Проектирование очистных сооружений. Вариант 14

ВОКП4К.docx

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Владимирский государственный университет
Архитектурно – строительный факультет
Кафедра «Теплогазоснабжения вентиляция и гидравлика»
по Водоотведению часть II
Очистные сооружения водоотведения
Пояснительная записка содержит 42 листа 3 рисунка 0 таблиц 8 литератуных наименований
ВОДООТВЕДЕНИЕ СТОЧНАЯ ВОДА РЕШЕТКА ПЕСКОЛОВКА ДРОБИЛКА БУНКЕР ФИЛЬТР БИОФИЛЬТР ПЕРВИЧНЫЙ ОТСТОЙНИК ИЛ МЕТАНТЕНК ИЛОВЫЕ ПЛОЩАДКИ СМЕСИТЕЛЬ ХЛОРАТОРНАЯ КОНТАКТНЫЙ РЕЗЕРВУАР ВЫСОТНАЯ СХЕМА
В данном курсовом проекте определили необходимую степень очистки сточных вод в зависимости от характеристики водоема в который будет производиться спуск сточных вод. Установили состав очистных сооружений. Произвели расчет всех сооружений входящих в принятую схему очистной станции. Выполнен гидравлический расчет труб и лотков. Построены профили по илу и по воде.
В данном курсовом проекте необходимо определить степень очистки сточных вод в зависимости от характера водоема в который будет производиться спуск сточных вод. Установить состав очистных сооружений. Произвести расчет всех сооружений входящих в принятую схему очистной станции. Произвести гидравлический расчет труб и лотков.
Определение исходных расчетных параметров
1. Расчетные расходы
Суточный расход сточных вод промышленным предприятием:
Суточный расход сточных вод населением:
Общий средний суточный расход сточных:
Qmidtot = Q пп + Q н. (2.2)
Qmidtot = 4200+6400 = 10600 м3сут.
Расчетные максимальные расходы сточных вод населением
где q hr – максимально-часовой расход сточных вод м3ч;
q – максимально секундный расход сточных сод лс;
Кmax - максимальный общий коэффициент неравномерности [1].
Расчетные минимальные расходы сточных вод населением
Расчетные максимальные расходы сточных вод пром. предприятием:
Общие максимальные часовые и секундные расходы:
2 Расчетное количество жителей
Согласно строительным нормам и правилам объем отбросов с решеток песка в песколовках осадка и ила в отстойниках дается из расчета на одного жителя. Поэтому мы определяем какому количеству жителей будет эквивалентны загрязнения производственных сточных вод с промпредприятия.
Приведенное" количество жителей
Uпр.= U + Uэкв. (2.11)
где U – количество жителей;
Uэкв. – эквивалентное количество жителей от которого вносится столько же загрязнений сколько их содержится в данном количестве производственных сточных вод.
Для определения отбросов с решеток песка в песколовках и осадка в первичных отстойниках эквивалентное количество жителей определяют по взвешенным веществам
где Спр – концентрация взвешенных веществ в производственных сточных водах гм3;
Qпр – суточный расход производственных сточных вод м3сут.;
– количество взвешенных веществ в гсут на одного жителя.
Uэкв.= 470 * 4200 65 = 30369 чел.
Uпр.= 40000 + 30369 = 70369 чел.
При определении объема ила во вторичных отстойниках после биофильтров и в контактных резервуарах эквивалентное количество жителей по БПКполн. осветленной воды
Где Lпр. – БПКполн. производственных сточных вод гм3;
– БПКполн. осветленной воды в гсут. на одного жителя.
Uэкв. = 330*4200 40 = 34650 чел.
Uпр. = 40000 + 34650 = 74650 чел.
3. Расчетная концентрация взвешенных веществ
Для определения количества осадка в первичных отстойниках метантенках а также для расчета механического обезвоживания осадка необходимо знать концентрацию взвешенных веществ в бытовых и производственных стоках и общую концентрацию взвешенных веществ общего осадка.
Поскольку в СНиП 2.04.03-85 количество взвешенных веществ дается в гсут. на 1 человека а расчет сооружений производится на концентрацию взвешенных веществ выраженную в мгл то требуется перерасчет
где qum – суточная норма водоотведения лсут. на 1 человека;
– количество взвешенных веществ в гсут. на 1 человека.
С=65*1000300=216666 мгл
при наличии в населенном пункте промпредприятия спускающих производственные сточные воды в бытовую канализацию средняя концентрация взвешенных веществ общего стока будет равна
где - концентрация взвешенных веществ в производственном стоке мгл;
- расход производственных стоков м3сут.
Сmidtot = 216666*6400 + 470*4200 = 317.04 мгл
4. Расчетная биохимическая потребность в кислороде (БПК)
Биологические очистные сооружения рассчитываются согласно СНиП 2.04.03-85 на полную БПК (БПКполн.).
Поскольку в СНиП 2.04.03-85 БПК дается в гсут. на 1 человека а в расчетах выражено в мгл то делаем перерасчет
где а - БПКполн. в гсут на 1 человека равная:
для неосветленной воды - 75 гсут. на 1 человека.
Средняя величина БПКполн. общего стока
для осветленной воды - 40 гсут. на 1 человека.
Самоочищающаяся способность водоема
Определение коэффициента смешения
где Q – расход воды в реке равный 844 м3с;
q – расход сточных вод м3с; равный 0205 м³с
α – коэффициент учитывающий гидравлические факторы.
где φ – коэффициент извилистости реки; равный 128
– коэффициент зависящий от места выпуска сточных вод. =1 для берегового выпуска;
Е – коэффициент турбулентной диффузии.
где - средняя скорость воды в реке равная 054 мс;
Нср. – средняя глубина водоема равная 305 м;
пш – шероховатость дна реки равная 003;
С – коэффициент Шези.
где R – гидравлический радиус R=Нср.;
C=30502252 003 = 42849
1. Определение необходимой степени очистки
по взвешенным веществам
Допустимое содержание взвешенных веществ спускаемых в сточных водах
где b – содержание взвешенных веществ в воде водоема до спуска сточных вод;
р – допустимое санитарными правилами увеличения содержания взвешенных веществ после спуска сточных вод.
Степень необходимой очистки по взвешенным веществам
2. Определение необходимой степени очистки по БПКполн.
Баланс биохимической потребности в кислороде смеси речной и сточной воды в расчетном створе без учета деаэрации
где Lст - БПКполн. сточной воды которая должна быть достигнута в процессе очистки;
Lр - БПКполн. речной воды до места выпуска сточных вод;
Lпр.д. – предельно допустимая БПК смеси речной воды и сточной воды в расчетном створе;
kcm kp – константы скорости потребления кислорода соответственно сточной и речной водой;
а – коэффициент смешения;
t – продолжительность перемешивания воды от места выпуска до расчетного створа в сутках равное отношению расстояния по форватору от места выпуска до расчетного створа к средней скорости воды течения в реке на данном участке.
t = 71005486400=00154 сут.
Степень необходимой очистки по БПКполн
Схема очистных сооружений
Схема очистных сооружений представляет собой технологически связанный комплекс который решается на основании принятого метода очистки рекомендаций СНиП 2.04.03-85 и технико-экономических показателей.
Т.к. очистные сооружения большой производительности (свыше 10 м3сут.) принимаем схему с отстойниками и метантенками.
Для задержания крупных плавающих отбросов на очистных сооружениях предусматриваем решетки со стержнями прямоугольной формы.
Решетки оснащены механизированными граблями для снятия отбросов. Отбросы с решеток подуются в дробилки и после дробления перерабатываются вместе с осадками очистной станции.
