Водоотведение и очистка сточных вод

курсовик водоотведение.DOC

Основные загрязнения сточных вод - физиологические выделения человека и животных отходы и отбросы получающиеся при мытье продуктов питания посуды помещений стирке белья а также образующиеся в технологических процессах на промышленных предприятиях. Бытовые и многие производственные воды содержат значительное количество органических веществ которые могут загнивать что очень опасно для людей животных и рыб. Для поддержания санитарного благополучия необходимо удалять сточные воды с территории населенных пунктов чтобы не загрязнять окружающую местность и водоемы.
Канализация предназначается для приема отведения и очистки сточных вод от производственных корпусов установок и сооружений промышленных предприятий жилых коммунальных и общественных зданий сооружений сельскохозяйственных комплексов а также с территории занимаемой перечисленными объектами.
Канализация представляет собой комплекс инженерных сооружений который включает канализационные трубопроводы (самотечные и напорные) насосные станции узлы локальной и внеплощадочной очистки сточных вод и обработки канализационных осадков вспомогательные подсобные здания и сооружения.
Под очисткой сточных вод подразумевается их обработка различными методами с целью разрушения или извлечения содержащихся в них минеральных и органических веществ до степени позволяющей сбрасывать эти воды в водоемы и водотоки или повторно использовать их для производственных и других целей. К очистке воды относятся также ее обезвреживание и обеззараживание удаление вредных для человека животных или растений веществ и устранение из воды болезнетворных микроорганизмов и вирусов.
Для очистки сточных вод предусматривается комплекс отдельных сооружений в которых по ходу движения сточная вода постепенно очищается сначала от крупных а затем от все более мелких загрязнений находящихся в нерастворенном состоянии.
Определение средней концентрации загрязнений и приведенного числа жителей
Расход сточных вод от населения города (бытовых) Qх-б мзcyт принимаем в зависимости от числа жителей Np и нормы водоотведения qн лсут на одного человека:
Qх-б =(140000*250)1000=35000 м3сут.
Общий расход стоков складывается из суммы бытовых стоков города и расходов отдельных предприятий города Qпр мзcyт:
Qобщ =35000+4500=39500 мзcyт .
Секундный расход соответственно составит м3с:
qc= 3950086400=046 м^с.
Концентрацию загрязнений бытовых сточных вод определяем по взвесям Кх-бвв и БПК20 Кх-бБПК20 в зависимости от концентраций загрязняющих веществ гсут на одного жителя по [1 табл. 25] соответственно по взвесям aвв. и БПК20 осветленной жидкости aБПК20 мгл:
Кх-бвв =aвв. *1000 qн
Кх-бвв =65*1000250 = 260мгл;
Кх-бБПК20 =aвв. *1000 qн
Кх-бБПК20 = 40*1000250 = 160мгл.
Средние концентрации общего стока будут равны соответственно по взвесям Сen и БПК20Len мгл:
Сen = Кх-бвв * Qх-б +S Кпрвв * Qпр Qобщ
Сen = 260*35000 + 650*450039500 = 30443мгл;
Len= Кх-бБПК20 * Qх-б +S КпрБПК20 * Qпр Qобщ
Len= 160*35000 + 350*450039500 = 21582мгл;
где S Кпрвв * Qпр и S КпрБПК20 * Qпр- сумма произведений концентраций загрязнений от дельных предприятий и их расходов м3сут.
Средние температуры: среднелетнюю tсмср.летн среднезимнюю tсмср.зимн среднегодовую tсмср. год 0С определяем по формулам:
tсмср. летн= tх-б летн* Qх-б +Stпрлетн *Qпр Qобщ
где tх-б летнtпрлетн - температуры среднелетние бытовых и производственных стоков.
tсмср. зимн= tх-б зимн* Qх-б +Stпрзимн *Qпр Qобщ
где tх-б зимн tпрзимн - температуры среднезимние бытовых и производственных стоков.
tсмср. год= tх-б год* Qх-б +Stпргод *Qпр Qобщ
где tх-б годtпргод- температуры среднегодовые бытовых и производственных стоков.
tсмср. летн = 25*35000 + 23*450039500 = 24770С;
tсмср. зимн= 15*35000 + 15*450039500 = 150С;
tсмср. год= 15*35000 + 18*450039500 = 15340С;
Приведенное число жителей складывается из суммы Np и фиктивного Nф числа жителей и определяется по взвесям и БПК20 чел.:
Nввприв=Nр+Nввф=Nр+SКпрвв*Qпрaвв
Nввприв= 140000 + 650*450065*1000 = 140045чел;
NБПК20прив=Nр+NБПК20ф=Nр+SКпрБПК20*QпрaБПК20
NБПК20прив= 140000 + 650*450040*1000 = 14007313чел.
Выбор места расположения очистных сооружений
Площадку очистных сооружений располагаем вблизи канализуемого объекта с учетом санитарно-защитной зоны принимаемой согласно [1 табл. 1] 400 м и водоохранной береговой зоны реки (в проекте принимаем 100 м- для малых и средних рек).
По отношению к канализуемому объекту площадку станции очистки размещаем вниз по течению реки а также вниз по направлению господствующих в летнее время ветров.
