Разработка технологической схемы очистки сточных вод

components pages elements documents data document 4.pdf

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Вологодский государственный технический университет
МЕХАНИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА
редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
Доктор педагогических наук профессор Вологодского
Начальник отдела СИАК ФГУ «Вологдаводресурсы»
Механическая очистка сточных вод: Учебное пособие.– Вологда:
ВоГТУ 2003. – 152 с.
В учебном пособии рассмотрены вопросы проектирования и расчета
основных сооружений механической очистки бытовых производственных
и атмосферных сточных вод. Пособие предназначено для студентов специальности 290800 при подготовке к занятиям по дисциплине “Водоотведение и очистка сточных вод”.
© Вологодский государственный
технический университет 2003
Очистка сточной воды от содержащихся в ней загрязнений как правило
проводится в несколько стадий. Общим принципом последовательности расположения очистных сооружений является удаление из сточной воды загрязнений
по их уменьшающейся крупности.
В схеме очистной станции сооружения механической очистки могут располагаться как до так и после сооружений биологической очистки. В первом случае они служат для извлечения наиболее грубых загрязнений которые встречаются в бытовых производственных и атмосферных стоках – кусочков дерева
текстиля остатков фруктов синтетических материалов волокон костей битого
стекла песка взвешенных веществ масло- и нефтепродуктов и др. Кроме этого для глубокой очистки сточной воды могут быть использованы механические
На промышленных предприятиях во многих случаях применяются усреднители которые позволяют достичь выравнивания количества стоков и концентраций в них загрязняющих веществ.
Одновременное проведение процессов отстаивания и сбраживания образующегося при этом осадка достигается в комбинированных сооружениях –
септиках двухъярусных отстойниках или осветлителях-перегнивателях.
Учебное пособие предназначено в помощь студентам обучающимся по
специальности 290800 «Водоснабжение и водоотведение» для изучения методов и сооружений механической очистки хозяйственно-бытовых производственных и атмосферных стоков.
В учебном пособии приводятся теоретические основы очистки сточной воды методами отстаивания и фильтрования рассказывается о проектировании и
расчете решеток песколовок отстойников фильтров нефтеловушек гидроциклонов центрифуг усреднителей комбинированных сооружений по очистке
стоков и обработке осадков. Для каждого из перечисленных сооружений приведены методики и примеры расчета.
Приложения приведенные в конце учебного пособия содержат табличный
материал с основными параметрами работы и конструкционными размерами
типовых сооружений и установок заводского изготовления.
СПОСОБЫ И СООРУЖЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
В городских сточных водах содержится большое количество нерастворимых
и малорастворимых веществ с размером частиц более 01 мкм которые образуют с водой дисперсные системы – суспензии и эмульсии. Такие системы являются кинетически неустойчивыми и в определенных условиях способны разрушаться – выпадать в осадок или всплывать на поверхность воды.
Механическая очистка – это выделение из сточных вод находящихся в них
нерастворенных грубодисперсных примесей имеющих минеральную и органическую природу. Для этого применяются следующие методы:
! процеживание – задержание наиболее крупных загрязнений и частично
взвешенных веществ на решетках и ситах;
! отстаивание – выделение из сточных вод взвешенных веществ под действием силы тяжести на песколовках (для выделения минеральных примесей)
отстойниках (для задержания более мелких оседающих и всплывающих
примесей) а также нефтеловушках масло- и смолоуловителях. Разновидностью этого метода является центробежное отстаивание используемое в гидроциклонах и центрифугах;
! фильтрование – задержание очень мелкой суспензии во взвешенном состоянии на сетчатых и зернистых фильтрах;
При неравномерном образовании производственных сточных вод перед подачей на очистные сооружения их усредняют по расходу и концентрации в усреднителях различной конструкции.
Метод отстаивания вместе со сбраживанием осадков используется в комбинированных сооружениях для очистки небольших количеств сточной воды –
септиках двухъярусных отстойниках и осветлителях-перегнивателях.
В настоящее время как самостоятельный метод механическую очистку применяют редко. Такая возможность существует если при использовании только
механической очистки по условиям сброса в водоем обеспечивается необходимое качество воды (для производственных сточных вод – повторный возврат в
технологический процесс).
В основном же механическую очистку используют как предварительный
этап перед биологической очисткой или в качестве доочистки стоков.
РЕШЕТКИ И РЕШЕТКИ-ДРОБИЛКИ
Крупноразмерные отбросы содержащиеся в сточных водах (остатки пищи
бумага тряпки упаковочные материалы и др.) в процессе транспортирования
по сетям адсорбируют значительное количество жира органических соединений и песка. Образуются многокомпонентные органо-минеральные составляющие которые способны значительно осложнить работы песколовок отстойников трубопроводов и сооружений по стабилизации осадка. Количество таких
крупноразмерных загрязнений вносимых от одного жителя за сутки составляет примерно 20 г.
Решетки применяются для задержания из городских сточных вод крупных
и волокнистых материалов и являются сооружениями предварительной очистки. Основным элементом решеток является рама с
рядом металлических стержней расположенных параллельно друг другу и создающих плоскость с прозорами через которую процеживается вода. Для
устройства решеток применяют стержни прямоугольной прямоугольной с закругленной частью Рис. 2.1 Профили стержней
круглой и другой форм (рис. 2.1).
Стержни прямоугольной формы применяют чаще других. Толщина стрежней обычно равна 6–10 мм ширина прозоров между стержнями обычно принимается равной 16 мм. Решетки с прозорами шириной более 16 мм применяются
в насосных станциях и на очистных сооружениях дождевых стоков.
Для решеток новых конструкций отечественного и зарубежного производства толщина стержней (пластин) составляет 3–10 мм ширина прозоров 3–16
Решетки устанавливаются в расширенных каналах называемых камерами.
Движение воды происходит самотеком. Решетки подразделяются на вертикальные и наклонные а также
на подвижные и неподвижные (см. рис. 2.2).
граблями. Для удобства
съема загрязнений решетки часто устанавлиφ
вают под углом к гориA
зонту α=60–70º (рис. 2.2).
При большом количестве
улавливаемых отбросов
(более 01 м3сут) их удаРис. 2.2. Решетка с ручной очисткой
ление и подъем из воды
механизируется (рис. 2.3). Задержанные за4
грязнения подвергаются дроблению на специ1
альных дробилках а затем или сбрасываются
в поток воды или транспортируются в метантенки на сбраживание.
Размер решеток определяется из условия
обеспечения в прозорах решеток оптимальной
скорости 08–10 мс при максимальном расс механическими граблями
ходе сточных вод. При большей скорости
– решетка; 2 – бесконечная цепь;
уловленные загрязнения «продавливаются»
– грабли; 4 – конвейер
через решетки. При меньшей скорости в уширенной части канала перед решеткой начинают выпадать в осадок крупные
Исходя из общей ширины решеток подбирается необходимое количество
рабочих решеток дополнительно устанавливают 1–2 резервные решетки и предусматривают обводной канал для пропуска воды в случае аварийного засора
Решетки размещают в отапливаемых и вентилируемых помещениях. В месте установки на дне камеры выполняется уступ равный величине потерь напора в решетке hр (рис. 2.1). Между решетками для их обслуживания предусматривают проходы шириной не менее 12 м – для механических решеток и 07 м –
для решеток с ручной очисткой.
Решетки с механизированной очисткой имеют марки МГ (механические
грабли) РМУ (решетки механизированные универсальные) РМН (решетки механизированные наклонные) РДГ (решетка дуговая гидравлическая) РСФ (решетка ступенчатая механическая) RS (решетка ступенчатая механическая фирмы “MEVA”).
Количество отбросов задерживаемых на решетках – 16–50 л на 1000 м3 воды их влажность равна 80% зольность – 7–8% плотность – около 750 кгм3.
Удельное количество задерживаемых отбросов зависит от ширины прозоров
Удельное количество отбросов
Для дробления отбросов извлеченных из сточной воды применяют молотковые дробилки которые работают при подаче в них технической воды (после
первичных или вторичных отстойников) из расчета 40 м3 на 1 т отбросов.
Существуют конструкции решеток совмещенные с дробилками – решеткидробилки (комминуторы) в которых измельчение уловленных отбросов происходит под водой. Отечественная промышленность выпускает решетки6
дробилки марки РД и круглые решет2
ки-дробилки марки КРД.
Решетки-дробилки типа РД состоят из вращающегося щелевого барабана с режущими пластинами и резцами неподвижного корпуса с трепальными гребнями и приводного ме3
ханизма (рис. 2.4). Измельчение отбросов происходит при взаимодейстРис. 2.4. Решетка-дробилка РД
вии пластин и резцов с трепальными
барабан; 2 – приводной механизм;
3. Расчет решеток и решеток-дробилок
I. Решетки с механизированной очисткой
По таблицам гидравлического расчета каналов прямоугольного сечения
[5] в соответствии с максимальным секундным расходом сточной воды qmax
м3с и скоростью течения воды vк = 06–08 мс принимаются размеры подводящего канала перед решетками Bк×Hк его уклон iк и наполнение hк м.
Определяется необходимое число прозоров в решетках n:
где Kст – коэффициент учитывающий стеснение потока механическими граблями равный
5–11; b – ширина прозоров решетки м принимается по табл. 1 Приложений; vр – скорость движения воды в прозорах решетки равная 08–10 мс.
Рассчитывается общая ширина решеток Bр:
где S – толщина стержней решетки м которая принимается по табл. 1 Приложений.
В соответствии с найденной шириной по табл. 1 Приложений выбирается
марка решеток и их количество N. Выписываются все необходимые характеристики. По табл. 2.1 назначается число резервных решеток.
Количество резервных решеток
С механизированной очисткой:
- с прозорами 16–20 мм
- с прозорами свыше 20 мм
Решетки-дробилки устанавливаемые:
Проверяется скорость воды в прозорах решетки vр:
где n1 – количество прозоров в одной решеткепринимается по табл. 1 Приложений.
Скорость vр должна быть примерно в пределах 08–1 мс. Если это условие
не соблюдается принимают другую марку решетки или их количество и повторяют расчет начиная с пункта 2.
Рассчитывается величина уступа в месте установки решетки hр (рис. 2.2):
где P – коэффициент увеличения потерь напора вследствие засорения решетки равный 3;
р – коэффициент местного сопротивления решетки определяется по формуле:
здесь α – угол наклона решетки к горизонту °; s – толщина стрежней в решетке принимается
по табл. 1 Приложений; – коэффициент зависящий от формы стержней и принимаемый
Прямоугольная форма с заКруглая форма
кругленной лобовой частью
Рассчитывается количество Wотб масса снимаемых отбросов за сутки
Wотб = qотбNпр365 000 м3сут;
Pотб = 750Wотб1000 тсут;
Pотб = 1000PотбK24 кгч
где qотб – удельное количество отбросов зависящее от ширины прозоров решетки
л(год·чел) (п. 2.1); Nпр – приведенное население чел; K – коэффициент неравномерности
поступления отбросов равный 2.
Исходя из рассчитанной массы отбросов по табл. 3 Приложений
подбирается марка и количество дробилок.
Определяется количество технической воды подводимой к дробилкам:
II. Решетки с ручной очисткой
Подбираются размеры подводящего канала по формуле (2.1) определяется необходимое количество прозоров в решетках n (при этом коэффициент
Kст равен 1 а ширина прозоров b принимается в пределах 0016–0019 м).
По формуле (2.2) определяется общая ширина решеток Bр причем толщина стрежней S принимается равной 0006–0008 м.
Принимается число решеток N рассчитывается ширина B1 и количество
прозоров n1 в каждой из них:
По формуле (2.3) рассчитывается и проверяется действительная скорость
воды в прозорах решетки vр.
Назначается количество резервных решеток: при количестве рабочих до
трех – 1 более трех рабочих – 2.
Определяются геометрические размеры камеры одной решетки (рис. 2.2).
Рассчитываются размеры входной и выходной частей канала l1 и l2:
где φ – угол расширения канала равный 20°; A – стандартная ширина канала (04 м; 06 м;
м; 1 м; 12 м; 14 м и т.д.).
Определяется длина расширенной части канала l:
- для вертикальных решеток:
- для наклонных решеток:
где hк – глубина воды в подводящем канале м; α – угол наклона решетки к горизонту °.
Находится общая длина камеры решетки L:
По формулам (2.4 2.5) рассчитывается величина уступа в месте установки решетки hр.
По формулам (2.6) рассчитывается количество и масса снимаемых отбросов.
Исходя из максимального расхода сточной воды по табл. 2 Приложений
подбираются марка и количество решеток-дробилок. По табл. 2.1 назначается
число резервных агрегатов.
Определяется скорость течения воды в щелевых отверстиях v:
где qma N – число рабочих решеток-дробилок
шт; F – суммарная площадь щелевых отверстий в барабане решетки-дробилки м2.
Скорость v должна быть в пределах характерных для выбранной марки решетки-дробилки (табл. 2 Приложений).
Исходные данные. Суточный расход сточной воды Q = 90 000 м3сут; максимальный секундный расход qma норма водоотведения составляет
Задание. Подобрать решетки с механической очисткой.
Расчет. По таблицам гидравлического расчета каналов прямоугольного сечения [5] принимаем размеры подводящего канала перед решетками шириной
Bк = 12 м уклоном iк = 00003 наполнением hк = 187 м. Скорость в канале составляет vк = 0735 мс.
Принимаем коэффициент учитывающий стеснение потока механическими
граблями Kст = 105 ширину прозоров в решетке b = 001 м толщину стержней
решеток S = 001 м и скорость движения воды в прозорах vр = 08 мс затем по
формуле (2.1) определяем необходимое количество прозоров в решетках:
По формуле (2.2) рассчитываем общую ширину решеток:
Bр = 001(116 – 1) + 001·116 = 2306 м.
По табл. 1 Приложений принимаем 3 вертикальные решетки марки РМН с
шириной 08 м с углом наклона к горизонту α = 90° и количеством прозоров
n1 = 40По табл. 2.1 принимаем 1 резервную решетку.
По формуле (2.3) проверяем действительную скорость в прозорах решетки:
Принимаем для стержней прямоугольной формы с закругленной лобовой
частью коэффициент = 183 и по формуле (2.5) вычисляем коэффициент местного сопротивления решетки:
По формуле (2.4) определяем величину уступа в месте установки решетки:
Для выбранной ширины прозоров удельное количество задерживаемых отбросов составляет qотб = 8 л(год·чел). Приведенное население составляет: Nпр =
= 1000Qa = 1000·90 000180 = 500 000 чел.
По формулам (2.6) рассчитываем количество и массу снимаемых с решеток
Wотб = 8·500 000365 000 = 1096 м3сут;
Pотб = 750·10961000 = 822 тсут;
Pотб = 1000·822·224 = 685 кгч.
По табл. 3 Приложений подбираем 1 рабочую и 1 резервную дробилку марки ДК-10.
По формуле (2.7) определяем расход технической воды подводимой к дробилкам:
Qотб = 40·685 = 27 400 м3ч.
Исходные данные. Суточный расход сточной воды Q = 5 000 м3сут; максимальный секундный расход qma норма водоотведения составляет
Задание. Подобрать решетки с ручной очисткой.
Bк = 04 м уклоном iк = 0001 наполнением hк = 041 м. Скорость в канале
составляет vк = 06 мс.
граблями Kст = 1 ширину прозоров в решетке b = 0016 м толщину стержней
решеток S = 0008 м и скорость движения воды в прозорах vр = 08 мс затем по
Bр = 0008(20 – 1) + 0016·20 = 047 м.
Принимаем 1 рабочую и 1 резервную решетку шириной B1 = 043 м с углом
наклона к горизонту α = 60° и количеством прозоров n1 = 20 шт.
По формулам (2.9) рассчитываем размеры входной и выходной частей канала:
l2 = 05·005 = 005 м.
По формуле (2.10) определяем длину расширенной части канала:
l = 18·04 + 041tg 60° = 096 м.
По формуле (2.11) находим общую длину камеры решетки:
L= 01 + 005 + 096 = 111 м.
Принимаем для стержней прямоугольной формы коэффициент = 242 и по
формуле (2.5) вычисляем коэффициент местного сопротивления решетки:
= 1000Qa = 1000·5 000150 = 33 300 чел.
Wотб = 8·33 300365 000 = 073 м3сут;
Pотб = 750·0731000 = 055 тсут;
Pотб = 1000·055·224 = 458 кгч.
Исходные данные. Суточный расход сточной воды Q = 155 000 м3сут; максимальный часовой расход равен qmax.ч = 9370 м3ч.
Задание. Подобрать решетки-дробилки.
Расчет. По табл. 2 Приложений подбираем решетки-дробилки марки РД600 со следующими техническими характеристиками:
! максимальная производительность – 2000 м3ч;
! ширина щелевых отверстий – 10 мм;
! суммарная площадь щелевых отверстий в барабане F = 0455 м2;
! диаметр барабана – 635 мм;
! частота вращения барабана – 31 мин-1;
! мощность электродвигателя – 15 кВт.
Количество рабочих агрегатов принимаем равным N = 5 резервных – 2.
Максимальный секундный расход сточной воды составляет:
qmax = qmax.ч3600 = 9370360 = 2603 м3с.
По формуле (2.12) определяем скорость течения воды в щелевых отверстиях:
Это значение находится в допустимых пределах для выбранной марки
решетки-дробилки (1–12 мс).
Содержащиеся в сточной воде нерастворимые вещества (например песок
шлак стеклянная крошка и др.) крупностью 015–025 мм могут накапливаться
в отстойниках метантенках снижая тем самым производительность этих сооружений. Осадок содержащий песок плохо транспортируется по трубопроводам.
Для предварительного выделения из сточных вод нерастворенных минеральных примесей (песка шлака боя стекла и др.) под действием силы тяжести
применяются песколовки. Песколовки предусматриваются в составе очистных
сооружений при производительности свыше 100 м3сут. Количество песколовок
или отделений должно быть не менее двух причем все – рабочие.
По направлению движения воды песколовки подразделяются на
горизонтальные вертикальные и с вращательным движением жидкости;
последние подразделяются на тангенциальные и аэрируемые.
При объеме улавливаемого осадка до 01 м3сут допускается удалять осадок
вручную при большем объеме выгрузка осадка механизируется.
1. Горизонтальные песколовки
Представляют собой удлиненные в плане сооружения с прямоугольным поперечным сечением (рис. 3.1). Важнейшими элементами песколовки являются:
входной и выходной каналы; бункер для сбора осадка располагаемый в начале
песколовки. Кроме этого в песколовке имеются механизм для перемещения
осадка в бункер и гидроэлеватор для удаления песка. Механизмы применяются
двух типов: цепные и тележечные. Цепные механизмы состоят их двух бесконечных цепей расположенных по краям песколовки с закрепленными на них
скребками (рис. 3.1). Механизмы тележечного типа состоят из тележки перемещаемой над песколовкой по рельсам вперед и назад на которой подвешивается скребок.
Кроме механизмов для перемещения осадка применяются гидромеханические системы которые представляют собой смывные трубопроводы со спрысками уложенными вдоль днища в лотках.
Рис. 3.1. Горизонтальная песколовка
– цепной скребковый механизм; 2 – гидроэлеватор; 3 – бункер
Разновидностью этого типа песколовок является песколовка с круговым
движением жидкости. Она представляет собой круглый резервуар конической
формы с периферийным лотком для протекания сточной воды (рис. 3.2). Весь
улавливаемый осадок проваливается через щель в осадочную часть. Для выгрузки осадка достаточно гидроэлеватора.
Рис. 3.2 Горизонтальная песколовка с круговым движением воды
– кольцевой желоб; 2 – осадочный конус; 3 – подводящий канал; 4 – отводящий канал
Оптимальная скорость движения воды в горизонтальных песколовках v =
= 015–03 мс гидравлическая крупность задерживаемого песка u0 = 18–24ммс.
Горизонтальные песколовки применяют при расходах стоков свыше
000 м3сут а горизонтальные песколовки с круговым движением – до
2. Вертикальные песколовки
Используются в полураздельных системах и на станциях очистки поверхностных
вод поскольку они удобны для накопления
большого количества осадка. Максимальный
расход сточных вод для вертикальных песколовок составляет 10 000 м3сут.
Песколовки имеют цилиндрическую
форму с подводом воды по касательной с
двух сторон а отводом – кольцевым лотком Рис. 3.3 Вертикальная песколовка
с вращательным движением
Недостаток этих песколовок заключается 1 – подводящий канал; 2 – сборный
в большой продолжительности пребывания кольцевой лоток; 3 – ввод воды в рабочую зону; 4 – отводной канал
Расчет песколовок производится исходя из условия что скорость восходящего потока жидкости меньше гидравлической крупности песчинок улавливаемого песка т.е. v u0. Гидравлическая крупность песка такая же как у горизонтальных песколовок.
3. Тангенциальные песколовки
Они имеют круглую в плане форму и касательный подвод воды который
обеспечивает винтообразное движение жидкости по касательной к стенкам
песколовки (см. рис. 3.4). На периферии вода движется вниз а в центре – вверх.
Область применения тангенциальных песколовок – при расходах сточных
вод до 75 000 м3сут.
Рис. 3.4. Тангенциальная песколовка с вихревой водяной воронкой
– подводящий канал; 2 – отводящий канал; 3 – рабочая часть; 4 – регулируемый водослив;
– песок; 6 – шнековый подъемник
4. Аэрируемые песколовки
Имеют удлиненную форму в плане и прямоугольное полигональное или
близкое к эллиптическому поперечное сечение (рис. 3.5).
Вдоль одной из стенок песколовки прокладывается аэратор из дырчатых
труб на глубине 23 от общей глубины. Благодаря этому поток приобретает
вращательное движение с перемещением его у днища от одной стенки к другой.
Суммирование поступательного и вращательного движений приводит к винтовому движению воды вдоль песколовки. Продольная скорость составляет 005–
–010 мс вращательная скорость – 03 мс. Аэрируемые песколовки используются при расходах свыше 20 000 м3сут.
Рис. 3.5. Аэрируемая песколовка
– дырчатый аэратор; 2 – трубопровод гидросмыва осадка; 3 – осадочная часть;
К достоинствам этой песколовки относится устойчивость работы при изменениях расхода и хорошая отмывка песка от органики.
Аэрируемые песколовки одновременно могут использоваться для улавливания всплывающих загрязнений (жиров нефтепродуктов и др.). Для этого вдоль
всей песколовки полупогружной перегородкой отделяется специальная зона
для выделения и накопления всплывающих загрязнений.
5. Бункеры и площадки для обезвоживания песка
Количество песка задерживаемого в песколовках для бытовых сточных вод
равно 002 л(сут·чел) влажность песка составляет 60% объемный вес – 15тм3.
Откачка накопленного в бункерах песколовок осадка производится песковыми насосами гидроэлеваторами шнековыми подъемниками и реже эрлифтами. Откаченный садок (пескопульпа) имеет большую влажность – 98–99%
что вызывает необходимость его обезвоживания.
Для обезвоживания и подсушивания осадка на больших станциях очистки
сточных вод предусматривают песковые площадки представляющие собой карты с ограждающими валиками высотой 1–2 м оборудованные шахтными водосбросами для отвода отстоявшейся воды (рис. 3.6). Удаляемая вода направляется в начало сооружений. Размеры площадок принимаются из условия нагрузки
на них не более 3 м3(м2год). Количество площадок – не менее двух.
Более рациональный метод обработки осадка из песколовок – отмывка
обезвоживание и подсушка песка с последующим использованием его в строительстве. Для этого можно использовать специальные песковые бункеры приспособленные для последующей погрузки песка в автотранспорт (рис. 3.7).
– пескопровод от песколовок;
– отвод дренажной воды
Рис. 3.7. Бункеры для
обезвоживания и хранения песка
– подача пескопульпы; 2 – отвод
воды; 3 – гидроциклон; 4 – бункер;
– задвижка для выгрузки песка
Такие бункеры рассчитываются на 15–5 суточное хранение песка. Для повышения эффективности отмывки песка применяют напорные гидроциклоны
диаметром 300 мм. Дренажная вода из бункеров и площадок возвращается в
канал перед песколовками.
6. Расчет песколовок бункеров и площадок для обезвоживания песка
По рис. 3.8 в зависимости от расхода сточных вод выбирается тип песколовок.
Аэрируемые песколовки >>
Тангенциальные песколовки
Вертикальные песколовки
Горизонтальные песколовки >>
Горизонтальные песколовки с круговым движением воды
Рис. 3.8. Область применения различных типов песколовок
I. Горизонтальные песколовки с прямолинейным движением воды
Назначается количество отделений песколовок n (не менее двух) исходя
из расхода на одно отделение не более 40–50 тыс. м3сут.
Определяется необходимая площадь живого сечения одного отделения
где qma vs – скорость течения воды
Рассчитывается длина песколовки Ls:
Ls = 1000 K s H s vs u0 м
где Ks – коэффициент принимаемый по табл. 3.2; Hs – расчетная глубина песколовки м
(табл. 3.1); u0 – гидравлическая крупность песка ммс (табл. 3.2).
Рассчитывается ширина одного отделения песколовки B:
Полученная ширина B округляется до ближайшего целого значения.
По рассчитанной ширине и длине принимается типовая песколовка или
проектируется индивидуально. В табл. 4 Приложений приведены основные
типоразмеры горизонтальных песколовок.
Параметры различных типов песколовок
Гидравли- Скорость движения
Влаж- Содержаческая сточных вод vs мс
задержиПесколовГлубина
задерживаемых частиц
Параметры к расчету песколовок
Значение Ks в зависимости от типа песколовок и отГидравличеношения ширины B к глубине H аэрируемых песколоская крупвок
Определяется скорость течения сточных вод в песколовке при максимальном (vmax) и минимальном (vmin) притоке:
vmax [vmin ] = max min мc
где qmin – минимальный секундный расход сточных вод м3с.
Полученные скорости должны находиться в пределах 015–03 мс.
Рассчитывается продолжительность протекания сточных вод в песколовке T при максимальном притоке:
Продолжительность протока T должна быть не менее 30 с.
Находится суточный объем осадка накапливаемого в песколовках wсут:
wсут = Nпрqос1000 м3сут
где qос – удельное количество песка л(сут·чел) принимается по табл. 3.1; Nпр – приведенное
Рассчитывается объем бункера одного отделения песколовки W:
где Tос – интервал времени между выгрузками осадка из песколовки сут (не более двух су-
Рассчитывается глубина бункера песколовки hб:
Определяется высота слоя осадка на дне песколовки hос:
где Kн – коэффициент учитывающий неравномерность распределения осадка по площади
Рассчитывается полная строительная высота песколовки Hстр:
Hстр = Hs + hос + 05 м.
II. Горизонтальные песколовки с круговым движением воды
из расхода на одно отделение не более 15–20 тыс. м3сут.
По формуле (3.1) определяется необходимая площадь живого сечения
одного отделения песколовки .
По формуле (3.2) рассчитывается длина окружности песколовки по средней линии Ls.
Определяется средний диаметр песколовки D0:
По табл. 5 Приложений в зависимости от пропускной способности принимается ширина кольцевого желоба песколовки Bж.
Определяется наружный диаметр песколовки D:
По рассчитанному диаметру принимается типовая песколовка или проектируется индивидуально.
По формулам (3.6 3.7) рассчитывается объем бункера одного отделения
Определяется высота бункера (конической части) песколовки hк:
где d – диаметр нижнего основания бункера равный 04 м.
Hстр = Hs + hк + 05 м.
III. Тангенциальные песколовки
из расхода на одно отделение не более 15 тыс. м3сут.
Определяется площадь каждого отделения песколовки F:
где qma q0 – нагрузка на песколовку по
воде при максимальном притоке равная 90–130 м3(м2·ч).
Рассчитывается диаметр каждого отделения D:
Диаметр песколовки должен быть не более 6 м.
Рассчитываются глубина h1 и высота бункера (конусной части) песколовки h2:
По формуле (3.6) находится суточный объем осадка накапливаемого в
Рассчитывается период между выгрузками осадка из песколовок Tос:
Hстр = h1 + h2 + 05 м.
IV. Вертикальные песколовки
из расхода на одно отделение не более 10–15 тыс. м3сут.
По формуле (3.16) определяется площадь каждого отделения песколовки
F при нагрузке по воде при максимальном притоке q0 равной 70–130 м3(м2·ч).
По формуле (3.17) рассчитывается диаметр каждого отделения D.
Рассчитываются глубина песколовки h1 и высота бункера (конусной части) песколовки h2:
где t – продолжительность пребывания воды в песколовке равная 120–180 с; v – скорость
восходящего потока воды в песколовке равная гидравлической крупности песка u0 ммс
По формуле (3.19) рассчитывается период между выгрузками осадка из
По формуле (3.20) рассчитывается полная строительная высота песколовки Hстр.
V. Аэрируемые песколовки
Принимается соотношение ширины B и глубины H песколовки α (в пределах 1–15) и определяются сами значения глубины и ширины:
где Ks – коэффициент принимаемый по табл. 3.2; Hs – расчетная глубина песколовки м равная u0 – гидравлическая крупность песка ммс (табл. 3.2).
проектируется индивидуально. В табл. 6 Приложений приведены основные показатели аэрируемых песколовок.
По формулам (3.7 3.8) рассчитываются объем бункера сбора осадка одного отделения песколовки W и глубина бункера hб.
Определяется расход промывной воды при гидромеханическом удалении
где vh – восходящая скорость смывной воды в лотке принимаемая равной 00065 мс; lsc –
длина пескового лотка равная длине песколовки за вычетом длины пескового приямка (бункера):
bsc – ширина пескового лотка равная 05 м.
Определяется напор в начале смывного трубопровода H0:
где h0 – максимальная высота слоя песка в начале пескового лотка равная 02–05 м; vтр –
скорость воды в начале смывного трубопровода равная 3 мс.
Рассчитывается общий расход воздуха для аэрирования песколовок Qair:
где Ja – интенсивность аэрации равная 3–5 м3(м2·ч).
Определяется годовой объем песка задерживаемого в песколовках:
Wгод = 365Nпрqос1000 м3год
где qос – удельное количество песка принимаемое по табл. 3.1 в зависимости от типа песколовок; Nпр – приведенное население чел.
Рассчитывается рабочая площадь песковых площадок Sр:
где hгод – годовая нагрузка на площадки равная не более 3 м (м год).
Находится общая площадь песковых площадок Sобщ:
Sобщ = (12 13)Sр м2.
Определяется необходимый объем бункеров Wb:
где T – продолжительность хранения песка в бункерах равная 15–5 сут.
Рассчитывается объем одного бункера W1:
где D – диаметр бункера равный 15–2 м.
Находится количество бункеров nb:
Количество бункеров должно быть не менее двух.
Исходные данные. Суточный расход сточной воды Q = 75 000 м3сут; максимальный секундный расход qma минимальный секундный расход
qm норма водоотведения составляет a = 250 л(сут·чел).
Задание. Рассчитать горизонтальные песколовки с прямолинейным движением воды.
Расчет. Принимаем два отделения песколовок: n = 2. По табл. 3.1 выбираем
скорость движения сточных вод в песколовке vs = 03 мс (при максимальном
притоке). По формуле (3.1) рассчитываем необходимую площадь живого сечения одного отделения песколовки:
По табл. 3.1 выбираем расчетную глубину песколовки Hs = 08 м по табл.