Решетки размещаются в отдельно стоящем отапливаемом помещение снабженном грузоподъемным приспособлением. Расчетная температура в здании решеток принимается 16°С.Для предотвращения попадания в здание через подводящие и отводящие каналы холодного воздуха устанавливаются завесы. В этом же здании размещаются дробилки конвейер ленточный затвор щитовой с электроприводом затвор плоский поверхностный кран ручной подвесной грузоподъемностью 2т насосы для гидроэлеваторов песколовок и перекачки дробленых отбросов.
Чтобы исключить возможность затопления здания решеток при максимальном притоке сточных вод пол здания располагают выше расчетного уровня сточной воды в канале на 05 м.
Исходные данные для проектирования:
- наполнение Hd = 11*b
- скорость Vk =104 мс
- глубина Hк =880 мм
Лоток к одной решетки:
- наполнение Hd = 08*b
- скорость Vл =081 мс
- глубина Hл =480 мм
Определение расчетного расхода
Расход в общем лотке
qp = qmax.c *ku (5.1)
где ku =14 – коэффициент интефикации;
n – принимаемое число решеток.
qp = 0205*14 = 0287 м³с
q'p = 0287 3 = 0096 м³с
Число прозоров решетки
где Нр – глубина воды в камере м;
Vр – скорость воды в прозорах между стержнями мс; (Vp = Vл);
b – ширина прозоров м;
Кз – коэффициент запаса учитывающий стеснение потока граблями и задержанными загрязнениями равный 105.
Вр = S (n" - 1) + b n" м (5.4)
где S – толщина стержней решетки мм.
Вр = 0006*(31 – 1) + 0016*24 = 0676 м
Тип решетки РМУ-1600х800прозоров 21шт масса 650 кг
фактическая скорость в прозорах решетки
где n"ф – фактическое число прозоров в решетке.
Отметка уровня воды в канале после решетки Z7.
Для определения отметки Z7 составляем уравнение Бернулли для двух сечений: перед решеткой и после решетки относительно плоскости проходящей по полу здания решетки (отм. Z1 = 0000):
= h – высота воды после решетки;
h= 075-0004=0746 м при фактической скорости
hм – местные потери напора м:
где К – коэффициент учитывающий увеличение потерь напора вследствие загрязнений решетки: принимаемый равный 3;
– коэффициент местного сопротивления решетки:
= (Sb)43*sin α (5.10)
– коэффициент для прямоугольных стержней равный 242;
α – угол наклона решетки к горизонту равный 90°.
= 242 (00060016)43*sin 80° = 0585
Z7 = Z6 + h = 94028 + 0746 = 94774 м
Рис. 5.1. Схема установки решетки
Определяем суточное количество снимаемых с решеток отбросов:
где n – количество отбросов снимаемых с решеток на одного человека лгод
Количество отбросов превышает 01 м³сут следовательно необходима установка дробилок.
Определяем вес снимаемых отбросов:
где γ – объем снимаемых отбросов равный 750 кгм³
Определяем количество отбросов за час:
Принимаем дробилку Д-3б производительностью 300-600 кгч мощностью двигателя 22 кВт числом оборотов частотой вращения барабана 1450 весом 623 кг.
При дроблении в решетку подается техническая вода из вторичных отстойников или первичных отстойников из расчета 40 м³ на 1 г отбросов. Влажность их составляет 98-985%. В нашем случае устанавливаем резервную дробилку т.к. количество отбросов превышает 1 тсут.
Принимаем 2 дробилки Д-3б (одну рабочую и 1 резервную)
Песколовки необходимо предусматривать при производительности очистных сооружений свыше 100 мсут. Число песколовок или отделений песколовок надлежит принимать не менее двух причем все песколовки или отделения должны быть рабочими.
Песколовки предназначаются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) и устанавливаются перед отстойниками.
По характеру движения воды песколовки подразделяются на горизонтальные — с круговым или прямолинейным движением воды вертикальные — с движением воды снизу вверх и песколовки с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды. Последние в зависимости от способа создания винтового движения подразделяются на тангенциальные и аэрируемые.
Песколовки с круговым движением воды экономичны и надежны в работе. Наиболее целесообразно применение этих песколовок с бункером для песка.
Применение бункера позволяет полностью механизировать удаление песка что значительно облегчает эксплуатацию песколовок.
Песколовка с круговым движением воды оборудована гидроэлеваторами для удаления песка.
Задержанный песок гидроэлеваторами подается на отмывку в гидроциклоны устанавливаемые над открыто расположенными Песковыми бункерами. Отделенная от песка вода из гидроциклона сбрасывается перед песколовками. Обработка осадка в гидроциклоне обеспечивает получение песка практически свободного от органических примесей.
Скорость движения воды в песколовках не должна выходить из определенных пределов. Для бытовых вод такими пределами скорости считаются для песколовок с горизонтальным движением 03 мс (при максимальном притоке) и 015 мс (при минимальном притоке). При этих скоростях продолжительность пребывания сточной воды в горизонтальных песколовках принимается равной 30—60 с (при максимальном притоке сточных вод).
1. Расчет горизонтальных песколовок с круговым движением воды.
Песколовки с круговым движением воды пропускной способностью 1400—64 000 м сутки
— гидроэлеватор 2 — трубопровод для отвода всплывающих примесей 3 – желоб 4 — поверхностные затворы с ручным приводом 5 — подводящий лоток
– пульпопровод 7 — трубопровод для рабочей жидкости 8— камера переключения 9 — устройства для сбора всплывающих примесей 10 — отводящий лоток 11 — полупогружные щиты (при очистке нефтесодержащих сточных вод)
Размеры прямоугольного лотка подходящего к песколовке:
q = 12268 лс ширина лотка Вл = 900 мм глубина лотка Нл= 540 мм НВ =
i = 00008 V= 090 мс.
Площадь живого сечения песколовки:
где расход воды к одной песколовке: q = 122.68 2 = 61.34 лс
n — число отделений песколовки; n = 1.
V - скорость движения сточных вод в песколовке при максимальном притоке; V = 03 мс
К — коэффициент часовой неравномерности. Песколовки работают при часовом коэффициенте неравномерности около 15. Кч = 15
Длина окружности песколовки:
где Нр = Нл = 054 м;
Uo - гидравлическая крупность песка ммс; Uo= 242 ммс
К — коэффициент запаса. К = 13
Ширина лотка песколовки:
Средний диаметр песколовки:
Наружный диаметр песколовки
Принимаем к строительству 2 песколовки с круговым движением воды по Т.П. 902-2-27 тип VII:
диаметр песколовки - 6000 мм
расстояние между центрами песколовок - 10000 мм
расстояние между осями подводящего лотка и камеры переключения - 2500мм
расстояние между осью песколовок и осью камеры переключения - 5000 мм
ширина кольцевого желоба песколовки -1000 мм
ширина подводящего и отводящего лотка - 600 мм
ширина лотков для впуска и выпуска воды в песколовку - 600 мм
Количество вьшавшего песка при хранении 2 суток:
п - песка задерживаемого в песколовках для бытовых сточных вод надлежит принимать 002 л(чел.сут.).
Np – кол-во жителей Np = 70369
Объем осадочной части:
где hK — высота конической части песколовки до лотков м; hK= 07 м
n —число песколовок; n = 2
r — радиус нижнего основания равный 035 м;
Rcp = 138 м – средний радиус песколовки.
2. Расчет гидроэлеватора.
Расход рабочей жидкости в подводящей трубе:
где Vтр = 12 мс - скорость в подводящей трубе;
dтр = 150 мм - диаметр подводящей трубы.