Выбор площадки и компоновку отдельных сооружений очистной станции производим согласно [1 п.п. 1.17 1.18 и п. п. 7.11 7.22].
Очистные сооружения размещаем в направлении уклона обеспечивающего самотечное движение воды по возможности без выемок и насыпей и получению наименьшей длины лотков между сооружениями однако с учетом возможности использования транспортных средств и других механизмов. Размещая сооружения вдоль уклона целесообразно по одной стороне проложить дорогу обеспечивающую подъезды к сооружениям а другую сторону стремиться оставить свободной для будущего расширения станции в случае увеличения производительности а также строительства по очередям. Территория станции должна быть ограждена освещена благоустроена.
Вдоль низовой стороны основных очистных сооружений по очистке воды размещаем сооружения по обработке осадков и вспомогательные сооружения связанные с обработкой осадков а также общеэксплуатационные службы станции: административные бытовые здания лаборатории мастерские гаражи склады.
Определение коэффициента смешения
Коэффициент смешения определяем по методу В.А. Фролова и И.Д- Родзиллера:
g = 1-е -α L 1+(Q95% qc)* е -α L
где е-основание натурального логарифма равное 272;
Q95%-расход воды в реке 95% обеспеченности м3с;
a=j*z*3√Еqс = 112*15* 0007046 = 042
где j-коэффициент извилистости реки равный отношению расстояния от места выпуска до расчетного створа по фарватеру Lф к этому же расстоянию по прямой Lпр т.е. j=LфLпр= 2825= 112 км
z-коэффициент зависящий от места выпуска сточных вод в водоем (z=15-при выпуске в фарватер реки);
Е=(Vср*Нср)200 = 06*22200 = 0007
где Vср-средняя скорость течения рекимс;
Нср-средняя глубина реки м;
L= 2800 – 1000 = 1800м.
g = 1-272-042 1800 1+(0002046)*272 -042 1800 = 099
Определение требуемой степени очистки
l. Определение степени очистки по показателю вредности - взвешенным веществам
Предельно допускаемое содержание взвесей в сточных водах спускаемых в водоем Сех мгл определяем по формуле:
Сех=(g*Q95%qc+1)*Кдоп+Кр
где Кдоп - допустимое увеличение концентрации взвешенных веществ в воде водоема мгл (075 - для водоемов второго санитарно-бытового назначения);
Кр - концентрация взвесей в воде водоема мгл.
Сех= (099*00002046 + 10*075 + 8 = 875мгл.
Так как Сen > Сех то на очистных сооружениях должна быть обеспечена очистка этой воды до концентрации равной или менее Сех. Эффект очистки по взвешенным веществам составит:
Эвв %=(Сеn- Сех)Сеn*100%
Эвв %= (30443 – 875)30443*100 = 9713%.
2. Определение степени очистки сточных вод по показателю вредности - БПК20 (полное)
Концентрацию загрязнений по БПК в сточных водах Lех разрешаемую к сбросу в водоем определяем по формуле мгл:
Lех= (g*Q95%qc *10 - Кст – t )*( Кпр. Доп - Lр* 10 - Кст – t ) +( Кпр. Доп 10 - Кст – t )
где Кпр. доп. - предельно допустимая для данной категории водоема концентрация загрязнений по БПК20 после смешения сточной воды с водой водоема мгл (для второго санитарно-бытового - 6);
Lр-концентрация загрязнений по БПК20 в воде водоёма до спуска сточных вод мгл;
Кст Кр-константы потребления кислорода сточной и речной водой принимаемые в зависимости от температуры воды (в проекте принимаем их равными 01);
t-время перемещения воды от места выпуска до расчетного створа сут определяемое по формуле:
t=(Lф-1000)(Vср*86400)
t= (2800-1000)(06*86400) = 0035сут;
Lех= (0.99*0.00020.46*10 – 0.1*0.035 )*(6 – 4.3*10 – 0.1*0.035) + (610 – 0.1*0.035) = 6.06 мгл
Так как Lех Lеn то биологическая очистка обязательна.
ЭБПК20 %=(Lеn- Lех)Lеn*100%
ЭБПК20 %= (21582 – 606)21582*100 = 9719%.
3. Определение степени очистки по растворенному кислороду без учета реаэрации
Расчет по этому показателю ведем по формуле мгл:
L0еn=[2.5*(g* Q95% ) qс *(Ор-04Lр-s)-10]
где Ор - содержание кислорода в воде водоема до спуска сточных вод мгл;
a - минимальное содержание кислорода в воде водоема (для рыбохозяйственных водоемов равно 6 мгл для других видов - 4мгл).
L0еn= [ 25*(1006*00002046)*(75-04*43-4)-10] = -999мгл.
Так как Lех Lеn то биологическая очистка обязательна. Так как по расчету Len - отрицательна то требуется полная биологическая очистка сточных вод спускаемых в водоем с последующей их доочисткой. Эффект очистки по растворенному кислороду равен:
ЭБПК20 %= (21582 -999)21582*100 = 9537%.
Выбор метода очистки
Выбираем метод очистки учитывая необходимую степень очистки характер загрязнений сточных вод и местные условия.
При выборе состава очистных сооружений для осуществления метода используем нормативы и данные практики по количеству извлекаемых из сточных вод загрязнений.