2 принимаем гидравлическую крупность песка u0 = 187 ммс и коэффициент
По формуле (3.2) определяем длину песколовки:
По формуле (3.3) рассчитываем ширину одного отделения песколовки:
Принимаем ширину песколовки равной B = 3 м.
По формуле (3.4) проверяем скорость течения воды в песколовке при максимальном и минимальном притоке:
Рассчитанные значения скоростей находятся в допустимом диапазоне.
По формуле (3.5) находим продолжительность протекания сточных вод в
песколовке при максимальном притоке:
T = 2180294 = 743 с.
Рассчитанная продолжительность протока больше 30 с.
Приведенное население составляет:
Nпр = 1000Qa = 1000·75 000250 = 300 000 чел.
По табл. 3.1 принимаем удельное количество песка qос = 002 л(сут·чел) и
по формуле (3.6) определяем суточный объем осадка накапливаемого в песколовках:
wсут = 300 000·0021000 = 6 м3сут.
Принимаем интервал времени между выгрузками осадка из песколовки Tос =
= 2 сут и по формуле (3.7) рассчитываем объем бункера одного отделения песколовки:
По формуле (3.8) определяем глубину бункера песколовки:
По формуле (3.9) находим высоту слоя осадка на дне песколовки:
По формуле (3.10) рассчитываем полную строительную высоту песколовки:
Hстр = 08 + 014 + 05 = 144 м.
Итак принимаем к проектированию горизонтальную песколовку с основными размерами B×H×L = 3×144×218 м.
Исходные данные. Суточный расход сточной воды Q = 25 000 м3сут; мак-
симальный секундный расход qma норма водоотведения составляет
Задание. Рассчитать горизонтальные песколовки с круговым движением воды.
скорость движения сточных вод в песколовке vs = 03 мс.
По формуле (3.1) рассчитываем необходимую площадь живого сечения одного отделения песколовки:
По табл. 3.1 выбираем расчетную глубину песколовки Hs = 05 м по
табл. 3.2 принимаем гидравлическую крупность песка u0 = 187 ммс и коэффициент Ks = 17.
По формуле (3.2) определяем длину окружности песколовки по средней линии:
По формуле (3.11) определяем средний диаметр песколовки:
D0 = 13631416 = 43 м.
По формуле (3.12) рассчитываем продолжительность протекания сточных
вод в песколовке при максимальном притоке:
T = 31416·4303 = 455 с.
По табл. 5 Приложений при общей пропускной способности двух отделений
0 лс принимаем ширину кольцевого желоба песколовки Bж = 15 м.
По формуле (3.13) находим наружный диаметр песколовки:
Принимаем к проектированию песколовки диаметром D = 6 м.
Nпр = 1000Qa = 1000·25 000170 147 000 чел.
wсут = 147 000·0021000 = 294 м3сут.
W = 294·22 = 294 м3.
По формуле (3.14) определяем высоту бункера (конической части) песко-
416 432 + 042 + 43 04
По формуле (3.15) рассчитываем полную строительную высоту песколовки:
Hстр = 05 + 054 + 05 = 154 м.
Исходные данные. Суточный расход сточной воды Q = 14 000 м3сут; максимальный секундный расход qma норма водоотведения составляет
Задание. Рассчитать тангенциальные песколовки.
Расчет. Исходя из расхода на одно отделение не более 15 тыс. м3сут принимаем два отделения песколовок: n = 2. Принимаем нагрузку на песколовку по
воде при максимальном притоке равной q0 = 100 м3(м2·ч). По формуле (3.16)
определяем площадь каждого отделения песколовки:
По формуле (3.17) рассчитываем диаметр каждого отделения песколовки:
Принимаем диаметр песколовки D = 3 м.
По формулам (3.18) рассчитываем глубину h1 и высоту бункера (конусной
части) h2 песколовки:
Nпр = 1000Qa = 1000·14 000190 74 000 чел.
wсут = 74 000·0021000 = 148 м3сут.
По формуле (3.19) находим период между выгрузками осадка из песколовок:
По формуле (3.20) рассчитываем полную строительную высоту песколовки:
Hстр = 15 + 26 + 05 = 46 м.
Исходные данные. Суточный расход сточной воды Q = 8500 м3сут; максимальный секундный расход qma норма водоотведения составляет
Задание. Рассчитать вертикальные песколовки.
Расчет. Исходя из расхода на одно отделение не более 10–15 тыс. м3сут
принимаем два отделения песколовок: n = 2.
Принимаем нагрузку на песколовку по воде при максимальном притоке
равной q0 = 80 м3(м2·ч). По формуле (3.16) определяем площадь каждого отделения песколовки:
Принимаем диаметр песколовки D = 2 м.
Принимаем продолжительность пребывания воды в песколовке t = 140 с по
табл. 3.2 для диаметра задерживаемых частиц песка 02 мм выбираем
гидравлическую крупность песка u0 = 187 ммс. Скорость восходящего потока
воды в песколовке равна v = u0 = 187 ммс.
По формулам (3.21) определяем глубину h1 и высоту бункера (конусной
части) песколовки h2:
h1 = 140·1871000 = 26 м;
Hстр = 26 + 17 + 05 = 48 м.
Исходные данные. Суточный расход сточной воды равен Q = 157 000 м3сут;
максимальный секундный расход qma норма водоотведения
составляет a = 250 л(сут·чел).
Задание. Рассчитать аэрируемые песколовки.
Расчет. Исходя из расхода на одно отделение не более 40–50 тыс. м3сут
принимаем четыре отделения песколовок: n = 4. По табл. 3.1 выбираем скорость движения сточных вод в песколовке vs = 012 мс.
Принимаем соотношение ширины B и глубины H песколовки α = 125.
По формулам (3.22) определяем значения ширины и глубины:
Принимаем ширину B = 3 м.
Принимаем расчетную глубину песколовки Hs = H2 = 105 м по табл. 3.2
принимаем гидравлическую крупность песка u0 = 187 ммс и коэффициент Ks =
По формуле (3.23) рассчитываем длину песколовки:
Итак принимаем к проектированию аэрируемую песколовку с основными
размерами B×H×L = 3×21×152 м.
Nпр = 1000Qa = 1000·157 000250 = 628 000 чел.
По табл. 3.1 принимаем удельное количество песка qос = 003 л(сут·чел) и
wсут = 628 000·0031000 = 1884 м3сут.
W = 1884·24 = 942 м3.
Рассчитываем длину пескового лотка: lsc Lsc – B = 152 – 3 = 122 м затем
по формуле (3.24) находим расход промывной воды при гидромеханическом
qh = 00065·122·05 = 00396 лс.
Принимаем максимальную высоту слоя песка в начале пескового лотка
h0 = 03 м и по формуле (3.25) определяем напор в начале смывного трубопровода:
Принимаем интенсивность аэрации Ja = 3 м3(м2·ч) по формуле (3.26) рассчитываем общий расход воздуха для аэрирования песколовок:
Qair = 3·3·152·4 = 5472 м3ч.
Исходные данные. Суточный расход сточной воды на очистной станции составляет Q = 11 000 м3сут; тип песколовок – горизонтальные; норма водоотведения равна a = 140 л(сут·чел).
Задание. Рассчитать песковые площадки для обезвоживания песка из
Расчет. Приведенное население равно:
Nпр = 1000Qa = 1000·11 000140 79 000 чел.
По табл. 3.1 принимаем удельное количество песка qос = 002 л(сут·чел). По
формуле (3.27) рассчитаем годовой объем песка задерживаемого в песколовках:
Wгод = 365·79 000·0021000 = 5767 м3год.
Принимаем годовую нагрузку на песковые площадки равную
По формуле (3.28) находим рабочую площадь песковых площадок:
Sр = 57673 = 1922 м2.
По формуле (3.29) рассчитываем общую площадь песковых площадок:
Sобщ = 12·1922 230 м2.
Исходные данные. Суточный расход сточной воды на очистной станции составляет Q = 58 000 м3сут; тип песколовок – аэрируемые; норма водоотведения
равна a = 190 л(сут·чел).
Задание. Рассчитать песковые бункеры для обезвоживания песка из песколовок.
Nпр = 1000Qa = 1000·58 000190 305 000 чел.
wсут = 305 000·0031000 = 915 м3сут.
Принимаем продолжительность хранения песка в бункерах T = 3 сут по
формуле (3.30) определяем необходимый объем бункеров:
Wb = 915·3 = 2745 м3.
Принимаем диаметр бункера D = 15 м и по формуле (3.31) рассчитываем
объем одного бункера:
W1 = 23 + 22 + 2 + 1 = 995 м3.
По формуле (3.32) находим количество бункеров:
nb = 2745995 = 276 3.
Отстаивание является самым простым наименее трудоемким и дешевым
методом выделения из сточной воды грубодиспергированных примесей плотность которых отличается от плотности воды. Под действием силы тяжести загрязнения оседают на дно или всплывают на поверхность.
1. Классификация и виды отстойных сооружений
Отстойные сооружения используемые на очистных сооружениях канализации классифицируются:
! по характеру работы: подразделяются на периодического действия (контактные) и непрерывного действия (проточные);
! по технологической роли: делятся на первичные отстойники (для осветления сточной воды) вторичные отстойники (для отстаивания воды прошедшей биологическую очистку) и третичные отстойники (для доочистки) илоуплотнители осадкоуплотнители;
! по направлению движения потока воды: бывают вертикальные горизонтальные радиальные (разновидности: с центральным периферийным и с
радиальным подвижным впуском воды) и наклонные тонкослойные (в зависимости от схемы движения воды и осадка бывают прямоточными противоточными и перекрестными);
! по способу обеспечения флокуляции взвешенных веществ: активная
флокуляция (достигается путем аэрации механического перемешивания
или реагентной обработкой) и пассивная флокуляция (разновидности: в свободном объеме или в контактной среде);
! по способу выгрузки осадка: сооружения со скребковыми механизмами
илососами и гидросмывом.
2. Первичное осветление сточной воды
Первичные отстойники располагаются в технологической схеме непосредственно после песколовок и предназначены для выделения взвешенных веществ из сточной воды. Основной характеристикой работы первичных отстойников является эффективность осветления (отстаивания) которая определяется из выражения:
где C1 – начальная концентрация взвешенных веществ в сточной воде; C2 – допустимая
конечная концентрация взвешенных веществ в осветленной воде принимаемая в
соответствии с нормами или технологическими требованиями.
В большинстве случаев эффект осветления составляет 40–60% что приводит также к снижению величины БПК в осветленной сточной воде на 20–40%.
Для станций полной биологической очистки концентрация взвешенных ве-
ществ в воде после первичных отстойников не должна превышать 150 мгл во
избежание повышенного прироста активного ила или биопленки.
Закономерности первичного осветления
Основным параметром который используется при расчете первичных отстойников является скорость осаждения частиц – гидравлическая крупность.
Скорость одиночного осаждения u частиц шарообразной формы в условиях
ламинарного режима (Re ≤ 2) описывается формулой Стокса:
где d – диаметр частицы; ρч – плотность частицы; ρв – плотность воды; – динамическая вязкость чистой воды.
При отстаивании сточных вод наблюдается стесненное осаждение которое
сопровождается столкновением частиц трением между ними и изменением
скоростей. Скорость стесненного осаждения меньше скорости одиночного осаждения и для шарообразных частиц одинакового размера может быть рассчитана по формуле Стокса с дополнительными параметрами которые учитывают
влияние концентрации взвешенных частиц и реологические свойства системы:
где с – динамическая вязкость сточной воды; – объемная доля жидкой фазы.
Для нешарообразных частиц в эти формулы подставляют эквивалентный
где Vч – объем частицы.
Однако взвешенные вещества содержащиеся в городских сточных водах
имеющие преимущественно органическое происхождение представляют собой
полидисперсную агрегативно-неустойчивую систему. Частицы неоднородны
имеют хорошие адгезионные свойства и способность к агломерации при осаждении. Различают агломерацию частиц в условиях перикинетической (или
диффузионной) коагуляции и ортокинетической (или гравитационной) флокуляции.
Перикинетическая коагуляция имеет место при разрушении коллоидных
систем размеры частиц которых не превышают 01 мкм. Кинетика такого процесса описывается формулой Смолуховского:
где n0 – начальная концентрация частиц; nt – конечная концентрация частиц через период
времени t; r – расстояние между центрами агрегатирующихся частиц; Dмол – коэффициент
молекулярной диффузии.
Для основной массы грубодиспергированных частиц с размером 1–
– 1000 мкм определяющей является ортокинетическая флокуляция обусловленная столкновением частиц разного диаметра. Кинетика этого процесса являющегося определяющим для всего первичного отстаивания выражается математической моделью для бидисперсных систем в которых крупные хлопья
поглощают более мелкие частицы. В дифференциальном виде уравнением выражается так:
где n1 и nхл – соответственно количество мелких частиц и хлопьев в единице объема воды;
– коэффициент эффективности столкновения частиц обусловленный их адгезионными
свойствами; G – градиент скорости характеризующий условия столкновения частиц;
dхл – эквивалентный диаметр хлопьев.
На практике проектирования и эксплуатации получило распространение использование зависимостей эффекта осветления сточной воды от продолжительности ее отстаивания. Широко применяется эмпирическое уравнение вида:
где Эt – концентрация взвешенных веществ в период времени t; a – эмпирический коэффициент зависящий от концентрации взвешенных веществ их способности к агломерации и высоты слоя воды; Э120 – относительное содержание оседающих веществ к общей массе взвешенных веществ после 120 мин отстаивания в покое.
Для проектирования отстойников экспериментально определяют кривые
кинетики осветления реальных стоков на данной станции очистки с помощью
отстаивания в лабораторных цилиндрах высотой 05 и 1 м (рис. 4.1). Эффект
осветления в этом случае рассчитывается по формуле:
Эt = 100(Сen – Сt)Сen
где Сen – начальное содержание взвешенных веществ; Сt – содержание взвешенных веществ в
Для пересчета полученных кинетик на глубину реальных отстойников используют условие седиментационного подобия:
где Tset – продолжительность осветления в
натуре при глубине tset – продолжительность осветления в модели при глубине
n – показатель степени отражающий способность взвеси к агломерации (для городских сточных вод n = 02–04).
Показатели a и n определяются
экспериментально по результатам
технологического моделирования.
Для расчета отстойников используется понятие условной гидравлической крупности u0 (u0 = hsettset) кото-
Рис. 4.1. Зависимость эффекта осветления
от продолжительности отстаивания
рая рассчитывается из соотношения:
Кроме того для учета гидродинамического режима потока осветляемой воды в отстойнике вводится коэффициент использования объема проточной части:
где Wобщ – общий объем зоны отстаивания; Wпрот – объем проточной части исключающий
вихревые зоны на входе и выходе.
Для городских сточных вод в [9] приводятся данные о кинетике осаждения
необходимые для расчета отстойников.
3. Конструктивные типы первичных отстойников
Горизонтальные отстойники
Применяются на очистных сооружениях канализации производительностью
–100 тыс. м3сут. Представляют собой прямоугольные в плане резервуары
разделенные продольными перегородками на несколько отделений. Поток воды
в них движется горизонтально (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Горизонтальный отстойник
– подводящий лоток; 2 – полупогружная доска; 3 – скребковая тележка;
– отводящий лоток; 5 – жиросборный лоток; 6 – удаление осадка
Выпадающий по длине отстойника осадок перемещается скребком в расположенные на входе приямки откуда под гидростатическим давлением выдавливается в самотечный трубопровод. Всплывающие нефтепродукты и жировые
вещества собираются в конце сооружения в жиросборный лоток из которого
также самотеком отводятся на перекачку.
К достоинствам горизонтальных отстойников относятся: высокий эффект
осветления по взвешенным веществам – 50–60% и возможность их блокирования с аэротенками.
Недостатки – повышенный расход железобетона по сравнению с круглыми
отстойниками и неудовлетворительная работа механизмов для сгребания осадка особенно в зимний период.
Вертикальные отстойники
Вертикальные отстойники при1
меняются на очистных сооружени5
ях производительностью 2–20 тыс.
м3сут. Представляют собой круглые в плане резервуары с кониче7
ским днищем в которых поток осветляемой воды движется в вертикальном направлении. Вертикаль4
ные отстойники бывают с цен3
тральным впуском воды с нисходяще-восходящим движением воды с периферийным впуском воды.
Рис. 4.3. Вертикальный отстойник
В отстойниках с центральным
с центральным впуском
– центральная труба; 2 – зона отстаивания;
впуском (рис. 4.3) сточная вода
– осадочная часть; 4 – отражательный щит;
опускается вниз по центральной
раструбной трубе отражается от 5 – периферийный сборный лоток; 6 – кольцевой
лоток; 7 – удаление осадка
конусного отражательного щита и
поступает в зону осветления. Происходит флокуляция частиц причем те из
них гидравлическая крупность которых u0 превосходит скорость восходящего
вертикального потока vверт выпадают в осадок. Для городских сточных вод
скорость восходящего потока составляет 05–07 ммс. Осветленная вода собирается периферийным сборным лотком всплывающие жировые вещества собираются кольцевым лотком. Эффект осветления в таких отстойниках невысок и
составляет не больше 40%.
Более совершенными являются
вертикальные отстойники с нисхо3
дяще-восходящим движением воды
– рис. 4.4. Сточная вода поступает в
центральную часть отстойника и через зубчатый водослив распределяется по площади зоны осветления
где происходит нисходящее движение потока воды. Основная масса
взвешенных веществ успевает вы4
пасть до поступления воды в кольцевую зону где происходит доосветление воды и сбор ее перифеРис. 4.4. Вертикальный отстойник
с нисходяще-восходящим потоком
рийным лотком. Эффект осветления
трубопровод; 2 – кольцевая перев таких отстойниках составляет 60–
городка; 3 – зубчатый водослив; 4 – осадочная
часть; 5 – периферийный сборный лоток;
Разновидностью вертикальных
отстойников являются квадратные в
плане четырехбункерные отстойники с центральным впуском воды и сбором
осветленной воды периферийным лотком.
Достоинствами вертикальных отстойников является простота конструкции
и удобство в эксплуатации недостатком – большая глубина сооружений.
Радиальные отстойники
Имеют круглую в плане форму резервуаров в которых сточная вода подается в центр отстойника и движется радиально от центра к периферии (см.
рис. 4.5). Скорость изменяется от максимума в центре до минимального значения на периферии. Выпавший осадок перемещается в иловый приямок скребками расположенными на вращающейся ферме. Частота вращения фермы с
илоскребами составляет 2–3 ч-1.
Рис. 4.5. Радиальный первичный отстойник
– подача сточной воды; 2 – сборный лоток; 3 – отстойная зона;
– иловый приямок; 5 – скребковый механизм; 6 – удаление осадка
Диаметр типовых радиальных отстойников составляет 18–50 м. Они используются на очистных станциях производительностью свыше 20 тыс. м3сут.
Эффект осветления достигает 50–55%. К достоинствам радиальных отстойников относится простота эксплуатации и низкая удельная материалоемкость к
недостаткам – уменьшение коэффициента объемного использования из-за высоких градиентов скорости в центральной части.
Рис. 4.6. Радиальный отстойник с периферийным впуском
– подача сточной воды; 2 – водораспределительный желоб; 3 – отводящий трубопровод; 4 – отстойная зона; 5 – иловый приямок; 6 – скребковый
механизм; 7 – удаление осадка
Устранение такого недостатка возможно в отстойниках с периферийным
впуском сточной воды (см. рис. 4.6). Сточная вода поступает в
водораспределительный желоб расположенный на периферии отстойника
затем направляется в центральную зону и далее к водоотводящему кольцевому
в центральную зону и далее к водоотводящему кольцевому желобу. Движение
воды происходит более равномерно по всему живому сечению отстойника при
этом местные завихрения практически отсутствуют
В отстойниках с вращающимся водораспределительным и водосборным
устройством (рис. 4.7) основная масса воды находится в состоянии покоя. Подача исходной воды и отвод осветленной воды производятся с помощью свободно вращающегося желоба разделенного перегородкой на две части. С внутренней стороны лоток ограничен перегородкой снизу – щелевым днищем и
снаружи – распределительной решеткой с вертикальными щелями снабженной
струенаправляющими лопатками.
Рис. 4.7. Отстойник с вращающимся сборно-распределительным устройством
– подача сточной воды; 2 – щелевое днище; 3 – струенаправляющие лопатки;
– продольная перегородка; 5 – водосборный лоток; 6 – направляющий козырек;
– отвод осветленной воды; 8 – удаление осадка
Вращение желоба происходит под действием реактивной силы вытекающей
воды причем во многих случаях этой силы достаточно не только для вращения
собственно лотка но и скребковой фермы.
Диаметры типовых отстойников с вращающимся сборно-распределительным устройством составляют 18 и 24 м.
4. Интенсификация первичного осветления сточных вод
Необходимость увеличения эффективности первичного осветления сточной
воды возникает по следующим причинам: во-первых при режиме экономного
водопотребления когда концентрация взвешенных веществ может достигать
0–400 мгл необходимый эффект осветления требуется равным 70–75%; вовторых в многокомпонентных городских сточных водах часто возникает труд35
ноосаждаемая тонкодисперсная взвесь.
Различают следующие основные группы методов для интенсификации работы отстойников:
! гидродинамические: совершенствование гидравлической работы сооружений и условий седиментации а также тонкослойное отстаивание;
! технологические: регулирование уровня осадка и кислородного режима
оптимизация исходной концентрации загрязнений и др.;
! химические: корректировка pH коагуляция флокуляция и сорбция;
! физические: флотация контактная флокуляция магнитное поле ультразвук и др.
Из всех этих методов наибольшее распространение получило тонкослойное
отстаивание и метод использования биофлокулирующих свойств активного
Отстаивание в тонком слое
Метод состоит в установке в отв
стойниках блоков из тонкослойных
элементов (плоские или рифленые
пластины трубчатые элементы). Повышение эффекта осветления достигается за счет уменьшения времени Рис. 4.8. Схемы движения воды в тонком
осаждения взвеси и улучшения гидслое
родинамики осаждения.
Существует три схемы располодвижение
(рис. 4.8). При перекрестной схеме
выделенный осадок движется перпендикулярно движению сточной воды а при
прямоточной и противоточной – соответственно по ходу движения сточных вод
или в обратном направлении.
Рис. 4.9. Горизонтальный отстойник с тонкослойными блоками
– подача стоков; 2 – тонкослойный блок; 3 – отвод осветленной воды
Тонкослойное отстаивание применяется при необходимости сокращения
объема очистных сооружений при неизменном эффекте осветления или наоборот при необходимости повышения эффективности существующих отстой36
В первом случае тонкослойные отстойники являются самостоятельными сооружениями во втором – существующие отстойники дополняются тонкослойными модулями располагаемыми в модифицируемом отстойнике.
Тонкослойные блоки могут встраиваться в горизонтальные (рис. 4.9) вертикальные или радиальные отстойники. Угол наклона пластин блоков составляет 45–60° высота яруса – 25–20 см. Пластины выполняются в основном из
Биофлокуляция – это метод интенсификации процесса отстаивания заключающийся в добавлении к сточной воде активного ила (биопленки) и аэрации
При этом эффективность осветления увеличивается до 60–80% а снижение
БПК – на 40–50%. Биофлокуляция осуществляется в таких сооружениях как
преаэраторы и бифлокуляторы.
Рис. 4.10. Блок преаэратор - первичный горизонтальный отстойник
– преаэратор; 2 – подача воздуха; 3 – отстойник
Преаэраторы выполняются в виде отдельных встроенных или пристроенных к
Предварительная аэрация увеличивает эффект осветления на 10–15%.
Биофлокуляторы создаются на базе горизонтальных вертикальных и радиальных
отстойников. Для этого в них оборудуются
аэраторы благодаря чему в отстойной зоне
образуется взвешенный слой способствующий осветлению фильтрующейся через
На рис. 4.10 изображен блок преаэратор
- горизонтальный отстойник на рис. 4.11 –
вертикальный отстойник со встроенной камерой флокуляции.
Рис. 4.11. Биофлокулятор на базе
вертикального отстойника
– кожух преаэратора;
– воздухораспределитель;
– фильтросные аэраторы
Метод биофлокуляции и тонкослойные блоки можно комбинировать например в радиальном отстойнике.
5. Вторичное отстаивание
Вторичные отстойники располагаются в технологической схеме после сооружений биологической очистки в искусственно созданных условиях (аэротенки биофильтры циркуляционные окислительные каналы биотенки и др.) и
служат для выделения активного ила или отмершей биопленки из очищенной
Эффективность осветления во вторичных отстойниках определяет общий
эффект очистки воды и эффективность работы всего комплекса очистных сооружений биологической очистки.
Кроме того для технологических схем с аэротенками вторичные отстойники во многом определяют объем аэрационных сооружений который зависит
помимо прочего от концентрации возвратного активного ила и степени его рециркуляции.
Закономерности процесса илоразделения
Иловая смесь поступающая из аэротенков во вторичные отстойники представляет собой многофазную систему в которой основным компонентом служат хлопки активного ила размером 20–300 мкм сформированные в виде
сложной трехуровневой клеточной структуры окруженной экзоклеточным веществом биополимерного состава.
Важнейшим свойством иловой смеH
си является ее агрегативная неустойчи1
вость – изменение диаметра хлопков
ила в зависимости от интенсивности
перемешивания. При снижении интенсивности турбулентного перемешива3
ния и последующем отстаивании ило4
вой смеси в результате биофлокуляции
происходит агрегирование хлопков ила
Рис. 4.12. Кривая кинетики снижения
диаметром 20–300 мкм в хлопья разме- границы раздела фаз вода–активный ил
Осаждение хлопьев активного ила происходит с образованием видимой границы раздела фаз между водой и илом. Скорость снижения границы раздела
может быть определена по формуле:
где I di – доза активного ила в иловой смеси.
При изучении кривой кинетики снижении границы раздела фаз (рис. 4.12)
выделяют следующие основные стадии процесса гравитационного разделения
– флокуляция хлопков ила с образованием хлопьев и видимой границы;
– зонное осаждение хлопьев с постоянной скоростью;
– переходная стадия от зонного осаждения к уплотнению осевшего ила;
– уплотнение осевшего ила за счет сжатия под тяжестью лежащих выше
– осветление надыловой воды при которой полидисперсные иловые частицы агломерируются.
Процесс илоразделения во вторичных отстойниках существенно отличается
от лабораторных условий и определяется гидродинамическим режимом который зависит от совокупного воздействия следующих факторов:
! режим впуска иловой смеси в сооружение оцениваемый скоростью ее входа;
! процесс сбора осветленной воды определяемый в основном скоростью
подхода воды к сборному лотку;
! режим отсоса осевшего ила определяемый скоростью входа ила в сосуны
илососа и уровнем стояния ила.
Влияние перечисленных компонентов способствует образованию турбулентного режима движения воды во вторичных отстойниках учет которого на
конечную концентрацию взвешенных веществ производится как через коэффициент объемного использования так и через основные технологические параметры работы отстойника.
При гравитационном разделении достигается концентрация взвешенных
веществ на выходе равная 15–25 мгл. Повышение эффективности илоразделения можно достичь с помощью:
перемешивающими устройствами – в результате концентрация взвешенных
веществ снижается до 8–15 мгл;
! использования взвешенного слоя активного ила и последующего доосветления надыловой воды – возможно снижение содержания взвешенных веществ до 5–– 7 мгл;
! тонкослойного отстаивания как для предварительного разделения
концентрированных иловых смесей так и для осветления надыловой воды.
Классификация и конструкции вторичных отстойников
Для очистных сооружений небольшой производительности (до
тыс. м3сут) применяются вертикальные вторичные отстойники для очистных станций средней и большой пропускной способности (более 15 тыс. м3сут)
– горизонтальные и радиальные.
Вертикальные вторичные отстойники по конструкции бывают:
! круглые в плане с конической иловой частью аналогичные первичным но с
меньшей высотой зоны отстаивания;
! квадратные в плане (12×12 м 14×14 м) с четырехбункерной пирамидальной
К достоинствам этого типа отстойников относят удобство удаления осевше-
го ила под гидростатическим давлением компактность их расположения и простота конструкции. Основными недостатками является большая глубина и возможность развития анаэробных процессов в осевшем активном иле.
Горизонтальные вторичные отстойники полностью аналогичны первичным.
Вторичный радиальный отстойник показан на рис. 4.13.
Иловая смесь подводится к центральному распределительному устройству –
коническому раструбу внутри металлического цилиндра. Осветленная вода
собирается в кольцевой желоб по периметру отстойника. Активный ил
удаляется самотеком под гидростатическим давлением через щели (сосуны)
подвижного илососа в иловую камеру с регулируемым водосливом. Недостаток
этих отстойников заключается в сложности эксплуатации скребковых механизмов.
Рис 4.13. Вторичный радиальный отстойник
– подача иловой смеси; 2 – сборный лоток очищенной воды; 3 – удаление
активного ила; 4 – илосос; 5 – распределительный кожух
Существуют модификации радиальных отстойников в которых используется принцип низкоградиентного перемешивания и усовершенствованный илосос что позволяет достичь снижения содержания взвешенных веществ в осветленной воде и повышения концентрации циркуляционного активного ила.
6. Расчет отстойников
Первичное отстаивание
Рассчитывается необходимый эффект осветления в отстойниках Э:
где Cen – начальная концентрация взвешенных веществ в сточной воде поступающих в отстойник мгл; Cex – допустимая конечная концентрация взвешенных веществ в осветленной
По табл. 4.1 в зависимости от расхода сточных вод и необходимого эффекта
осветления выбирается конструктивный тип отстойников.
Производительность и эффект осветления различных отстойников
- с нисходяще-восходящим потоком
С вращающимся сборно-распределительным устройством
I. Горизонтальные отстойники
Определяется значение гидравлической крупности u0:
где Hset – глубина проточной части в отстойнике м (табл. 4.3); Kset – коэффициент использования объема проточной части отстойника (табл. 4.3); tset – продолжительность отстаивания
для городских сточных вод эту величину допускается принимать по табл. 4.2; h1 – глубина
слоя равная 05 м; n2 – показатель степени для городских сточных вод его следует определять по рис. 4.14.
Если температура сточной воды в производственных условиях отличается
от 20º в формулу (4.2) вводится поправка:
где pr – вязкость воды при температуре t.
Рассчитывается суммарная ширина всех отделений отстойника B :
где qma vw – скорость рабочего потока ммс (табл. 4.3).
По табл. 4.3 принимается ширина одного отделения отстойника Bset м (в
пределах 2Hset – 5Hset). Рекомендуется выбрать ширину отделения кратную 3 м.
В таблице 7 Приложений приводятся основные параметры типовых первичных
горизонтальных отстойников.
Определяется число отделений отстойника n (должно быть не менее двух):
Продолжительность отстаивания воды в зависимости от эффекта ее осветления
Продолжительность отстаивания tset с в слое h1 = 500 мм при
концентрации взвешенных веществ мгл
Расчетные параметры первичных отстойников
С вращающимся сбор085
но-распределительным устройством
(прямоточная) схема работы
- перекрестная схе08
П р и м е ч а н и я : 1. Коэффициент Kset определяет гидравлическую эффективность отстойника и зависит от конструкции водораспределительных и водосборных устройств; указывается организацией-разработчиком.
