-за их неудовлетворительного эффекта работы не рекомендуется. В этом случае лучше применять радиальные илоуплотнители.
Определяем полезную площадь поперечного сечения радиального илоуплотнителя:
qо - нагрузка на илоуплотнитель:
qо = 03 м3м2·ч – при полной биологической очистке
qо = 05 м3м2·ч – при неполной биологической очистке.
Определяем диаметр одного илоуплотнителя:
N - число илоуплотнителей принимается N = 2 [1 п.6.343].
Принимаем типовой диаметр илоуплотнителя Dмах = 90 м [4].
Определяем высоту рабочей зоны илоуплотнителя:
Нраб = qо × t = 03 × 10 = 3 м.
t - продолжительность уплотнения принимаемая по [1 табл. 58]
Одним из основных методов обезвреживания осадков городских сточных вод является анаэробное сбраживание осуществляемое микроорганизмами способными в ходе жизнедеятельности окислять органические вещества осадков. Этот процесс происходит в метантенках расчет которых заключается в подсчете количества образующихся на станции осадков обоснованном выборе режима сбраживания определения требуемого объема сооружений и степени распада беззольного вещества.
Определяем количество осадка по сухому веществу поступающего из первичных отстойников:
Qсут – производительность очистной станции (4359744 м3сут);
Э - эффективность задержания взвешенных веществ в первичных отстойниках
доли единицы (0816);
К - коэффициент учитывающий увеличение объема осадка за счет крупных фракций взвешенных веществ не улавливаемых при отборе проб для анализа
Определим количество ила по сухому веществу из вторичных отстойников:
α – коэффициент прироста активного ила α = 03-05;
b – вынос активного ила из вторичных отстойников b = 150 мгл.
Определяем количество сухого вещества:
Мсух = Qсух + Uсух = 86 + 314 = 1174 тсут
Определяем расход сырого осадка:
ρос – влажность осадка самотечном удалении под гидростатическим давлением 95% насосами 93%;
γос – объемный вес осадка 1 тм3.
Определяем расход избыточного активного ила:
ρил – влажность ила для вертикальных илоуплотнителей 98% для радиальных – 973%;
γил – объемный вес ила 1 тм3.
Определяем общее количество осадка и ила:
Мобщ = Vос + Vил = 172 + 1163 = 2883 м3сут
Определяем влажность смеси осадка и ила:
Осадок в метантенке перемешивается и подогревается с помощью особых устройств. В зависимости от температуры при которой происходит брожение различают два типа процесса - мезофильное сбраживание происходящее при температуре 30-35оС и термофильное происходящее при температуре 50-55оC.
Доза суточной нагрузки на метантенк принимается по [1 табл. 59] в зависимости от влажности смеси осадка и ила.
При мезофильном режиме и рсм = 959 % суточная доза Dcyт = 9 %.
Определяем объем метантенка:
Согласно [1 п.6.356] число метантенков должно быть не менее двух.
Определяем количество метантенков:
W1 – объем одного метантенка (1600 м3).
Принимаем два метантенка диаметром 15 м высотой 1245 м и объемом 1600 м.
Определяем фактическую дозу суточной нагрузки на метантенк:
Определяем время пребывания осадка в метантенке:
Газгольдеры применяются для поддержания постоянного давления в газовой сети с учетом неравномерного выхода газа из метантенков с целью максимального его использования на площадках очистных сооружений. Газгольдеры служат для сбора газа.
Определяем удельный расход газа:
асм – предел распада смеси осадка и ила:
аос и аил – пределы распада соответственно осадка и ила:
Для осадков бытовых сточных вод можно принимать асм = 50%.
n – коэффициент зависящий от влажности осадка определяем по табл. 61 [1]
n = f(ρсм) при ρсм = 97% n = 017.
Определяем количество беззольного вещества:
Мбез = (100-Вг)×(100-Зос)×Мсух×10-4 тсут
Вг – гигроскопическая влажность 5%;
Зос – зольность осадка 275%.
Мбез = (100-5)×(100-275)×1174×10-4 = 809 тсут
Определяем общее количество газа:
Гобщ = Гуд × Мбез = 4847 × 809 = 39212 м3сут
Определяем объем газгольдеров:
t – время хранения газа принимается согласно [1 п.6.359] t = 2-4 ч.
Определяем число газгольдеров:
W1 – объем одного газгольдера (300 м3).
Принимаем два газгольдера объемом 300 м3 и диаметром 93 м.
Определяем фактическое время пребывания газа в газгольдере:
3.4 Иловые площадки на естественном основании
Наиболее простым и распространенным способом - обезвоживания осадков является их сушка на иловых площадках с естественным основанием
(с дренажом или без него) с поверхностным отводом воды. Иловые площадки на естественном основании без дренажа применяют в тех случаях когда почва обладает хорошей фильтрующей способностью (песок супесь легкий суглинок) уровень грунтовых вод находится на глубине не менее 15 м от поверхности карты и просачивающиеся дренажные воды можно спускать в грунт по санитарным условиям. При меньшей глубине залегании грунтовых вод предусматривают понижение их уровня.
Если грунт плотный слабопроницаемый площадку оборудуют трубчатым
дренажом уложенным в канавы заполненные щебнем и гравием.
Карты отделяют друг от друга оградительными валиками высоту которых принимают на 03 м выше рабочего уровня. Осадок распределяется по картам с помощью труб или деревянных лотков укладываемых по большей части в теле разделительного валика с уклоном 001-003 и снабженных выпусками.
Иловые площадки необходимо своевременно освобождать от подсушенного осадка.