На основании вычисленной необходимой степени очистки:
Сех =875 мгл (по взвешенным веществам) и Lех =606 мгл (по БПК20) по данным [4 табл. 4] выбираем следующую схему очистки городских сточных вод: механическая + полная биологическая в аэрофильтрах с вторичными отстойниками + фильтрация на одно- или многоступенчатых фильтрах.
По [4 табл. З] учитывая БПК20 Len=21582 мгл выбираем тип сооружения биологической очистки: аэрофильтры.
По [4 табл. 5] учитывая диапазон применения выбираем следующие сооружения механической очистки: решетки песколовки аэрируемые горизонтальный отстойник.
Выбор метода и схемы обработки осадков сточных вод зависит от многих факторов (влажности вязкости удельного сопротивления пластичности форм связи воды объема и вида осадков) принимается в соответствии с [2 глава 14] [3 глава 12] [8 с. 314 360].
На рис. 1 приводим технологическую схему очистной станции с биологической очисткой на аэрофильтрах.
Рис. 1. Технологическая схема очистной станции с биологической очисткой на аэро фильтрах
Расчет главной насосной станции
Расчет насосной станции производим в соответствии с [1 п. п. 5.1-5.26] на максимальный часовой приток qw по графику притока сточных вод по часам суток согласно [4 табл. 6].
Расход от населенного пункта при К общ
Расход от предприятия
Сум-ый приток сточных вод м 3
Расход по часам суток бытовых стоков Qх-б в процентах определяем согласно
[5 прил. 1] а производственных - в соответствии с [4 табл. 7].
Принимаем два напорных трубопровода насосной станции. Диаметры напорных трубопроводов определяем из условия обеспечения при аварии на одном из них пропуска 100 % расчетной производительности. По расчетному расходу 45718 лс и скорости в напорном трубопроводе (от 10 до 25 мс) согласно [6] выбираем стальные трубы диаметром 600 мм скоростью 217 мс и определяем сопротивление напорного водовода hнв м при аварийном режиме работы.
Так как длина напорных линий составляет 1 км то на водоводах не устанавливаем камеры переключения. При этом потери напора hнв определяем по формуле:
где L - длина напорного водовода м;
- коэффициент учитывающий местные сопротивления по [1].
J1 - сопротивление водовода (гидравлический уклон) на участке водоводов при одновременной их работе принимаем по (6].
hнв= 11*0009*1000 = 99м.
Для определения длины напорного водовода потребного напора насосов Нпотр. предварительно строим ситуационный план очистной станции схему и профиль напорных водоводов (рис. 2 3).
Определив длину водовода 1000 м согласно схеме ситуационного плана очистных сооружений путем простого измерения вычисляем потребный напор Нпотр м по формуле:
Нпотр=Z2-Z1+ hнв+ hизл+hнс
где Z2= Zгвв- Zизл+ hос+ hк;
Zгвв - отметка горизонта высоких вод в водоеме м;
Zизл - свободный напор на излив на выпуске в водоем равный 1 15 м;
hк - потери напора в коммуникациях очистной станции принимаем 3 3.5 м;
Z1 - отметка среднего уровня воды в приемном резервуаре насосной станции принимаем на 1 м ниже отметки zk (обычно принимается по расчету водоотводящей сети) м;
zk - отметка подводящего коллектора к главной насосной станции (в проекте принимаем на 55 или 70 м ниже отметки земли где находится насосная станция) м;
hизл - свободный излив в приемную камеру ПК очистной станции равный 1м;
hнс - потери напора внутри насосной станции принимаем равными 3 м;
hoc - сумма потерь напора в сооружениях очистной станции принимаем учитывая выбранный состав сооружений по очистке сточных вод и в соответствии с [4 раздел 10.
Z2= 1995 + 1 + 39 + 35 = 2079 м;
Нпотр= 2079 – 194 – 99 – 1 + 3 = 278 м.
По расчетному расходу сточных вод 232875 м3ч и потребному напору 278 м по сводному графику полей насосов [10] принимаем марку необходимых насосов - СД-СДВ 240075. Принимаем два рабочих насоса и один резервный.
Рис. 3. Схема и профиль напорных водоводов
Расчет всех сооружений входящих в состав очистной станции ведем в соответствии с [1] на максимальный часовой приток qmax.ч=qw=232875 м3ч сточных вод по часам суток согласно графику притока на главную насосную станцию. Прежде рассчитываем сооружения для очистки сточных вод (от приемной камеры до выпуска очищенного стока в водоем) а затем проектируем сооружения для обработки осадков сточных вод.
1. Сооружения механической очистки
Служит для приема сточных вод из напорных трубопроводов главной насосной станции. Размеры приемной камеры зависят от пропускной способности очистных сооружений от количества напорных водоводов условия обеспечения самотечного движения стоков по отдельным сооружениям станции очистки принимаем их согласно [3 табл. 13.5] и указаниям [2].
Расчет решеток ведем в соответствии с [1 п. п. 6.16 6.25]. Для улавливания из сточных вод крупных нерастворенных загрязнений в данном курсовом проекте устанавливаем решетки типа РД (решетки – дробилки)) с механической очисткой и со стержнями толщиной 6 мм прозорами 16 мм; с канатным тяговым элементом граблины с прозорами 6 мм.