Величину турбулентной составляющей vtb ммс в зависимости от скорости рабочего потока vw ммс надлежит определять по табл. 4.4.
Турбулентная составляющая в зависимости от скорости рабочего потока
Скорость рабочего потока vw ммс
Турбулентная составляющая vtb ммс
Рис. 4.14. Зависимость показателя степени n2 от исходной концентрации взвешенных веществ в городских сточных водах Cen при
– при Э = 50%; 2 – при Э = 60%; 3 – при Э = 70%
Проверяется скорость рабочего потока vw:
Скорость должна быть в пределах указанных в табл. 4.3. Если это условие
не соблюдается изменяют величину Hset и скорость рабочего потока пересчитывают.
Определяется длина отстойника Lset:
где vtb – скорость турбулентной составляющей ммс принимается по табл. 4.4.
Рассчитывается полная строительная высота отстойника на выходе H:
H = Hset + H1 + H2 м
где H1 – высота борта над слоем воды равная 03–05 м; H2 – высота нейтрального слоя (от
дна на выходе) равная 03 м.
Определяется количество осадка Qmud выделяемого при отстаивании за
где Q – суточный расход сточных вод м3сут; pmud – влажность осадка равная 94–96%;
γmud – плотность осадка равная 1 гсм3.
Определяется вместимость приямка одного отстойника для сбора осадка
Wmud = (Bset 05) Bset
+ 05Bset + 025 tgα м3.
где α – угол наклона стенок приямка равный 50–55º.
Определяется период между выгрузками осадка из отстойника T:
Рассчитанное значение T должно быть: при удалении осадка под гидростатическим давлением – не более 48 ч при удалении осадка механическим способом – не более 8 ч.
II. Вертикальные отстойники
По формуле (4.2) определяется значение гидравлической крупности u0.
Принимается количество отделений отстойников n не менее двух.
Рассчитывается диаметр центральной трубы den:
где qma ven – скорость движения рабочего потока в центральной трубе не менее 003 мс.
Диаметр den округляется до сортаментного значения.
Определяется диаметр отстойника Dset:
По рассчитанному диаметру принимается типовой отстойник или проектируется индивидуально. В таблице 8 Приложений приведены параметры типовых вертикальных первичных отстойников.
Рассчитывается диаметр раструба dр и отражательного щита dщ:
Рассчитывается высота щели между низом центральной трубы и
поверхностью отражательного щита H1:
где vщ – скорость движения в щели равная 002 мс.
Определяется общая высота цилиндрической части отстойника Hц:
Hц = Hset + H1 + H2 + H3 м
где H2 – высота нейтрального слоя между низом отражательного щита и слоем осадка равная 03 м; H3 – высота борта отстойника равная 05 м.
Рассчитывается высота конусной части отстойника Hк:
где α – угол наклона конического днища равный 50–60º.
Рассчитывается общая высота отстойника H:
По формуле (4.8) определяется суточное количество осадка задерживаемое в отстойниках Qmud.
III. Вертикальные отстойники с нисходяще-восходящим потоком
Принимается стандартный диаметр отстойника Dset равный 4 6 или 9 м
затем рассчитывается количество отделений отстойников n:
где qw – часовой расход сточных вод м3ч.
Количество отделений отстойника n должно быть не менее двух.
Определяется диаметр Dп и высота кольцевой перегородки Hп:
Hц = Hset + H2 + H3 м
По формуле (4.16) рассчитывается высота конусной части отстойника Hк.
По формуле (4.17) рассчитывается общая высота отстойника H.
IV. Радиальные отстойники
Принимается количество отделений отстойников n не менее двух. Затем
определяется диаметр отстойника Dset:
По рассчитанному диаметру принимается типовой отстойник (таблица 10
Приложений) или проектируется индивидуально.
Рассчитывается скорость на середине радиуса отстойника v:
Скорость должна быть не больше значений указанных в табл. 4.3. В противном случае принимается другое количество отделений отстойников.
По формуле (4.7) определяется общая высота отстойника H.
По формуле (4.8) определяется количество осадка улавливаемого за сутки Qmud.
V. Отстойники с вращающимся сборно-распределительным устройством
По формуле (4.21) определяется диаметр отстойника Dset который округ45
ляется до наибольшего целого значения или принимается как диаметр типового отстойника – 18 м или 24 м.
Определяется производительность одного отделения отстойника:
qset = 28Kset(D2set – d2en)(u0 – vtb) м3ч
где den – диаметр впускного устройства равный 1 м.
Определяется период вращения водораспределительного устройства T:
Рассчитывается радиус водораспределительного лотка Rл:
где bз – зазор между стенкой и фермой равный 01–015 м.
Рассчитывается ширина водораспределительного лотка Bр:
где m = 111 или 112; lл – удаление расчетного створа лотка от центра отстойника м.
Рассчитывается высота водослива hсб:
hсб = 00124 2set l л м.
Тонкослойное отстаивание
I. Перекрестная схема работы
Расчет ведется по схеме изображенной на рис. 4.15.
Рис. 4.15. Расчетная схема тонкослойного отстойника с перекрестной схемой работы
Определяется длина яруса Lbl:
где vw – скорость рабочего потока ммс (табл. 4.3); hti – высота яруса тонкослойного блока
м равная высоте Hset (табл. 4.3); Kdis – коэффициент сноса выделенных частиц принимаемый
равным при плоских пластинах Kdis = 12 при рифленых пластинах Kdis = 1.
Определяется количество блоков в одном ряду исходя из длины блока
модуля в пределах 05–2 м. Уточняется длина Lbl.
Находится высота тонкослойного блока Hbl:
где qw – максимальный часовой расход воды м3ч; Kset – коэффициент использования объема
Находим ширину тонкослойного блока Bbl и строительную ширину секции отстойника Bстр:
Bстр = 2Bbl + b1 + 2b2 м
где Bset – ширина м (табл. 4.3); b1 = 025 м; b2 = 005–01 м.
Находится максимальная ширина пластины блока Bпл:
где α – угол наклона пластин к горизонту равный 45–60º.
Определяется длина зоны выделения крупных примесей l1:
где t – продолжительность пребывания потока в зоне выделения равная 2–3 мин.
Рассчитывается строительная длина секции отстойника Hстр:
Lстр = Lbl + l1 + l2 + 2l3 + l4 м
где l2 – длина принимается равной l2 = 02 при применении пропорционального устройства
для распределения воды или
Определяется строительная высота отстойника Hстр:
Hстр = Hbl + h3 + hм + 03 м
где h3 – высота необходимая для расположения рамы на которую крепятся блоки равная
По формуле (4.8) определяется количество улавливаемого осадка Qmud.
II. Противоточная схема работы № 1
Расчет ведется по схеме изображенной на рис. 4.16.
Назначается количество отделений отстойников n не менее двух.
Определяется длина пластин Lbl:
м равная высоте Hset (табл. 4.3).
Рис. 4.16. Расчетная схема тонкослойного отстойника
с противоточной схемой работы № 1
а – для удаления тяжелых примесей;
легких примесей (масло нефтепродукты и т.д.)
Рассчитывается расстояние между пластинами bпл:
Определяется высота Hbl и ширина тонкослойного блока Bbl:
где nt qw – максимальный часовой расход воды м3ч; Kset – коэффициент использования
Ширина Bbl должна быть в пределах указанных в табл. 4.3 (Bbl = Bset). В
противном случае изменяется количество секций n.
Рассчитываются размеры секции отстойника Lстр и Hстр:
Lстр = Lblcos α + Hbls
Hстр = Lblsin α + Hblcos α + 1 м.
III. Противоточная схема работы № 2
Расчет ведется по схеме изображенной на рис. 4.17.
По формуле (4.35) определяется длина пластин в ярусе Lbl.
Задается ширина одного тонкослойного блока (секции отстойника) Bbl в
пределах указанных в табл. 4.3 (Bbl = Bset).
Определяется длина зоны тонкослойного отстаивания lb:
Находится общая длина отстойника Lстр:
Lстр = l1 + lb + l2 + l3 + l4 + l5 м
где α – угол наклона пластин к горизонту равный 45–60º; l5 = 04–05 м.
Рис. 4.17. Расчетная схема тонкослойного отстойника
с противоточной схемой работы № 2
б – для удаления легких примесей (масло нефтепродукты и т.д.)
Находится общая высота отстойника Hстр:
Hстр = h1 + h2 + h3 + h4 м
где h1 ≥ 06 м; h3 = 02–05 м; h4 = 04–05 м.
IV. Реконструкция существующих отстойников в тонкослойные при противоточной схеме работы
При необходимости повышения эффективности отстаивания по формуле
(4.2) определяется значение гидравлической крупности u0. При необходимости
увеличить только пропускную способность отстойников расчетная гидравлическая крупность u0 не изменяется.
Назначается ширина тонкослойного блока равная ширине секции отстойника Bbl = Bset. Назначается угол α наклона пластин к горизонту равный
По табл. 4.3 принимается высота яруса тонкослойного блока hti м скорость рабочего потока vw ммс и коэффициент использования объема Kset.
По формуле (4.39) определяется длина зоны тонкослойного отстаивания
Рассчитывается высота тонкослойного блока Hbl:
где n – количество секций отстойников; qw – максимальный часовой расход воды м3ч;
Kset – коэффициент использования объема (табл. 4.3).
Определяется число ярусов в тонкослойном блоке nti:
По формуле (4.8) пересчитывается количество осадка улавливаемого за
По формуле (4.10) пересчитывается период между выгрузками осадка из
Расчет ведется по схеме изображенной на рис. 4.18.
По табл. 4.3 принимается высота яруса тонкослойного блока hti м.
Назначается угол α наклона пластин к горизонту равный 45–60º.
Рассчитывается высота размещения пластин Hпл:
которая должна быть не больше глубины отстойной части Hset реконструируемого вертикального отстойника. В противном случае изменяют величины hti
Рис. 4.18. Вертикальный отстойник с тонкослойными модулями
По формуле (4.43) определяется число ярусов в тонкослойном блоке nti.
Расчет ведется по схеме изображенной на рис. 4.19.
Рис. 4.19. Радиальный отстойник с тонкослойными модулями
Конструктивно принимается диаметр расположения блоков D1 м. Рассчитывается высота тонкослойного блока Hbl:
Рассчитываются размер тонкослойного блока по вертикали:
H = Lblsin α + Hblcos α м
который должен быть не больше глубины отстойной части Hset реконструируемого вертикального отстойника. В противном случае изменяют величины hti
Вторичное отстаивание
Рассчитывается нагрузка воды на поверхность отстойника qss.
После биофильтров эта нагрузка определяется по формуле:
qssb = 36Ksetu0 м3(м2ч)
где u0 – гидравлическая крупность биопленки при полной биологической очистке равная
ммс; Kset – коэффициент использования объема отстойника (табл. 4.3).
После аэротенков эта нагрузка рассчитывается по формуле:
где Hset – рабочая глубина отстойника м; a
at – требуемая концентрация ила в осветленной воде не менее 10 мгл; Kss – коэффициент
использования объема зоны отстаивания принимаемый для радиальных отстойников – 04
вертикальных – 035 вертикальных с периферийным впуском – 05 горизонтальных – 045; Ji
– иловый индекс см3г.
Принимается количество отделений отстойников n не менее трех.
Определяется площадь одного отделения отстойника F:
где qw – максимальный часовой расход воды м3ч; Krec – коэффициент рециркуляции.
Дальнейший расчет ведется в зависимости от конструктивного типа отстойника.
H = Hset + H1 + H2 + H3 м
дна на выходе) равная 03 м; H2 – высота слоя ила равная 03–05 м.
Определяется количество осадка Qmud выделяемого при отстаивании.
Для отстойников после биофильтров количество осадка (биопленки) Qmud
рассчитывается по формуле:
где qmud – удельное количество избыточной биопленки равное 8 г(челсут) – для капельных
биофильтров и 28 г(челсут) – для высоконагружаемых биофильтров; pmud – влажность биопленки равная 96%; a – количество БПКполн в сточной воде на одного жителя в сутки
г(челсут); Q – суточный расход сточных вод м3сут; Len – БПКполн поступающей в биофильтры сточной воды мгл.
Для отстойников после аэротенков количество осадка (активного ила) Qmud
рассчитывается по формуле :
где pmud – влажность активного ила равная 992–997%; γmud – плотность активного ила равная 1 гсм3.
По формуле (4.9) определяется вместимость приямка одного отстойника
для сбора осадка Wmud.
По формуле (4.10) определяется период между выгрузками осадка из отстойника T который должен быть при удалении осадка под гидростатическим
давлением после биофильтров – не более 48 ч после аэротенков – не более 2 ч.
По формуле (4.11) рассчитывается диаметр центральной трубы den который затем округляется до сортаментного значения.
По рассчитанному диаметру принимается типовой отстойник или проектируется индивидуально. В таблице 9 Приложений приведены параметры типовых вторичных вертикальных отстойников.
По формулам (4.13 – 4.17) определяются основные размеры вертикальных отстойников. При этом в формулу (4.14) подставляется значение скорости
движения в щели между низом центральной трубы и поверхностью отражательного щита vщ равное 0015 мс.
По формуле (4.53) или (4.54) находится количество осадка Qmud выделяемого при отстаивании.
который округляется до ближайшего стандартного значение – 4 6 или 9 м.
По формулам (4.19 4.20 4.16 4.17) определяются основные размеры отстойника.
По формуле (4.53) или (4.54) находится количество осадка Qmud выдеDset =
ляемого при отстаивании.
По формуле (4.56) определяется диаметр отстойника Dset. По диаметру
Dset принимается типовой отстойник или проектируется индивидуально. В таблице 11 Приложений приведены параметры типовых вторичных радиальных
По формуле (4.52) определяется общая высота отстойника H.
Исходные данные. Суточный расход городских сточных вод
Q = 36 500 м3сут; максимальный секундный расход qma содержание взвешенных веществ в поступающей воде Cen = 210 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной воде должно быть Cex = 100 мгл.
Задание. Рассчитать первичные горизонтальные отстойники.
Расчет. По формуле (4.1) рассчитываем необходимый эффект осветления в
По табл. 4.3 принимаем глубину проточной части в отстойнике Hset = 4 м
коэффициент использования объема проточной части отстойника Kset = 05
скорость рабочего потока vw = 5 ммс.
По табл. 4.2 с помощью интерполяции находим продолжительность отстаивания при эффекте осветления Э 50%:
tset = 2160 – (2160 – 1800)(210 – 200)(300 – 200) 2120 с.
По графикам на рис. 4.14 находим показатель степени n2 = 03 и по формуле
(4.2) определяем значение гидравлической крупности:
По формуле (4.3) рассчитываем суммарную ширину всех отделений отстойника:
Принимаем ширину одного отделения отстойника равную Bset = 6 м. Определяем число отделений отстойника по формуле (4.4):
По формуле (4.5) проверяем скорость рабочего потока:
Рассчитанная скорость находится в табличных пределах: 5–10 ммс. По
табл. 4.4 находим скорость турбулентной составляющей vtb = 0 ммс.
По формуле (4.6) определяем длину отстойника:
По формуле (4.7) определяем полную строительную высоту отстойника на
H = 4 + 03 + 03 = 46 м.
По формуле (4.8) определяем количество осадка выделяемого при отстаивании за сутки:
По формуле (4.9) рассчитываем вместимость приямка одного отстойника
Wmud = (6 05 ) 62 + 05 6 + 025 tg 50° = 4288 м3.
По формуле (4.10) находим период между выгрузками осадка из отстойника:
T = 24542881004 = 51 ч.
Принимаем удаление осадка под гидростатическим давлением через каждые
Q = 6 000 м3сут; максимальный секундный расход qma содержание
взвешенных веществ в поступающей воде Cen = 240 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной воде должно быть Cex = 150 мгл.
Задание. Рассчитать первичные вертикальные отстойники.
По табл. 4.3 принимаем глубину проточной части в отстойнике Hset = 35 м
коэффициент использования объема проточной части отстойника Kset = 035.
По табл. 4.2 с помощью интерполяции находим продолжительность отстаивания при эффекте осветления Э 40%:
tset = 1440 – (1140 – 1200)(240 – 200)(300 – 200) 1340 с.
По графикам на рис. 4.14 находим показатель степени n2 = 026 и по формуле (4.2) определяем значение гидравлической крупности:
Принимаем число отделений отстойников равное n = 10. Принимаем скорость движения рабочего потока в центральной трубе ven = 003 мс и рассчитываем диаметр центральной трубы по формуле (4.11):
Округляем диаметр den до сортаментного значения 700 мм.
По табл. 4.4 при скорости ven = 30 ммс находим скорость турбулентной составляющей vtb = 01 ммс. По формуле (4.12) определяем диаметр отстойника:
Принимаем диаметр одного отделения отстойника Dset = 9 м.
По формулам (4.13) рассчитываем диаметр раструба dр и отражательного
По формуле (4.14) находим высоту щели между низом центральной трубы и
поверхностью отражательного щита:
По формуле (4.15) рассчитываем общую высоту цилиндрической части отстойника:
Hц = 35 + 02 + 03 + 05 = 45 м.
По формуле (4.16) определяем высоту конусной части отстойника (при угле
наклона конического днища α = 50º):
Hк = 059tg50º = 536 м.
По формуле (4.17) находим общую высоту отстойника:
H = 45 + 536 = 986 м.
Исходные данные. Суточный расход городских сточных вод составляет
Q = 12 000 м3сут; максимальный часовой расход qw = 790 м3ч; содержание
взвешенных веществ в поступающей воде Cen = 280 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной воде должно быть Cex = 140 мгл.
Задание. Рассчитать первичные вертикальные отстойники с нисходящевосходящим потоком.
проектируемых отстойниках:
коэффициент использования объема проточной части отстойника Kset = 065.
tset = 2160 – (2160 – 1800)(280 – 200)(300 – 200) 1870 с.
По графикам на рис. 4.14 находим показатель степени n2 = 023 и по формуле (4.2) определяем значение гидравлической крупности:
Принимаем стандартный диаметр одного отстойника Dset = 9 м и рассчитываем количество отделений по формуле (4.18):
Принимаем 12 отделений отстойников.
По формуле (4.19) определяем диаметр Dп и высоту кольцевой перегородки
По формуле (4.20) находим общую высоту цилиндрической части отстойника:
Hц = 35 + 03 + 05 = 43 м.
H = 43 + 536 = 966 м.
Q = 89 000 м3сут; максимальный секундный расход qw = 151 м3с; содержание
взвешенных веществ в поступающей воде Cen = 310 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной воде должно быть Cex = 150 мгл.
Задание. Рассчитать первичные радиальные отстойники.
По табл. 4.3 принимаем глубину проточной части в отстойнике Hset = 3 м
коэффициент использования объема проточной части отстойника Kset = 045.
tset = 1800 – (1800 – 1500)(310 – 300)(400 – 300) 1770 с.
По графикам на рис. 4.14 находим показатель степени n2 = 02 и по формуле
По табл. 4.4 при скорости vw = 5 ммс находим скорость турбулентной составляющей vtb = 0 ммс. Принимаем 4 отделения отстойника и по формуле
(4.21) определяем диаметр отстойника:
Принимаем стандартный диаметр отделений равный Dset = 40 м.
По формуле (4.22) рассчитываем скорость на середине радиуса отстойника:
Скорость на середине радиуса находится в допустимых пределах указанных в табл. 4.3.
По формуле (4.7) определяем общую высоту отстойника:
H = 3 + 05 + 03 = 38 м.
По формуле (4.8) определяем количество осадка выделяемого при отстаи58
Q = 39 000 м3сут; максимальный секундный расход qw = 068 м3с; содержание
взвешенных веществ в поступающей воде Cen = 360 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной воде должно быть Cex = 150 мгл.
Задание. Рассчитать первичные отстойники с вращающимся сборно-распределительным устройством.
По табл. 4.3 принимаем глубину проточной части в отстойнике Hset = 1 м
коэффициент использования объема проточной части отстойника Kset = 085.
По табл. 4.2 с помощью интерполяции находим продолжительность отстаивания при эффекте осветления Э 60%:
tset = 3600 – (3600 – 1800)(360 – 300)(400 – 300) = 3060 с.
По табл. 4.4 при скорости vw = 0 ммс находим скорость турбулентной составляющей vtb = 0 ммс. Принимаем 6 отделений отстойника и по формуле
Принимаем диаметр отделений равный Dset = 30 м.
По формуле (4.23) рассчитываем производительность одного отделения отстойника:
qset = 28085(302 – 12)(025 – 0) = 5261 м3ч.
По формуле (4.24) находим период вращения водораспределительного устройства:
По формуле (4.25) рассчитываем радиус водораспределительного лотка:
Rл = 0530 – 015 = 1485 м.
По формулам (4.26 4.27) рассчитываем ширину водораспределительного
лотка и высоту водослива задаваясь удалением расчетного створа лотка lл через
м сводим результаты расчета в таблицу:
H = 1 + 05 + 03 = 18 м.
Q = 8900 м3сут; максимальный часовой расход qw = 590 м3ч; содержание взвешенных веществ в поступающей воде Cen = 255 мгл содержание взвешенных
веществ в осветленной воде должно быть Cex = 150 мгл.
Задание. Рассчитать тонкослойные отстойники с перекрестной схемой работы (рис. 4.15).
По табл. 4.3 принимаем высоту яруса (глубину отстойной части) Hset = 01 м
коэффициент использования объема Kset = 08.
tset = 1440 – (1440 – 1200)(255 – 200)(300 – 200) 1310 с.
По графикам на рис. 4.14 находим показатель степени n2 = 025 и по формуле (4.2) определяем значение гидравлической крупности:
Принимаем 6 отделений отстойников n = 6.
Принимаем по табл. 4.3 скорость рабочего потока равную vw = 7 ммс плоские пластины (коэффициент Kdis = 1).
По формуле (4.28) находим длину яруса тонкослойного блока:
Lbl = 70110097 = 724 м.
Принимаем 4 блока модуля по 18 м общей длиной Lbl = 72 м.
По формуле (4.29) рассчитываем высоту тонкослойного блока:
Принимаем по табл. 4.3 ширину отстойника Bset = 15 м и по формулам
(4.30) находим ширину тонкослойного блока Bbl и строительную ширину секции отстойника Bстр:
Bстр = 2075 + 025 + 2005 = 185 м.
Принимаем угол наклона пластин к горизонту α = 45º и по формуле (4.31)
определяем максимальную ширину пластины блока:
Bпл = 075cos 45º = 106 м.
По формуле (4.32) определяем длину зоны выделения крупных примесей:
По формуле (4.33) находим строительную длину секции отстойника:
Lстр = 72 + 09 + 0 + 202 + 02 = 87 м.
По формуле (4.34) определяем строительную высоту отстойника:
Hстр = 245 + 03 + 01 + 03 = 315 м.
По формуле (4.8) определяем количество осадка выделяемого при отстаивании:
Q = 25 600 м3сут; максимальный часовой расход qw = 1650 м3ч; содержание
взвешенных веществ в поступающей воде Cen = 220 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной воде должно быть Cex = 130 мгл.
Задание. Рассчитать тонкослойные отстойники с противоточной схемой
коэффициент использования объема Kset = 07.
tset = 1440 – (1440 – 1200)(220 – 200)(300 – 200) 1390 с.
Принимаем 10 отделений отстойников n = 10. Принимаем по табл. 4.3 скорость рабочего потока равную vw = 6 ммс.
По формуле (4.35) находим длину яруса тонкослойного блока:
Lbl = 6010091 = 662 м.
По формуле (4.36) рассчитываем расстояние между пластинами при угле
bпл = 01sin 50º = 008 м.
Принимаем количество ярусов в блоке nti = 25По формулам (4.37) определяем высоту Hbl и ширину тонкослойного блока Bbl:
Ширина Bbl находится в пределах указанных в табл. 4.3.
По формулам (4.38) рассчитываем размеры секции отстойника:
Lстр = 546cos 50º + 2s
Hстр = 546sin 50º + 2cos 50º + 1 = 735 м.
Q = 15 200 м3сут; максимальный часовой расход qw = 990 м3ч; содержание
Задание. Рассчитать тонкослойные отстойники с противоточной схемой работы (рис. 4.17).
tset = 1800 – (1800 – 1500)(310 – 300)(400 – 300) = 1770 с.
По графикам на рис. 4.14 находим показатель степени n2 = 0195 и по формуле (4.2) определяем значение гидравлической крупности:
Принимаем 6 отделений отстойников n = 6. Принимаем по табл. 4.3 скорость рабочего потока равную vw = 5 ммс.
Lbl = 5010058 = 862 м.
Задаем ширину секции отстойника Bbl = Bset = 6 м.
По формуле (4.39) определяем длину зоны тонкослойного отстаивания:
По формулам (4.40) находим общую длину отстойника при угле наклона
Lстр = 15 + 218 + 609 + 03 + 01 + 04 = 1057 м.
По формулам (4.41) рассчитываем общую высоту отстойника:
Hстр = 06 + 609 + 03 + 05 = 749 м.
Исходные данные. Существующие первичные горизонтальные отстойники
на городской очистной станции канализации (ОСК) имеют 5 отделений c размерами каждого: высота H = 46 м длина Lset = 70 м и ширина Bset = 6 м. Вместимость приямка одного отделения для сбора осадка составляет Wmud =
Существующий суточный расход сточных вод Q = 36 500 м3сут; максимальный часовой расход qmax = 2340 м3ч. Запланировано увеличение пропускной способности ОСК до Q = 46 000 м3сут (qmax = 2950 м3ч) при неизменной
эффективности осветления Э = 52%.
Содержание взвешенных веществ в поступающей воде составляет Cen =
= 210 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной воде Cex = 100 мгл.
Расчетная гидравлическая крупность взвешенных веществ в сточной воде
составляет u0 = 062 ммс.
Задание. Рассчитать тонкослойные блоки с противоточной схемой работы
для реконструкции первичных горизонтальных отстойников.
Расчет. Назначаем ширину тонкослойного блока равной ширине секции
отстойника Bbl = Bset = 6 м. Принимаем угол наклона пластин тонкослойного
Принимаем по табл. 4.3 высоту яруса тонкослойного блока hti = 015 м скорость рабочего потока равную vw = 8 ммс и коэффициент использования объема Kset = 07.
Lbl = 8015062 = 194 м.
По формуле (4.42) рассчитываем высоту тонкослойного блока:
По формуле (4.43) находим число ярусов в тонкослойном блоке:
По формуле (4.8) пересчитываем количество осадка выделяемого при отстаивании за сутки:
По формуле (4.10) пересчитываем период между выгрузками осадка из отстойника:
T = 24542881265 = 4068 ч.
Исходные данные. Существующие первичные вертикальные отстойники на
городской очистной станции канализации (ОСК) имеют 6 отделений диаметром
Dset = 9 м высотой цилиндрической части Hц = 42 м. Глубина отстойной части
составляет Hset = 35 м.
Существующий суточный расход сточных вод Q = 11 200 м3сут; максимальный часовой расход qmax = 870 м3ч. Запланировано повышение эффективности отстаивания с существующего значения Э = 30% до Э = 43% при неизменной пропускной способности.
= 210 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной воде должно быть
для реконструкции первичных вертикальных отстойников.
Расчет. По табл. 4.3 принимаем высоту яруса (глубину отстойной части)
Hset = 005 м коэффициент использования объема Kset = 07.
tset = 1440 – (1440 – 1200)(210 – 200)(300 – 200) 1420 с.
По графикам на рис. 4.14 находим показатель степени n2 = 031 и по формуле (4.2) определяем значение гидравлической крупности:
Принимаем высоту яруса тонкослойного блока hti = Hset = 005 м. Назначаем
угол наклона пластин тонкослойного блока α = 45º скорость рабочего потока
Lbl = 50050056 = 444 м.
По формуле (4.44) рассчитываем высоту размещения пластин:
Hпл = 444sin 45º = 314 м
что меньше глубины отстойной части существующего отстойника (35 м).
По формуле (4.45) рассчитываем высоту тонкослойного блока:
По формуле (4.43) определяем количество ярусов в тонкослойном блоке:
Исходные данные. Существующие на городской очистной станции канализации (ОСК) первичные радиальные отстойники имеют 4 отделения диаметром
Dset = 30 м глубиной отстойной части Hset = 31 м.
Существующий суточный расход сточных вод Q = 90 000 м3сут; максимальный часовой расход qmax = 5800 м3ч. Запланировано повышение пропускной способности ОСК до Q = 120 000 м3сут (qmax = 7600 м3ч) при неизменной
эффективности отстаивания Э = 45%.
= 270 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной воде Cex = 150 мгл.
составляет u0 = 152 ммс.
для реконструкции первичных радиальных отстойников.
Расчет. Принимаем угол наклона пластин тонкослойного блока α = 45º.
Назначаем по табл. 4.3 высоту яруса тонкослойного блока hti = 01 м скорость рабочего потока равную vw = 10 ммс и коэффициент использования объема Kset = 07.
Lbl = 1001152 = 066 м.
Принимается диаметр расположения блоков D1 = 28 м и по формуле (4.46)
находим высоту тонкослойного блока:
По формуле (4.47) проверяем высоту тонкослойного блока:
H = 066sin 45º + 269cos 45º = 237 м
которая меньше глубины отстойной части существующего отстойника
Исходные данные. На очистной станции канализации города запроектированы аэротенки с дозой активного ила ai = 25 гл и иловым индексом Ji =
Суточный расход городских сточных вод Q = 36 500 м3сут; максимальный
часовой расход qw = 2340 м3ч; требуемая концентрация ила (вынос) в осветленной воде после вторичного отстаивания должна быть at = 15 мгл.
Задание. Рассчитать вторичные горизонтальные отстойники.
Расчет. Принимаем по табл. 4.3 коэффициент использования объема
Kset = 05 рабочую глубину отстойной части Hset = 2 м. По формуле (4.49) рассчитываем нагрузку воды на поверхность отстойника:
Принимаем 6 отделений отстойника n = 6.
По формуле (4.50) определяем площадь одного отделения отстойника:
Принимаем ширину отделения Bset = 9 м. По формуле (4.51) находим длину
Принимаем длину отстойника Lset = 45 м.
По формуле (4.52) определяем полную строительную высоту отстойника на
H = 2 + 03 + 03 + 05 = 31 м.
По формуле (4.54) рассчитываем количество осадка (активного ила) выделяемого при отстаивании:
Wmud = (9 05 ) 92 + 05 9 + 025 tg 50° = 14477 м3.
T = 24614477181405 = 115 ч.
Принимаем удаление осадка под гидростатическим давлением через каждый 1 час.
Исходные данные. На очистной станции канализации города запроектированы высоконагружаемые биофильтры с коэффициентом рециркуляции Krec =
Суточный расход городских сточных вод Q = 6 000 м3сут; максимальный
секундный расход qw = 012 м3с; максимальный часовой расход qw = 430 м3ч.
БПКполн поступающей на биофильтры сточной воды Len = 205 мгл.
Количество БПКполн в сточной воде на одного жителя в сутки составляет
Задание. Рассчитать вторичные вертикальные отстойники.
Kset = 035 рабочую глубину отстойной части Hset = 3 м. По формуле (4.48) рассчитываем нагрузку воды на поверхность отстойника:
qssb = 3603514 = 1764 м3(м2ч).
Принимаем 6 отстойников n = 6.