Абсолютный напор при выходе из диффузора:
Нд = Нп с + Нпод + Нтр +10
где Нпс - погружение сопла м; HRC = 53 м
Нпод - высота подачи м; Нпод = 32 м
Нтр - потери на трение в гидро элеваторе м (принимаются равными 015 м). Нтр = 015 м
Нд= 53+32+015+ 10 = 1865
Абсолютное давление в камере смешения:
Ho=HRC + 10 =53+ 10 = 153 м
Относительное отношение напоров:
где - коэффициент потери в диффузоре равный 05
- коэффициент скорости для камеры смешения:
где - коэффициент скорости сопла равный 096.
Абсолютное давление перед соплом:
Н = 153 + 435*(1865 - 153) = 2987 м
Оптимальное отношение площадей горла и сопла
Коэффициент полезного действия
Скорость выхода жидкости из сопла
Диаметр входной трубы гидроэлеватора подбираем по и = 200 мм и
Длина камеры смешения
3 Расчет песковых бункеров
— подвод воды в систему отопления: 2— отвод воды из системы отопления; 3 — затвор с электроприводом 4 — теплоизоляция: 5 — бункера; 6 — гидроциклон 7 — отвод воды от гидроциклонов; 8 — подвод пульпы к гидроциклонам; 9 — отвод воды в канализацию
Поскольку песок из песколовок транспортируется по трубопроводам с большим объемом воды необходимо его обезвоживать. Для этого устраивают бункера песковые площадки или накопители песка обычно располагаемые вблизи песколовок и применяют гидроциклоны в которых при промывке песка происходит и его обезвоживание.
На станциях пропускной способностью до 75 тыс. м сутки для обезвоживания песка рекомендуются песковые бункера.
Для промывки песка применяют напорные гидроциклоны диаметром 300 мм с напором пульпы перед гидроциклонами 20 м.
Песковые площадки устраивают с ограждающими валиками высотой 1—2 м.
Для лучшей отмывки органических загрязнений песок из песколовок гидроэлеваторами подается в гидроциклоны установленные над бункерами. Отделенная от песка вода сбрасьшается в поток перед песколовками а песок из гидроциклонов выгружается в бункера. Во избежание смерзания песка при отрицательных температурах в нижней части бункеров предусмотрен змеевик с горячей водой.
Воду с площадок и из накопителей удаляют через камеры с водосливами с переменной отметкой порога и перекачивают в канал перед песколовками или направляют в резервуар местной насосной станции с последующей перекачкой на очистные сооружения.
Исходные данные: влажность перекачиваемого песка 60% объемный вес песка = 15 тм количество песка задерживаемого в песколовках для бытовых сточных вод надлежит принимать 002 л(чел сут) влажность песка 60 % объемный вес 15 тм.
Бункеры устанавливают открыто расположенными круглыми в плане Д = 15 - 20 м Нобщ = 15 - 25 м с расположением низа конической поверхности на расстоянии 27 м от поверхности земли для возможности подъезда ав тотра нсп орта.
Количество перекачиваемого песка
Количество рабочей жидкости из расчета 50 м3м2 осадка
Количество бункеров 2 емкостью 5 м3 каждый диаметром Дб - 15 м Нобщ 30 м
Время хранения в бункерах
3.1. Подбор гидроциклона.
По гидравлическим условиям работы различают два основных вида гидроциклонов: напорные и открытые (низконапорные). Напорные гидроциклоны применяются для выделения из сточных вод грубодисперсных оседающих примесей открытые гидроциклоны — для выделения из сточных вод не только оседающих но и вспльшающих веществ. Разделение взвешенных частиц происходит под действием центробежных сил.
Преимуществом напорных гидроциклонов является возможность осветления воды по замкнутой схеме.
Основными недостатками напорных гидроциклонов являются значительный расход электроэнергии и быстрый износ стенок аппарата. Для предотвращения износа производится футеровка гидроциклонов износостойкими материалами.
Кроме напорных гидроциклонов находят применение открытые гидроциклоны (безнапорные). Процесс разделения сточных вод в открытых гидроциклонах происходит также под действием гравитационных и центробежных сил поэтому удельные гидравлические нагрузки на поверхность циклона значительно превышают нагрузки на обычный гравитационный отстойник.
Открытые гидроциклоны без внутренних устройств применяются для очистки сточных вод от крупных примесей гидравлической крупностью 5 ммс и более.
Открытый гидроциклон с внутренним цилиндром и диафрагмой в верхней части рекомендуется к применению при очистке сточных вод от примесей гидравлической крупностью 02 ммс и более а также коагулированных взвешенных частиц и нефтепродуктов при расходе стоков до 200 Рч на один аппарат.
Открытый гидроциклон с внутренним цилиндром и диафрагмой 1 — Исходная вода; 2 — внутренний цилиндр; 3— диафрагма; 4 — осветленный поток
воды; 5 — выделившийся осадок
Требуемый напор пульпы перед гидроциклоном порядка 20 м
Количество рабочей жидкости
Принимаем гидроциклон d = 300 мм с Н = 20 ми производительностью 1 одного аппарата П = 75-85 м ч
Время работы гидроциклона:
Т = WpП = 7037 85 = 083 часа в сутки
1. Расчет радиального отстойника
Необходимый эффект очистки
где С1 – начальная концентрация взвешенных веществ в сточной воде мгл;
С2 – допустимая концентрация взвешенных веществ в осветленной воде.
Продолжительность отстаивания воды в отстойнике соответственно заданному эффекту осветления.
Где H – глубина проточной части отстойника м;
h = 500 мм – глубина эталонного цилиндра;
t – продолжительность отстаивания в эталонном цилиндре высотой h в сек соответствующая заданному эффекту осветления; t=640 сек.
n – коэффициент зависящий от свойств взвешенных веществ для городских сточных вод принимаем n=025
Гидравлическая крупность
где k – коэффициент зависящий от типа отстойника и конструкции водораспределительных и водосборных устройств; для радиального отстойника – 045;
α – коэффициент учитывающий влияние температуры воды на ее вязкость; равный при температуре 10°С – 13;
– вертикальная составляющая скорости движения воды в отстойнике ммс; при V = 10 ммс = 005 ммс;
Здесь V – средняя расчетная скорость в проточной части отстойника (для радиальных - в сечении на половине радиуса) принимаемый равный 10 ммс;
= 129 для первичного радиального отстойника при высоте отстойника 3 м.
Радиус радиального отстойника
где Qmax.ч – часовой приток сточных вод м3ч равный 1679317 м³ч
Принимаем 2 отстойника.
Принимаем 4 первичных радиальных отстойника по Т.П. 902-2-8376
Диаметр = 18 метрам пропускная способность при времени отстаивания 15 часа 525 м³ч глубина 34 метра.
Фактическая расчетная скорость в проточной части отстойника
Определение фактического времени пребывания в отстойнике
где Wф – фактический объем отстойника м3.
Фактическая нагрузка на поверхность отстойника
где Fф – фактическая площадь поверхности отстойника м2.
Фактическая удельная нагрузка на водосливы
где Рвод – периметр водосливов м. Он примерно равен периметру отстойников:
Суточное количество выпавшего осадка
где Q – расход сточных вод м3сут.
Объем суточного выпавшего осадка:
где γ – объемная масса осадка γ = 1010 кгм³
р – влажность осадка р = 935 %
Объем осадка приходящегося на 1 отделение отстойника при 8 часовом хранении: м³ч
1. Расчет аэротенков - смесителей.