Для устройства решеток применяем стержни прямоугольной формы обеспечивающей лучшее задержание и удаление отбросов. Толщина стержней S=6 мм ширина прозоров между стержнями b =16мм.
Размер решеток определяем из условия обеспечения в прозорах решеток оптимальной скорости Vp= 12 мс при максимальном расходе сточных вод.
Площадь живого сечения одной решетки w м2 при скорости движения в прозорах стержней Vp мс и количестве рабочих решеток n = 1составит:
По полученной площади живого сечения одной решетки выбираем решетки типа РМУ-1 с площадью живого сечения w=048 м2 согласно (5прил.4].
При ширине прозоров b =0016 м и глубине воды перед решеткой h=09 м число прозоров mбудет равно:
где k - коэффициент учитывающий стеснение потока граблями и загрязнениями равный 103.
m =(103*038)(0016*09)=23шт.
Ширина камеры решетки Вр м при толщине стержней S=6 мм составит:
Вр=0016*27+0006*(27-1)=0588 м.
Потери напора в решетке hp м равны:
hр=[b*(Sb)43*sina *Vр* k 3]2*9.81
где а - угол наклона решетки к горизонту;
kз - коэффициент учитывающий засорение решетки равный 3;
b- коэффициент учитывающий форму стержней решетки равный для прямоугольных стержней 242.
hр= [ 242*(616)43*sin 60*1.2*3]2*9.81 = 0.1м.
Учитывая количество рабочих решеток равное одной принимаем одну резервную решетку.
Объем отбросов за сутки при их влажности Ротб=80% зольности 7-8 % плотности у равной 750 кгм3 [1]; удельном количестве отбросов задерживаемых на решетках при ширине прозоров b=16 мм равном 8 лгод на 1 человека; при приведенном числе жителей Nприввв чел. будет равен:
Wотб=(8* Nприввв )1000*365
Wотб = (8*140045)1000*365 = 31м3сут
Вес отбросов G кгсут определяем по формуле:
G =0750*31 = 233 кгсут.
Для измельчения отбросов в здании решеток устанавливаем дробилки молоткового типа Д-3 производительностью 03 тч с мощностью электродвигателя 20 кВт согласно [4 разд. 8].
Решетки устанавливаем в отапливаемом здании уровень пола которого расположен над уровнем воды в решетке выше на 05 м. Размеры здания решеток ориентировочно принимаем: 6х18х54 м no [4].
Дробленые отбросы возвращаются в поток воды перед решеткой или транспортируются в метантенки для сбраживания.
Так как расход сточных вод превышает 100 м3сут то для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей непосредственно после решеток устанавливаем песколовки. Принимаем две аэрируемые песколовки . По [8 табл. 11.3] выбираем основные показатели аэрируемых песколовок :
- число отделений = 2;
- ширина отделения В = 3м;
- отношение Bh = 134;
Количество песка задерживаемого на очистных станциях Wn м3сут при норме 002 лчел сут принимаем равным:
Wn= 140045*0031000=42 м3сут.
Объем пескового приямка песколовки Wnp м3 принимаем в зависимости от количества суток t между двумя чистками (равно 2 суток):
Влажность задерживаемого песка составляет 60 % а объемный вес 15 тм согласно [1].
Откачку осадка из песковых бункеров производим гидроэлеваторами или эрлифтами. Выгрузку производим 1 раз в смену (через 7-8 часов).
1.4. Песковые площадки и бункера
Для обезвоживания песка поступающего из песколовок применяем песковые площадки и бункера.
Песковые площадки проектируем согласно [1 п. п. 6.33] исходя из годового количества песка Wr м3 и годовой нагрузки на песковые площадки qн м3м2 в год равной 3. Принимаем две песковые площадки.
Площадь песковых площадок определяем по формуле:
Fnn=Wrqн=365*Wп*125qн
Fnn=365*42*1253=63875 м2.
Площадь одной песковой площадки будет равна:
Fпп = 638752=31938 м2.
Вода с площадок удаляется через камеры с водосливами и перекачивается в канал перед песколовками или направляется в резервуар местной насосной станции с последующей перекачкой их на очистные сооружения. Песок используется в строительстве.
1.5. Измерительные устройства
Для контроля за работой очистной станции возникает необходимость измерить расход сточных вод. Для этой цели используем лотки Паршаля (применяются при производительности от 2700 до 280000 м3сут) согласно [4].
Так как исходная концентрация взвешенных веществ поступающих на отстаивание составляет 30443 мгл то необходимо применение преаэратора. Он предназначен для предварительной аэрации сточной воды с целью повысить эффективность осветления при отстаивании в первичных отстойниках и избежать повышенного прироста избыточного активного ила. Эффективность задержания загрязнений в отстойниках с преаэраторами увеличивается на 10-15 % - как по взвешенным веществам так и по БПК.
Принимаем два преаэратора.
Количество ила подаваемого на преаэрацию следует принимать 50-100 % от избыточного биопленки (после аэрофильтров) -100%.
Количество воздуха Qвоз м3ч необходимое для аэрации принимаем исходя из удельного расхода его согласно [1] 5 м3 на 1 м3 сточных вод:
Qвоз =5*232875=1164375 м3ч.