Принимаем скорость движения рабочего потока в центральной трубе ven =
= 003 мс и рассчитываем диаметр центральной трубы по формуле (4.11):
Округляем диаметр den до сортаментного значения 900 мм.
По формуле (4.55) находим диаметр отстойника:
Принимаем вертикальный отстойник диаметром Dset = 9 м по типовому
проекту 902-2-168 из сборного железобетона с высотой цилиндрической части
Hц = = 3 м высотой конической части Hк = 51 м.
По формуле (4.53) находим количество осадка (биопленки) задерживаемое
Исходные данные. Такие же что в примере 4.13.
Задание. Рассчитать вторичные вертикальные отстойники с нисходяще-
Kset = 065 рабочую глубину отстойной части Hset = 35 м. По формуле (4.48)
рассчитываем нагрузку воды на поверхность отстойника:
qssb = 3606514 = 3276 м3(м2ч).
По формуле (4.56) определяем диаметр отстойника:
Принимаем стандартный диаметр равный Dset = 6 м.
Hк = 056tg50º = 343 м.
H = 43 + 343 = 773 м.
Исходные данные. На городской станции аэрации запроектированы аэротенки с дозой активного ила ai = 3 гл и иловым индексом Ji = 110 см3г.
Суточный расход городских сточных вод составляет Q = 89 000 м3сут; максимальный часовой расход qw = 5440 м3ч; требуемая концентрация ила (вынос)
в осветленной воде после вторичного отстаивания должна быть at = 20 мгл.
Задание. Рассчитать вторичные радиальные отстойники.
Расчет. Принимаем по табл. 4.3 рабочую глубину отстойной части
Hset = 3 м. По формуле (4.49) рассчитываем нагрузку воды на поверхность от69
Принимаем 4 отделения отстойника т.е. n = 4.
Принимаем стандартный диаметр равный Dset = 40 м.
По формуле (4.52) определяем общую высоту отстойника:
H = 3 + 03 + 03 + 05 = 41 м.
Существенное уменьшение объема очистных сооружений и стоимости очистки достигается с помощью усреднения расхода сточных вод и концентрации
загрязнителей. Усреднение позволяет рассчитывать все последующие сооружения технологической цепочки не на максимальные а на некоторые средние
значения параметров стока.
Различают три вида нестационарности потока (рис. 5.1):
! залповые сбросы высококонцентрированных сточных вод;
! циклические колебания;
! произвольный (случайный) характер колебаний.
Рис. 5.1. Динамика состава сточной воды при разных характерах нестационарности
а – залповый сброс; б – циклические колебания
Расчет объема усреднителя проводится в зависимости от требований к расходу и концентрации загрязнителей на выходе из усреднителя а также характера колебаний в потоке.
Усреднители обычно устанавливаются после отстойников или оборудуются
отстойной частью с целью облегчения эксплуатации.
1. Типы и конструкции усреднителей
При небольших расходах и периодическом сбросе воды используют контактные усреднители. Однако как правило применяют усреднители проточного типа которые выполняются в виде многоканальных резервуаров или резервуаров с перемешивающими устройствами.
Усреднители в основном проектируются в составе локальных станций очистки промышленных сточных вод.
Различают следующие типы проточных усреднителей:
! многоканальные – прямоугольные (конструкции Ванякина Д.М.) и круглые
(конструкции Шпилева Д.А.) в плане с неравномерным распределением
расхода воды по каналам;
! усреднители-смесители (усреднители с перемешивающими устройствами)
барботажного типа и с механическим перемешиванием.
Тип усреднителя выбирается в зависимости от характера и количества нерастворенных компонентов (например взвешенных веществ) а также динамики поступления сточной воды.
Многоканальные усреднители
Многоканальные усреднители применяются для выравнивания залповых
сбросов сточных вод с содержанием взвешенных веществ гидравлической
крупностью до 5 ммс при концентрации до 500 мгл [9].
Усреднение в таких устройствах происходит путем распределения потока
воды который делится на несколько струй протекающих по коридорам усреднителя. Коридоры имеют разную длину (или ширину) поэтому в сборном лотке
смешиваются струи воды с различной концентрацией загрязнителей поступивших в усреднитель в разное время. На рис. 5.2 представлены два вида многоканальных усреднителей – прямоугольный и круглый.
Рис. 5.2. Многоканальные усреднители c различной длиной каналов
а – прямоугольный; б – круглый
– канал подачи воды; 2 – распределительный лоток; 3 – сборный лоток;
– глухая перегородка; 5 – канал отвода воды
Несколько другой принцип усреднения – использование различной ширины
каналов – положен в основу конструкции усреднителя представленной на
рис. 5.3. Распределение сточных вод по каналам осуществляется через донные
выпуски расчетного диаметра. Для дорегулирования расходов воды по каналам
в стенке распределительного лотка устраивают прямоугольные водосливы с
Рис. 5.3. Многоканальный усреднитель с распределением воды
по каналам разной ширины
– приемная камера; 2 – распределительный лоток; 3 – донные выпуски и боковой
водослив с шибером; 4 – каналы; 5 – камера усредненных стоков; 6 – аккумулирующая
Усреднитель-смеситель барботажного типа
Усреднитель этого типа следует применять для усреднения состава сточных
вод с содержанием взвешенных веществ до 500 мгл гидравлической крупностью до 10 ммс при любом режиме их поступления [9].
Усреднение в этом случае достигается с помощью интенсивного перемешивания обеспечиваемого барботированием сточных вод воздухом (рис. 5.4).
Одним из важных условий эффективного усреднения является максимально
равномерное распределение сточных вод по площади усреднителя барботажного типа. Для этого используются системы подающих лотков с придонными
водосливными окнами или треугольными водосливами.
Рис. 5.4. Усреднитель с барботированием воды
– подающий лоток; 2 – впускные отверстия; 3 – барботер; 4 – выпускное устройство;
Наиболее целесообразна самотечная подача стоков в противном случае
(при напорной подаче) перед усреднителем необходимо устанавливать колодец
В качестве барботеров используются перфорированные трубы с отверстиями диаметром 3 мм прокладываемые горизонтально на подставках высотой
–10 см. Барботеры бывают пристенные которые создают один циркуляционный поток и промежуточные создающие два циркуляционных потока.
Усреднитель-смеситель с механическим перемешиванием
Такие усреднители применяют для усреднения состава сточных вод с содержанием взвешенных веществ свыше 500 мгл при любом режиме их поступления [9]. Усреднители оборудуются отстойной зоной.
Однако в настоящее время конструкция отечественных усреднителей такого
2. Расчет усреднителей
По табл. 5.1 в зависимости от характера колебаний концентраций загрязняющих веществ вида и количества взвешенных веществ выбирается конструктивный тип усреднителей.
Область применения усреднителей различных типов
С механическим перемешиванием
Рассчитывается требуемый коэффициент усреднения Kav:
где Cma Cm Cadm – концентрация допустимая по условию работы последующих сооружений мгл.
Рассчитывается объем усреднителей Wz:
при Kav = 5 и более: Wz = 13qwtzKav м3;
где qw – расход сточных вод м3ч; tz – длительность залпового сброса ч.
II. Циклические колебания
По формуле (5.1) рассчитывается требуемый коэффициент усреднения
Рассчитывается объем усреднителей Wcir:
при Kav = 5 и более:
Wcir = 021qwtcir K av
Wcir = 13qwtcirKav м3
где tcir – период колебаний цикла ч.
III. Произвольный характер колебаний
Объем усреднителя в этом случае определяется методом последовательного
Принимается ориентировочный объем Wes м3 равный суммарному притоку сточных вод в часы с концентрацией загрязнителя больше допустимой.
Определяется максимальный отрезок времени (шаг) Δtst через который
будут рассчитываться концентрации загрязнителя на выходе из усреднителя:
где qmax – максимальный расход сточных вод за период с концентрацией загрязнителя большей допустимой м3ч.
Шаг расчета Δtst должен быть не более 1 ч.
Определяется приращение концентрации на выходе из усреднителя за
текущий шаг расчета ΔCex:
где qw – расход сточной воды за текущий шаг (период) расчета м3ч; Cen Cex – концентрация
загрязнителя на входе усреднителя за текущий шаг расчета и выходе усреднителя за предыдущий шаг расчета мгл.
Результат вычисления ΔCex может быть как положительным так и отрицательным.
Рассчитывается концентрация загрязнителя на выходе за текущий шаг
Ciex = Ci-1ex + ΔCex мгл
где Ci-1ex – концентрация загрязнителя на выходе из усреднителя за предыдущий шаг расчета
Расчет концентраций необходимо начинать с неблагоприятных участков
графиков почасовых колебаний. Если получающийся при расчете ряд Cex содержит значения больше допустимой величины Cadm даже после 3 суток усреднения расчет следует повторить при увеличенном объеме Wes начиная с пункта
Расчет ведется в табличной форме – табл. 5.2.
Форма для расчета усреднителей
Расчетные концентрации загрязнений мгл
в усредненной воде за:
Подача в КонцентраЧасы
IV. Усреднение расхода и концентраций при произвольном характере
Объем усреднителя и концентрации загрязнителей определяются методом
последовательного приближения.
Определяется расход сточной воды после усреднения qex:
где Σqi – сумма расходов сточных вод поступающих в усреднитель в течение суток м3.
Рассчитывается величина регулирующей емкости необходимой для
усреднения расходов сточных вод Wreg.
Для этого по часам суток рассчитывается поступление (или расход) сточной
воды в усреднитель Δqi:
где qi – подача сточных вод в усреднитель в i-ый час суток м3ч.
Назначается «час нулевого объема» – час когда регулирующий объем усреднителя полностью срабатывается. Это можно ожидать после значительного
периода подачи стоков с расходами меньше зарегулированного расхода из усреднителя. Начиная именно с «часа нулевого объема» определяются остатки
воды в регулирующей емкости усреднителя ΔWi:
ΔWi = ΔWi–1 + Δqi м3
где ΔWi-1 – остаток воды в емкости в предыдущий час суток м3.
Объем регулирующей емкости усреднителя Wreg равен наибольшему значению ΔWi:
Если «час нулевого объема» был назначен неправильно некоторые значения ΔWi могут получить в результате расчета отрицательные значения. В этом
случае объем Wreg равен сумме наибольшей положительной и отрицательной
Расчет ведется в табличной форме – табл. 5.3.
Форма для расчета регулирующей емкости
Расход после Поступление в Расход из ем- Остаток в емусреднитель
Дальнейший расчет объема усреднителя концентраций Wconc проводится
в зависимости от характера нестационарности по приведенным выше методикам (Wz Wcir Wes).
Общий объем усреднителя W равен сумме регулирующего объема и объема усреднителя концентраций:
W = Wreg + Wconc м3.
Следует отметить что расчеты объема усреднителей концентраций и расходов при произвольном характере колебаний наиболее удобно вести в электронных таблицах например Microsoft Excel Lotus 1-2-3 Quattro Pro и др.
Конструкции усреднителей
I. Усреднитель-смеситель барботажного типа
Принимается глубина усреднителя H (в пределах 3–6 м) количество секций n (не менее двух) и определяется площадь каждой секции усреднителя F:
где W – объем усреднителя м3.
Назначается ширина секции B и определяется длина усреднителя L:
Определяется скорость продольного движения воды v:
где qmax – максимальный расход сточных вод м3ч.
Значение скорости v должно быть не более 00025 мс в противном случае
увеличивается глубина или количество секций усреднителя и расчет повторяется.
Проектируются трубы–барботеры которые укладываются вдоль
резервуара на подставках высотой 6–10 см. Глубина погружения барботеров Hb
обычно составляет 3–5 м (см. рис. 5.5).
В качестве барботеров по табл. 12 Приложений принимаются полиэтиленовые перфорированные трубы исходя из следующих условий:
- для усреднения концентраций интенсивность барботирования пристенных
барботеров qair должна составлять 6 м3(чм) интенсивность барботирования
- для предотвращения выпадения взвесей концентраций интенсивность барботирования пристенных барботеров должна составлять 12 м3(чм)
промежуточных барботеров – 24 м3(чм).
Принимается расстояние между барботерами равное для пристенных
барботеров Bb = (1–15)Hb для промежуточных – Bb = (2–3)Hb.
Принимается количество стояков для подвода воздуха к барботерам
(рис. 5.5) и расстояние между ними в зависимости от требуемой интенсивности
барботирования (табл. 12 Приложений).
Рис. 5.5. Расположение барботеров в усреднителе
– барботер; 2 – воздушный стояк
Определяется общий расход воздуха для барботирования Qair:
Qair = (2qair + nair qair)nL м3ч
где nair – количество промежуточных барботеров.
При необходимости определяются потери напора в воздушной системе и
подбираются марка и количество вентиляторов [3].
II. Многоканальные усреднители с каналами разной ширины
Принимается глубина усреднителя H (в пределах 3 м) количество секций
n (не менее двух) и по формуле (5.11) определяется площадь каждой секции
Из конструктивных соображений принимается ширина секции усреднителя B м и по формуле (5.12) определяется длина усреднителя L.
Назначается количество каналов в одной секции ncan которое должно
быть не меньше трех. Рассчитывается ширина каждого i-того канала bi:
Ширина одного канала должна быть в пределах 1–6 м.
Определяется расход воды в каждом i-том канале усреднителя qi:
Рассчитывается площадь поперечного сечения распределительного лотка
в одной секции усреднителя :
где v – скорость течения в лотке которая должна быть не менее 04 мс.
Подбираются размеры лотка прямоугольного сечения – ширина b0 и глубина h0 м.
Находится площадь донного дi и бокового бi отверстия в распределительном лотке для каждого канала:
где – коэффициент расхода отверстия равный для донного цилиндрического отверстия
= 08 для бокового прямоугольного отверстия = 07; h0 – глубина воды в распределительном лотке усреднителя м.
По рассчитанным площадям определяются диаметры и размеры донных и
боковых отверстий в распределительном лотке.
При необходимости производится расчет регулируемых и измерительных водосливов например по справочнику [2].
III. Многоканальные усреднители c различной длиной каналов
Принимается количество секций n (не менее двух) находится объем одной секции W1. Исходя из этого объема принимаются типовые усреднители
или проектируются индивидуально. В табл. 13 Приложений приведены основные характеристики и размеры усреднителей конструкции ВНИИ ВОДГЕО.
Принимается глубина усреднителя H (в пределах 2 м) и по формуле
(5.11) определяется площадь каждой секции усреднителя F.
Для прямоугольного в плане усреднителя из конструктивных соображений принимается ширина одной секции усреднителя B м и по формуле (5.12)
определяется длина усреднителя L.
Для круглого в плане усреднителя рассчитывается его диаметр D:
быть не меньше четырех. Находится ширина канала bcan:
– для прямоугольного усреднителя:
– для круглого усреднителя:
Ширина канала округляется до целого значения и приблизительно должна
быть в пределах 1–10 м.
Алгоритм программного расчета объема усреднителей при произвольном
Алгоритм основан на следующих положениях:
Алгоритм предназначен для 24-часового графика притока временной
шаг расчета равен 1 часу.
Минимально возможное значение концентрации на выходе из усреднителя определяется исходя из уравнения материального баланса:
Cmin = Σ (Ci en qi)Σ qi
где C qi - значения притока на
входе в усреднитель в i-тый час.
Ориентировочный первоначальный объем усреднителя по концентрациям вычисляется по формуле:
где CT en – концентрация загрязнителя в стоках в час T; qT - значения притока сточных вод в
час T; T – час когда происходит полное срабатывание регулирующего объема; Cadm – допустимая концентрация на выходе из усреднителя.
Объем усреднителя определяется как сумма двух величин: объема
необходимого для регулирования постоянного в течение суток расхода на
выходе из усреднителя и некоторого объема который необходим для
усреднения концентраций причем расчет учитывает динамику изменения
объема воды в процессе регулирования расхода.
В алгоритме предполагается что объем воды регулирующий расход представляет собой «дополнительный объем» к объему необходимому для усреднения концентраций. В часы когда происходит полное срабатывание регулирующего расход объема на усреднение концентраций работает только постоянная составляющая общего объема.
Необходимые пояснения к блок-схеме алгоритма расчета объема усреднителей представленной на рис. 5.6:
Ввод исходных данных: qi Ci en Cadm.
Q = Σ qi и qex = Q24
где Q – сумма притоков за 24 часа; qex – значение расхода на выходе из усреднителя.
Вычисление остатка объема по всем часам суток Wi в i-тый час.
Подбор Т – «часа нулевого объема» (полного срабатывания). При
правильном выборе этого часа все значения Wi - неотрицательны.
Вычисление объема регулирующей емкости WREG как максимального
остаток из всех значений:
Вычисление минимально допустимого по расчету значения Cmin:
Cmin = Σ (Ci en qi)Q.
Сравнение Cmin и Cadm для выяснения возможности достижения усредне81
ния. Если Cmin Cadm то усреднение возможно в противном случае происходит
переход к шагу № 10.
Принимается первоначальный объем усреднителя концентраций Wes:
где Wes - постоянная составляющая объема усреднителя.
Подбор часа начала усреднения Tbeg когда значение Ci en – максимально и
величина Ci ex (концентрация на выходе из усреднителя по часам суток) в этот
час приравнивается к Cadm.
Печать «усреднение невозможно» и переход к концу программы.
Вычисление Ci ex по часам суток:
Ci ex = C(i-1)ex + (qiCi en – qexC(i-1)ex)Wav
где Wav - объем воды в усреднителе в момент расчета определяемый по формуле:
Через каждые 24 часа из всех значений Ci ex выбирается наибольшее Cmax:
Проверка условия по сравнению Cmax и Cadm. Если Cmax Cadm то задача
считается решенной и усреднение достигнуто. Если хотя бы одно значение Ci ex
превышает Cadm то есть Cmax > Cadm то переходят к шагу алгоритма № 14.
Объем Wes увеличивают в n раз:
где Kes - коэффициент увеличения объема зависящий от необходимой точности приближения (определяется эмпирическим путем и имеет значение в пределах 101–2).
Расчет повторяют снова начиная с шага № 11. При этом "счетчик" суток
усреднения сбрасывается до 1.
Вычисление объема усреднителя W:
где K – коэффициент запаса равный 105–12.
Печать результатов: W WREG Wi Ci ex.
Ввод исходных данных
Вычисление Q = Σ qi и qex = Q24
Вычисление остатка объема воды Wi
Подбор «часа нулевого объема» T
Cmin = Σ (Ci en qi)Q
Подбор часа начала усреднения Tbeg
Ci ex = C(i-1)ex + (qiCi en - qexC(i-1)ex)Wav
Рис. 5.6. Блок-схема алгоритма расчета объема при произвольном характере колебаний
Исходные данные. Расход производственных сточных вод равен
qw = 380 м3ч характер нестационарности – циклические сбросы загрязнений с
периодом колебаний tcir = 3 ч и концентрацией Cmax = 750 мгл. Средняя концентрация загрязнений в стоке составляет Cmid = 130 мгл допустимая концентрация после усреднения должна быть Cadm = 260 мгл.
Содержание взвешенных веществ в стоке Cen = 110 мгл с гидравлической
крупностью u = 9 ммс.
Задание. Выбрать тип усреднителей рассчитать объем и конструктивные
Расчет. По таблице 5.1 выбираем барботажный тип усреднителя. По формуле (5.1) находим требуемый коэффициент усреднения:
По формуле (5.2) рассчитываем объем усреднителей (при Kav до 5):
Wcir = 021 380 3 47692 1 = 111637 м3.
Принимаем глубину усреднителя H = 3 м количество секций n = 2 затем по
формуле (5.11) находим площадь каждой секции усреднителя:
Назначаем ширину секции B = 12 м и по формуле (5.12) рассчитываем длину секции усреднителя:
L = 1860612 = 1551 м.
Принимаем длину секции L = 16 м. По формуле (5.13) определяем скорость
продольного движения воды:
Рассчитанная скорость меньше максимального значения (00025 мс).
Проектируем трубы-барботеры на глубине Hb = 29 м – два пристенных
барботера на расстоянии от стены усреднителя Bb = 3 м и один промежуточный
барботер расположенный по оси секции.
Принимаем интенсивность барботирования для пристенных барботеров
qair = 12 м3(чм) для промежуточных барботеров qair = 24 м3(чм) и выбираем
из табл. 12 Приложений перфорированные трубы со следующими характеристиками:
! пристенный барботер: диаметр трубы 63 мм два ряда перфорационных отверстий диаметром 3 мм и шагом между ними 160 мм один стояк для подвода воздуха располагаемый посередине барботера;
промежуточный барботер: диаметр трубы 63 мм два ряда перфорационных
отверстий диаметром 3 мм и шагом между ними 80 мм один стояк для
подвода воздуха располагаемый посередине барботера.
По формуле (5.14) определяем общий расход воздуха для барботирования:
Qair = (212 + 124)216 = 1536 м3ч.
qw = 450 м3ч характер нестационарности – залповые сбросы длительностью
tz = 15 ч загрязнений c концентрацией Cmax = 620 мгл. Средняя концентрация
загрязнений в стоке составляет Cmid = 180 мгл допустимая концентрация после
усреднения должна быть Cadm = 250 мгл.
Содержание взвешенных веществ в стоке Cen = 350 мгл с гидравлической
крупностью u = 25 ммс.
Расчет. По таблице 5.1 выбираем многокальный тип усреднителя с каналами различной ширины. По формуле (5.1) находим требуемый коэффициент усреднения:
По формуле (5.2) рассчитываем объем усреднителей:
Wz = 05450156286 = 212143 м3.
Принимаем глубину усреднителя H = 2 м количество секций n = 4 затем по
L = 2651812 = 221 м.
Принимаем длину секции L = 23 м. Назначаем количество каналов в каждой
секции усреднителя ncan = 3.
По формуле (5.15) рассчитываем ширину каждого i-того канала:
Тогда ширина первого канала составит b1 = 35 м ширина второго: b2 = 6 м
ширина третьего: b3 = 25 м.
По формуле (5.16) рассчитываем расход воды в каждом i-том канале:
Расход воды в первом канале составляет q1 = 65625 м3ч во втором: q2 =
= 375 м3ч в третьем: q3 = 9375 м3ч.
Принимаем скорость течения в распределительном лотке v = 04 мс и по
формуле (5.17) находим площадь поперечного сечения лотка:
Подбираем лоток шириной b0 = 03 м и глубиной воды h0 = 026 м.
По формуле (5.18) рассчитываем площади и размеры боковых и донных отверстий в распределительном лотке результаты заносим в таблицу:
- бокового отверстия
Диаметр донного отверстия см
Размеры бокового отверстия см
Исходные данные. Такие же как в примере 5.2.
Задание. Рассчитать конструктивные параметры многоканального
усреднителя с различной длиной каналов (прямоугольной и круглой формы в
Расчет. Из расчета примера 5.2 известен объем усреднителей: Wz =
Принимаем количество секций n = 2 глубину усреднителя H = 15 м затем
по формуле (5.11) находим площадь каждой секции усреднителя:
вариант – прямоугольный в плане усреднитель.
Назначаем ширину секции B = 20 м и по формуле (5.12) рассчитываем длину секции усреднителя:
L = 7071420 = 3536 м.
Принимаем длину секции L = 36 м. Назначаем количество каналов в каждой
секции усреднителя ncan = 5. По формуле (5.20) рассчитываем ширину одного
вариант – круглый в плане усреднитель.
По формуле (5.19) рассчитываем диаметр усреднителя:
Назначаем количество каналов в каждой секции усреднителя ncan = 5. По
формуле (5.20) рассчитываем ширину одного канала:
Исходные данные. Расход производственных
сточных вод постоянный и равен qw = 530 м ч хаКонцентрации загрязрактер нестационарности – произвольные колебания
нения в сточной воде
концентрации загрязнителя в сточной воде
Допустимая концентрация после усреднения
должна быть Cadm = 800 мгл.
Задание. Рассчитать объем усреднителей.
Расчет. Превышение концентраций загрязнений
над допустимым уровнем (800 мгл) наблюдается в
часы с 6 до 13 ч. Период усреднения равен 7 ч.
Ориентировочный объем усреднителя равен
суммарному притоку в эти часы:
Wes = 5307 = 3710 м .
Для дальнейших расчетов принимаем объем
усреднителя Wes = 3800 м3.
По формуле (5.4) рассчитываем максимальный
отрезок времени (шаг) через который будут рассчи14-15
тываться концентрации загрязнителя на выходе:
(В этой формуле qmax = qw = 530 м3ч).
Так как Δtst > 1 ч принимаем шаг Δtst = 1 ч.
Наибольшая концентрация (1580 мгл) наблюда21-22
ется в час 7-8 следовательно начинаем расчет
именно с этого часа. Предполагаем что в 8 ч в усредненной воде концентрация загрязнения будет
равна допустимому значению – 800 мгл.
По формуле (5.5) рассчитываем приращение концентрации на выходе из усреднителя в следующий час:
По формуле (5.6) определяем концентрацию загрязнителя на выходе из
C9ex = 800 + 4 = 804 мгл.
Аналогично рассчитываем приращение и концентрацию на выходе на 10 ч:
C10ex = 804 + 12 = 816 мгл.
Результаты дальнейшего расчета показаны в табл. 5.5.
Результаты расчета усреднителей – вариант 1
Как видно из этой таблицы допустимой концентрации после трех суток
достичь не удалось. Поэтому увеличиваем объем усреднителя до значения Wes =
= 4200 м3 и повторяем расчет (табл. 5.6).
Результаты расчета усреднителей – вариант 2
Допустимая концентрация на выходе из усреднителя была достигнута в 13 ч
на третьи сутки следовательно расчетный объем Wes = 4200 м3 определен правильно.
Исходные данные. Характер нестационарности производственных сточных
вод – произвольные колебания концентрации загрязнения и расхода воды
Допустимая концентрация после усреднения должна быть Cadm = 800 мгл.
Расходы и концентрации загрязнения в сточной воде
Часы суток 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12
Часы суток 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24
Расчет. По формуле (5.7) находим расход сточной жидкости после усреднения:
qex = (150+140+120+100+100+180+190+250+260+290+300+310+290+290+
+210+200+190+180+190+200+220+250+190+180)24 = 497024 = 20708 м3ч.
По формуле (5.8) рассчитываем поступление (расход) сточной воды в усреднитель по всем часам суток Δq и заносим результаты в столбцы 4 и 5 табл.
8. Например для часа 0-1 значение Δq1 вычисляется так:
Δq1 = 150 – 20708 = –5708 м3.
Так как значение отрицательно заносим его в столбец 5 «Расход из емкости». Аналогично рассчитываем остальные строки в таблице.
Принимаем за «час нулевого объема» конец интервала времени от 22 часов
до 7 часов т. час 6-7. Затем по формуле (5.9) последовательно начиная с часа
-7 рассчитываем остатки воды в емкости усреднителя ΔW. Результаты заносим в табл. 5.8. Например для часа 7-8 остаток воды ΔW8 рассчитывается:
ΔW8 = 0 + 4292 = 4292 м3.
По результатам расчета принимаем объем регулирующей емкости
усреднителя равный наибольшему значению остатка который наблюдается в
Далее производим расчет объема необходимого для усреднения концентрации загрязнения. Превышение концентраций загрязнений над допустимым
уровнем (800 мгл) наблюдается в часы с 6 до 13 ч. Период усреднения равен
Ориентировочный объем усреднителя равен суммарному притоку в эти часы:
Wes = 190 + 250 + 250 + 290 + 300 + 310 + 290 = 1880 м3.
Для дальнейших расчетов принимаем объем усреднителя Wes = 1900 м3.
По формуле (5.4) рассчитываем максимальный отрезок времени (шаг) через
который будут рассчитываться концентрации загрязнителя на выходе:
(В этой формуле qmax = 310 м3ч).
Наибольшая концентрация (1580 мгл) наблюдается в час 7-8 следовательно начинаем расчет именно с этого часа.
Расчет регулирующего объема усреднителя
Расход после Поступление в Расход из емПодача в
усреднитель qi усреднения qex емкость Δqi
Остаток в емкости ΔWi
Предполагаем что в 8 ч в усредненной воде концентрация загрязнения будет равна допустимому значению – 800 мгл.
C10ex = 804 + 13 = 817 мгл.
Результаты дальнейшего расчета показаны в табл. 5.9.
Результаты расчета объема усреднителей – вариант 1
= 2100 м3 и повторяем расчет (табл. 5.10).
на вторые сутки следовательно расчетный объем Wconc = Wes = 2100 м3 определен правильно.
Результаты расчета объема усреднителей – вариант 2
Рассчитываем общий объем усреднителя по формуле (5.10):
W = 53333 + 2100 = 2633 м3.
Для последующего конструирования принимаем объем W = 2700 м3.
НЕФТЕЛОВУШКИ ПРОДУКТОЛОВУШКИ
Для очистки производственных сточных вод содержащих всплывающие
грубодиспергированные примеси (нефть легкие смолы масла) при концентрации свыше 100 мгл применяются специализированные отстойные сооружения
называемые нефтеловушками смоло- маслоуловителями.
Продуктоловушки используются с той же целью для отстаивания из воды
некоторых специфических веществ например парафина из стоков производства синтетических жирных кислот а также для осаждения твердых механических примесей.
1. Конструктивные типы нефтеловушек
Нефтеловушки бывают трех видов: горизонтальные многоярусные (тонкослойные) и радиальные.
Горизонтальные нефтеловушки
Рис. 6.1. Горизонтальная нефтеловушка
– подводящая труба; 2 – щелевая распределительная перегородка; 3 – нефтесборная труба;
– механизм передвижения скребков; 5 – скребковый транспортер; 6 – трубопровод отвода
осветленной воды; 7 – гидроэлеватор; 8 – подача воды к гидроэлеватору; 9 – отвод осадка
Горизонтальная нефтеловушка представляет собой отстойник (рис. 6.1) разделенный продольными стенками на параллельные секции.
Сточная вода из отдельно расположенной распределительной камеры поступает по самостоятельным трубопроводам через щелевую перегородку в каждую секцию. Освобожденная от нефти вода в конце секции проходит под затопленной стенкой и через водослив переливается в отводящий трубопровод.
Всплывшая нефть сгоняется скребковым механизмом к щелевым поворотным
трубам и выводится по ним из секции.
Осадок выпадающий на дно тем же транспортером сгребается к приямку
откуда его гидроэлеваторами периодически удаляют по илопроводу.
Расчетная продолжительность отстаивания должна быть не менее 2 ч скорость движения воды принимается 3–10 ммс.
Продуктоловушки устраиваются и рассчитываются по типу горизонтальных
Многоярусные нефтеловушки
Многоярусная (тонкослойная) нефтеловушка является усовершенствованной конструкцией горизонтальной ловушки имеет меньшие габариты более
На рис. 6.2 представлена схема работы многоярусной нефтеловушки.
Рис. 6.2. Многоярусная нефтеловушка
– подводящая труба; 2 – водораспределительная труба; 3 – нефтесборная труба;
– пропорциональное водораспределительное устройство; 5 – тонкослойный модуль;
– скребковый транспортер; 7 – трубопровод отвода осветленной воды; 8 – гидроэлеватор;
Сточная вода из отдельно расположенной распределительной камеры поступает по трубопроводам в секции нефтеловушки и через поперечную горизонтальную распределительную трубу с вертикальными патрубками и диффузорами распределяется по ширине и глубине зоны глубокой очистки. Здесь в
течение 1-4 мин выделяется основное количество грубодиспергированной нефти и осадка.