Аэротенки различных типов следует применять для биологической очистки городских и производственных сточных вод в искусственно созданных условиях.
Их выполняют в виде длинных железо-бетонных резервуаров (коридоров) глубиной 3-6 м и шириной 6-10 м. Поступающая в него сточная вода смешивается с активным илом (колонией микроорганизмов - окислителей разлагающие органические вещества в минеральные в присутствии кислорода воздуха)) и эта смесь по всей длине аэротенка продувается воздухом. Аэротенк смеситель обычно применяют при очистке сточных вод с высокой концентрацией органических загрязнений (но с БПКполн. 1000 мгл).
Регенерацию активного ила следует предусматривать при БПК ст. воды свыше 150 мгл а также при наличие в воде вредных производственных примесей. Вместимость аэротенков необходимо определять по среднечасовому поступлению воды за период аэрации в часы максимального притока. Расход циркулирующего активного ила при расчете вместимости аэротенков без регенераторов и вторичных отстойников не учитывается.
Для аэротенков и регенераторов надлежит принимать число секций - не менее 2 -х отношение ширины коридора к рабочей глубине - от 1:1 до 2:1. Примем 2:1.
Решим эту задачи с помощью последовательных приближений.
Ri -степень рециркуляции активного ила определяемая:
Ri = ai (1000Ji + ai)
Ji - иловый индекс см³ г.
Для первого приближения выбираем Ji = 100 см³ г.
При проектировании аэротенков с регенераторами продолжительность окисления органических загрязняющих веществ t0 ч надлежит определять по формуле:
где Lа - БПКполн. поступающей в аэротенк сточной воды (с учетом снижения БПК при первичном отстаивании) мгл; Lа = 1502 мгл (для осветленной воды)
Lt – БПКполн. очищенной воды мгл; Lt - 15 мгл; аr - доза ила в регенераторе гл определяемая по формуле:
s -зольность ила принимаемая по СНиП для городских стоков принимается
р - удельная скорость окисления мг БПКполн. на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч определяемая по формуле при дозе ила аr :
где рma рmax = 85мг(г*ч)
ai - доза аила в аэротенке гл. В первом приближении следует принимать
Lt - БПКполн очищенной воды; Lt = 15 мгл
Кt - константа характеризующая свойства органических загрязняющих
веществ К1 = 33 мг БПКполнл СНиП 2.04.03-85
Ко - константа характеризующая влияние кислорода мгО2л
Ко =0.625 СНиП 2.04.03-85
С - концентрация растворенного кислорода мгл С = 2 мгл
φ - коэффициент ингибирования продуктами распада активного ила
лг φ = 007 лг. (принятые значения определены по СНиП для городских стоков)
Продолжительность окисления органических загрязняющих веществ:
Продолжительность окисления удовлетворяет требованиям СНиП
Продолжительность обработки воды в аэротенке tat ч необходимо определять по формуле:
где Lmix – БПКполн определяемая с учетом разбавления рециркуляционным расходом:
ч. Принимаем не менее двух часов.
Продолжительность регенерации tr ч. надлежит определять по формуле
Уточнение илового индекса в системе «аэротенк-регенератор»:
где t – продолжительность пребывания вод в системе «аэротенк-регенератор»:
продолжительность пребывания вод в системе «аэротенк-регенератор» необходимо принимать не менее 2 часов
По таблице 41 СНиП 2.04.03-85 определяем иловый индекс Ji см³г Ji =80671 см³г.
Выполняем второе приближение:
Для второго приближения выбираем Ji = 80671 см³ г.
ч. Принимаем не менее двух часов.
По таблице 41 СНиП 2.04.03-85 определяем иловый индекс Ji см³г Ji =80937 см³г.
Вместимость аэротенка Wat м³ следует определять по формуле
где Q – расчетный расход сточных вод м³ч
Вместимость регенераторов Wr м³ следует определять по формуле
Прирост активного ила Pi мгл в аэротенках надлежит определять по формле:
где Ccdp – концентрация взвешенных веществ в сточной воде поступающей в аэротенк мгл;
Kg – коэффициент прироста; для городских и близких к ним по составу производственных сточных вод Kg =03;
Принимаем 2-х коридорный аэротенк-смеситель с регенерацией под номером типового проекта 902-2-217218 ширина коридора -4 м глубина коридора -45 м объем одной секции аэротенка - 1296 м³ при ее длине 36 м число секций - 4 аэрация низконапорная.
В данном случае применяется система аэрации - пневматическая.
Заглубление аэраторов следует принимать в соответствии с давлением воздуходувного оборудования и с учетом потерь в разводящих коммуникациях и аэраторах.
В аэротенках необходимо предусматривать возможность опорожнения и устройства для выпуска воды из аэраторов.
При необходимости в аэротенках надлежит предусматривать мероприятия по локализации пены - орошение водой через брызгала или применение химических анти-вспенивателей.
Рециркуляцию активного ила следует осуществлять эрлифтами или насосами.
Удельный расход воздуха очищаемой воды при пневматической системе аэрации определяется:
где qo- удельный расход кислорода воздуха снятой БПКполн принятый при очистке до БПК 15-20 мгл; qo= 1.1 СНиП
К1 - коэффициент учитывающий тип аэратора и принимаемый для низконапорной аэрации в зависимости от соотношения площади аэрируемой зоны и аэротенка(Ja ma К1 = 075
К2 - коэффициент зависящий от глубины погружения аэратора (по [1]) К2 = 23; глубина погружения аэратора ha = 35 м (найдено интерполяцией по табл. 43 СНиП)
Kt- коэффициент учитывающий температуру сточных вод и определяется по формуле Kt= l+002(Tw - 20) где Tw = 20°C - средняя температура за летний период.
Kt= l+002(Tw-20)= 1+0.02(20-20)= 1
К3 - коэффициент учитывающий качество воды; для городских сточных вод К3=085по[1]
Са - растворимость кислорода воздуха в воде мгл определяется по формуле:
Ст - растворимость кислорода воздуха в зависимости от температуры и атмосферного давления принимаемый по [1] Ст= 917
ha- глубина погружения аэратора м; ha= 25 м.
Со - средняя концентрация кислорода в аэротенке мгл; В первом приближении допускаем Со = 2 мгл. Таким образом:
Са= (1+ ha206) *917= (1 +35206) *917=10728 мгл
Определяем удельный расход воздуха:
Интенсивность аэрации Ja (м³м²*ч) определяется:
где Hat - рабочая глубина аэротенка м; Hat = 45 м; ta- период аэрации ч; ta=1189 ч
Условие J a max > Ja не выполняется — 5 (м³м²*ч) 43982 (м³м²*ч)
Примем К1 - коэффициент учитывающий тип аэратора и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотношения площади аэрируемой зоны и аэротенка таким: Ja ma К1 = 1964. Тогда удельный расход воздуха
Интенсивность аэрации Ja (м³м²*ч):
Условие J a max > Ja выполняется: 43982 > 17533
Часовой расход воздуха рассчитывая на максимальный приток сточных вод Qвозд определяется:
Qвозд=qair*Qсв*Кобщ или Qвозд = qair*q max hr м³ч
Qвозд=4438*739075=328004 м³ч
Число аэраторов определяется:
где Wat - объем сооружения м³ Wat = 302975 м³
tat - продолжительность пребывания по паспортным данным жидкости в сооружении ч; tat = 2
Qma- производительность аэратора по кислороду мч Qma=100 кгч
Принимаем аэратор АР-2 производительностью по кислороду - 100 кгч объем зоны действия по аэрированию - 1500 м³ по перемешиванию - 2000 м³ мощностью установленной - 75 кВт мощностью потребляемой - 18 кВт при глубине аэротенка – 45 м числом 14 шт.