Определяем полезную площадь иловых площадок:
К – климатический коэффициент принимается по чертежу 3 [1] К = 1;
qил – нагрузка на иловые площадки принимается по табл. 64 [1] qил = 1 м3м2·год.
Определяем высоту слоя намораживания:
t – период намораживания принимается по чертежу 3 [1] t = 100 сут;
К1 – коэффициент зимнего намораживания согласно [1 п.6.359] К1 = 08;
К2 – коэффициент учитывающий уменьшение объема осадка в зимнее время
Высота слоя намораживания должна быть равна 03-05 м.
Определяем количество иловых площадок:
f1 – площадь одной иловой площадки м.
Определяем минимальную площадь иловой площадки:
hмах.л – максимально допустимая высота разового налива осадка на одну площадку летом м.
Максимальная площадь иловой площадки f1min зависит от влажности осадка.
При влажности 97% размеры площадки могут быть приняты по [4] 100×200 м (при двухстороннем наливе осадка на площадку). Тогда f1min = 20000 м2.
Принимаем 5 площадок.
Определяем общую площадь иловых площадок:
К3 – коэффициент учитывающий увеличение площади иловых площадок
После обеззараживания очищенная сточная вода по специальному выпуску (минимум три) сбрасывается в водоем в месте повышенной турбулентности потока ниже населенного пункта по течению реки т.к. главной задачей выпуска является наибольшее смешение выпускаемой воды с водой водоема.
Выпуск может быть береговой сосредоточенный или русловой рассеивающий.
В данном курсовом проекте принят русловой рассеивающий выпуск.
По таблицам Шевелева принимаем диаметр трубопроводов выпуска:
три трубопровода диаметром 400 мм.
Экологический раздел
Рациональное использование – это всестороннее научно обоснованное использование вод обеспечивающее оптимально полезный эффект для общества в текущий период и в течение принятого периода расчетной перспективы при обязательном соблюдении всех требований водного законодательства.
Цель правового регулирования водных отношений – рациональное использование вод. На это направлена деятельность государственных организаций. Вопросы рационального использования вод рассматриваются при размещении проектировании строительстве и вводе в эксплуатацию предприятий сооружений и других объектов.
Рациональное использование водных объектов является обязанностью всех водопользователе. Требования рационального использования вод установлены применительно к видам водопользования.
Реки и другие водоемы используемые для выпуска в них производственных и бытовых отходов.
При невысоком уровне развития производительных сил такое использование водоемов не угрожало обществу опасными последствиями и не требовало общего регулирования.
Особо большое значение приобрела охрана водоемов от загрязнения сточными водами промышленного предприятия и городов. Для ее решения потребовалось проводить разносторонние научные хозяйственно-технические санитарно-гигиенические и законодательные мероприятия.
Условия выпуска сточных вод в водоем регламентированы «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Целью этих правил является предупреждение и устранение загрязнений сточными водами рек ручьев водохранилищ озер прудов и искусственных каналов.
В соответствии с правилами запрещается спуск в водоем тех сточных вод которые могут быть использованы вторично в системах оборотного водоснабжения или для орошения в сельском хозяйстве при соблюдении необходимых санитарных требований а так же тех вод образование которых в результате рациональной технологии производства может быть устранено.
Если же эти мероприятия оказываются недостаточными или их нельзя осуществить по тем или иным обоснованным соображениям допускается спуск сточных вод в водоемы при соблюдении требований изложенных в правилах.
В процессе использования воды человеком она изменяет свои природные свойства и становится опасной в санитарном отношении. Для избежания загрязнения пресных водоемов загрязненными сточными водами возникла необходимость организованного сбора сточных вод и отведения их на очистные сооружения.
В данном курсовом проекте после мы рассчитали расчетные расходы на участках сети. Определили необходимую степень очистки сточных вод на основании которой выполнили подбор состава очистных сооружений.
При расчете очистных сооружений мы определили размер каналов рассчитали решетки аэрируемые песколовки песковые бункеры первичные радиальные отстойники аэротенки вторичные радиальные отстойники в схемах с аэротанками.
Т.к. степень очистки по БПК 15 мгл мы выполнили расчет сооружений глубокой доочистки сточных вод затем рассчитали обеззараживание сточных вод озонированием.
Так же в курсовом проекте были рассчитаны сооружения по обработке и утилизации осадка и выпуск сточных вод в водоем.
На основании полученных данных на одном листе формата А1 был вычерчен генплан очистных сооружений и построены профиль движения воды по очистным сооружениям и профиль движения осадка по сооружениям обработки осадка.
Список используемой литературы
СНиП 2.04.03-85. «Канализация. Наружные сети и сооружения». М.: ЦИТП 1986. 72 с.
Лукиных А.А. Лукиных Н.А. «Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского Справ. пособие – 5–е изд. М.: Стройиздат 1987. 152 с.
Ласков Ю.М. Воронов Ю.В. Калицун В.И. Примеры расчетов канализационных сооружений. М.: Стройиздат 1987. 253 с.
Канализация населенных мест и промышленных предприятий : Справочник проектировщика Н.И. Лихачев И.И. Ларин С.А. Хаскин и др. Под. Ред. В.Н. Самохина. -2-е изд. М.: Стройиздат 1981. 639 с.
Водоотведение и очистка сточных вод: Учебник для вузов С.В. Яковлев
Я.А. Карелин Ю.М. Ласков В.И. Калицун. М.: Стройиздат 1996. 591 с.
Шевелев А.Ф. Шевелев Ф.А. «Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб».
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Тольяттинский государственный университет
Кафедра «Водоснабжение и водоотведение»
Пояснительная записка
на тему: «Очистные сооружения
Специальность: 270112 «Водоснабжение и водоотведение»
Руководитель работы: Горев А.В.