Затем поток проходит через пропорциональное водораспределительное устройство и поступает в полочный блок. Блок работает по перекрестной схеме.
Поток осветленной воды проходит под полупогружной перегородкой и выводится через водослив и водосборный лоток.
Всплывшие в зоне грубой очистки нефтепродукты отводятся постоянно через щелевую поворотную трубу над тонкослойными блоками постоянно сгоняются скребками в направлении потока к концу отстойной зоны и через вторую поворотную трубу периодически выводятся из сооружения. Осадок удаляется с помощью гидроэлеватора.
Радиальные нефтеловушки
Радиальные нефтеловушки применяют вместо горизонтальных нефтеловушек и прудов дополнительного отстаивания. Конструкция нефтеловушек этого
типа похожа на конструкцию радиальных отстойников (рис. 6.3).
Рис. 6.3. Радиальная нефтеловушка
– подача сточной воды; 2 – сборный лоток; 3 – скребковый механизм;
– нефтесборная труба; 5 – направляющий цилиндр; 6 – удаление осадка
Сточная вода поступает в нижнюю часть радиальной нефтеловушки по трубопроводу расположенному под ее днищем и переходящему в вертикальный
раструб с направляющим цилиндром. Цилиндр обеспечивает заглубленный
впуск воды в отстойную зону сооружения и распределяет воду по всему рабочему объему нефтеловушки. Для сбора осветленной воды предусмотрен кольцевой лоток с пропорциональным водосливом.
Всплывшие нефтепродукты сгоняются вращающимся скребком к стационарно расположенной нефтесборной трубе. Осевший осадок сгребается вращающимся скребком к центральному приямку откуда насосом перекачивается
Равномерность распределения и малые скорости движения жидкости способствуют всплыванию мелкодисперсных частиц нефтепродуктов размером до
Для очистки производственных сточных вод коксохимических заводов загрязненных в основном смолой и маслами применяют отстойники-смолоуловители которые бывают радиальными и прямоугольными.
В радиальные смолоуловители (рис. 6.4) сточная вода поступает по трубопроводу в центр. Осветленная вода отводится через утопленные в наружной
стене отверстия и кольцевой водослив.
Осаждающаяся на дне отстойника смола периодически отводится скребковым устройством в центральный приямок из которого откачивается насосом.
Для уменьшения вязкости смолу перед откачкой подогревают паром до температуры 60ºС. Накапливающиеся на поверхности масла перетекают в радиальные лотки по которым отводятся в кольцевой сборник расположенный вокруг
Эффект осветления в радиальных смолоуловителях составляет 80–90%.
Рис. 6.4. Радиальный отстойник-смолоуловитель
– подводящий лоток; 2 – плавающая доска; 3 – лоток для сбора легких
смол; 4 – отвод очищенной воды; 5 и 7 – отвод для легких и тяжелых смол;
– скребки; 8 и 9 – подача пара и отвод конденсата
Прямоугольные смолоотстойники предназначены для очистки фенольных
вод только от тяжелых примесей – смол. Отстойник состоит из двух параллельно работающих отделений. Осадочная часть устроена в виде усеченной пирамиды в которой накапливается смола. Перед откачкой смолу подогревают паром.
2. Расчет нефтеловушек
I. Горизонтальные нефтеловушки
По пропускной способности нефтеловушки q м3ч принимается типовая
нефтеловушка или проектируется индивидуально. В таблице 14 Приложений
приведены параметры типовых горизонтальных нефтеловушек. Во втором случае принимается количество секций нефтеловушки n не менее двух и расчет
проводится в следующем порядке:
Назначается ширина секции B м и глубина отстаиваемого слоя воды Hset
м в зависимости от пропускной способности нефтеловушки q:
Рассчитывается гидравлическая крупность частиц нефти u0:
где γв и γн – объемные массы воды (1) и нефти (076–085) тм3; d – крупность всплывающих
нефтяных частиц м; – динамический коэффициент вязкости сточной воды Пас.
При отсутствии данных по кинетике допускается принимать u0 = 04–06
Принимается скорость движения воды v = 3–10 ммс. Определяется продолжительность всплывания нефтяных частиц tp:
В зависимости от соотношения vu0 принимается коэффициент
учитывающий турбулентность потока воды a:
Рассчитывается длина отстойной части нефтеловушки L:
Определяется продолжительность отстаивания tp:
Рассчитанная продолжительность tp должна быть не менее tp. В противном
случае изменяют глубину слоя воды Hset или скорость движения воды v.
где Q – суточный расход сточных вод м3сут; C – концентрация механических примесей в
сточной воде примерно равная 500 мгл; Э – эффект задержания осаждающихся примесей
равный для горизонтальных ловушек 60–70% для многоярусных и радиальных – до 75%;
pmud – влажность осадка равная для свежевыпавшего осадка – 95% и слежавшегося – 70%;
γmud – объемная масса частиц осадка равная 265 тм3.
Определяется количество нефтепродуктов Qoil задержанных за сутки:
где Aen и Aex – концентрация нефтепродуктов соответственно в исходной и осветленной воде
мгл; γoil – объемная масса обводненных нефтепродуктов равная 095 тм3.
II. Многоярусные нефтеловушки
Принимается количество секций нефтеловушки n не менее двух. Назна-
чается ширина секции B = 2–3 м и глубина отстаиваемого слоя воды Hset = 25–
Назначается ширина Bbl = 065–075 м и высота тонкослойного блока
Hbl = 15–16 м. Находится площадь поперечного сечения тонкослойного блока
Рассчитывается скорость движения воды в нефтеловушке v:
где q – пропускная способность нефтеловушки м3ч.
Определяется число Рейнольдса Re:
где ht – кинематическая вязкость
Величина Re должна быть близка к 700–800. В противном случае изменяют
размеры тонкослойного блока или количество секций.
Рассчитывается продолжительность пребывания воды в тонкослойном
где u0 – гидравлическая крупность частиц нефти равная 015 ммс.
Определяется длина тонкослойного блока Lbl:
где k – коэффициент запаса равный 13.
Находится общая длина нефтеловушки Lобщ:
По формулам (6.5) и (6.6) определяется количество осадка Qmud и нефтепродуктов Qoil выделяемых при отстаивании за сутки.
III. Радиальные нефтеловушки
Принимается количество секций нефтеловушки n не менее трех. Назначается продолжительность отстаивания Tset равная примерно 6 ч.
Определяется глубина зоны отстаивания Hset:
Hset = 36KsetTsetu0 м
где Kset – коэффициент использования объема равный 06; u0 – гидравлическая крупность
частиц нефти в среднем равная 02 ммс.
Рассчитывается диаметр нефтеловушки D:
Диаметр округляется до целого значения или принимается значение диа99
метров типовых радиальных нефтеловушек 24 или 30 м.
Находится полная строительная высота нефтеловушки H:
где H1 – высота борта над слоем воды равная 03–05 м; H2 – высота зоны осадка равная 03
м; H3 – толщина слоя всплывших нефтепродуктов равная 01 м.
Исходные данные. Суточный расход производственных сточных вод равен
Q = 7500 м3сут; расчетный часовой расход qma содержание нефтепродуктов в поступающей воде Aen = 120 мгл содержание нефтепродуктов в
осветленной воде должно быть Aex = 50 мгл. Динамический коэффициент вязкости сточной воды = 00055 Пас. Объемная масса нефтепродуктов составляет γн = 081 тм3.
Задание. Рассчитать горизонтальные нефтеловушки.
Расчет. Так как расчетный расход (пропускная способность) больше
2 м3ч принимаем ширину секции B = 6 м и глубину отстаиваемого слоя воды Hset = 2 м. Назначаем количество секций нефтеловушки n = 2.
Принимаем крупность всплывающих частиц d = 0002 м и по формуле (6.1)
рассчитываем гидравлическую крупность частиц нефти:
Принимаем скорость движения воды в нефтеловушке v = 5 ммс и по формуле (6.2) находим продолжительность всплывания нефтяных частиц:
По таблице на стр. 97 в зависимости от соотношения vu0 = 50753 = 66
принимаем коэффициент учитывающий турбулентность потока воды a = 15 и
по формуле (6.3) определяем длину отстойной части нефтеловушки:
Принимаем длину отстойной части нефтеловушки L = 20 м. По формуле
(6.4) находим продолжительность отстаивания:
Проверяем соотношение tp и tp: 111 > 0111.
По формуле (6.5) определяем количество осадка выделяемого при отстаи-
По формуле (6.6) определяем количество задержанных нефтепродуктов:
Исходные данные. Суточный расход производственных сточных вод
Q = 3400 м3сут; расчетный часовой расход qma содержание
нефтепродуктов в поступающей воде Aen = 220 мгл содержание
нефтепродуктов в осветленной воде должно быть Aex = 50 мгл. Динамический
коэффициент вязкости сточной воды составляет = 00063 Пас. Объемная
масса нефтепродуктов равна γн = 081 тм3.
Задание. Рассчитать многоярусные нефтеловушки.
Расчет. Назначаем количество секций нефтеловушки n = 4. Принимаем
ширину секции B = 2 м и глубину отстаиваемого слоя воды Hset = 25 м.
Назначаем ширину Bbl = 065 м и высоту тонкослойного блока Hbl = 15 м.
По формуле (6.7) находим площадь поперечного сечения тонкослойного блока:
Fbl = 15065 = 0975 м2.
По формуле (6.8) находим скорость движения воды в нефтеловушке:
По формуле (6.9) рассчитываем число Рейнольдса:
Re = 10-61285080410-7 = 797.
Рассчитанное значение находится в оптимальных пределах (700–800).
По формуле (6.10) рассчитываем продолжительность пребывания воды в
По формуле (6.11) находим длину тонкослойного блока:
Lbl = 131284711000 = 79 м.
По формуле (6.12) находим общую длину нефтеловушки:
Lобщ = 79 + (5÷6) = 13 м.
По формуле (6.5) определяем количество осадка выделяемого при отстаивании:
Q = 25400 м3сут; расчетный часовой расход qma содержание нефтепродуктов в поступающей воде Aen = 90 мгл содержание нефтепродуктов в
осветленной воде должно быть Aex = 40 мгл. Динамический коэффициент вязкости сточной воды составляет = 00025 Пас. Объемная масса нефтепродуктов равна γн = 081 тм3.
Задание. Рассчитать радиальные нефтеловушки.
продолжительность отстаивания равную Tset = 6 ч. По формуле (6.13) рассчитываем глубину зоны отстаивания:
Hset = 3606602 = 259 м.
По формуле (6.14) определяем диаметр одной нефтеловушки:
Принимаем диаметр нефтеловушки D = 41 м.
По формуле (6.15) рассчитываем полную строительную высоту нефтеловушки:
H = 259 + 05 + 03 + 01 = 349 м.
Фильтрационные сооружения и установки применяют для глубокой очистки
(доочистки) городских и производственных сточных вод прошедших
биологическую или физико-химическую очистку. Они подразделяются на
фильтры с зернистой загрузкой и сетчатые барабанные фильтры.
Фильтры с зернистой загрузкой классифицируются:
! по направлению потока: бывают с нисходящим (сверху вниз) и восходящим (снизу вверх) потоком в отдельных случаях – с горизонтальным потоком;
! по конструкции: различают однослойные двухслойные аэрируемые и каркасно-засыпные;
! по виду фильтрующего материала: природные материалы (кварцевый песок гравий гранитный щебень доменный шлак керамзит антрацит горелые породы мраморная крошка) или искусственные материалы (полимеры
– пенополиуретан полистирол полипропилен и др.).
Сетчатые барабанные фильтры применяемые в качестве самостоятельных
сооружений глубокой очистки называют микрофильтры а устанавливаемые
перед зернистыми фильтрами глубокой очистки – барабанные сетки.
В результате доочистки сточных вод в загрузке фильтров задерживаются
мелкодисперсные взвешенные частицы и активный ил выносимые из отстойников или осветлителей а также некоторые специфические компоненты характерные для стоков отдельных промышленных предприятий (нефтепродукты
Различают рабочий режим и форсированный режим который возникает
при выключении отдельных секций фильтров на промывку и ремонт. При форсированном режиме скорость фильтрования увеличивается.
Рис. 7.1. Станция доочистки сточных вод с фильтрованием
– приемный резервуар; 2 8 10 – насосные станции; 3 – барабанные сетки; 4 – фильтровальные сооружения; 5 – контактный резервуар для хлорирования; 6 – аэраторбыстроток; 7 – резервуар для сбора промывной воды; 9 – резервуар для промывки
Фильтровальная станция доочистки сточных вод обычно включает в себя
приемный резервуар насосную станцию для подачи воды фильтровальные ус103
тановки резервуар для сбора промывных вод насосную станцию для их перекачки в начало очистной станции канализации а также другое оборудование (
Регенерацию зернистых фильтрующих материалов производят промывкой
водой или водой и воздухом синтетические материалы обычно отжимают для
регенерации. Для промывки фильтров можно использовать водопроводную воду или воду после барабанных сеток и фильтров.
1. Конструктивные типы фильтров
Фильтры с нисходящим потоком
Однослойные фильтры с
нисходящим потоком воды
используют для доочистки
производственных стоков по1
сле механической очистки
для задержания мелкодисперсных взвешенных частиц
а также биологически очи7
щенных городских сточных
Загрузку фильтра состав8
ляет кварцевый песок (крупностью до 2 мм и толщиной
слоя 12–13 м) с поддерживающим слоем из гравия (с Рис. 7.2. Зернистый фильтр с нисходящим потоком
крупностью зерен 2–40 мм 1 – подвод воды; 2 – отвод промывной воды; 3 – отвод
фильтрата; 4 – подача промывной воды; 5 – распредевысотой слоя 05–07 м).
лительный карман; 6 – желоб для подачи исходной воПри наличии местного ды; 7 – песчаная загрузка; 8 – поддерживающий слой
гранитного щебня загрузка
фильтра может производиться щебнем крупностью 3–10 мм толщиной слоя
Для регенерации фильтров предусматривается водо-воздушная или водяная
промывка восходящим потоком. Водо-воздушная промывка производится в четыре этапа:
! начальное взрыхление верхнего слоя загрузки механическим или
гидравлическим способом;
! продувка воздухом для выравнивания гидравлического сопротивления по
всей площади фильтра;
! водо-воздушная совместная промывка;
! дополнительная промывка водой для разрыхления загрузки и восстановления ее первоначальной пористости.
Эффект доочистки для мелкозернистых фильтров по взвешенным веществам составляет 70-75% по БПКполн – 50–60% для крупнозернистых (с загрузкой
из щебня) соответственно 45–50% и 35–40%. Фильтроцикл составляет 12 ч.
Фильтры с восходящим потоком
Фильтрование воды снизу вверху значительно улучшает условия работы
фильтра вследствие реализации принципа убывающей крупности зерен вдоль
потока (рис. 7.3). В результате увеличивается грязеем7
кость фильтра продолжительность фильтроцикла ис3
ключается заиливание мелкозернистых слоев.
Недостатком фильтров с
восходящим потоком является заиливание дренажа ко2
торое приводит к ненадеж1
ности их работы и осложне9
ниям в эксплуатации.
Фильтрующая загрузка
состоит из речного песка
Рис. 7.3. Фильтр с восходящим потоком воды
– подвод воды; 2 – подвод промывной воды; 3 – открупностью 12–2 мм и вывод фильтрата; 4 – отвод промывной воды; 5 – подача
сотой слоя 15–2 м а также
воздуха; 6 – пескоулавливающий желоб; 7 – струенаподстилающего слоя гравия
правляющий выступ; 8 – загрузка; 9 – поддерживаютолщиной до 095 м.
Для регенерации фильтров предусматривается водо6
воздушная промывка. Эффект
доочистки для таких фильтров
по взвешенным веществам со1
ставляет 70–85% по БПКполн –
В двухслойных фильтрах
используется принцип фильтрования в направлении уменьшающейся крупности зерен загрузки сверху вниз. Верхний
слой загрузки толщиной 04–
м состоит из кварцевого
песка крупностью зерен 12–
мм нижний слой (кварцевый
песок) имеет толщину 06–
м и крупность зерен 07–
мм. Кроме кварцевого пес-
Рис. 7.4. Двухслойный фильтр
– подача исходной воды; 2 – отвод промывной воды;
– отвод фильтрата; 4 – подача промывной воды;
– распределительный карман; 6 – желоб для подачи
исходной воды; 7 – загрузка из антрацита; 8 – загрузка
из песка; 9 – поддерживающий слой
ка в верхних слоях может быть использован дробленый антрацит или керамзит.
Поддерживающий слой высотой 055–08 м состоит из гравия крупностью 2–
Двухслойная загрузка обеспечивает более равномерное распределение загрязнений по высоте фильтра увеличение продолжительности работы. Фильтроцикл равен 24 ч. Промывка фильтров производится током воды снизу вверх.
К недостаткам таких фильтров относится сложность создания двухслойной
загрузки завышенный строительный объем фильтра возможность уноса зерен
верхнего слоя загрузки.
Эффект доочистки для таких фильтров по взвешенным веществам составляет 70-80% по БПКполн – 60–70%.
В аэрируемом зернистом фильтре в процессе фильтрации вводится и распределяется в толще загрузки сжатый воздух или кислород что способствует
интенсификации биохимического процесса внутри фильтра. Процесс очистки
от загрязнений в аэрируемых фильтрах происходит в две ступени первая служит для удаления взвешенных веществ вторая – для растворенных и коллоидных органических загрязнений – рис. 7.5.
Рис. 7.5. Аэрируемые фильтры
а – двухъярусный б – двухступенчатый
– подача исходной воды; 2 – подача промывной воды; 3 – отвод фильтрата и промывной
воды; 4 –подача воздуха; 5 – загрузка первого яруса (ступени); 6 – дырчатая перегородка;
– загрузка второго яруса (ступени)
В качестве фильтрующей загрузки применяется кварцевый песок крупностью 1–18 мм при высоте слоя 1 м и гранитный щебень крупностью зерен 3–
мм при высоте слоя 1–15 м. Поддерживающий слой состоит из гравия крупностью 2–32 мм и высотой 045 м.
При использовании таких фильтров достигается снижение взвешенных веществ в сточной воде на 80–90% БПКполн – на 75–80%.
Каркасно-засыпные фильтры
Каркасно-засыпные фильтры (КЗФ) по конструкции представляют собой
двухслойный фильтр с нисходящим потоком воды (рис. 7.6).
Загрузка каркасно-засыпного фильтра состоит из каркаса в качестве которого используется гравий или щебень с размерами фракций 40–60 мм и засыпки состоящей из кварцевого песка крупностью 08–1 мм. Очищаемая вода проходит сначала через слой каркаса где очищается от основной массы загрязнений а затем поступает для доочистки в нижние слои.
Преимуществами каркаснозасыпного фильтра являются:
! стабильность очистки воды
при значительных колебаниях качества и количества
! возможность использования
контактной коагуляции ко2
торая позволяет при той же
скорости фильтрования достичь
взвешенных веществ 3 мгл
Рис. 7.6. Каркасно-засыпной фильтр
Продолжительность фильт1 – подвод воды; 2 – отвод промывной воды;
– подача промывной воды; 4 – отвод фильтрата;
роцикла составляет 20 ч.
– гравийный каркас; 6 и 7 – крупно- и мелкозерниПромывка фильтра может
стая загрузка; 8 – поддерживающий слой;
быть водо-воздушной или во9 – подача воздуха
дяной. При водо-воздушной
промывке воду в фильтре спускают до уровня песка подают воздух и воду для
промывки затем следует дополнительная промывка водой.
Эффект доочистки для таких фильтров по взвешенным веществам составляет 70-80% по БПКполн – 70%.
Фильтры с плавающей загрузкой
В последнее время для фильтрования все более широко применяются полимерные материалы с пористостью до 95% которые позволяют существенно повысить скорость фильтрования уменьшить продолжительность фильтроцикла и
сократить затраты на очистку.
Преимуществами полимерных фильтров являются:
! очень высокая грязеемкость которая составляет 40–200 кгм3 загрузки;
! невысокие потери напора;
! увеличенная продолжительность фильтроцикла;
! простота конструкции надежность работы.
Разработано несколько конструкций фильтров с загрузкой из измельченного
пенополиуретана с размерами гранул 05–12 мм и пор 08–12 мм из которых
для доочистки сточных вод наиболее эффективными являются фильтры марок
ФПЗ-3 и ФПЗ-4 (рис. 7.7).
Загрузка фильтров ФПЗ-3 и ФПЗ-4 состоит из гранул крупность которых
уменьшается по направлению движения воды т.е. сверху вниз. Фильтр ФПЗ-4
работает до полной кольматации загрузки после чего необходима ее регенерация. Высота слоя загрузки составляет 10–12 м.
Рис. 7.7. Фильтры с плавающей загрузкой
– подвод воды; 2 – отвод промывной воды; 3 – отвод фильтрата;
– распределительный карман; 5 – плавающая загрузка
Такие фильтры можно использовать для доочистки как механически очищенных производственных стоков (металлургическая химическая и легкая
промышленность) так и биологически очищенных городских сточных вод или
их смеси с производственными.
Фильтр регенерируется промыванием водой при достижении предельных
потерь напора равных 15–25 м.
Эффект доочистки для таких фильтров по взвешенным веществам составляет 70-85% по БПКполн – 65–75%.
Сетчатые барабанные фильтры
Сетчатые барабанные фильтры могут использоваться как самостоятельные
сооружения глубокой очистки городских или производственных сточных вод а
также как для выделения крупных примесей из стоков перед фильтрами с зернистой загрузкой. В первом случае они называются микрофильтрами во втором – барабанными сетками.
Микрофильтры способны снизить содержание взвешенных веществ в сточной воде на 50–60% а по БПКполн – на 25–30% барабанные сетки – соответственно на 20–25% и 5–10%.
Барабанные сетки имеют марку БСБ (с бактерицидными лампами) –
рис. 7.8. Основной частью установки является вращающийся барабан на поверхности которого находятся фильтрующие элементы. Сточная вода поступает
в торцевую часть барабана и выходит радиально фильтруясь через сетку. Примеси задерживаются как на сетке так и на слое образующегося осадка.
Рабочая сетка делается из нержавеющей стали латуни или капрона с размерами ячеек 03×03 – 05×05 мм. Кроме рабочей сетки предусматривается поддерживающая сетка с размерами ячеек 2×2 – 8×8 мм.
Для предотвращения обрастаний поверхность барабана облучается бактерицидными лампами. Промывка сеток производится периодически 8–12 раз в сутки очищенной на них же водой с помощью промывных пластинчатых устройств.
Рис. 7.8. Сетчатый барабанный фильтр
(верхняя часть барабана показана в разрезе)
– канал исходной воды; 2 – подача промывной воды; 3 – канал фильтрата; 4 – отвод промывной воды; 5 – барабан; 6 – промывные устройства; 7 – бункеры для сбора промывной
воды; 8 – бактерицидные лампы
Важным условием применения барабанных сеток является отсутствие в
сточной воде веществ которые могут затруднить промывку т.е. смол масел
жиров нефтепродуктов и пр. Кроме того содержание взвешенных веществ в
стоках не должно превышать 250 мгл.
Микрофильтры рекомендуется использовать в тех случаях когда допустима
меньшая степень очистки по сравнению с достигаемой на зернистых фильтрах.
В микрофильтрах применяют рабочие сетки галунного сплетения из нержавеющей стали с размером отверстий 35 мкм. Поддерживающая сетка имеет
размеры ячеек 2×2 мм. По конструкции микрофильтры аналогичны барабанным
сеткам отличие состоит только в рабочей сетке. Промывка микрофильтров
производится постоянно.
Содержание взвешенных веществ в городских сточных водах перед микрофильтрами не должно превышать 40 мгл.
Исходя из данных по условиям применимости и эффективности очистки
которые приведены в табл. 7.1 выбирается необходимый тип фильтров. Затем
производится расчет в соответствии с выбранным типом.
I. Зернистые фильтры
По табл. 7.2 выбираются необходимые для дальнейшего расчета параметры – скорость фильтрования при нормальном (vф) и форсированном режиме
(vф.ф) мч интенсивность промывки водой и воздухом w л(см2) а также продолжительность промывки t мин и продолжительность фильтроцикла Tф ч.
Определяется расчетный расход сточной воды подаваемой на фильтры
где qw – максимальный часовой приток сточной воды м3ч.
Находится количество промывок каждого фильтра за сутки n:
Рассчитывается общая площадь фильтров Fф:
vф (T nt4 60 ) 006n(w1t1 + w2t2 + w3t3 )
где m – коэффициент учитывающий расход воды на промывку барабанных сеток равный
03–0005; w1 – интенсивность л(см2) начального взрыхления верхнего слоя загрузки
продолжительностью t1 мин; w2 – интенсивность подачи воды л(см2) с продолжительностью водо-воздушной промывки t2 мин; w3 – интенсивность промывки л(см2) продолжительностью t3 мин; t4 – продолжительность простоя фильтра в связи с промывкой равная
мин; T – продолжительность работы станции в течение суток ч.
Начальное гидравлическое взрыхление верхнего слоя принимается только
для фильтров с подачей воды сверху вниз с интенсивностью w1 = 16–18 л(см2)
и продолжительностью t1 = 6–8 мин. Интенсивность подачи воды w2 учитывается в формуле (7.3) только в случае применения водо-воздушной промывки загрузки.
Определяется число секций фильтров N и площадь одной секции фильтра F1:
Общее количество секций фильтров N должно быть не менее четырех: один
в резерве один на промывке и два рабочих. По рассчитанной площади F1 принимаются размеры в плане одного фильтра.
Принимается количество секций фильтров находящихся в ремонте Nр:
один или более. Рассчитывается скорость фильтрования воды при форсированном режиме работы (т.е. при отключении фильтров на промыву и ремонт) vф.ф:
Рассчитанное значение должно быть не больше табличного значения
(табл. 7.2). В противном случае изменяют количество рабочих фильтров.
Область применения фильтров и эффективность очистки
по БПКполн взвешенным
Доочистка производственных стоков после механической очистки
для задержания мелкодисперсных
взвешенных частиц а также биологически очищенных городских
Доочистка биологически очищенных городских сточных вод
Доочистка производственных или
бытовых сточных вод не содержащих волокнистые примеси и
Глубокое удаление коллоидных и
растворенных органических
Доочистка биологически производственных или очищенных городских сточных вод общего стока
машиностроительных заводов. Использование в качестве
Доочистка механически очищенных
производственных стоков (металлургическая химическая и легкая
промышленность) а также биологически очищенных городских
При допустимой меньшей степени
очистки по сравнению
с зернистыми фильтрами
Как предварительная ступень очистки перед фильтрами глубокой
Антрацит или керамзит.
Кварцевый песок. Поддерживающие слои – гравий
Двухслойный с подачей
Продолжительность фильтроцикла ч
макси- эквиминималь- валентмальная
Фильтрующий материал
Однослойный крупно- Однослойный мелкозернистый с подачей зернистый с подачей
Параметры фильтрующей
Расчетные параметры фильтров с зернистой загрузкой
–12 13–14 (18–20) и 8–10
Продолжение табл. 7.2
Кварцевый песок гранитпесок. Каркас – ный щебень. Поддерживагравий
Каркаснозасыпной (КЗФ)
При необходимости далее рассчитываются распределительная и дренажная системы фильтров в соответствии с требованиями СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» или по [3 стр. 78–79].
II. Фильтры с плавающей загрузкой
По формуле (7.1) определяется расчетный расход сточной воды подаваемой на фильтры QФ.
Принимается продолжительность фильтроцикла Tф равная 24 ч или 12 ч
для доочистки биологически очищенных городских или производственных
сточных вод. Находится по формуле (7.2) количество промывок каждого
где vф – скорость фильтрования при нормальном режиме равная 8–10 мч.
По формулам (7.4) определяется число секций фильтров N и площадь
одной секции фильтра F1. Принимаются размеры в плане одного фильтра.
один или более. По формуле (7.5) рассчитывается скорость фильтрования воды
при форсированном режиме работы vф.ф. Скорость vф.ф не должна превышать
скорость фильтрования при нормальном режиме vф более чем на 15%. В противном случае изменяют количество рабочих фильтров N.
При необходимости далее рассчитываются сборно-распределительная и
дренажная системы фильтров например по [2 стр. 78–79].
Определяется площадь фильтрующей поверхности Fмф:
где Q – производительность очистной станции м3сут; k1 – коэффициент учитывающий
увеличение производительности микрофильтров за счет очистки промывной воды и равный
3–105; k2 – коэффициент учитывающий площадь фильтрующей поверхности расположенной над водой (при погружении барабана на 06 диаметра k2 = 055 а при погружении на
диаметра k2 = 063); T – продолжительность работы станции в течение суток ч; vф – скорость фильтрования принимаемая равной при доочистке биологически очищенных сточных
По табл. 15 и 16 Приложений исходя из рассчитанной площади Fмф и
площади фильтрации одного микрофильтра подбирается марка и количество N
микрофильтров типа МФБ выписываются технические характеристики.
Принимается количество резервных микрофильтров Nр равное 1 при
количестве рабочих микрофильтров до четырех и 2 – при большем количестве
рабочих микрофильтров.
Находится суточное количество промывной воды Qп:
Qп = (003 004)Q м3сут.
IV. Барабанные сетки
По табл. 15 Приложений исходя из расчетной производительности очистной станции Q м3сут и одной барабанной сетки подбирается марка и количество N барабанных сеток типа БСБ выписываются их технические характеристики.
Принимается количество резервных сеток Nр равное 1 при количестве
рабочих сеток до шести и 2 – при большем количестве рабочих сеток.
Находится количество промывной воды Qп:
Qп = nпtпwпQ144000 м3сут
где nп – количество промывок в сутки равное 8–12; tп – продолжительность промывки равная 5 мин; wп – расход промывной воды равный 03–05%.
Исходные данные. Максимальный часовой расход городских сточных вод
составляет qw = 3460 м3ч; содержание взвешенных веществ и БПКполн в биологически очищенной сточной воде соответственно Cen = 20 мгл и Len = 15 мгл
содержание взвешенных веществ и БПКполн в воде после глубокой очистки
должно быть Cex = 5 мгл и Lex = 10 мгл. Станция очистки работает круглосуточно.
Задание. Рассчитать зернистые фильтры для доочистки сточной воды.
Расчет. Рассчитываем необходимую степень глубокой очистки по взвешенным веществам Эвв и БПКполн Эбпк:
Эвв = 100(20 – 5)20 = 75%;
Эбпк = 100(15 – 10)15 = 3333%.
По табл. 7.1 выбираем мелкозернистые фильтры с нисходящим потоком воды из табл. 7.2 выписываем расчетные параметры фильтров:
! скорость фильтрования при нормальном режиме работы vф = 6–7 мч;
! скорость фильтрования при форсированном режиме работы vф.ф = 7–8 мч
! интенсивность промывки водой w2 = 3–5 л(см2) w3 = 7 л(см2);
! продолжительность промывки t2 = 10–12 мин t3 = 6–8 мин;
! продолжительность фильтроцикла Tф = 12 ч.
По формуле (7.1) определяем расчетный расход сточный воды подаваемой
Qф = 2043460 = 70584 м2сут.