Расчет преаэраторов ведем согласно [1п.п. 6.113 6.116) исходя из времени аэрации 10-20 мин (033 ч):
где t - время аэрации ч.
Wnp=232875*033=76849 м3.
Длина преаэратора L м будет равна:
где В - ширина коридора преаэратора;
Н - глубина преаэратора равная глубине проточной части отстойника;
nc - количество секций (принимаем не менее двух);
nk - количество коридоров в секции.
L=76849(9*31*2*2)=689м.
1.7. Отстойники первичные
Первичные отстойники располагаются в технологической схеме непосредственно за песколовками после измерительного лотка и предназначаются для гравитационного выделения взвешенных веществ из сточной воды что при достигаемом эффекте осветления 40-60 % приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20-40 % исходного значения.
Во избежание повышенного прироста избыточной биопленки на аэрофильтрах остаточная концентрация взвешенных веществ в осветленной сточной воде после первичных отстойников не должна превышать 100-150м гл.
Принимаем горизонтальный первичный отстойник.
Требуемую эффективность снижения концентрации взвесей при первичном осветлении воды в отстойнике Этр % определяем по формуле:
где Сen - исходная концентрация взвеси мгл;
Ct - концентрация взвеси после первичного отстаивания мгл принимаемая
Этр=(30434-100)*10030443=6715 %.
Гидравлическую крупность Uо ммс взвешенных веществ определяем согласно [1] по формуле:
Uо=1000*НsetКsettset(HsetКsethset)n2
где Hset - глубина проточной части принятой конструкции отстойника 15-5
hset - глубина при отстаивании в покое равная по [1] 05 м;
п2 - показатель зависящий от способности взвесей к агломерации принимаем по [1] равный 012
tset - продолжительность осветления воды в отстойнике принимаем 3600
Кset – коэффициент равный 045
Uo= 1000*3*045 3600*(3*04505)012 = 033ммс.
Расчетный объем первичных отстойников Wpac м3 определяем по формуле:
Wpac =232875*36003600=232875 м3.
Исходя из выбранного типа отстойников и их возможной компоновки в схеме очистной станции принимаем два первичных горизонтальных отстойника каждый объемом 1740 м3. По [8 табл. 12.5] выбираем основные параметры радиального первичного отстойника:
- глубина зоны отстаивания Bset - 315 м.
Объем задерживаемого в отстойниках осадка Qmud м3ч определяем по формуле:
Qmud=[qw*(Cen-C°ex)][(100-Pmud)*Ymud*104]
где С°ех - остаточная концентрация взвесей после первичного отстаивания мгл;
Э - эффективность работы отстойника в долях единицы в зависимости от типа принятого отстойника;
Pmud - влажность осадка % (945% - в схеме с преаэрацией);
Ymud - плотность осадка 1 гсм3.
С°ех=30443*(1 – 04) = 15222 мгл.
Qmud = [232875*(30443-15222)][(100 – 945)*1*104] = 644 м3ч
2. Расчет сооружений биологической очистки
2.1. Аэрофильтры (высоконагружаемые биофильтры)
Биологический фильтр - сооружение в котором сточная вода фильтруется через загрузочный материал покрытый биологической пленкой образованной колониями микроорганизмов. Отработанная пленка смывается протекающей сточной водой и выносится из тела биофильтра. Необходимый для биохимического процесса кислород воздуха поступает в толщу загрузки путем искусственной вентиляции фильтра.
Концентрация Lен при подаче на аэрофильтры не должна превышать 300 мгл иначе необходимо устраивать рециркуляцию очищаемых стоков. Так как в данном курсовом проекте Lеn= 21582 мгл то рециркуляцию не предусматриваем.
Принимаем один рабочий аэрофильтр на 4 секции.
Определяем коэффициент Каf = Lеn Lех=215.82606 = 356; по средне-зимней температуре сточных вод f смcp.зuм=Tw=15°C и по найденному значению Kaf определяем высоту слоя загрузочного материала биофильтра Haf = 4 м гидравлическую нагрузку
qaf = 10 мз(м2cym) удельный расход воздуха qв=12 м3м3 по [8 табл. 26.3].
Определяем требуемую площадь аэрофильтра Faf м2 по формуле:
где Q - среднесуточный расход сточных вод м3сут.
Faf=3950010 = 3950 м2.
Объем фильтрующей загрузки V м3 будет равен:
V= 3950*4 = 15800 м3.
Расход воздуха для вентиляции аэрофильтров Qв м3сут определяем по формуле:
Qв=12*39500 = 474000 м3cyт.
Количество избыточной биопленки для аэрофильтров по сухому веществу влажностью 96 % принимаем 28 г(чел. сут).
2.2. Отстойники вторичные
Сточная вода обработанная на станциях с биологической очисткой содержит отработавшую биологическую пленку (после аэрофильтров). Для выделения из сточной воды этих масс применяем вторичные отстойники.
Расчет отстойников ведем по нагрузке на поверхность qssb (после биофильтров) в соответствии с требованиями [1 п. п. 6.160 6.165] по формуле (м3м2*ч):
где Kset - принимаем согласно [1 п. 6.61];
Uo - гидравлическая крупность ммс.
qssb=36* 045*033 =053 м3м2*ч.