1. Расчет радиального отстойника
Вторичные отстойники после аэротенков рассчитывают по гидравлической
нагрузке с учетом концентрации активного ила в аэротенке ai (гл) его индекса
Ji (см³г) и концентрации ила в осветленной воде at (мгл) по формуле:
где Kss - коэффициент использования объема зоны отстаивания принимаемый для радиальных отстойников 04
Hset - рабочая глубина отстойной части. Принимаем по [СНиП 2.04.03-85] Hset = 3 м Ji - иловый индекс Ji = 80937 см3г ai - не более 15 гл ai = 3 гл аt - следует принимать не менее 10 мгл.
Необходимая рабочая поверхность (площадь) отстойников определяется:
Принимаем количество отстойников n = 4. Тогда площадь и диаметр отстойника будут равны:
Принимаем ближайший меньший типовой диаметр отстойника Д = 24 м и проверяем фактическую скорость протекания в сечении на половине радиуса и фактическую нагрузку:
Высоту борта отстойника над поверхностью воды надлежит принимать 03 м.
высоту нейтрального слоя для первичных отстойников - на 03 м выше днища (на выходе из отстойника) для вторичных - 03 м и глубину слоя ила 03-05 м;
Принимаем высоту слоя ила 03 м
Тогда общая высота у границы воды отстойника:
Фактическая расчетная скорость в проточной части отстойника:
Определение фактического времени пребывания в отстойнике:
где: Wф – объем отстойной зоны для данного отстойника 1400 м³
Qmax ч =7390754=18477 м³ч
Фактическая удельная нагрузка на водосливы:
Нагрузку на 1 м сборного водослива осветленной воды следует принимать 8-
Общая высота у борта отстойника:
Суточное количество избыточного активного ила с влажностью 994% и объ-
емным весом у = 1001 тм при величине прироста ила Pi = 176.367 мгл и выносе его из отстойника 12 мгл будет равно:
Среднее количество циркулирующего и избыточного активного ила выпадающего за 1 час в 1 отстойнике:
По расчету принимаем 4 отстойника типового проекта 902-2-8875 диаметром 18 м глубиной - 31 м высотой -4 м объемом отстойной зоны - 788 м³ объемом зоны осадка - 280 м³.
Давление в напорном резервуаре следует принимать 06-09 МПа (6-9 кгскв.см) продолжительность насыщения 3-4 мин.
Удаление осадка из приямка отстойника надлежит предусматривать самотеком под гидростатическим давлением насосами предназначенными для перекачки жидкости с большим содержанием взвешенных веществ гидроэлеваторами эрлифтами ковшовыми элеваторами грейфером и т.д.
Гидростатическое давление при удалении осадка из отстойников бытовых сточных вод необходимо принимать не менее кПа (м вод. ст.): 9(09) - после аэротенков.
Для вторичных отстойников рекомендуется предусматривать возможность изменения высоты гидростатического напора.
Диаметр труб для удаления осадка необходимо принимать не менее 200 мм.
Вместимость илового приямка вторичных отстойников после аэротенков не более 2-х часового пребывания осадка.
Метанатенки и газгольдеры
1. Расчет метантенка
Метантенки следует применять для анаэробного сбраживания осадков городских сточных вод с целью стабилизации и получения метансодержащего газа брожения при этом необходимо учитывать состав осадка наличие веществ тормозящих процесс сбраживания и влияющих на выход газа.
Совместно с канализационными осадками допускается подача в метантенки других сбраживаемых органических веществ после их дробления (домового мусора отбросов с решеток производственных отходов органического происхождения и т. п.).
Для сбраживания осадков в метантенках допускается принимать мезофильный (Т = 33 °С) либо термофильный (Т = 53 °С) режим. Выбор режима сбраживания следует производить с учетом методов последующей обработки и утилизации осадков а также санитарных требований.
- число метантенков - не менее двух при этом все метантенки должны быть рабочими;
отношение диаметра метантенка к его высоте (от днища до основания газосборной горловины) - не более 08-1;
расположение статического уровня осадка - на 02 - 03 м выше основания горловины а верха горловины - на 10 - 15 м выше динамического уровня осадка;
площадь газосборной горловины - из условия пропуска 600-800 м газа на 1 м в сутки;
расположение открытых концов труб для отвода газа из газового колпака - на высоте не менее 2 м от динамического уровня;
загрузку осадка в верхнюю зону метантенка и выгрузку из нижней зоны;
систему опорожнения резервуаров метантенков - с возможностью подачи осадка из нижней зоны в верхнюю;
переключения обеспечивающие возможность промывки всех трубопроводов;
перемешивающие устройства рассчитанные на пропуск всего объема бродящей массы в течение 5-10 ч;
герметически закрывающиеся люки-лазы смотровые люки;
расстояние от метантенков до основных сооружений станций внутриплощадочных автомобильных дорог и железнодорожных путей - не менее 20 м до высоковольтных линий - не менее 15 высоты опоры;
ограждение территории метантенков.
Газ получаемый в результате сбраживания осадков в метантенках надлежит использовать в теплоэнергетическом хозяйстве очистной станции и близрасположенных объектов.
Проектирование газового хозяйства метантенков (газосборных пунктов газовой сети газгольдеров и т. п.) следует осуществлять в соответствии с «Правилами безопасности в газовом хозяйстве» Госгортехнадзора СССР.
Выпуск иловой воды следует предусматривать на разных уровнях по высоте сооружения удаление осадка - из сборного приямка по иловой трубе диаметром не менее 200 м под гидростатическим напором не менее 2 м.
Средневзвешенная влажность загружаемого в метантенки осадка
где Wсыр – объем сырого осадка м3сут;
Wу.и. – объем избыточного уплотненного ила м3сут;
Всыр – средневзвешенная влажность сырого осадка %;
Ву.и. – влажность избыточного уплотненного ила %.
Выбор способа сбраживания производим на основе технико–экономических расчетов санитарно эпидемиологических требований и условий дальнейшей обработки осадков. Ориентировочно можно принимать термофильный процесс при влажности осадка не более 95%. Принимаем сбраживание в условиях мезофильного режима с t = 33°С.
Суточную дозу загрузки принимаем d = 12%. По СП
Расчетный объем метантенков
По СП принимаем 2 метантенка Д = 15 м и W = 1600 м3.
Фактическая доза загрузки
Определение выхода газа при сбраживании
где а - максимально возможное сбраживание беззольного вещества загружаемого осадка %. При отсутствии данных о химическом составе осадка величину а допускается принимать: для осадков из первичных отстойников - 53 %; для избыточного активного ила - 44 %; для смеси осадка с активным илом - по среднеарифметическому соотношению смешиваемых компонентов по беззольному веществу:
где а1 = 53% – осадка из первичного отстойника;
а2 = 44% - избыточного активного ила
Б1 и Б2 – соответственно содержание беззольного вещества в осадке первичных отстойников и избыточном иле.
n – коэффициент зависящий от влажности осадка. По СНиП n=04
Количество загружаемого беззольного вещества (994 или 935)
Объем газа со всех метантенков в сутки
Wгаза = Рсм * у = 20190 * 0396 = 799536 м3сут (11.7)
Объем газа с одного метантенка в сутки
W'газа = Wгаза 5 = 799536 4 = 199884м3сут (11.8)
Определение размеров горловины:
- площадь живого сечения:
Fгор = W'газа 800 = 199884 800 = 25 м2 (11.9)
где 800 – пропускная способность 1 м2 горловины м3сут
Принимаем равной 06 м
2 Расчет газгольдера
Для регулирования давления и хранения газа следует предусматривать мокрые газгольдеры вместимость которых рассчитывается на 2 – 4 часовой выход газа давление газа под колпаком 15-25 кПа (150 - 250 мм вод. ст.).