По формуле (7.2) находим количество промывок каждого фильтра за сутки:
По формуле (7.3) рассчитываем общую площадь фильтров:
(24 2 20 60 ) 006 2(18 8 + 5 12 + 7 8)
По формулам (7.4) определяем число секций фильтров N и площадь одной
N = 05 5396 = 1158 12 шт; F1 = 536912 = 4473 м2.
Принимаем размеры в плане одного фильтра 6×75 м. Количество секций
фильтров находящихся в ремонте Nр = 1.
По формуле (7.5) определяем скорость фильтрования воды при форсированном режиме работы:
Это значение не больше табулированного (7–8 мс) следовательно количество секций фильтров рассчитано правильно.
составляет qw = 2100 м3ч; содержание взвешенных веществ и БПКполн в очищенной сточной воде после аэротенков и вторичных отстойников соответственно Cen = 25 мгл и Len = 20 мгл содержание взвешенных веществ и БПКполн в
воде после глубокой очистки должно быть Cex = 5 мгл и Lex = 5 мгл. Станция
очистки работает круглосуточно.
Задание. Рассчитать зернистые фильтры для глубокой очистки сточной воды.
Эвв = 100(25 – 5)25 = 80%; Эбпк = 100(20 – 5)20 = 75%.
По табл. 7.1 находим что требуемую высокую степень очистки могут обес-
печить только аэрируемые фильтры. Из табл. 7.2 выписываем расчетные параметры фильтров:
! интенсивность промывки водой w3 = 16–18 л(см2);
! продолжительность промывки t3 = 7–8 мин;
! продолжительность фильтроцикла Tф = 24 ч.
Qф = 2042100 = 42840 м2сут.
(24 1 20 60 ) 006 1(0 0 + 0 0 + 18 8)
N = 05 27418 = 828 8 шт; F1 = 274188 = 3427 м2.
Принимаем размеры в плане одного фильтра 5×7 м. Количество секций
составляет qw = 4810 м3ч; содержание взвешенных веществ и БПКполн в очищенной сточной воде после аэротенков и вторичных отстойников соответственно Cen = 15 мгл и Len = 20 мгл содержание взвешенных веществ и БПКполн в
воде после глубокой очистки должно быть Cex = 10 мгл и Lex = 10 мгл. Станция
Задание. Рассчитать фильтры для глубокой очистки сточной воды.
Эвв = 100(15 – 10)15 = 3333%;
Эбпк = 100(20 – 10)20 = 50%.
Qф = 2044810 = 98124 м2сут.
По табл. 7.1 подбираем фильтры с плавающей пенополистирольной загрузкой. Принимаем продолжительность фильтроцикла Tф = 12 ч. По формуле (7.2)
находим количество промывок каждого фильтра за сутки:
Принимаем скорость фильтрования при нормальном режиме работы vф =
= 8 мч и по формуле (7.6) рассчитываем общую площадь фильтров:
Fф = 981248 = 12266 м2.
N = 05 12266 = 5537 56 шт; F1 = 1226656 = 21903 м2.
Принимаем размеры в плане одного фильтра 15×15 м. Количество секций
фильтров находящихся в ремонте Nр = 2.
Рассчитанное значение vф.ф превышает скорость фильтрования при нормальном режиме vф на величину Δ = 100(83 – 8)8 37% что меньше допустимого превышения (15%). Следовательно количество секций фильтров рассчитано правильно.
Исходные данные. Производительность городской очистной станции канализации составляет Q = 45 000 м3сут; содержание взвешенных веществ и
БПКполн в очищенной сточной воде после аэротенков и вторичных отстойников
соответственно Cen = 15 мгл и Len = 15 мгл содержание взвешенных веществ и
БПКполн в воде после глубокой очистки должно быть Cex = 10 мгл и Lex =
= 10 мгл. Станция очистки работает круглосуточно.
По табл. 7.1 выясняем что для обработки воды с такой невысокой степенью
очистки можно вполне использовать микрофильтры .
Принимаем коэффициент k1 = 105 коэффициент k2 = 063 (при погружении
барабана на 07 диаметра) и скорость фильтрования vф = 20 мч.
По формуле (7.7) определяем площадь фильтрующей поверхности:
По табл. 15 и 16 Приложений выбираем микрофильтры МФБ со следующими характеристиками:
! типоразмер (диаметр×длина барабана) – 3×46 м;
! площадь фильтрации – 22 м2;
! число поясов барабана – 5;
! скорость вращения барабана – 17 мин-1;
! размер фильтрующей ячейки – 004×004 мм;
Количество микрофильтров равно: N = 399322 = 71 7Количество резервных микрофильтров равно Nр = 2.
По формуле (7.8) находим суточное количество промывной воды:
Qп = 00445000 = 1800 м3сут.
Исходные данные. Производительность станции доочистки на очистной
станции канализации города составляет Q = 61 000 м3сут. Станция доочистки
работает круглосуточно.
Задание. Рассчитать барабанные сетки для станции доочистки.
Расчет. По табл. 15 Приложений выбираем барабанные сетки марки БСБ со
следующими характеристиками:
! типоразмер (диаметр×длина барабана) – 3×28 м;
! площадь фильтрации – 13 м2;
! число поясов барабана – 3;
! производительность – 30 000 м3сут.
Количество барабанных сеток равно: N = 61 00030 000 2Количество
резервных микрофильтров равно Nр = 1.
Принимаем количество промывок барабанных сеток в сутки равное nп = 12
продолжительность промывки tп = 5 мин расход промывной воды wп = 05% и
по формуле (7.9) находим количество промывной воды:
Qп = 1250561 000144 000 = 127 м3сут.
ГИДРОЦИКЛОНЫ И ЦЕНТРИФУГИ
Гидроциклоны и центрифуги используют принцип осаждения в поле центробежных ускорений которое позволяет значительно сократить объем и увеличить гидравлическую нагрузку по сравнению с отстойными сооружениями.
Гидроциклоны разделяются на два основных типа: открытые и напорные.
Вращательное движение в рабочей зоне гидроциклонов создается тангенциальным подводом воды к цилиндрическому корпусу. В конической (нижней) части
гидроциклонов накапливается осадок который осаждается в результате агломерации взвешенных частиц.
Открытые гидроциклоны применяются для выделения из сточных вод оседающих преимущественно тяжелых и грубодисперсных всплывающих примесей крупностью свыше 02 ммс а также скоагулированной взвеси ( рис. 8.1 и
Рис. 8.1. Схемы открытых гидроциклонов
а – без внутренних устройств; б – с конической диафрагмой;
в – с конической диафрагмой и внутренним цилиндром
– водоподающая труба; 2 – шламоотводящая труба; 3 – водоотводящая труба;
– полупогружная кольцевая стенка; 5 – кольцевой водослив; 6 – водосборный кольцевой
лоток; 7 – коническая диафрагма; 8 – цилиндрическая перегородка
Открытые гидроциклоны применяются пяти типов:
! без внутренних устройств (вставок);
! с конической диафрагмой;
! с конической диафрагмой и внутренним цилиндром (перегородкой);
! многоярусные с центральным выпуском;
! многоярусные с периферийным отводом воды.
Рис. 8.2. Схемы многоярусных гидроциклонов
а – с центральными выпусками; б – с периферийным отбором
лоток; 7 – конические диафрагмы; 8 – направляющая диафрагма; 9 – промежуточные диафрагмы; 10 – нижние диафрагмы; 11 – шламоотводящая шахта
Открытые гидроциклоны без внутренних вставок рекомендуется применять
для задержания крупно- и мелкодисперсных примесей гидравлической крупностью 5 ммс и более. Гидроциклоны с конической диафрагмой предназначены
для выделения мелкодисперсных взвешенных веществ гидравлической крупностью более 02–03 ммс при относительно небольших расходах – до 200 м3ч.
Цилиндрическая перегородка в гидроциклоне способствует возникновению
циркуляционного замкнутого потока который улучшает качество очистки воды.
Многоярусный гидроциклон работает по
принципу полочного (тонкослойного) отстой1
ника. В такой конструкции конические диаden
фрагмы делят весь объем гидроциклона на
отдельные ярусы работающие независимо
Многоярусный гидроциклон с периферийным отбором осветленной воды имеет конические диафрагмы специальной конструкции
которые направляют движение воды в четных
ярусах прямоточно в нечетных ярусах – противоточно движению осадка (т.е. от центра к
периферии). Благодаря этому осадок сползающий вниз меньше размывается потоками
Осадок из конической части гидроциклонов откачивают насосами гидроэлеваторами
или удаляют под гидростатическим напором.
Напорные гидроциклоны (рис. 8.3) следует применять для выделения из сточных вод
грубодисперсных примесей главным образом
минерального происхождения. Например для
удаления из сточных вод:
- песка глины и других минеральных
компонентов (стекольные заводы и автохозяйства);
- компонентов формовочной земли (литейное производство);
Рис. 8.3. Схема напорного
- жира и твердой фазы минерального и ор1
ганического происхождения (мясокомбина2 – сливной патрубок;
- нефтепродуктов и шлама (нефтепромыслы);
- частиц минерального происхождения (свиноводческие промышленные
В зависимости от особенностей решаемых технологических задач могут использоваться двухпродуктовые и многопродуктовые напорные гидроциклоны.
В последнем случае аппараты имеют несколько сливных трубопроводов отводящих целевые продукты из различных зон восходящего вихревого потока.
При необходимости более глубокой очистки сточных вод применяют последовательную работу гидроциклонов различных типоразмеров. Аппараты
первой ступени удаляют из воды грубые взвеси а аппараты последующих ступеней используют для выделения более мелких частиц.
Мультигидроциклоны (батарейные гидроциклоны) включают десятки или
сотни единичных напорных гидроциклонов с малым диаметром (8–75 мм) которые имеют общую питающую сливную и шламовую камеры. Материал – нержавеющая сталь или пластмасса.
Осадительные центрифуги
непрерывного или периодического действия следует применять для выделения из сточных
вод мелкодисперсных взвешенных веществ когда для их
выделения не могут быть при5
менены реагенты а также при
необходимости извлечения из
Рис. 8.4. Схема центрифуги ОГШ
осадка ценных продуктов и их
труба подачи; 2 – сливные отверстия;
– сливная труба; 4 – отверстие для осадка;
Различают центрифуги не- 5 – труба осадка; 6 – ротор; 7 – полый шнек; 8 – окна
прерывного и периодического
действия. Первые применяют для очистки сточных вод с расходом до 100 м3ч
когда требуется выделить частицы гидравлической крупностью 02 ммс (противоточные) и 005 ммс (прямоточные). Второй тип центрифуг применяют для
очистки сточных вод расход которых не превышает 20 м3ч а также при необходимости выделения частиц гидравлической крупностью 005–001 ммс.
Принцип работы непрерывно действующей осадительной горизонтальной
центрифуги со шнековой выгрузкой осадка марки ОГШ следующий (рис. 8.4).
Сточная жидкость через трубу подается внутрь вращающегося ротора при этом
наиболее тяжелые частицы осадка отжимаются к внутренней поверхности ротора. Шнек и ротор вращаются с различной частотой вследствие чего осажденная твердая фаза выгружается из ротора. Фугат (осветленная вода) вытекает через сливную трубу.
Если твердая фаза сточных вод обладает абразивными свойствами рабочая
часть шнека защищается от истирания специальным покрытием например металлокерамикой.
Основной характеристикой центрифуг является фактор разделения – критерий Фруда Fr:
где – окружная скорость вращения ротора мс; r – радиус ротора м.
Фактор разделения показывает насколько процесс разделения фаз в поле
центробежных сил протекает быстрее по сравнению с отстаиванием. В промышленных центрифугах фактор разделения изменяется в пределах 200–15 000.
Качество очистки в центрифугах можно регулировать изменяя гидравлическую нагрузку частоту вращения ротора и диаметр сливного порога.
3. Расчет гидроциклонов и центрифуг
I. Открытые гидроциклоны
Выбирается тип открытого гидроциклона (без внутренних устройств с
конической диафрагмой с конической диафрагмой и внутренним цилиндром
многоярусные с центральным выпуском многоярусные с периферийным отводом воды). В табл. 8.1 приведены необходимые для расчета параметры гидроциклонов.
Определяется коэффициент пропорциональности зависящий от типа
- без внутренних устройств:
- с конической диафрагмой и
внутренним цилиндром:
с центральным выпуском:
с периферийным отводом воды:
где nt nt Dhc – диаметр гидроциклона м (табл. 8.1); dd – диаметр центрального отверстия диафрагмы м (табл. 8.1).
Рассчитывается удельная гидравлическая нагрузка на гидроциклон qhc:
qhc = 36Khcu0 м3(м2ч)
где u0 – гидравлическая крупность частиц которые необходимо выделить для обеспечения
требуемого эффекта ммс.
Находим производительность одного аппарата Qhc:
Qhc = 0785qhcD2hc м3ч.
Определяется количество рабочих аппаратов n:
где qw – максимальный часовой расход сточной воды м ч.
По табл. 8.1 принимаются основные размеры гидроциклона.
II. Напорные гидроциклоны
По крупности задерживаемых частиц мкм определяется диаметр гидроциклона Dhc:
–25 10–30 15–35 18–40 20–50 25–60 30–70 35–85
По табл. 17 или 18 Приложений подбирается марка гидроциклонов выписываются необходимые технические параметры.
Расчетные параметры открытых гидроциклонов
Тип гидроциклонов по рис.
Название конструктивного Единица
Диаметр аппарата Dhc
цилиндрической части H
Количество впусков n1
Угол конической части α
Угол конуса диафрагм
Диаметр центрального отдоля от Dhc
верстия в диафрагме dd
Высота водосливной стенки над диафрагмой H2
водосливной стенки D2
Диаметр полупогружной
доля от Dhc Dhc – 02
кольцевой перегородки D3
Зазор между корпусом
шламоотводящей щели b
на входе в аппарат ven
Скорость потока на входе в
раструб выпуска vвых
–05 03–05 03–04 03–04
Над чертой показан размер нижней диафрагмы пары ярусов под чертой – верхней.
Определяется производительность гидроциклона Qhc:
Qhc = 958 103 den dex gP м3ч
где ΔP – потери давления в гидроциклоне МПа; den и dex – диаметры питающего и сливного
Потери давления ΔP можно определить в зависимости от диаметра цилиндрической части Dhc по таблице ниже:
По формуле (8.4) находится количество рабочих аппаратов. Число резервных аппаратов принимается:
- при очистке сточных вод твердая фаза которых не обладает абразивными
свойствами: 1 – при числе рабочих аппаратов до 10-ти 2 – при числе до 15-ти
по одному на каждые 10 при числе рабочих аппаратов свыше 15-ти;
- при очистке сточных вод с абразивной твердой фазой – 25% от числа рабочих
Выбирается вид центрифуги:
! непрерывного действия – для очистки сточных вод с расходом до 100 м3ч
когда требуется выделить частицы гидравлической крупностью 02 ммс
(противоточные) и 005 ммс (прямоточные);
! периодического действия – применяют для очистки сточных вод расход которых не превышает 20 м3ч а также при необходимости выделения частиц
гидравлической крупностью 005–001 ммс.
По результатам лабораторных исследований определяется фактор разделения Fr и продолжительность центрифугирования tcf с при которых обеспечивается необходимая степень очистки сточной воды.
Производится подбор необходимого типоразмера центрифуги (табл. 19
Определяется объемная производительность центрифуги:
Qcf = 3600 cf cf м3ч
где Wcf – объем ванны ротора центрифуги м3; Kcf – коэффициент использования объема центрифуги принимаемый равным 04–06.
Определяется количество рабочих центрифуг n:
Исходные данные. Максимальный часовой расход производственных сточ-
ных вод составляет qw = 140 м3ч; стоки содержат грубодисперсные примеси.
Требуется задержать тяжелые частицы гидравлической крупностью свыше u0 =
Задание. Рассчитать открытые гидроциклоны с конической диафрагмой и
внутренним цилиндром.
Расчет. По формулам (8.1) находим коэффициент пропорциональности зависящий от типа гидроциклона Khc равный для этого типа гидроциклона 198.
По формуле (8.2) рассчитываем удельную гидравлическую нагрузку на гидроциклон:
qhc = 36198025 = 1782 м3(м2ч).
Назначаем по табл. 8.1 диаметр гидроциклона Dhc = 4 м и по формуле (8.3)
определяем производительность одного аппарата:
Qhc = 0785178242 = 2238 м3ч.
По формуле (8.4) рассчитываем количество рабочих аппаратов:
n = 1502238 = 6702 7 шт.
Согласно табл. 8.1 принимаем следующие конструктивные размеры и характеристики гидроциклона:
! высота цилиндрической части: H = Dhc + 05 = 4 + 05 = 45 м;
! размер впускного патрубка:
den = 005Dhc = 0054 = 02 м = 200 мм;
! количество впусков:
! угол конической части:
! угол конуса диафрагм:
! диаметр центрального отверстия в диафрагме: dd = 05Dhc = 054 = 2 м;
! диаметр внутреннего цилиндра:
D1 = 088Dhc = 0884 = 352 м;
! высота внутреннего цилиндра:
! высота водосливной стенки над диафрагмой: H2 = 05 м;
! диаметр водосливной стенки:
D2 = Dhc + 02 = 4 + 02 = 42 м;
! диаметр полупогружной кольцевой перегородки: D3 = Dhc = 4 м;
! скорость потока на входе в аппарат:
Исходные данные. Максимальный часовой расход производственных сточных вод составляет qw = 290 м3ч; содержание взвешенных веществ в поступающей воде Cen = 220 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной
воде должно быть Cex = 150 мгл. Стоки по своему составу близки к бытовым
Задание. Рассчитать открытые гидроциклоны.
Расчет. Выбираем многоярусные гидроциклоны с центральным выпуском.
Так как сточные воды по своим характеристикам аналогичны бытовым стокам гидравлическую крупность задерживаемых частиц можно рассчитывать по
зависимостям для отстойников – формулы (4.1 4.2) однако для многоярусных
гидроциклонов высоту слоя воды Hset принимают равной высоте яруса hti.
По табл. 8.1 принимаем высоту яруса hti = 02 м. По формуле (4.1) рассчитываем необходимый эффект осветления в отстойниках:
По табл. 4.3 принимаем коэффициент использования объема проточной части (для перекрестной схемы работы тонкослойного блока) Kset = 08. По
табл. 74.2 с помощью интерполяции находим продолжительность отстаивания
при эффекте осветления Э 30%:
tset = 960 – (960 – 900)(220 – 200)(300 – 200) 950 с.
По табл. 8.1 принимаем число ярусов nti = 10 диаметр гидроциклона Dhc =
= 5 м и диаметр центрального отверстия диафрагмы dd = 1 м. По формулам (8.1)
находим коэффициент пропорциональности зависящий от типа гидроциклона
qhc = 36720236 = 6119 м3(м2ч).
По формуле (8.3) определяем производительность одного аппарата:
Qhc = 0785611952 = 7685 м3ч.
n = 2907685 = 377 4 шт.
! высота цилиндрической части: H = 2ht
! диаметр центрального отверстия в диафрагме: dd = 1 м;
D2 = Dhc + 02 = 5 + 02 = 52 м;
! диаметр полупогружной кольцевой перегородки: D3 = Dhc = 5 м;
! зазор между корпусом и диафрагмой: ΔD = 005 м;
! ширина шламоотводящей щели:
! количество выпусков из яруса:
Исходные данные. Максимальный часовой расход производственных сточных вод составляет qw = 55 м3ч. Требуется задержать грубодисперсные примеси крупностью свыше = 43 мкм. Твердая фаза абразивными качествами не обладает.
Задание. Рассчитать напорные гидроциклоны.
Расчет. По крупности задерживаемых частиц подбираем диаметр гидроциклона Dhc = 100 мм. По табл. 18 Приложений выбираем гидроциклон ГНС-100
со следующими параметрами: диаметр питающего патрубка: den = Dhc025 = 25
мм; диаметр сливного патрубка:
de диаметр шламового
патрубка: dшл = 16 мм; угол конической части: α = 20º; высота цилиндрической
части: Hц = 4Dhc = 400 мм; глубина погружения сливного патрубка: Hк = 80 мм.
По формуле (8.5) находим производительность гидроциклона (при потерях
давления в гидроциклоне ΔP = 02 МПа):
Qhc = 958 103 25 40 981 02 = 1342 м3ч.
n = 551342 = 4099 4 шт.
Число резервных аппаратов принимаем равным 1.
Исходные данные. Максимальный часовой расход производственных сточных вод составляет qw = 95 м3ч. Требуется задержать примеси гидравлической
крупностью свыше 01 ммс. Твердая фаза абразивными качествами не обладает. Фактор разделения при котором достигается необходимая степень осветления составляет Fr = 1210. Требуемая продолжительность центрифугирования
Задание. Рассчитать центрифуги для осветления сточной воды.
Расчет. Так как расход стоков до 100 м3ч принимаем непрерывно действующие центрифуги с противоточным движением осадка и воды типа ОГШ.
Исходя из заданного фактора разделения по табл. 19 находим центрифугу
ОГШ-631К-2 (диаметр ротора Dcf = 063 м длина ротора Lcf = 376Dcf = 237 м)
и рассчитываем объем ванны ротора центрифуги:
Wcf = 025D2cfLcf = 0250632 237 = 0738 м3.
Затем определяем ее объемную производительность по формуле (8.6):
По формуле (8.7) рассчитываем количество рабочих центрифуг:
n = 952658 = 357 4 шт.
КОМБИНИРОВАННЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Такие сооружения как септики двухъярусные отстойники и осветлителиперегниватели являются комбинированными устройствами и предназначены
для механической очистки сточной воды с одновременным анаэробным сбраживанием образующегося осадка. Область применения комбинированных сооружений ограничивается небольшими и средними расходами сточной воды.
Применяются при расходах до 25 м3сут в качестве сооружений механической очистки перед сооружениями естественной механической очистки.
Септики представляют собой проточный резервуар рассчитанный на время
пребывания сточной воды 1–3 сут а выпавшего осадка – 6–12 месяцев.
а – однокамерный; б – двухкамерный
и 2 – подводящий и отводящий трубопроводы; 3 – осадок
Септики бывают одно- двух- и трехкамерными (рис. 9.1). При расходах
сточных вод до 1 м3сут применяют однокамерные септики при расходах до
м3сут – двухкамерные при больших расходах – трехкамерные.
Осадок в септике уплотняется и частично подвергается сбраживанию. Недостаток септиков заключается во вторичном загрязнении воды частицами
осадка который может подниматься наверх вместе с пузырьками выделяющихся при сбраживании газов. В результате на поверхности образуется корка которая существенно затрудняет выход газа. Для предотвращения забивания труб
коркой предусматривают тройники на концах.
Осадок из септиков удаляют через иловыжимную трубу насосом или откачкой в ассенизационный транспорт. Септики строят из кирпича бетона или железобетона с гидроизоляцией. Эффект очистки сточных вод в септике по
БПКполн достигает 35% а по взвешенным веществам 70–95%.
2. Двухъярусные отстойники (эмшеры)
Применяются для механической очистки хозяйственно-бытовых и близких
к ним по составу производственных сточных вод при расходах до 10 000 м3сут.
Двухъярусный отстойник имеет цилиндрическую или прямоугольную фор-
Рис. 9.2. Двухъярусный отстойник
– осадочные желоба; 2 – септическая камера;
му с коническим или пирамидальным днищем (рис. 9.2). В верхней
части отстойника располагаются
осадочные желоба в нижней – септическая (иловая) камера.
Из осадочных желобов которые
представляют собой горизонтальные отстойники оседающие частицы через щель проваливаются в
септическую часть где происходит
уплотнение и сбраживание осадка.
Для исключения попадания в очищенную воды всплывающих частиц
осадка нижние грани желоба перекрывают друг друга примерно на
Расчет двухъярусного отстойника заключается в определении размеров осадочных желобов и септической камеры. Осадочные желоба
задерживают как правило 40–50%
3. Осветлители-перегниватели
По сравнению с двухъярусными отстойниками осадочные желоба в осветлителях-перегнивателях заменены осветлителем с естественной аэрацией. Септическая камера отделена от отстойника и расположена концентрически вокруг
него что способствует подогреву осадка сточными водами (рис. 9.3).
Естественная аэрация обеспечивается разностью отметок в освет1
лителе и распределительной чаше в
результате в воду засасывается воз5
дух из атмосферы. Затем вода последовательно поступает в камеру
флокуляции и отстойную камеру
проходя через образовавшийся
взвешенный слой. Образовавшийся
на дне осветлителя осадок по наРис. 9.3. Осветлитель-перегниватель
порному трубопроводу подается в
верхнюю зону перегнивателя в ко- 1 – подводящий лоток; 2 – камера флокуляции;
торой осадок подвергается сбражи- 3 – осветлитель; 4 – перегниватель; 5 – перекачка осадка; 6 – удаление сброженного осадка;
– отвод очищенной воды
Область применения осветлите-
лей-перегнивателей – для осветления бытовых и производственных стоков при
расходах не более 10 000 м3сут. Расчет осветлителей-перегнивателей заключается в определении размеров камеры флокуляции осветлителя и септической
камеры (перегнивателя).
Расчетное снижение загрязнений по взвешенным веществам составляет до
% по БПКполн – до 15%.
4. Расчет комбинированных сооружений
Определяется полный расчетный объем септика Wсеп:
где Q – суточный расход сточных вод м3сут.
Рассчитывается объем осадка на дне септика (иловой камеры) Wос:
Wос = 01875NпрTсбр1000 м3
где Nпр – приведенное население по взвешенным веществам чел.; Tсбр – период между
опорожнениями иловой части септика равный 365 или 183 сут.
Выбирается количество камер септика n:
n = 1 при Q 1 м3сут;
n = 2 при Q 10 м3сут;
n = 3 при Q > 10 м сут.
Выбирается строительный материал для септика: железобетонные кольца кирпич или бетон. Определяется объем каждой камеры (W1сеп W2сеп W3сеп) в
зависимости от материала:
W сеп = W сеп = 025Wсеп м ;
W1сеп = W2сеп = W3сеп = Wсепn м3.
- железобетонные кольца:
Назначаются размеры каждой камеры септика:
- для септиков из кирпича или бетона: глубина в пределах 19–24 м размеры в плане кратны 1 или 15 м;
- для септиков из железобетонных колец: глубина – 24 м диаметр – 1; 15;
Определяется степень очистки сточных вод:
- взвешенным веществам:
где Len и Cen – соответственно значение БПКполн и концентрация взвешенных веществ в сточной воде поступающей в септик мгл.
Двухъярусные отстойники
По формуле (4.2) определяется значение гидравлической крупности u0
причем глубина отстойной части (осадочного желоба) Hset принимается в пределах 12–25 м продолжительность отстаивания tset = 5400 с (т.е. 15 ч) коэффициент использования объема Kset = 05. Эффективность задержания взвешенных веществ Э принимается в пределах 40–50%.
Принимается количество двухъярусных отстойников n не менее двух и
количество желобов в каждом из них nжел – обычно два.
Рассчитывается ширина одного желоба двухъярусного отстойника B:
где qma vw – скорость рабочего потока равная 2–7 ммс.
Назначается длина осадочных желобов L обычно равная 6 9 или 12 м.
Диаметр двухъярусного отстойника D принимается равным длине L. В
таблице 21 Приложений приводятся основные параметры типовых двухъярусных отстойников.
Рассчитывается доля поверхности двухъярусного отстойника свободная
Величина Fсв должна быть не менее 20% в противном случае необходимо
изменить количество двухъярусных отстойников n и повторить расчет.
Определяется вместимость септической (иловой) камеры отстойника Wил:
Wил = Nпрwил(1000n) м3
где Nпр – приведенное население по взвешенным веществам чел.; wил – удельный объем
септической камеры л(челгод) принимается по табл. 9.1.
Вместимость септической камеры
Среднезимняя температура
Вместимость септической
П р и м е ч а н и я : 1. Вместимость септической камеры должна быть увеличена
на 70% при подаче в нее ила из аэротенков на полную очистку и высоконагружаемых биофильтров и на 30% при подаче из отстойников после капельных биофильтров и аэротенков на неполную очистку. Впуск ила должен производиться на глубине 05 м ниже щели желобов.
Вместимость септической камеры для осветления сточной воды при подаче
ее на поля фильтрации допускается уменьшать не более чем на 20%.
Находится высота конической части отстойника Hкон:
где α – угол наклона стенок принимаемый равным не менее 30º.
Рассчитывается объем конической части двухъярусного отстойника Wкон:
Рассчитывается высота септической камеры в цилиндрической части
двухъярусного отстойника Hцил:
H цил = 4 ил 2 кон м.
Рассчитывается полная высота двухъярусного отстойника H:
H = Hset + Hкон + Hцил + H1 + H2 м
щели желоба до слоя осадка) равная 05 м.
По формуле (4.8) определяется суточное количество осадка задерживаемое в двухъярусных отстойниках Qmud причем влажность осадка pmud принимается равной 90%.
Осветлители-перегниватели
причем глубина отстойной части Hset принимается в пределах 4–5 м остальные
параметры – как для вертикальных отстойников. Эффективность задержания
взвешенных веществ Э принимается до 70%.
Принимается количество осветлителей-перегнивателей n не менее двух.
По формуле (4.11) рассчитывается диаметр центральной трубы den причем скорость движения в ней ven должна быть 05–07 мс. Диаметр den округляется до сортаментного значения.
По формуле (4.12) определяется диаметр осветлителя Dset который должен быть не более 9 м. В противном случае увеличивают количество осветлителей n.
По формуле (4.13) определяется диаметр раструба dр.
Находится диаметр камеры флокуляции Dfl:
где qma tfl – продолжительность
флокуляции не более 20 мин.
Рассчитывается высота конусной части осветлителя Hкон:
где α – угол наклона конического днища равный не менее 50º.
По формуле (4.8) рассчитывается количество осадка Qmud выделяемого
при отстаивании за сутки причем влажность осадка pmud принимается равной
Определяется вместимость одного перегнивателя Wmud:
Wmud = 100Qmud(nD) м3
где D – суточная доза загрузки осадка % принимается по табл. 9.2.
Определяется высота перегнивателя Hmud:
Hmud = Hset + Hкон2 + H1 м.
где H1 – расстояние между низом камеры флокуляции и поверхностью осадка в иловой части равное не менее 06 м.
Вместимость перегнивателя
сточных вод или осадка ºС
Суточная доза загрузки
П р и м е ч а н и я : 1. Суточная доза загрузки указана для осадка влажностью
%. При влажности pmud отличающейся от 95% суточная доза загрузки уточняется
умножением табличного значения на отношение 5(100 – pmud).
Суточные дозы загрузки осадка производственных сточных вод устанавливаются экспериментально.
Рассчитывается диаметр перегнивателя Dmud:
Если разность рассчитанного диаметра Dmud и диаметра осветлителя Dset
меньше 07 м принимают Dmud ≥ Dset + 07 м.
Диаметр округляется до целого значения. По рассчитанному диаметру принимается типовой осветлитель-перегниватель или проектируется индивидуально. В таблице 22 Приложений приведены параметры типовых осветлителей-перегнивателей.
По формуле (9.14) рассчитывается высота конического днища перегнивателя Hкон. mud причем угол конусности α принимается равным не менее 30º а
Рассчитывается полная высота осветлителя-перегнивателя H:
H = Hmud + Hкон. mud + H2 м
где H2 – высота борта над слоем воды равная 03–05 м.