Необходимая поверхность отстойников м2 будет равна:
где qmax - максимальный часовой расход сточных вод при отсутствии рециркуляции м3ч.
F=232875053 = 439387 м2.
Объем отстойников Womcm м3 вычисляем при отстаивании в течение времени t=15 ч по формуле:
Wотст = 232875*15 = 349313 м3.
Высота зоны отстаивания Hset м будет равна:
Hset= 349313 439387 = 08 м.
Количество биопленки (после биофильтров) Wn.6 мзcyт определяем по формуле:
Wп.б.=(Nприв БПК*28*100)[106(100-96)]
Wn.6=(14007313*28*100)(106*100-96)) = 98 м3сут.
Время хранения осадка - двое суток (для биофильтров).
Принимаем 4 вторичных отстойника. По [5 прил. 11] выбираем вторичный радиальный отстойник. Основные параметры вторичного радиального отстойника:
- проточной части - 788 ;
- осадочной части - 160;
3. Сооружения доочистки сточных вод
Биологическая очистка сточных вод позволяет снизить концентрацию загрязнений по взвесям и БПКn лишь до 15 мгл и не может обеспечить достаточную по требованиям настоящего времени глубину удаления соединений азота и очистка дополняется фильтрованием и физико-химическими методами доочистки. Введение узла доочистки позволяет удалить из биологически очищенных сточных вод остаточные загрязнения до предельно допустимых концентраций органических соединений 3 5 мгл по БПКn соединений азота 05 2 мгл по NН +4-N 10 мгл по NO-3-N 3 5 мгл по взвешенным веществам.
Установки доочистки представляют собой блоки фильтров и производственно-вспомогательных помещений. Принимаем 1 установку доочистки на 17000 мзcym с размерами в плане подземной части 36х225 м надземной части соответственно 12х12 м и 1 установку доочистки на 25000 м3сут с размерами в плане подземной части 24х36м и надземной 12х18м согласно [4].
Для доочистки применяются фильтры.
Здание барабанных сеток совмещаем со зданием насосных установок (подача на сетки промывка сеток и фильтров при необходимости - подача на фильтры).
4. Обеззараживание сточных вод
Для обеззараживания очищенных сточных вод от патогенных бактерий и вирусов удаления вредных веществ а также для борьбы с биологическими обрастаниями на сооружениях применяем хлорирование. Производительность установки для хлорирования сточных вод рассчитываем на принятую дозу хлора d=3 гм3 с коэффициентом 15 согласно [1 п. 6.223].
Максимально часовой расход хлора кгч определяем по формуле:
Рч=15*232875*31000 = 1048 кгч.
Для дозирования хлора и приготовления хлорной воды предусматриваем вакуумные или эжекторные хлораторы ЛОНИИ-100 с ротаметром РС-5. Для обеспечения максимального расхода хлора используем баллоны или бочки соответственно со съемом хлора 05 кгч и 3 кгч с одного квадратного метра их поверхности. Бочки принимаем объемом 500 л весом 428 кг весом жидкого хлора - 640 кг давлением -15 кгссм2 длиной - 1800 мм диаметром - 640 мм боковой поверхностью - 422 (F=314*064*18+314*0644=42 м2). Для весового контроля расхода хлора устанавливаем весы марки РП-2Ц13М с пределом взвешивания 100 2000 кг. В складе хранится 30-дневный запас хлора. Общее количество бочек будет равно:
n = 3144*30640 = 12шт.
Бочки располагаем в три ряда по 4 в ряду. Расстояние между бочками и стенами - 08 м.
В соответствии с указаниями [5 прил. 12 14] выбираем размеры хлораторной - 12х18 м с расходом хлора 125 кгч марка хлоратора -ЛК-10Б.
Для смешения сточных вод с реагентами сточных вод различных видов перед последующей совместной обработкой применяем смесители. Так как расход сточных вод превышает 400 лс используем смесители типа лотка Паршаля с механическим перемешиванием (рис. 4). Смеситель состоит из подводящего раструба горловины и отводящего раструба. В результате сужения сечения и резкого изменения уклона дна в отводящем раструбе образуется гидравлический прыжок в котором происходит интенсивное перемешивание потока.
Рис. 4. Смеситель типа "лоток Паршаля"
- подводящий лоток; 2 - переход; 3 - трубопровод хлорной воды;
-подводящий раструб; 5 - горловина; 6 - отводящий раструб; 7 - отводящий лоток; 8 - створ полного смешивания.
Согласно [8 табл. 16.2] принимаем размеры смесителя м:
А -135; D- 078; Н' - 026; I’-17;
В-03; Е- 132; Н - 032; I-47;
С- 055; Нд- 029; L- 589; I"-717; b-023.
4.2. Контактные резервуары
Применяем контактные резервуары для обеспечения расчетной продолжительности контакта очищенных сточных вод с хлором или гипохлоритом натрия.
Контактные резервуары проектируем в виде первичных отстойников без скребков на время пребывания сточных вод 30 минут. При этом учитываем и время протока сточных вод в выпуске. Принимаем два контактных резервуара.
Количество осадка выпадающего в контактных резервуарах принимаем на 1 м3 сточной воды при влажности 98% - 05л
Осадок удаляем периодически после слива отстоянной воды (один раз в 5 7 суток) перекачкой его в начало очистных сооружений.