Определение емкости газгольдеров на 3-х часовой выход газа
V = Wгаза * t 24 = 7995 * 3 24 =99942 м3 (11.18)
В соответствии с Т.П. 7-07-2-5 принимаем 2 газгольдера емкостью 1000 м3 каждый.
1. Расчет иловых площадок на естественном основании
Сброженный осадок выгружаемый из двухъярусных отстойников метантенков или уплотненный после аэробной стабилизации имеет влажность 90 - 97%. Для дальнейшего использования осадок необходимо подвергнуть обезвоживанию.
Наиболее распространенным методом обезвоживания осадков является сушка их на иловых площадках различных конструкций. Различают иловые площадки на естественном основании с дренажом и без дренажа; на искусственном асфальтобетонном основании с дренажом; каскадные с отстаиванием и поверхностным удалением иловой воды; площадки-уплотнители.
Нагрузку осадка на иловые площадки м м в год в районах со среднегодовой температурой воздуха 3-6 °С и среднегодовым количеством атмосферных осадков до 500 мм типа осадка - сброженной в мезофильных условиях смеси осадка из первичных отстойников и активного ила на иловых площадках на естественном основании принимаем с дренажем – 15.
На иловых площадках должны предусматриваться дороги со съездами на карты для автотранспорта и средств механизации с целью обеспечения механизированной уборки погрузки и транспортирования подсушенного осадка.
Для уборки и вывоза подсушенного осадка следует предусматривать механизмы используемые на земляных работах.
Иловые площадки на естественном основании допускается проектировать при условии залегания грунтовых вод на глубине не менее 15 м от поверхности карт и только в тех случаях когда допускается фильтрация иловых вод в грунт.
При меньшей глубине залегания грунтовых вод следует предусматривать понижение их уровня или применять иловые площадки на искусственном асфальтобетонном основании с дренажем.
При проектировании иловых площадок надлежит принимать: рабочую глубину карт - 07-1 м; высоту оградительных валиков - на 03 м выше рабочего уровня; ширину валиков поверху - не менее 07 м при использовании механизмов для ремонта земляных валиков 18-2 м; уклон дна разводящих труб или лотков - по
расчету но не менее 001; число карт - не менее четырех.
На иловых площадках происходят уплотнение осадка испарение воды с поверхности осадка и фильтрация воды через слой осадка и удаление ее дренажной системой либо как в нашем случае фильтрация ее в грунт.
Иловые площадки состоят из карт окруженных со всех сторон валиками. Размеры карт и число выпусков определяют исходя из влажности осадка дальности его разлива и способа уборки после подсыхания.
Иловые площадки на естественном основании проектируются на хорошо фильтрующих грунтах при залегании грунтовых вод на глубине не менее 15 м от поверхности карт и только тогда когда допускается фильтрация иловой воды в грунт.
Сброженный осадок из метантенков имеет влажность 97%. Дальность разлива осадка такой влажности по картам иловых площадок составляет 75 - 100 м.
Площадь иловых площадок следует проверять на намораживание. Для намораживания осадка допускается использование 80% площади иловых площадок (остальные 20% площади предназначаются для использования во время весеннего таяния намороженного осадка).
Продолжительность периода намораживания следует принимать равной числу дней со среднесуточной температурой воздуха ниже минус 10 °С.
Количество намороженного осадка допускается принимать равным 75% поданного на иловые площадки за период намораживания.
Местоположение ОСК – Тюменьская область
Грунт на месте отведенном под иловые площадки – супесь.
Глубина залегания грунтовых вод 450 м по санитарным условиям фильтрации иловой воды в грунт допускается.
Нагрузку осадка на иловые площадки для сброженого в мезофильных условиях смесь осадка из первичных отстойников и активного ила Н = 15 м3м2 в год с климатическим коэффициентом к = 09. Продолжительность периода намораживания Т=50 дней.
Годовое количество осадка
Qгод = Qср.сут*365 = (2996+29009)*365 = 11681825 м²год (12.1)
Расчетная полезная площадь иловых карт
S = Qгод (Н*к) (12.2)
где k – коэффициент уменьшения объема ила за счет его распада при сбраживание;
H - коэффициент уменьшения объема ила за счет его уплотнения.
S = 11681825 (15*11) = 708 га
Общая площадь карт с учетом 20 % на устройство оградительных валиков и дорог: 02*708=142
Sобщ = 142+S = 142+708 = 58 га (12.3)
Площадь одной карты принимая залив на 1 карту: из метантенков ил на площадки подается ежесуточно принимаем залив на одну карту в течении 3 суток
где h1 – слой единовременного выпуска осадка выпуска осадка обычно равный 02 – 03; принимаем равным 03 м.
полезную площадь одной карты - от 025 до 2 га; ширину карт - 30-100 м (при уклонах местности 0004-008) 50-100 м (при уклонах 001-004) 60-100 м (при уклонах 001 и менее); длину карт при уклонах свыше 004 - 80-100 м при уклонах 001 и менее - 100-250 м отношение ширины к длине 1:2 -1:25; высоту оградительных валиков и насыпей для дорог - до 25 м; рабочую глубину карт - на 03 м менее высоты оградительных валиков; напуски осадка: при 4 картах в каскаде -на 2 первые карты при 7-8 картах в каскаде - на 3-4 первые карты; перепуски иловой воды между картами - в шахматном порядке; количество иловой воды - 30-50% количества обезвоживаемого осадка.
Принимаем размер карты принимаем 60х100 м с общей площадью 6000 м2.
Высота оградительного валика 1 м.
Потребное количество карт
n = Sобщfp = 70789.94 6000= 12 карт (12.5)
Высоту намораживаемого слоя осадка надлежит принимать на 01 м менее высоты валика. Дно разводящих лотков или труб должно быть выше горизонта намораживания.
1. Расчет хлораторной установки
для дозирования жидкого хлора
Обеззараживание бытовых сточных вод и их смеси с производственными следует производить после их очистки.
Обеззараживание сточных вод следует производить хлором гидрохлоридом натрия получаемым на месте в электролизерах или прямым электролизом сточных вод
Расчетную дозу активного хлора следует принимать гм3:
- после полной биологической физико-химической и глубокой очистки - 3 гм3 .
Хлорное хозяйство очистных сооружений должно обеспечивать возможность уве- личения расчетной дозы хлора в 15 раза без изменения вместимости складов для реагентов.
Электрооборудование и шкаф управления следует располагать в отапливаемом помещении которое допускается блокировать с другими помещениями очистных сооружений.
Для смешения сточной воды с хлором следует применять смесители любого типа.
Продолжительность контакта хлора или гипохлорита со сточной водой в резервуаре или в отводящих лотках и трубопроводах надлежит принимать 30 мин.
Контактные резервуары необходимо проектировать как первичные отстойники
без скребков; число резервуаров - не менее двух.
Количество осадка выпадающего в контактных резервуарах следует принимать л на 1 м3 сточной воды при влажности 98 %:
после биологической очистки в аэротенках и на биофильтрах - 05.
Выбор метода обеззараживания воды надлежит производить с учетом расхода и качества воды эффективности ее очистки условий поставки транспорта хранения реагентов возможности автоматизации процессов и механизации трудоемких работ.
Хлорное хозяйство должно обеспечить прием хранение испарение жидкого хлора дозирование газообразного хлора с получением хлорной воды.