Исходные данные. Суточный расход хозяйственно-бытовых сточных вод
составляет Q = 95 м3сут. Концентрация взвешенных веществ в стоках составляет Cen = 250 мгл значение БПКполн равно Len = 280 мгл. Норма водоотведения составляет a = 140 л(сут·чел).
Задание. Рассчитать септики.
Расчет. По формулам (9.1) находим полный расчетный объем септика который при расходе большем 5 м3сут равен:
Wсеп = 2595 = 2375 м3.
Приведенное население составляет: Nпр = 1000Qa = 1000·95140 68 чел.
Принимаем период между опорожнениями иловой части септика Tсбр = 183 сут
и по формуле (9.2) рассчитываем объем осадка на дне септика:
Wос = 01875681831000 = 233 м3.
По формулам (9.3) находим количество камер септика которое равно двум
(n = 2). Для септика принимаем строительный материал – бетон.
Тогда согласно формулам (9.4) объем первой камеры составляет:
W1сеп = 0752375 = 1781 м3.
Объем второй камеры равен:
W2сеп = 0252375 = 594 м3.
Принимаем размеры первой камеры септика: размеры в плане 3×3 м глубина 2 м; размеры второй камеры: 2×2×2 м.
По формулам (9.5) определяем степень очистки:
- по взвешенным веществам:
Сex = 025250 = 625 мгл.
Q = 5 500 м3сут; максимальный секундный расход qma содержание взвешенных веществ в поступающей воде Cen = 210 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной воде должно быть Cex = 120 мгл. Норма водоотведения составляет a = 180 л(сут·чел). Среднезимняя температура сточных
Задание. Рассчитать двухъярусные отстойники.
Принимаем глубину отстойной части (осадочного желоба) Hset = 2 м продолжительность отстаивания tset = 5400 с коэффициент использования объема
Kset = 05 скорость рабочего потока vw = 3 ммс.
Принимаем четыре двухъярусных отстойника по два желоба в каждом: n=4
nж = 2. По формуле (9.6) рассчитываем ширину одного желоба отстойника:
Принимаем длину осадочных желобов L = 12 м диаметр также D = 12 м.
По формуле (9.7) рассчитываем долю поверхности двухъярусного отстойника свободную от желобов:
Проверка условия (Fсв > 20%) показала что диаметр и количество двухъярусных отстойников выбраны правильно.
Приведенное население составляет: Nпр = 1000Qa = 1000·5500180
500 чел. По табл. 9.1 находим вместимость септической камеры равной
при 13 ºС: wил = 467 л(челгод).
По формуле (9.8) определяем вместимость септической (иловой) камеры
двухъярусного отстойника:
Wил = 30 500 467(10004) = 3558 м3.
По формуле (9.9) рассчитываем высоту конической части отстойника:
Hкон = tg 30122 = 346 м.
По формуле (9.10) рассчитываем объем конической части отстойника:
Wкон = 3141612234612 = 1306 м3.
По формуле (9.11) рассчитываем высоту септической камеры в цилиндрической части двухъярусного отстойника:
По формуле (9.12) находим полную высоту двухъярусного отстойника:
H = 2 + 346 + 2 + 03 + 05 = 826 м.
Q = 8 300 м3сут; максимальный секундный расход qma содержание
взвешенных веществ в поступающей воде Cen = 240 мгл содержание взвешенных веществ в осветленной воде должно быть Cex = 150 мгл. Средняя температура сточных вод равна 18 ºС.
Задание. Рассчитать осветлители-перегниватели.
Принимаем глубину проточной части в осветлителе Hset = 4 м по табл. 4.3
находим коэффициент использования объема проточной части Kset = 035.
По табл. 4.2 с помощью интерполяции находим продолжительность
отстаивания при эффекте осветления Э 40%:
Назначаем количество осветлителей-перегнивателей равное n = 10.
Принимаем скорость движения в центральной трубе ven = 07 мс и по
формуле (4.11) рассчитываем диаметр центральной трубы:
Округляем диаметр den до сортаментного значения 200 мм. По табл. 4.4 при
скорости ven = 500 ммс находим скорость турбулентной составляющей vtb =
= 01 ммс. По формуле (4.12) определяем диаметр отстойника:
Принимаем диаметр осветлителя Dset = 9 м. По формуле (4.13) рассчитываем
Принимаем продолжительность флокуляции tfl = 15 мин и по формуле (9.13)
находим диаметр камеры флокуляции:
По формуле (9.14) определяем высоту конусной части осветлителя:
Hкон = 059tg50 = 536 м.
По формуле (4.8) находим количество осадка выделяемого при отстаивании:
По табл. 9.2 находим суточную дозу загрузки осадка равную при 18 ºС: D =
= 402 %. По формуле (9.15) определяем вместимость одного перегнивателя:
Wmud = 1001494(10402) = 3709 м3.
По формуле (9.16) рассчитываем высоту перегнивателя:
Hmud = 4 + 5362 + 06 = 728 м.
По формуле (9.17) рассчитываем диаметр перегнивателя:
Так как получившийся диаметр меньше диаметра осветлителя принимаем
По формуле (9.15) рассчитываем высоту конического днища перегнивателя:
Hкон. mud = 0512tg30 = 346 м.
И наконец по формуле (9.18) находим полную высоту осветлителя-перегнивателя:
H = 728 + 346 + 05 = 1125 м.
Расчетные характеристики механизированных решеток [4] [12]
канала пе- прозоров стержней прозоров поворота
Характеристики решеток-дробилок [4]
Марка Максим. Ширина Площадь Диаметр Частота Скорость Мощность
произво- щелевых щелевых барабана вращения движения электродитель- отверстий отверстий
Параметры молотковых дробилок [4]
ПроизводительЧастота
Основные типоразмеры горизонтальных песколовок [4]
Пропускная способность очистной станции тыс. м3сут
Расчетный расход м3с
- длина м при гидравлической крупности частиц
Основные показатели горизонтальных песколовок с круговым движением воды
(типовой проект № 902-2-27) [4]
Пропускная способность
Ширина лотРасстояние
Основные показатели типовых аэрируемых песколовок [4]
Расход воздуха на аэрацию м3ч при
интенсивности 3 м3(м2·ч)
Основные параметры типовых первичных горизонтальных отстойников [4]
Расчетный способность
типовой отстойника времени отзоны отширина
стаивания компоновке
Основные параметры типовых вертикальных первичных отстойников
с впуском воды через центральную трубу [4]
Строительная высота м
Диаметр м цилиндриче- конической м3ч при врепроекта
мени отстаиваской части
Основные параметры типовых вертикальных вторичных отстойников
Пропускная способСтроительная высота
ность м3ч при вреДиаметр
цилиндриче- конической
Унифицированные размеры первичных радиальных отстойников
из сборного железобетона [4]
Пропускная споРасчетный объем зоны м3
при времени отосадка
Основные расчетные параметры вторичных радиальных отстойников [4]
Пропускная споОбъем зоны м3
отстой- при времени отм
Неравномерность подачи
Длина барботера обслуживаемого одним
перфорационных отверстий
Шаг радиальных отверстий
перфорационном отверстии
Интенсивность подачи
Наружный диаметр трубы
Характеристики барботеров из полиэтиленовых труб [7]
Примечание: Расчетная глубина погружения барботера принята равной 43 м.
Приведенные в таблице данные могут использоваться в диапазоне погружения
Основные показатели усреднителей проточного типа конструкции
усред- общая шиширина
Примечание: Высота усреднителей составляет 2 м.
Основные параметры горизонтальных нефтеловушек [4]
Строительные размеры секций м
Основные технические данные барабанных сеток типа БСБ [4]
Типоразмер тельность
м ч (м сут) барабана ции м
Основные характеристики микрофильтров МФБ [4]
Размер фильтруюТипоразмер
П р и м е ч а н и е . Число поясов барабана площадь фильтрации частота вращения
габариты микрофильтров и масса приведены в табл. 15 Приложений.
Основные характеристики гидроциклонов марки ГЦ [7]
Размеры основных узлов и деталей
Наименование узлов и деталей
технологические параметры
ГЦ-150К ГЦ-250К ГЦ-350К ГЦ-500К
Внутренний диаметр цилиндрической
Сечение вкладыша питающего патрубка на входе в гидроциклон b × h
Диаметр питающего патрубка den мм
Диаметр сливного насадка dex мм
Диаметр шламового насадка dшл мм
Продолжение табл. 17
Угол конусности конической части α º
Масса гидроциклона кг
Объемная производительность
Qen м3ч при Pen = 003–025 МПа
Граничная крупность разделения
сливного патрубка Hк
Высота цилиндрической части Hц мм
Основные характеристики гидроциклонов марки ГН [7]
Продолжение табл. 18
Масса установки общая
(длина; ширина; высота)
Мощность электропривода
Наибольший внутренний
ОГШ-501К-6 7–10 500 2 650
ОГШ-802К-7 15–20 800 1 850
НОГШ-1203К-1 70 1 200 800
Примерная производительность по суспензии м3ч
Наибольший фактор разделения по
наибольшему диаметру Fr
Наибольшее число оборотов
Основные характеристики непрерывно действующих осадительных
горизонтальных шнековых центрифуг [4]
Фактор разделения Fr
Основные характеристики осадительных центрифуг периодического действия
Параметры типовых двухъярусных отстойников [4]
мени отстаивания 15 ч
Параметры типовых осветлителей-перегнивателей [4]
перегнивателя способность
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Журба М.Г. Пенополистирольные фильтрыЖурба М.Г.– М.:Стройиздат
Курганов А.М. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации А.М.Курганов Н.Ф.Федоров.– Л.:Стройиздат 1973.–
Ласков Ю.М. Примеры расчетов канализационных сооружений: Учеб.
пособие для вузов Ю.М. Ласков Ю.В. Воронов В.И. Калицун.– 2-е изд. перераб. и доп.– М.:Стройиздат 1987.– 255 с.
Лихачев Н.И. Канализация населенных мест и промышленных предприятий Н.И.Лихачев И.И.Ларин С.А.Хаскин; Под ред. В.Н.Самохина.– 2-е изд.
перераб. и доп.– М.:Стройиздат 1981.– 639 с.
Лукиных А.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных
сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н.Павловского А.А.Лукиных Н.А.Лукиных.– 5-е изд. доп.– М.:Стройиздат 1987.– 152 с.
Пааль Л.Л. Справочник по очистке природных и сточных вод
Л.Л.Пааль Я.Я.Кару Х.А.Мельдер.– М.:Высш. шк. 1994.– 336 с.
Проектирование сооружений для очистки сточных вод Всесоюз. комплекс. н.-и. и конструкт.-технолог. ин-т водоснабжения канализации и инж.
гидрогеологии.– М.: Стройиздат 1990.– 192 с.
Родионов А.И. Технологические процессы экологической безопасности.
(Основы энвайронменталистики): Учебник для вузов А.И.Родионов В.Н.Клушин В.Г.Систер.– 3-е изд. перераб. и доп.– Калуга:Издательство
Н.Бочкаревой 2000.– 800 с.
Строительные нормы и правила: СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.– Введ. 01.01.1986.– М.:ЦИТП Госстроя СССР 1986.–
Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных
труб: Справ. пособие Ф.А.Шевелев А.Ф.Шевелев.– 7-е изд. перераб. и доп.–
М.:Стройиздат 1995.– 176 с.
Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод: Учебник для вузов
С.В.Яковлев Я.А.Карелин Ю.М.Ласков.– М.:Стройиздат 1996.– 592 с.
С.В.Яковлев Ю.В.Воронов.– М.:АСВ 2002.– 704 с.
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
радиальные 34 45 51 54
с периферийным впуском 33 34 52
Алгоритм расчета усреднителей 81
Бункеры песковые 16 22 28
Виды нестационарности потока 71
Двухъярусные отстойники 129
горизонтальные 13 14 17 19
тангенциальные 15 19
Площадки песковые 16 21 28
с механизированной очисткой 6 7
Решетки-дробилки 6 7 9
Крупность гидравлическая 14 17 21 30
Методы механической очистки
отстаивание 4 36 38 40 46
Микрофильтры 108 109 111 113
Мультигидроциклоны 122
горизонтальные 94 97
Осветлители-перегниватели 130
Отстойники 29 41 45 75
вертикальные 33 44 45 50 53
горизонтальные 32 41
Сетки барабанные 108 114
барботажного типа 73 78
многоканальные 72 79 80
с механическим перемешиванием 74
Фактор разделения 122 148
каркасно-засыпные 107
с восходящим потоком 105
с нисходящим потоком 104
с плавающей загрузкой 107 113
сетчатые барабанные 103 108
СПОСОБЫ И СООРУЖЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 4
РЕШЕТКИ И РЕШЕТКИ-ДРОБИЛКИ 5
2. Решетки-дробилки 6
3. Расчет решеток и решеток-дробилок 7
4. Примеры расчета 9
1. Горизонтальные песколовки 13
2. Вертикальные песколовки 14
3. Тангенциальные песколовки 15
4. Аэрируемые песколовки 15
5. Бункеры и площадки для обезвоживания песка 16
6. Расчет песколовок бункеров и площадок для обезвоживания песка 17
7. Примеры расчета 22
1. Классификация и виды отстойных сооружений 29
2. Первичное осветление сточной воды 29
3. Конструктивные типы первичных отстойников 32
4. Интенсификация первичного осветления сточных вод 35
5. Вторичное отстаивание 38
6. Расчет отстойников 40
7. Примеры расчета 54
1. Типы и конструкции усреднителей 71
2. Расчет усреднителей 74
3. Примеры расчета 84
НЕФТЕЛОВУШКИ ПРОДУКТОЛОВУШКИ 94
1. Конструктивные типы нефтеловушек 94
2. Расчет нефтеловушек 97
3. Примеры расчета 100
1. Конструктивные типы фильтров 104
2. Расчет фильтров 110
3. Примеры расчета 114
ГИДРОЦИКЛОНЫ И ЦЕНТРИФУГИ 119
3. Расчет гидроциклонов и центрифуг 123
4. Примеры расчета 125
КОМБИНИРОВАННЫЕ СООРУЖЕНИЯ 129
2. Двухъярусные отстойники (эмшеры) 129
3. Осветлители-перегниватели 130
4. Расчет комбинированных сооружений 131
5. Примеры расчета 134
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 149
АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ 150

Проект.doc

На городские очистные канализационные сооружения поступает смесь
бытовых и производственных сточных вод. Система канализации - раздельная.
) Пропускную способность очистных канализационных сооружений:
Qср.сут Qср.ч qср Qмакс.сут Qмакс.ч qмакс Qмин. ч qмин;
) концентрации загрязнений bобщ Lобщ Собщ Kо6щ в суммарном стоке
бытовых и производственных сточных вод поступающих на городские очистные
канализационные сооружения;
) приведенное население города по взвешенным веществам Nbпр и
биохимической потребности в кислороде NLпр;
) необходимую степень очистки сточных вод поступающих на городские
очистные канализационные сооружения до выпуска их в водоем: зb зC зK зO
) метода очистки сточных вод;
) типов очистных сооружений.
Выявить необходимость доочистки сточных вод в том числе по БПК (в
случае необходимости доочистки сточных вод в составе комплекса очистки
необходимо предусмотреть систему доочистки).
Произвести технологические и гидравлические расчеты сооружений очистки
сточных вод. Разработать технологическую схему очистки сточных вод.
Параметры бытовых сточных вод.
Расчетное население города N = 110000 чел. Канализируемый объект
расположен в средней полосе Российской Федерации для которой: норма
среднесуточного водоотведения на одного жителя составляет n = 220 лсут;
количество взвешенных веществ в бытовых сточных водах на одного жителя bб
= 60 гсут (размеры d= 10(1 103 мкм); биохимическая потребность в
кислороде полная в бытовых сточных водах на одного жителя Lб = 510 гсут:
содержание жиров в бытовых сточных водах Сб = 8 гм3; содержание
синтетических поверхностно-активных веществ в бытовых сточных водах на
одного жителя Кб = 60 гсут. Коэффициент неравномерности притока бытовых
сточных вод kбсут = 120. Количество отбросов в бытовых сточных водах на
одного жителя аб = 8 л(чел·год) плотность отбросов сб = 1750 кгм3.
Параметры производственных сточных вод.
Производственные сточные воды содержат взвешенных веществ bп = 400 гм3
(размеры d = 10(1 103 мкм) жиров Cп = 9 гм3 синтетических
поверхностно-активных веществ Кп = 175 гм3 и имеют биохимическую
потребность в кислороде полную Lп =260 гм3. Коэффициент неравномерности
притока производственных сточных вод kпсут = 1.
Суточный приток сточных вод от предприятий по совмещенному почасовому
графику представлен в таблице 1.
Таблица 1 ( Суточный приток сточных вод от предприятий по совмещенному
Часы суток Приток м3 Часы суток Прмток м3 Часы суток Приток м3
III смена I смена II смена
Параметры смеси бытовых и производственных сточных вод подаваемых
Температура сточных вод в летнее время t = 30 °С; кислотность сточных
вод Кс=60 мл нормального раствора щелочи на каждый литр сточных вод;
сточные воды имеют бурую окраску исчезающую в столбике высотой 10 см при
разведении чистой водой в соотношении 1:500 (то есть no = 500); запах
фенольный исчезающий в столбике высотой 10 см при разведении чистой водой
в соотношении 1:350 (то есть nз = 350); привкус горьковатый исчезающий в
столбике высотой 10 см при разведении чистой водой в соотношении 1:24 (то
есть nп = 24). Константа скорости потребления кислорода смесью сточных вод
и воды водоема при нормальных условиях (20 °С) равна K1(20) = 020. Сточные
воды содержат азотную кислоту. Реаэрации нет. Химическая потребность в
кислороде (взболт.) смеси сточных вод Y= 370 гм3.
Параметры водоема принимающего очищенные сточные воды с очистных
Водоем относится к водному объекту хозяйственно-питьевого водоснабжения
и является равнинной рекой. Содержание в воде водоема до спуска сточных
вод: взвешенных веществ bр = 52 гм3; жиров Cр = 025 гм3; синтетических
поверхностно-активных веществ Кр = 0084 гм3; растворенного кислорода Ор =
гм3; биохимическая потребность в кислороде полная Lр = 25 гм3;
щелочность воды водоема Вр = 50 мл нормального раствора кислоты на каждый
литр воды водоема; реакция воды водоема рHр=78; средняя температура воды в
водоеме летом tр=30°С; предельно-допустимое содержание синтетических
поверхностно-активных веществ Kпр. доп = 02 гм3; химическая потребность в
кислороде (взболт.) Yр = 208 гм3.
Вблизи канализируемого объекта нет сельскохозяйственных угодий
нуждающихся в орошении. Наименьший среднемесячный расход воды водоема в год
%-ной обеспеченности по данным гидрометеослужбы Q = 20 м3с средняя
скорость течения воды на расчетном участке водоема хср = 10 мс средняя
глубина водоема на расчетном участке Нср = 130 м.
Расстояние от створа выпуска сточных вод до расчетного створа смешения
по фарватеру по течению l = 12100 м: расстояние от створа выпуска сточных
вод до расчетного створа смешения по прямой lпр = 9100 м. Выпуск сточных
вод производится у берега водоема поэтому коэффициент выпуска о = 101.
Для спуска сточных вод применяется рассеивающий фильтрующий струйный выпуск
конструкции К.В. Иванова для которого коэффициент сближения расчетного
створа смешения со створом выпуска равен щ = 193.
Курсовой проект на тему «Разработка технологической схемы очистки
сточных вод» выполнен студентом группы З-41 в 2006 году.
Руководитель курсового проекта Козачек А.В.
Курсовой проект посвящен разработке технологической схемы очистки смеси
бытовых и производственных сточных вод непрерывного действия.
Произведены расчеты: приемной камеры решеток песколовки смесителя
камеры хлопьеобразования радиального отстойника дегазатора озонатора
рассеивающего фильтрующего струйного выпуска конструкции К.В. Иванова.
Все расчеты производились с помощью калькулятора.
Пояснительная записка выполнялась с помощью MS Word.
Графическая часть выполнена с помощью прикладной программы Auto CAD
Объем пояснительной записки - 66 стр.
Количество рисунков - 7
Количество таблиц - 13
Количество графического материала:
формата А1 – 3 листа.
ГОСТ 2.104-68-ЕСКД. – Основные надписи;
ГОСТ 2.105-96-ЕСКД. – Общие требования к текстовым документам;
ГОСТ 2.106-96-ЕСКД. – Текстовые документы;
ГОСТ 2.201-80-ЕСКД. – Обозначения изделий и конструкторских документов;
ГОСТ 2.301-68-ЕСКД. – Форматы;
ГОСТ 2.304-81-ЕСКД. – Шрифты чертежные;
ГОСТ 3.1105-84-ЕСТД. – Форма и правила оформления документов общего
ГОСТ 3.1201 –ЕСТД. – Система обозначения технологических документов;
ГОСТ 14.202-73 – Правила выбора показателей технологичности конструкций
ГОСТ 14.312-74 – Основные формы организации технологических процессов;
ГОСТ 14.313-74 – Этапы содержание и последовательность работы при
автоматизированном проектировании технологических процессов.
Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Описание процесса образования отходов. . . . . . . . . . . . . . . .
Характеристика отходов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Существующее состояние технологического объекта. . . . . . . . . . .
Обзор литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Описание технологического процесса очистки сточных вод. . . . . . . .
1 Определение общих параметров сточных вод. . . . . . . . . . . . . .
2 Обоснование выбора оборудования. . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1 Приемная камера. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Решетки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Усреднитель. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4 Песколовка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5 Оборудование для коагуляции. . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.1 Смесители. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5.2 Камеры хлопьеобразования. . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6 Отстойник. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.7 Дегазатор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.8 Озонатор. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.9 Рассеивающий фильтрующий струйный выпуск
конструкции К. В. Иванова . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 Обоснование последовательности аппаратов очистки. . . . . . . . .
4. Технологический расчет основного оборудования. . . . . . . . . .
4.1 Расчет приемной камеры. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Расчет грабельных решеток. . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Расчет горизонтальной песколовки с прямолинейным
движением воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Расчет вертикального (вихревого) смесителя. . . . . . . . .
4.5 Расчет вихревой камеры хлопьеобразования. . . . . . . . . .
4.6 Расчет радиальных отстойников. . . . . . . . . . . . . . .
4.7 Расчет дегазатора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8 Расчет озонирующей установки . . . . . . . . . . . . . . . .
4.9 Расчет рассеивающего фильтрующего струйного выпуска
конструкции К. В. Иванова. . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Определение степени пригодности предложенной технологической
схемы очистки сточных вод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1 Расчет песколовок. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Расчет первичного отстойника. . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Расчет дегазаторов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4 Расчет озонатора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.5 Расчет выпуска Иванова. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Список основных используемых источников. . . . . . . . . . . . . . . .
Под окружающей нас средой понимается совокупность «чистой» природы и
среды созданной человеком - распаханные поля искусственные сады и парки
осушенные болота крупные города с особым тепловым режимом микроклиматом
водоснабжением большим оборотом различных органических и неорганических
веществ и т.д. [1 с. 6].
Научно-технический прогресс и связанные с ним грандиозные масштабы
производственной деятельности человека привели к большим позитивным
преобразованиям в мире – созданию мощного промышленного и
сельскохозяйственного потенциала широкому развитию всех видов транспорта и
т.д. Вместе с тем резко ухудшилось состояние окружающей среды. Загрязнение
атмосферы водоемов и почвы твердыми жидкими и газообразными отходами
достигает угрожающих размеров происходит истощение невозобновляемых
природных ресурсов – в первую очередь полезных ископаемых и пресной воды.
Дальнейшее ухудшение состояния экосферы может привести к далеко идущим
отрицательным последствиям для человечества. Поэтому охрана природы защита
ее от загрязнений стала одной из важнейших глобальных проблем [1 с. 6].
Загрязнения поступающие в атмосферу с осадками возвращаются на Землю
и попадают в водоемы и почву. Сточными водами предприятий промышленности и
агропромышленного комплекса загрязняют реки озера и моря. В них попадают
отходы содержащие соли различных металлов удобрения пестициды моющие
средства масла и нефтепродукты радиоактивные вещества и др. Считается
что в водоемы попадает свыше 500 тыс. различных веществ.
В производстве образуются различные категории сточных вод. Сточная вода
– это вода бывшая в бытовом производственном или сельскохозяйственном
употреблении а также прошедшая через какую-либо загрязненную территорию. В
зависимости от условий образования сточные воды делятся на бытовые или
хозяйственно-фекальные атмосферные и промышленные [1 с. 191].
Хозяйственно-бытовые воды – это стоки душевых бань прачечных
столовых туалетов от мытья полов и др. Они содержат примеси из которых
примерно 58% органических веществ и 42% минеральных. Атмосферные воды
образуются в результате выпадения атмосферных осадков и стекающие с
территории предприятий. Они загрязняются органическими и минеральными
веществами [1 с. 191].
Промышленные сточные воды представляют собой жидкие отходы которые
возникают при добыче и переработке органического и неорганического сырья.
В технологических процессах источниками сточных вод являются: 1) воды
образующиеся при протекании химических реакций (они загрязнены исходными
веществами и продуктами реакции); 2) воды находящиеся в виде свободной и
связанной влаги в сырье и исходных продуктах и выделяющиеся в процессе
переработки; 3) промывные воды после промывки сырья продуктов и
оборудования; 4) маточные водные растворы; 5) водные экстракты и
абсорбенты; 6) воды охлаждения; 7) другие сточные воды; воды с вакуум-
насосов конденсаторов смешения систем гидрозолоудаления после мытья
тары оборудования и помещений. Количество и состав сточных вод зависит от
производства[1 с. 191].
Имеется несколько путей уменьшения количества загрязненных сточных вод
среди них следующие: 1) разработка и внедрение безводных технологических
процессов; 2) усовершенствование существующих процессов; 3) разработка и
внедрение совершенного оборудования; 4) внедрение аппаратов воздушного
охлаждения; 5) повторное использование очищенных сточных вод в оборотных и
замкнутых системах [1 с. 193].
Описание процесса образования отходов
В городах и других населенных пунктах образуются загрязнения различного
характера связанные с повседневной деятельностью человека. К таким
загрязнениям относятся физиологические отбросы человека и животных а также
загрязненные воды бань прачечных ванн душей от мытья продуктов питания
посуды помещений улиц и др. В большом количестве образуются загрязнения и
на промышленных предприятиях. Это получающиеся в результате технологических
процессов отбросы и отходы разбавленные в той или иной степени водой.
Вода которая была использована для различных нужд и получила при
этом дополнительные примеси (загрязнения) изменившие ее химический состав
или физические свойства называется сточной жидкостью.
Содержащиеся в сточной жидкости органические загрязнения могут
загнивать при этом они служат благоприятной средой для развития
микроорганизмов в том числе патогенных т. е. таких которые вызывают
инфекционные заболевания.
Различные химические соединения присутствующие в сточной жидкости
(нефтепродукты жиры масла смолы ядовитые вещества) способны убить
все живое на земле и в водоемах. Накопление сточной жидкости на
поверхности и в глубине почвы а также в водоемах вызывает загрязнение
окружающей среды исключает возможность использования водоемов для
хозяйственных целей и является причиной возникновения инфекционных
В зависимости от происхождения сточные воды разделяют на бытовые
(хозяйственно-фекальные) производственные (промышленные) и атмосферные.
Бытовые сточные воды по природе загрязнения делятся на фекальные
поступающие из уборных и загрязненные в основном физиологическими
отбросами и хозяйственные поступающие из раковин ванн трапов а также
из бань прачечных душей после мытья помещений и др.
Бытовые сточные воды более или менее однообразны по составу. В основном
в них содержатся органические загрязнения в нерастворенном и растворенном
состоянии. Концентрация загрязнений зависит от степени разбавления их
водопроводной водой т. е. от нормы водопотребления.
Производственные сточные воды образуются в результате загрязнения
водопроводной воды в процессе использования ее в производстве.
Производственные сточные воды делятся на загрязненные и условно-чистые.
Состав и концентрация загрязнений производственных сточных вод весьма
разнообразны так как они зависят от характера производства выпускаемой
продукции и особенностей технологического процесса. Некоторые производства
дают несколько видов сточных вод с различными составом и концентрацией
загрязнений. Загрязненные производственные сточные воды могут быть
подразделены на содержащие в основном органические загрязнения и содержащие
в основном минеральные загрязнения. Условно-чистые воды в которых
содержится весьма малое количество загрязнений можно спускать в водоем
Атмосферные сточные воды образуются в результате выпадения дождей и
таяния снегов и делятся соответственно на дождевые и талые. Отвод и
обезвреживание атмосферных вод также входят в задачу канализации.
Атмосферные сточные воды содержат преимущественно минеральные
загрязнения и в меньшем количестве органические. Атмосферные сточные воды
образующиеся на территориях промышленных предприятий содержат отходы и
отбросы соответствующих производств. Для атмосферных сточных вод характерна
большая неравномерность поступления в канализацию. В сухую погоду они
совсем отсутствуют а в период сильных ливней их количество бывает весьма
Поддержание санитарного благополучия городов и других населенных
пунктов а также промышленных предприятий возможно только при своевременном
удалении с занимаемой ими территории сточных вод с последующей их очисткой
и обеззараживанием [1 с. 126].
Характеристика отходов
Сточные воды представляют собой сложные гетерогенные системы
загрязненные веществами которые могут находиться во всех состояниях –
растворенном коллоидном и нерастворенном. Загрязнения сточных вод могут
быть минеральными и органическими. К минеральным загрязнениям относятся
песок глина шлак бой стекла растворы минеральных солей кислот и
щелочей. Органические загрязнения бывают растительного происхождения
(остатки плодов овощей растений бумага растительные масла и пр.) и
животного (физиологические выделения людей и животных остатки тканей живых
организмов органические кислоты различные бактерии в том числе и
болезнетворные дрожжевые и плесневые грибки мелкие водоросли ( так
называемые бактериальные и биологические загрязнения). В бытовых сточных
водах содержатся такие болезнетворные (патогенные) бактерии как
возбудители заболеваний брюшного тифа паратифа дизентерии сибирской
язвы а также яйца гельминтов (глистов) поступающие в сточные воды с
физиологическими выделениями людей и животных. Возбудители заболеваний
содержатся и в некоторых производственных сточных водах.
Степень загрязнения сточных вод характеризуется содержанием в них
взвешенных и оседающих веществ их биохимической и химической потребностью
в кислороде содержанием в них отдельных химических элементов и соединений
их активной реакцией. [2 с. 165].
Промышленные и бытовые сточные воды содержат взвешенные частицы
растворимых и нерастворимых веществ Взвешенные примеси подразделяются на
твердые и жидкие образуют с водой дисперсную систему. В зависимости от
размера частиц дисперсные системы делят на три группы: 1) грубодисперсные
системы с частицами размером более 01 мкм (суспензии и эмульсии); 2)
коллоидные системы с частицами размером от 01 мкм – 1 нм; 3) истинные
растворы имеющие частицы размеры которых соответствуют размерам
отдельных молекул или ионов [1 с. 197].