Емкость (общую) контактных резервуаров рассчитываем по максимальному часовому притоку сточных вод м3 согласно [1 п. п. 6.228.. .6.231].
Wк.p.= 05*232875 = 116436 м3.
Принимаем 2 контактных резервуара.
По [5 прил. 13) подбираем основные параметры резервуара:
- число отделений - 3;
- расчетный объем резервуара м3 - 972;
размеры отделения м:
4.3 Выпуски сточных вод
Выпуски сточных вод проектируем согласно [1 п. п. 4.42 4.43] на расход равный 14*qmax=14*64688 = 90563 лс. Причем наименьшая скорость в подводящей части выпуска должна быть не менее 07 мс.
Потери на выход в водоем определяем по формуле:
где V1 - скорость сточной жидкости в трубе;
- скорость в водоеме принимается равной нулю так как скорость водоема создается не потоком сточной жидкости а присуща самому водоему.
hвых= (07+0)22*981 = 0025
Местные сопротивления м вычисляем по формуле:
где V - расчетная скорость движения мс;
j- поправка к местным сопротивлениям принимаем равной 116.
hм = 15*116*(072 2*981) = 0043 м.
Отметка воды в береговом колодце должна быть выше максимального горизонта воды в водоем 1% обеспеченности на величину суммы потерь в выпуске.
5. Сооружения по обработке осадка сточных вод
Высокие концентрации органических веществ в сыром осадке и активном иле вызывают способность их быстро загнивать а высокая бактериальная загрязненность и наличие яиц гельминтов вызывают опасность возникновения инфекций. В связи с этим осадок подвергают обеззараживанию (нагреванием дегельминтизацией компостированием анаэробным сбраживанием) обезвоживанию (сушкой его на иловых площадках термической сушкой механическим обезвоживанием на вакуум-фильтрах центрифугах или фильтр-прессах сжиганием).
Обычно в метантенки подается смесь сырого осадка из первичных отстойников избыточного уплотнения активного ила из вторичных отстойников. Допускается подача в метантенки отбросов с решеток после их дробления.
Определяем объем смеси осадков Wtot мзcym по формуле:
.где Wn.6 - колическтво избыточного активного ила после биофильтров м3сут;
Qmud – объем задерживаемого в отстойниках осадка мзч.
Wtot= 98+ 644 = 10444 м3сут.
Влажность смеси осадков Рср % равна:
где Wi и Pi - сумма произведений объема осадка мзcym из отдельных сооружений и их влажности.
Рср=98*992+644*94510444=92 %.
Так как Рср не более 94 % то осадки сбраживаем в термофильном режиме при температуре 53 °С. Для нагрева осадка требуется 25-40 кг острого пара.
Определяем объем метантенков м3:
где Dmt - суточная доза загрузки в метантенк % принимаемая согласно [1 таблица 59].
Wmt=10444*10014=746 м3.
Принимаем два метантенка и их типовые размеры согласно [8 табл. 36.5]. Основные параметры метантенка:
- полезный объем одного резервуара м3 - 1000;
- верхнего конуса - 19;
- цилиндрической части-65;
-нижнего конуса – 215;
Уточняем суточную дозу загрузки в метантенк %:
где WТmt- табличная величина объема метантенков.
Dmt=(10444*100)1000=1044.
Далее определяем распад беззольного вещества осадка Rr % по формуле:
Кг - коэффициент зависящий от влажности осадка принимаемый по [1 табл. 61];
Rlim= 53 % средняя величина возможного предела сбраживания для осадка из первичного отстойника.
Rr=53-056*1044=472 %.
Количество газа полученное при сбраживании осадков Gгаз мзcym определяем по формуле:
Gгаз=[Wотб *(100-Pотб100)+Wотст*(100-Рmud100)*0.73]
Gгаз=[(31*(100-992100)+349313*(100-945100) ]*073 = 2528128 м3сут
Объем газа Vгаз м3сут при его объемном весе gо=1 кгм3 равен:
Vгаз =2528128 *1=2528128 м3сут.
Учитывая неравномерность выхода газа из метантенков в целях максимального его использования на площадках очистных сооружений устанавливаем газгольдеры (для сбора хранения и последующего использования газа) позволяющие поддерживать постоянное давление в газовой сети.
Емкость газгольдеров Wгаз м3 принимаем равной притоку газа за время t=2-4 часа т. е.
Wгаз=2528128 *324 = 316016м3.
Принимаем пять газгольдеров.
По (8 табл. 36.6] принимаем типовые размеры газгольдеров:
внутренний диаметр м:
- резервуара – 1175;
Количество тепла So ккалсут требуемое для нагрева осадка до расчетной температуры tсб учитывая режим сбраживания (53°С) согласно [1 п. 3.68] принимаем равным:
So=S*(tсб-to)*Wtot* (1+h)
где S - удельное количество тепла потребное для подогрева осадка равное 1350 ккалм 3град [1];
to - минимальная температура осадка в зимний период времени равная температуре сточных вод в тот же период;
- потери тепла при его передаче составляющие 01 от общего количества тепла;
h- к. п.д. котельной равный 065.
So = 1350*(53-15)*10444*(1+01065) = 618204462 ккалсут.