Хлорное хозяйство следует располагать в отдельно стоящих хлораторных в которых сблокированы расходный склад хлора испарительная и хлордозаторная. Расходный склад хлора допускается располагать в отдельных зданиях или примыкать к хлордозаторной и вспомогательным помещениям хлорного хозяйства (компрессорной венткамерам и т.п.); при этом следует отделять его от других помещений глухой стеной без проемов.
Испарители хлора следует размещать в складе хлора или хлордозаторной. Испарение хлора необходимо производить в специальных испарителях или баллонах (при поставке в них хлора).
Протяженность трубопровода газообразного хлора не должна превышать 1 км.
Хлордозаторные без испарителей располагаемые в блоке с другими зданиями водопровода или вспомогательными помещениями хлорного хозяйства должны быть отделены от других помещений глухой стеной без проемов и снабжены двумя выходами наружу при этом один из них через тамбур. Все двери должны открываться наружу. Пол хлордозаторной располагаемой над другими помещениями должен быть газонепроницаемым. Хлордозаторные размещать в заглубленных помещениях не допускается.
Для дозирования хлора должны применяться автоматические вакуумные хлораторы.
Расчетные расходы и напоры воды подаваемой на хлоратор и напор хлорной воды после него следует определять по характеристикам хлоратора а также по расположению его относительно точки ввода хлора.
Допускается применение хлораторов ручного регулирования при этом расход хлора контролируется весовым способом.
Прокладку хлоропроводов внутри помещений следует предусматривать на кронштейнах укрепленных на стенах и колоннах; вне зданий — на эстакадах с защитой от воздействия солнечных лучей. Хлоропроводы следует окрашивать перхлорвиниловыми эмалями. Соединения труб надлежит принимать на сварке или муфтах с проваркой их концов или на фланцах с уплотнительной поверхностью типа «выступ-впадина» с применением хлорустойчивых прокладок (паронит) и болтов из нержавеющей стали.
Трубопроводы жидкого хлора должны иметь уклон 001 в сторону сосуда с хлором при этом на хлоропроводе не должно быть мест в которых возможно образование гидравлического затвора или газовой пробки.
Диаметр хлоропроводов следует принимать при расчетном расходе хлора с коэффициентом 3 с учетом объемной массы жидкого хлора 14 тм3 газообразного — 00032 тм скорости в трубопроводах 08 мс для жидкого хлора 25—35 мс для газообразного. При этом диаметр хлоропровода должен быть не более 80 мм.
Необходимо предусматривать устройство для удаления из системы газообразного хлора при переключении контейнера или баллона а также для периодического удаления из трубопроводов и испарителей треххлористого азота при этом рекомендуется использовать сухой сжатый азот воздух и др.
Продукты продувки должны обезвреживаться путем пропуска их через слой ней-трализационного раствора.
Трубопроводы для хлорной воды следует предусматривать из материалов обладающих коррозионной стойкостью к ней: резины полиэтилена высокой плотности поливинилхлорида и др. Внутри помещений трубопроводы хлорной воды надлежит располагать в каналах устраиваемых в полу или на кронштейнах и сплошных опорах.
Сосуды с хлором должны размещаться на подставках или рамках иметь свободный доступ для строповки и захвата при транспортировании.
В помещении склада хлора надлежит предусматривать емкость с нейтрали-зационным раствором для быстрого погружения аварийных контейнеров или баллонов. Расстояние от стенок емкости до баллона должно быть не менее 200 мм до контейнера — не менее 500 мм глубина должна обеспечивать покрытие аварийного сосуда слоем раствора не менее 300 мм.
На дне емкости должны быть предусмотрены опоры фиксирующие сосуд.
Для установки на весах контейнера или баллонов должны предусматриваться опоры для их фиксации.
Хлорирование производится в один этап с дозой 3 мгл для обеззараживания воды после биологической очистки.
Часовой расход хлора:
Общий расход хлора 3287*24=78888 кгсут 250 кгсут следовательно помещение хлораторной совместное непосредственно самой хлораторной и аппаратной с одним выходом наружу.
К установке принимаем два вакуумных хлоратора ЛОНИИ – 10 производительностью до 10 кгч с газовым измерителем. Один хлоратор рабочий и один резервный. Так же принимаем два промежуточных хлорных баллона для задержания грязи перед поступлением хлорного газа из расходных хлорных баллонов.
Необходимое количество хлорных баллонов
nбал = QхлSбал = 1.32507 = 1.89 шт.=2шт (13.2)
где Sбал - съем хлора с одного баллона без искусственного обогрева при температуре воздуха в помещении 16°С: Sбал=05-07 м²
Для уменьшения количества расходных баллонов в хлораторной устанавливаются стальные бочки-испарители диаметром Д = 0746 м и длиной l = 16 м. Такая бочка имеет емкость 500 л и вмещает до 625 кг хлора. Съем хлора с 1м2 боковой пверхности бочек составляет Sхл = 3 кгч. Боковая поверхность бочки при принятых выше размерах составляет 365 м2.
Таким образом съем хлора с одной бочки будет
qб = Fб*Sхл= 365*3 = 1095 кгч (13.3)
Для обеспечения подачи хлора в количестве 1.325 кгч нужно иметь:
32510950121 бочку-испаритель. Чтобы пополнить расход хлора из бочки его переливают из стандартных баллонов емкостью 55 л создавая разрежение в бочках путем отсоса хлор-газа эжектором. Это мероприятие позволяет увеличить съем хлора до 5 кгч с одного баллона и следовательно сократить количество одновременно действующих расходных баллонов до 1.325502651 шт.
Всего за сутки потребуется баллонов с жидким хлором 31.8550.531 шт.
В помещении хлораторной должны находиться также резервные баллоны в кличестве не менее 50 % суточной потребности. Поэтому предусмотрена установка 3 расходных баллонов.
Основной запас хлора рассчитанном на месячную потребность в хлоре
пбал = 31.8*3055 = 17.3418 баллона стандартного типа.
Доставка баллонов с расходного склада на очистную станцию производится по мере надобности автомашиной.
1. Расчет вертикального (вихревого) смесителя.
Смесители служат для равномерного распределения реагентов в массе обрабатываемой воды что способствует более благоприятному протеканию последующих реакций происходящих затем в камерах хлопьеобразования. Смешение осуществляется в течении 1-2 мин. В данном проекте т.к. полная производительность станции составляет 26300 м³сут целесообразно применить вертикальный (вихревой) смеситель.
Принимаем два вихревых смесителя с расходом 400 м³час. Тогда расход на один смеситель составит: Q = 739.075 2 = 369.54 м³ ч Максимальный секундный расход:
Определяем площадь горизонтального сечения в верхней части смесителя:
Fв=QчасVв=369.595=3.89 м² (14.1)
где: Vb - скорость восходящего движения воды равная 90-100 мч.
Определение размеров верхней части смесителя. Принимаем верхнюю часть смесителя квадратной в плане. В этом случае её сторона будет иметь размер:
Трубопровод подающий отрабатываемую воду в нижнюю часть смесителя со входной скоростью Vh = 1-12 мс должен иметь внутренний диаметр 550 мм. Тогда при расходе воды qceк = 0.23325 м³с входная скорость:
Так как внешний диаметр подводящего трубопровода (D) равен 570 мм то размер в плане нижней части смесителя в месте примыкания этого трубопровода должен быть 0570 х 0570 м а площадь нижней части усечённой пирамиды составит fн = (057)*057 = 0325 м²
Определяем высоту нижней части смесителя: α - это угол между наклонными стенками смесителя. Принимаем величину центрального угла α = 40°. Тогда высота нижней части смесителя будет равна:
hн=05*(Bв-Вв)*ctg40º=05*(3 – 057)*2747=3338 м (14.3)
Определяем объём пирамидальной части смесителя:
где fB - площадь горизонтального сечения верхней части смесителя; fH - площадь нижней части усечённой пирамиды смесителя;
Определение полного объёма смесителя:
где t - продолжительность смешивания реагента с массой воды равная 15 мин.