При сжигании газа теплотворной способностью 5000 ккалм3 [1] количество тепла выделяющегося при сжигании 82 ккал составит:
S2=2528128*5000 = 1264064000 ккал.
5.3. Иловые площадки
Для обезвоживания сырых или сброженных осадков применяем иловые площадки на естественном основании.
Площадь иловых площадок Fun. с учетом валиков и дорог составит м2:
Fип=12* [(Wобщ*365)(m*qo)
где qo - нагрузка м3м2 год;
m - климатический коэффициент принимаемый по [1 черт. 3];
Wобщ - количество осадка мзcym.
Fип=12*[(10444*365)08 *1] = 571809 м2.
При напуске осадка слоем h=025 м площадь залива Fзал м2 определяем по формуле:
Fзал=10444025=41776 м2.
Принимая размеры одной карты f=b*z=100x100 м2 рассчитываем число карт площадок шт:
где Fnoл - полезная площадь определяемая по формуле:
Fnon=10444*36508*1=4765075 м2;
Количество сухого осадка Wсух м3 влажностью Р2=75 % при его исходной влажности Рср равно:
Wсух=Wобщ*365(100-Рср)(100-Р2)
Wcyx=10444*365(100-96)(100-75)=60993 м3.
Компоновка генерального плана очистной станции
После выполнения гидравлических и технологических расчетов отдельных сооружений очистной станции и их элементов сечений лотков и трубопроводов соединяющих сооружения между собой приступаем к составлению генплана очистной станции. Площадку очистных сооружений располагаем с учетом п. 2 данного курсового проекта.
На генплан наносим расположение всех сооружений очистной станции (основных и вспомогательных) подводящих и отводящих открытых лотков трубопроводов указываем трассы газопроводов дренажей дорог ограждений озеленение территории.
Сооружения в которых возможно выделение взрывоопасных и пожароопасных газов и паров - метантенки газгольдеры - удаляем от других сооружений дорог на расстояния в соответствии с требованиями правил техники безопасности согласно [4 разд. 9).
К каждому сооружению и зданию обеспечиваем подъезд с шириной дороги 35 м (одностороннее движение) или 55 м (двухстороннее движение). Радиус поворота дорог принимаем равным 8 м.
На очистной станции предусматриваем аварийный коллектор для выпуска сточных вод. Он берет начало от приемной камеры идет вдоль сооружений и присоединяется к выпуску очищенной сточной воды в колодце после контактных резервуаров. К выпуску присоединяем выпуски от крупных сооружений очистной станции на случай опорожнения их для ремонта или строительных работ.
Список используемой литературы
СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. -М.: ЦИТП Госстроя СССР 1986. -72с.
Яковлев С. В. Карелин Я. А. Ласков Ю.М. Калицун В. И. Водоот-ведение и очистка сточных вод. - М.: Стройиздат 1996. - 591 с.
Справочник по очистке природных и сточных вод Паэль Л. Л Кару Я.Я. МельдерХ.А. Репин Б.Н. - М.: Высшая школа 1994. - 336 с.
Очистка сточных вод города Рехтин А.Ф. Методические указания по составлению курсового проекта "Очистные сооружения канализации". Томск.: ТГАСУ 1998. - 51 с.
Очистка сточных вод города Рехтин А.Ф. Приложения к методическим указаниям по составлению курсового проекта "Очистные сооружения канализации". Томск.: ТГАСУ 1998. -35с.
Лукиных А.А. Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Павловского Н.Н..- М.: Стройиздат 1987.-152 с.
Примеры расчетов канализационных сооруженийЛасков Ю.М. Воронов Ю.В. Калицун В. И. - М.: Стройиздат 1987. - 255 с.
Канализация населенных мест и промышленных предприятий Лихачев Н.И. Ларин И.И. Хаскин С.А. и др.; под ред. Самохина В.Н. - 2-е изд. - М.: Стройиздат 1981. - 639 с.
Насосы. Каталог-справочник. Изд. 3-е испр. - М.: Государственное научно-техническое изд-во машиностроительной литературы 1960. - 720 с.
Насосы центробежные двустороннего входа. Основные параметры. ГОСТ 10272-87. - 234 с.

Водоотвед 2.dwg

-отводящий трубопровод.
-насосная станция сырого осадка;
-распределительная чаша;
-трубопровод сырого осадка;
-подводящий трубопровод;
Условные обозначения:
Радиальный отстойник
профиль по движению воды.
КП-2061926-2908-03-03
Очистные сооружения водоотведения
Продольный профиль по движению воды
Маштаб вертикальный 1:200
Маштаб горизонтальный 1:500
Горизонтальный отстойник
Распределительная чаша
Сооружение доочистки

ВОдоотвед 1.dwg

д1 - иловая вода; х1 - хлорная вода; п1 - пар; г1 - газ; w1 - сброженный осадок; w2 - пескопровод; w3 - пленка из вторичных отстойников; w8 - осадок первичных отстойников; w9 - дробленные отбросы; w10 - осадок контактных бассейнов; w11 - воздуховод.
Генплан очистной станции
Очистные сооружения водоотведения
Насосная метантенков
Контактный резервуар
Сооружение доочистки
КП-2061926-2908-03-03