Определение объёма верхней части смесителя:
Wв=W-Wн=9.23 – 5.95=3.28 м³ (14.6)
Определение высоты верхней части:
hв = Wвfв = 3.283.89 =0.84 м. (14.7)
Полная высота смесителя равна:
hc=hн+ hв = 3338 + 0.84 = 4.18 м. (14.8)
Сбор воды производится в верхней части смесителя периферийным лотком
через затопленные отверстия. Скорость движения воды в лотке Vл = 06 мс.
Вода протекающая по лоткам в направлении бокового кармана разделяется на два параллельных потока.
Определим расчётный расход каждого потока:
Qл = Qчас 2 = 369.542 = 184.77 м³час. (14.9)
Определим площадь живого сечения сборного лотка:
л = Qл Vл*3600 = 184.77 06*3600 = 0085 м². (14.10)
При ширине лотка bл = 05 м расчётная высота слоя воды в лотке:
hл = лbл= 00.85 05 = 017м. Уклон лотка принимаем i = 0.01. (14.11)
Определяем площадь всех затопленных отверстий в стенках сборного канала:
Fo = Qчас Vo*3600 = 369.54 1*3600 = 01 м² (14.12)
где: Vo - скорость движения воды через отверстия лотка равная 1 мс. Отверстия приняты диаметром равным do = 100 мм т.е. площадью
fo = * R2 = 314*(005)2=0.00785 м² (14.13)
Определяем общее потребное количество отверстий:
no = Fo fo = 0.1 0.00785 = 1274=13 (14.14)
Эти отверстия размещают по боковой поверхности лотка на глубине ho=110 мм от верхней кромки лотка до оси отверстия.
Определение внутреннего периметра лотка
Рл = 4*(35-2*(05+006)) = 952 м = 9520 мм.
Шаг оси отверстий lо = Рл nо = 9520 13 =732 мм.
Расстояние между отверстиями lo-do = 732-100 = 632 мм. (14.15)
Из сборного лотка вода поступает в боковой карман размеры которого принимаем из конструктивных соображений с таким расчётом чтобы в нижней части разместить трубу для отвода воды прошедшей смеситель.
Расход воды протекающей по отводящей трубе для подачи в контактный резервуар qceк = 23325 лс. Скорость в этом трубопроводе 08-10 мс время пребывания - не более 2 минут.
Принимаем полиэтиленовый трубопровод диаметром = 400 мм
ПЭ80-SDR136-400х29.4 "Техническая" ГОСТ 18599-2001
при скорости движения в нём воды V = 0896 мс; 1000i = 15 (по таблице Лукиных)
Определяем потери в трубопроводе:
h = l*1000i = 5376*00015= 0.0807 м. - потери по длине трубы. (14.18)
Контактный резервуар
где С1 – начальная концентрация взвешенных веществ в сточной воде после вторичных отстойников (принимается равной выносу веществ из вторичных отстойников) 12 мгл;
С2 – допустимая концентрация взвешенных веществ в осветленной воде (равная допустимому содержанию взвешенных веществ спускаемых в водоем) 7277 мгл.
Продолжительность контакта хлора с очищенной жидкостью принимают 30 минут с учетом протока по выпуску. Контактный резервуар обеспечивает 50% степень очистки от взвешенных веществ.
Принимаем прямоугольный контактный резервуар с ячеистым дном размером 14х14 м и рабочей высотой 18 м. Принимаем 4 резервуара: 3 рабочих обеспечивающих производительность 06 м³с и 1 резервный. Производительность одного резервуара соответствует расходу 02 м³с диаметр одного резервуара 6 м.
Высотное расположение сооружений должно по возможности обеспечить самотечный режим движения основных масс сточной воды и ила при этом следует использовать естественный рельеф местности.
Размещение по вертикали последовательно располагаемых сооружений определяется величиной потерь напора в собственно сооружениях подводящих и отводящих коммуникациях распределительных камерах измерительных устройствах.
Для обеспечения самотечного движения воды целесообразно выбирать для очистной станции площадку имеющую падение рельефа по направлению движения воды.
Для уменьшения объема земляных работ очистные сооружения не следует полностью заглублять в землю; лучше и расположить частично в насыпном грунте.
В данном курсовом проекте спроектирована очистная станция сточных вод производительностью 10600 м³сут с содержанием взвешенных веществ в воде Сmidtot =3104 мгл и средней величиной БПКполн. общего стока равной 250 мгл для неосветленой воды.
Выбранная схема содержит основные сооружения: решетки песколовки радиальные отстойники аэротенки метантенки газгольдеры смеситель хлораторная установка контактные резервуары.
Принимаем 3 решетки РМУ-1600х800прозоров 21шт масса 650 кг и 2 дробилки Д-3б производительностью 300-600 кгч мощностью двигателя 22 кВт числом оборотов частотой вращения барабана 1450 весом 623 кг.
Принимаем 2 посколовки с круговым движением воды. Диаметр песколовки – 6м расстояние между центрами – 10м глубиной лотка – 054м соотношением Вh = 06
Принимаем 2 песковых бункера объемом 5 м³ и циклон напорный диаметром 300 мм с объемной производительностью 75-85 м³ч.
Принимаем 2-х коридорный аэротенк-смеситель с регенерацией под номером типового проекта 902-2-217218 ширина коридора -4 м глубина коридора - 45 м объем одной секции аэротенка - 1296 м³ при ее длине 36 м число секций - 4 аэрация низконапорная.
Принимаем 4 вторичных отстойника типового проекта 902-2-8875 диаметром 18 м глубиной - 31 м высотой - 4 м объемом отстойной зоны - 788 м³ объемом зоны осадка - 280 м³.
Принимаем 4 метантенка d = 15 м и W = 1600 м3.
Принимаем в соответствии с Т.П. 7-07-02-5 2 газгольдера емкостью 1000 м3 каждый.
В хлораторной предусматриваем установку 2 хлораторов ЛОНИИ-100К.
Принимаем 2 вертикальных (вихревых) смесителя объемом 21 м³ полной высотой 4339 м площадью верхней части 8839 м².
Принимаем прямоугольный контактный резервуар с ячеистым дном размером 14х14 м и рабочей высотой 18 м. Принимаем 4 резервуара. Производительность одного резервуара соответствует расходу 02 м³с.
Так же производим расчет иловых площадок.
Список используемой литературы.
СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат. 1985.
Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. М.: Стройиздат 1981.
Рекомендации по выбору схем очистных сооружений городских очистных вод. – Иваново: ИИСИ 1989.
Лукиных А.А. Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. Изд. 4-е доп. М. Стройиздат1974.
Канализация. Обработка осадков сточных вод. – Иваново: ИИСИ 1986.
Механическая очистка сточных вод. – Иваново: ИИСИ 1985.
Биологическая очистка сточных вод. – Иваново: ИИСИ 1985.
Водоснабжение. Проектирование смесителей в схемах очистки природных вод. – Иваново: ИИСИ 1986.

ВОКП4К.dwg

Генплан площадки очистных сооружений
Расходы на участках м³с
радиальный отстойник
Профиль движения воды