Степень загрязнения сточных вод органическими веществами
содержащимися в них в растворенном виде а также в виде неоседающих веществ
и коллоидов оценивают их биохимической потребностью в кислороде (БПК) (
это количество кислорода необходимого для окисления этих веществ аэробными
бактериями в процессеих жизнедеятельности. Окисление органических веществ
происходит до полной их минерализации [2 с. 168].
СПАВ представляют собой обширную группу соединений различных по своей
структуре относящихся к разным классам. Эти вещества способны
адсорбироваться на поверхностях раздела фаз и понижать вследствие этого их
поверхностную энергию (поверхностное натяжение). В зависимости от свойств
проявляемых синтетическими поверхностно-активными веществами при
растворении в воде их делят на анионоактивные вещества (активной частью
является анион) катионоактивные (активной частью молекул является катион)
амфолитные и неионогенные которые совсем не ионизируются.
Анионоактивные поверхностно-активные вещества в водном растворе
ионизируются с образованием отрицательно заряженных органических ионов. Из
анионоактивных СПАВ широкое применение шашли соли сернокислых эфиров
(сульфаты) и соли сульфокислот (сульфонаты). Радикал R может быть
алкильным алкиларильным алкилнафтильным иметь двойные связи и
функциональные группы.
Катионоактивные СПАВ ( вещества которые ионизируются в водном растворе
с образованием положительно заряженных органических ионов. К ним относятся
четвертичные аммониевые соли состоящие из углеводородного радикала с
прямой цепью содержащей 12-18 атомов углерода; метильного этильного или
бензильного радикала; хлора брома йода или остатка метил- или
Амфолитные СПАВ ионизируются в водном растворе различным образом в
зависимости от условий среды: в кислом растворе проявляют катионоактивные
свойства а в щелочном ( анионоактивные.
Неионогенные СПАВ представляют собой высокомолекулярные соединения
которые в водном растворе не образуют ионов.
В водные объекты СПАВ поступают в значительных количествах с
хозяйственно-бытовыми (использование синтетических моющих средств в быту) и
промышленными сточными водами (текстильная нефтяная химическая
промышленность производство синтетических каучуков) а также со стоком с
сельскохозяйственных угодий (входят в состав инсектицидов фунгицидов
гербицидов и дефолиантов в качестве эмульгаторов).
Жиры представляют собой полные сложные эфиры глицерина и жирных кислот
(стеариновой пальмитиновой олеиновой).
Жиры присутствующие в природных водах являются главным образом
результатом метаболизма растительных и животных организмов и их посмертного
разложения. Жиры образуются при фотосинтезе и биосинтезе и входят в состав
внутриклеточных и резервных липидов. Высокие концентрации жиров в воде
связаны со сбросом в водные объекты сточных вод предприятий пищевой и
кожевенной промышленностей а также хозяйственно-бытовых сточных вод.
Понижение содержание жиров в природных водах связано с процессами их
ферментативного гидролиза и биохимического окисления.
Жиры находятся в поверхностных водах в растворенном эмульгированном и
сорбированном взвешенными веществами и донными отложениями состояниях. Они
входят в состав более растворимых сложных соединений с белками и
углеводами которые находятся в воде как в растворенном так и в коллоидном
Попадая в водный объект в повышенных концентрациях жиры ухудшают его
кислородный режим органолептические свойства воды стимулируют развитие
Существующее состояние технологического объекта
Исходными данными в курсовой работе являются следующие. Город
расположенный в средней полосе Российской Федерации. В пределах населенного
пункта расположены промышленные предприятия. В результате на городские
очистные канализационные сооружения поступает смесь бытовых и
производственных сточных вод содержащая взвешенные вещества Спав
концентрациях превышающих допустимые для сброса в водоем. Но при этом
технологической схемы очистки сточных вод не существует. Моя задача ее
сточных вод разных категорий.
Бытовые сточные воды образуются от населенного пункта расположенного
рядом с очистными сооружениями. В бытовых сточных водах содержатся
взвешенные вещества синтетические поверхностно-активные вещества имеют
Производственные сточные воды содержат взвешенные вещества
синтетические поверхностно-активные вещества имеют повышенную БПК.
Смесь бытовых и производственных сточных вод подаваемых на очистку
имеет бурую окраску фенольный запах горьковатый привкус. Сточные воды
содержат азотную кислоту.
нуждающихся в орошении. Водоем принимающий очищенные сточные воды с
очистных сооружений относится к водному объекту хозяйственно-питьевого
водоснабжения и является равнинной рекой.
При написании курсовой работы использовались различные литературные
В книге Родионова А.И. Клушина В.Н. «Техника защиты окружающей среды»
[1] рассмотрены методы защиты атмосферы гидросферы литосферы от
промышленных загрязнений. Также говорится об общих проблемах защиты
окружающей среды технических мерах по ее защите. Описаны способы удаления
из сточных вод различных загрязнителей приведены конструкции аппаратов;
разобраны механические физико-химические химические биохимические методы
очистки сточных вод.
В книге Калицуна В. И.. «Основы водоснабжения и канализации» [2]
приведены системы и схемы водоснабжения и канализации. Рассмотрены схемы
устройство и оборудование водопроводных и канализационных сетей. Кратко
описаны принципы работы расчет и конструкции сооружений применяемых для
очистки природных и сточных вод.
В книге Карюхиной Т.А. Чурбановой И.Н. «Контроль качества воды» [3]
приводится классификация сточных вод виды загрязнений. Разобрано понятие о
санитарно-химическом анализе его основные показатели. Также говорится о
контроле различных процессов очистки сточных вод.
В книге Лапицкой М.П. Зуевой Л.И. и Кулешовой Л.В. «Очистка сточных
вод (примеры расчетов)» [4] затрагиваются вопросы касающиеся общих
сведений об определении расчетных параметров очистной станции
необходимой степени очистки сточных вод по взвешенным веществам по БПК
полной смеси сточных вод и воды водоема по растворенному в воде водоема
кислороду; по органолептическому показателю вредности по температуре воды
водоема по необходимой степени разбавления сточных вод по окраске
запаху привкусу. Приведены общие сведения о выборе методов очистки сточных
вод и типов очистных сооружений о показателях определяющих состав
очистных сооружений. Приводятся расчеты приемных камер первичных
отстойников аэротенков вторичных радиальных отстойников установки по
обеззараживанию сточных вод смесителей контактных резервуаров.
В книге Кожинова В.Ф. «Очистка питьевой и технической воды» [5]
приведены числовые примеры расчета сооружений для очистки питьевой и
технической воды сопровождаемые необходимыми схемами и чертежами. Материал
отражает современные научно-технические достижения в области очистки воды.
Содержатся сведения об определении состава сооружений для очистки сточных
вод и расчеты связанные с их компоновкой. Приводятся общие сведения о
реагентах расчет устройств для приготовления и дозирования раствора
реагентов; расчет смесителей и камер хлопьеобразования; расчет отстойников
скорых фильтров; расчет установок для обеззараживания воды; расчет
озонирующей установки; основные данные о химизме и методах обеззараживания
воды хлором озоном и др.
В работе Проскурякова В.А. и Шмидта Л.И. «Очистка сточных вод в
химической промышленности» [6] изложены методы механической физико-
химической и биологической очистки сточных вод химических производств от
растворенных и нерастворенных органических и неорганических примесей.
Описаны методы извлечения ценных веществ из сточных вод. Рассмотрена
технология очистки сточных вод ряда производств основной химической
промышленности промышленности основного органического синтеза термической
переработки топлив производств синтетических смол и пластических
пластмасс. Приводятся конструкции отстойников фильтров и других аппаратов
очистки. Описаны теоретические основы процесса очистки сточных вод
коагуляцией влияние различных факторов на процессы гетерокоагуляционной
коагулянты применяемые для очистки. Также приведены основные
технологические схемы и аппаратура для обработки воды коагуляцией и
Описаны реагентные методы очистки биологическая очистка.
Рассматриваются вопросы касающиеся закономерностей процесса биологической
очистки. Говорится о микрофлоре и микрофауне активного ила. Рассмотрены
конструкции аэротенков и т.д.
В работе Тимонина А.С. «Инженерно-экологический справочник» [7]
изложены основные методы очистки воздушного и водного бассейнов и литосферы
от вредного влияния промышленных газовых выбросов сточных вод и твердых
отходов в теплоэнергетике нефтеперерабатывающей химической
нефтехимической промышленности черной и цветной металлургии и многих
других отраслях производства оказывающих значительное влияние на состояние
окружающей среды. Глубоко проанализированы основные технологические
решения по очистке газовых выбросов сточных вод утилизации твердых
отходов в выше перечисленных отраслях производства. Приведены данные о ПДК
веществ. Приведено типовое и оригинальное оборудование защиты воздушного и
водного бассейнов и литосферы от влияния вредных выбросов даны методы его
расчета и выбора приведены многочисленные примеры расчета данного
В книге Тимонина «Основы конструирования и расчета химико-
технологического и природоохранного оборудования» [8] изложены основы
конструирования и расчеты общетехнологического и природоохранного
оборудования для различных отраслей народного хозяйства. В нем приведены
сведения об основных конструкционных материалах и их сортаменте.
Рассмотрены основные нормализированные и типовые элементы и узлы
технологического и природоохранного оборудования. В справочнике приведены:
основное типовое общетехнологическое оборудование типовая трубопроводная
арматура насосы вентиляторы газо- и воздуходувки общепромышленного
В работе Кульского Л.А. Булава М.Н. Смирнова Г.И. «Проектирование и
расчет очистных сооружений» [9] описаны: проектирование и расчет очистных
сооружений для удаления гетерофазных примесей воды (осветление
обесцвечивание обеззараживание воды); оборудование для приготовления
растворов реагентов; примеры расчета реагентных баков. Говорится о
назначении и типах смесительных устройств приводятся примеры их расчета.
Описаны камеры хлопьеобразования и отстойники скорые фильтры пример
расчета фильтров контактных осветлителей. Описаны теоретические основы
процесса обеззараживания воды классификация и характеристика методов
обеззараживания воды примеры расчета установок для обеззараживания воды и
В книге Беляева П.С. Клинкова А.С. Однолько В.Г. Соколова М.В.
«Руководство к курсовому и дипломному проектированию. Химическое Машино- и
аппаратостроение» в концентрированной форме изложены методические указания
и правила выполнения чертежей и пояснительной записки.
описание технологического процесса очистки сточных вод
1 Определение общих параметров сточных вод
1.1 Определение пропускной способности очистных канализационных
сооружений: Qср.сут. Qср.ч qср Qмакс. сут Qмакс. ч. qмакс
Средний суточный суммарный расход бытовых и производственных сточных
вод определяется по формуле [4]:
Qср.сут = Qбср.сут + Qпср.сут
где Qбср.сут ( средний суточный расход бытовых сточных вод от населения
Qпср.сут ( средний суточный расход производственных сточных вод
Средний суточный расход бытовых сточных вод от населения определяется
где n – норма среднесуточного водоотведения на одного жителя составляет
N ( расчетное население города чел.
n = 220 лсут N=110000 чел. (из технического задания).
Qбср.сут=[pic]=24200 м3сут.
Средний суточный расход производственных сточных вод определяется по
где Qпр ( суммарный суточный приток сточных вод от предприятий по
совмещенному почасовому графику м3сут (определяется по табл.1).
Qпр = 23540 м3сут (по табл.1).
Qпср.сут=23540 м3сут .
Получим по формуле (1) средний суточный суммарный расход бытовых и
производственных сточных вод:
Qср.сут = 24200+23540 = 47740 м3сут.
Средний суммарный часовой расход в сутки среднего водоотведения
определяется по формуле[4]:
Qср.ч = Qбср.ч + Qпср.ч
где Qбср.ч ( средний часовой расход в сутки бытовых сточных вод от
Qпср.ч ( средний часовой расход в сутки производственных сточных вод
Средний часовой расход бытовых сточных вод от населения определяется по
Qбср.ч=[pic]1008333 м3ч.
Средний часовой расход производственных сточных вод определяется по
где Qпср.сут ( средний суточный расход производственных сточных вод
Qпср.ч=[pic]980833 м3ч.
Получим по формуле (4) средний часовой суммарный расход бытовых и
Qср.ч=1008333 + 980833=1989166 м3ч.
Средний суммарный секундный расход в сутки среднего водоотведения
где qбср ( средний секундный расход в сутки бытовых сточных вод от
qпср ( средний секундный расход в сутки производственных сточных вод
Средний секундный расход бытовых сточных вод от населения определяется
где Qбср.ч ( средний часовой расход бытовых сточных вод от населения
qбср =[pic]0280 м3с.
Средний секундный расход производственных сточных вод определяется по
Получим по формуле (6) средний секундный суммарный расход бытовых и
qср=0280 + 0272=0552 м3с.
Максимальный суммарный суточный расход бытовых и производственных
сточных вод определяется по формуле [4]:
Qмакс. сут = Qбмакс. сут +Qпмакс. сут
где Qбмакс.сут ( максимальный суточный расход бытовых сточных вод от
Qпмакс.сут ( максимальный суточный расход производственных сточных вод
Максимальный суточный расход бытовых сточных вод от населения
определяется по формуле [4]:
Qбмакс. сут= kбсут ·Qбср.сут
где kбсут ( коэффициент неравномерности притока бытовых сточных вод
kбсут=120 (из технического задания);
Qбср.сут ( средний суточный расход бытовых сточных вод от населения
Qбмакс. сут=12 ·24200=29040 м3сут.
Максимальный суточный расход производственных сточных вод определяется
Qпмакс. сут = kпсут ·Qпср.сут
где kпсут ( коэффициент неравномерности притока производственных сточных
вод kбсут=1 (из технического задания);
Qпср.сут ( средний суточный расход производственных сточных вод от
Qпмакс. сут=1 ·23540=23540 м3сут.
Получим по формуле (10) максимальный суммарный суточный расход бытовых
и производственных сточных вод:
Qмакс. сут=29040 + 23540=52580 м3сут.
Максимальный суммарный часовой расход сточных вод из-за возможного не
совпадения максимальных часовых расходов бытовых и производственных сточных
вод определяют по таблице притока сточных вод по часам суток (табл.2).
Таблица 2 ( Приток сточных вод по часам суток
Часы Приток бытовых сточных Приток сточныхСуммарный приток сточных
суток вод от населения вод от вод
Процент Абсолютное Абсолютное Проценты
среднесу-тзначение значение суточного
очного [pic] м3ч Qi= Qбi+ расхода [pic]
Итого: 100 24200 23540 47740 100
По таблице 2 определяем максимальный суммарный часовой расход сточных
Qмакс. ч=2375894 м3ч.
Очистка сточных вод методом коагуляции включает процессы приготовления
водных растворов коагулянтов их дозирование в обрабатываемую сточную воду
смешение со всем объемом воды хлопьеобразование выделение хлопьев из
Смешение коагулянтов со всем объемом обрабатываемой сточной воды
происходит в смесителях продолжительность пребывания воды в которых
составляет 1(2 мин. После смешивания обрабатываемых сточных вод с
коагулянтами начинается процесс образования хлопьев который осуществляется
в специальных резервуарах ( камерах хлопьеобразования.
Последующее осветление воды производится в горизонтальных радиальных
и вертикальных отстойниках[7].
Максимальный суммарный секундный расход сточных вод определяется по
где Qмакс. ч ( максимальный суммарный часовой расход сточных вод м3ч.
Qмакс=[pic]0660 м3с.
По таблице 2 определяем минимальный суммарный часовой расход сточных
Qмин. ч =1194 479 м3ч.
Минимальный суммарный секундный расход сточных вод определяется по
где Qмин. ч ( минимальный суммарный часовой расход сточных вод м3ч.
qмин =[pic]0332 м3с.
1.2 Определение концентраций загрязнений bобщ Lобщ Собщ Kо6щ в
суммарном стоке бытовых и производственных сточных вод поступающих на
городские очистные канализационные сооружения
Концентрация взвешенных веществ в общем стоке сточных вод определяется
где bб ( концентрация взвешенных веществ в бытовых сточных водах гм3;
bп ( концентрация взвешенных веществ в производственных сточных водах
Qср.сут ( средний суточный суммарный расход бытовых и
производственных сточных вод м3сут.
Концентрация взвешенных веществ в бытовых сточных водах определяется по
где b'б ( количество взвешенных веществ в бытовых сточных водах на одного
n – норма среднесуточного водоотведения на одного жителя составляет
b'б=60 гсут n=220 лсут (из технического задания).
Получим по формуле (15) концентрацию взвешенных веществ в общем стоке
Биохимическая потребность в кислороде полная (БПКполн) в общем стоке
где Lб ( БПКполн в бытовых сточных водах гм3;
Lп ( БПКполн в производственных сточных водах гм3;
БПКполн в бытовых сточных водах определяется по формуле [4]:
где L'б ( БПКполн в бытовых сточных водах на одного жителя гсут;
L'б=510 гсут n=220 лсут (из технического задания).
Получим по формуле (17) БПКполн в общем стоке сточных вод:
Содержание жиров в общем стоке сточных вод определяется по формуле[4]:
где Сб ( содержание жиров в бытовых сточных водах гм3;
Сп ( содержание жиров в производственных сточных водах гм3;
Содержание жиров в бытовых сточных водах определяется по формуле[4]:
где С'б ( содержание жиров в бытовых сточных водах на одного жителя
С'б=8 гсут n=220 лсут (из технического задания).
Получим по формуле (19) содержание жиров в общем стоке сточных вод:
Содержание СПАВ в общем стоке сточных вод определяется по формуле[4]:
где Kб ( содержание СПАВ в бытовых сточных водах гм3;
Kп ( содержание СПАВ в производственных сточных водах гм3;
Содержание СПАВ в бытовых сточных водах определяется по формуле[4]:
где K'б ( содержание СПАВ в бытовых сточных водах на одного жителя
K'б=6 гсут n=220 лсут (из технического задания).
Получим по формуле (21) содержание СПАВ в общем стоке сточных вод:
1.3 Определение приведенного население города по взвешенным веществам
Nbпр и биохимической потребности в кислороде NLпр
Приведенное население города по взвешенным веществам определяется по
где N ( расчетное население города чел;
[pic]( эквивалентное население города по взвешенным веществам чел.
N=110000 чел. (из технического задания).
Эквивалентное население города по взвешенным веществам определяется по
где bп ( концентрация взвешенных веществ в производственных сточных водах
b'б ( количество взвешенных веществ в бытовых сточных водах на одного
Получим по формуле (23) приведенное население города по взвешенным
Nbпр=110000+156934=266934 чел.
Приведенное население города по БПКполн определяется по формуле[4]:
[pic]( эквивалентное население города по БПКполн чел.
Эквивалентное население города по БПКполн определяется по формуле[4]:
где Lп ( БПКполн в производственных сточных водах гм3;
L'б ( БПКполн в бытовых сточных водах на одного жителя гсут.
Получим по формуле (25) приведенное население города по БПКполн:
NLпр=110000+120008=230008 чел.
1.4 Определение необходимой степени очистки сточных вод поступающих
на городские очистные канализационные сооружения до выпуска их в водоем:
зb зC зK зO зL Дn Дt ДКс.
Необходимая степень очистки сточных вод по взвешенным веществам
где bобщ ( концентрация взвешенных веществ в общем стоке сточных вод гм3;
bст ( предельно допустимое содержание взвешенных веществ в спускаемых
Предельно допустимое содержание взвешенных веществ в водах спускаемых в
водоем определяется по формуле[4]:
где Дb ( допустимое увеличение содержания взвешенных веществ в водоеме
хозяйственно-питьевого водоснабжения после спуска сточных вод определяемое
по специальным таблицам[10 с. 145]:
Дb=025 мгл=025 гм3 .
а ( коэффициент смешения сточных вод с водой водоема;
Q ( наименьший среднемесячный расход воды водоема в год м3с;
qср ( средний суммарный секундный расход в сутки среднего
bр ( содержание в воде водоема взвешенных веществ до спуска сточных
Коэффициент смешения сточных вод с водой водоема определяется по
(29) где б ( коэффициент учитывающий гидравлический фактор
l ( расстояние от створа выпуска сточных вод до расчетного створа
смешения по фарватеру по течению м;
щ ( коэффициент сближения расчетного створа смешения со створом
Q=20 м3с l = 12100 м щ = 193 (из технического задания).
Коэффициент учитывающий гидравлический фактор смешения определяется
(30) где ц ( коэффициент извилистости водоема;
о ( коэффициент выпуска;
Е ( коэффициент турбулентной диффузии для равнинных рек.
о = 101(из технического задания).
Коэффициент извилистости водоема определяется по формуле[4]:
(31) где lпр ( расстояние от створа выпуска сточных вод до расчетного
створа смешения по прямой м. lпр = 9100 м (из технического задания).
Коэффициент турбулентной диффузии для равнинных рек определяется по
(32) где хср ( средняя скорость течения воды на расчетном участке
Нср ( средняя глубина водоема на расчетном участке м.
хср = 10 мс Нср = 130 м. (из технического задания).
Получим по формуле (30) коэффициент учитывающий гидравлический фактор
Получим по формуле (29) коэффициент смешения сточных вод с водой
Получим по формуле (28) предельно допустимое содержание взвешенных
веществ в водах спускаемых в водоем:
Получим по формуле (27) необходимую степень очистки сточных вод по
взвешенным веществам:
Необходимая степень очистки сточных вод по жирам определяется по
( концентрация жиров в общем стоке сточных вод гм3;
Сст ( предельно допустимое содержание жиров в спускаемых водах в водоем
Предельно допустимое содержание жиров в спускаемых водах в водоем
где Спр.доп ( допустимое увеличение содержания жиров в водоеме хозяйственно-
питьевого водоснабжения после спуска сточных вод определяемое по
специальным таблицам:
Спр.доп =263 мгл=263 гм3 .
Ср ( содержание в воде водоема жиров до спуска сточных вод гм3 .
Получим по формуле (33) необходимую степень очистки сточных вод по
Необходимая степень очистки сточных вод от СПАВ определяется по
( концентрация СПАВ в общем стоке сточных вод гм3;
Кст ( предельно допустимое содержание СПАВ в спускаемых водах в водоем
Предельно допустимое содержание СПАВ в спускаемых водах в водоем
где Кпр.доп ( допустимое увеличение содержания СПАВ в водоеме хозяйственно-
питьевого водоснабжения после спуска сточных вод:
Кпр.доп =02 мгл=02 гм3 (из технического задания).
Кр ( содержание в воде водоема СПАВ до спуска сточных вод гм3 .
Получим по формуле (35) необходимую степень очистки сточных вод по
Степень разбавления у расчетного створа смешения определяется по
Тогда ni=36 no=500. Следовательно требуется дополнительное
разбавление. [pic]=500(36=464 или [pic].
Тогда ni=36 nз=350. Следовательно требуется дополнительное
разбавление. [pic]=350(36=314 или [pic].
Тогда ni=36 > nп=24. Следовательно дополнительное разбавление не
Необходимая степень очистки (степень охлаждения) сточных вод по
температуре определяется по условию[4]:
Предельно допустимое повышение температуры воды в водоеме после спуска
сточных вод определяется по специальным таблицам:
Предельно допустимая температура сточных вод спускаемых в водоем
Тогда по формуле (38)
Дt=30(13812= (10812 °С
Дt=(10812°С Дtпр.доп=3 °С следовательно охлаждения не требуется.
Необходимая степень очистки (дополнительная нейтрализация) сточных вод
по изменению активной реакции воды водоема (по кислотности) определяется по
Допустимая кислотность сбрасываемых сточных вод определяется по
Допустимое содержание кислоты поступающей в водоем со сточными водами
где Вр ( щелочность воды водоема нормального раствора кислоты на каждый
литр воды водоема; Вр=50 мл (из технического задания).
Ср ( концентрация свободной углекислоты в воде водоема:
где рHр ( реакция воды водоема рHр = 78(из технического задания).
Ср=816(78+lg5=1059 мл норм. р-ра щелочи.
По формуле (42) находим допустимое содержание кислоты поступающей в
водоем со сточными водами:
[pic] мл норм. р-ра щелочи.
По формуле (41) находим допустимую кислотность сбрасываемых сточных
По формуле (40) находим необходимую степень очистки сточных вод по
изменению активной реакции воды водоема:
Дkc=60(8724=(2724 мл норм. р-ра щелочи.
Дkc=(2724 >0 следовательно не требуется дополнительная нейтрализация
Необходимая степень очистки сточных вод по растворенному в воде водоема
кислороду определяется по формуле[4]:
где LОст ( допустимая биологическая потребность в кислороде для сточной
воды в расчете на растворенный кислород определяемая по формуле[4]:
где Ор ( содержание растворенного кислорода в воде водоема до спуска
сточных вод Ор = 70 гм3;
Lр ( биохимическая потребность в кислороде полная Lр = 25 гм3.
Предельно допустимое содержание растворенного кислорода в воде водоема
после спуска сточных вод определяется по специальным таблицам:
Опр.доп= 4 млл= 4 гм3.
Получим по формуле (43) необходимую степень очистки сточных вод по
растворенному в воде водоема кислороду:
Необходимая степень очистки сточных вод по БПКполн определяется по
Предельно допустимая БПКполн для сточных вод спускаемых в водоем
БПКполн смеси сточных вод и воды водоема в месте выпуска сточных вод
Предельно допустимая БПКполн в воде водоема после спуска сточных вод
определяется по специальным таблицам:
Lпр.доп= 3 млл= 3 гм3.
Константа скорости потребления кислорода смесью сточных вод и воды
водоема при рабочих условиях (tp=30єC) определяется по формуле[4]:
K1(t) =K1(20) ·1047tp(20
K1(t) =02 ·104730(20=0317.
Продолжительность протока воды от места спуска до расчетного створа
где хср ( средняя скорость течения воды на расчетном участке водоема хср =
Получим по формуле (47) БПКполн смеси сточных вод и воды водоема в
месте выпуска сточных вод:
Получим по формуле (46) предельно допустимую БПКполн для сточных вод
спускаемых в водоем:
[pic] гм3. Получим по формуле (45)
необходимую степень очистки сточных вод по БПКполн:
ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОБОРУДОВАНИЯ
Сточные воды могут подвергаться очистке механическими химическим
физико-химическими биологическими и термическими методами до необходимого
Выбор метода очистки и конструктивное оформление процесса производятся
с учетом следующих факторов: 1) санитарных и технологических требований
предъявляемых к качеству очищенных вод; 2) количества сточных вод; 3)
наличия у предприятия необходимых для процесса обезвреживания
энергетических и материальных ресурсов (пар топливо электроэнергия
реагенты) а также необходимой площади для сооружения очистных установок;
) эффективности процессов обезвреживания.
Степень очистки сточных вод должна быть такой чтобы качество воды в
водоемах после выпуска в них сточных вод было не ниже качества воды
обусловленного требованиями «Правил охраны поверхностных вод от
загрязнения сточными водами».
Для удаления взвешенных частиц из сточных вод используют
гидромеханические процессы (периодические и непрерывные) процеживания
отстаивания (гравитационное и центробежное) фильтрование. Выбор метода
зависит от размера частиц примесей физико-химических свойств и
концентрации взвешенных частиц расхода сточных вод и необходимой степени
Главными факторами понижения концентрации СПАВ являются процессы
биохимического окисления сорбция взвешенными веществами. С повышением
содержания взвешенных веществ скорость снижения концентрации СПАВ в воде
обычно повышается за счет сорбции и соосаждения.
Для приема сточных вод поступающих на очистные сооружения канализации
гашения скорости потока жидкости и сопряжения трубопроводов с открытым
лотком применяется приемная камера [4 с. 40]
Камеры предусматриваются на поступление сточных вод по одному или двум
трубопроводам и располагаются в насыпи высотой до 5 м.
Пример приемной камеры представлен на рис. 1.
Рисунок 1 ( Приемная камера канализационных очистных сооружений при
напорном поступлении сточных вод [4 с. 42 рис. 5.2]
Любые природные и сточные воды перед поступлением на основные очистные
сооружения желательно подвергать предварительной обработке механическими
способами чтобы удалить вещества присутствие которых нежелательно в
дальнейших процессах обработки. Механическую очистку как самостоятельный
метод применяют в тех случаях когда достигаемое при ее применении
освобождение сточных вод от загрязнений позволяет (по местным условиям и в
соответствии с санитарными правилами) использовать осветленную воду для тех
или иных производственных целей или спускать эти воды в водоем. Во всех
других случаях механическая очистка служит предварительной стадией перед
биологической очисткой [3 с. 116].
Для процеживания используют стержневые решетки которые позволяют
предохранять очистные станции от поступления крупных примесей (они могут
оказаться причиной блокирования различных сооружений) а также выделить и
экстрагировать более легкие и крупные примеси находящиеся в исходном
стоке способные создавать препятствия в эксплуатации последующих
сооружений. Принципы работы решеток и их конструктивные особенности описаны
в работах [3; 4; 7].
Эффективность работы решеток зависит от величины прозоров между
стержнями. Различают решетки с мелкими прозорами (от 3 до 10 мм) средними
(от 10 до 25 мм) и крупными (от 50 до 100мм). Решетки очищают либо вручную
или когда станция достаточно большая с применением автоматизированной
системы; в этом случае решетку называют механической стержневой решеткой
С целью предохранения механических стержневых решеток воду
предварительно процеживают через стержневые решетки с крупными прозорами
(50–100мм) которые как правило очищают вручную но могут быть также и
механическими для очень больших станций или в случае если исходная вода
несет большие количества крупных примесей [3 с. 116].
Механические решетки оборудованные граблинами с наружной стороны
подразделяются на круглые и прямоугольные.
Круглые решетки идеальны для станций средних размеров и средней
нагрузки по количеству примесей. Они наиболее подходят для относительно
неглубоких сооружений. Их основное преимущество заключается в том что они
имеют большую площадь полезной поверхности. Очистка осуществляется двумя
граблинами закрепленными на кронштейнах вращающихся вокруг горизонтальной
оси. Снятые с решеток отбросы сбрасываются либо в перемещающийся бункер
либо (что предпочтительнее) на ременной конвейер или же архимедов винт
которые обеспечивают удаление отбросов в горизонтальном направлении и
передачу их в приемники большого объема.
Прямоугольные решетки с возвратно-поступательной очисткой снабжены
стержнями прямоугольного сечения обычно с наклоном 80є к горизонту при
этом верхняя часть выше максимального уровня жидкости; решетка имеет
металлический или бетонный настил [3 с. 118].
Грабельный механизм с возвратно-поступательным движением поднимает
отбросы. С помощью специального приспособления отбросы сбрасываются затем в
передвижной приемник или на ременной конвейер расположенный с внутренней
Грабельный механизм может состоять из:
( граблины укрепленной на несущем устройстве перемещающемся вдоль
рамы (такое устройство рекомендуется применять в случае если высота
подъема и объем отбросов не очень велики);
( граблины соединенной с несущим устройством приводимым в движение
двумя тросами (эта система используется при незагрязненных стоках и
глубоком заложении каналов;
( крюка (или вращающегося черпака) управляемого самостоятельным тросом
и соединенного с подвижным устройством с двумя тросами. Такой механизм
пригоден для сильно загрязненных стоков и при очень глубоком заложении
Прямоугольные решетки с непрерывной очисткой представляют собой
относительно тонкие решетки которые целесообразно использовать только в
том случае когда объемные инородные предметы попадают не часто. Решетки
расположенные под углом 80є к горизонту очищаются нейлоновыми щетками
укрепленными на бесконечной цепи. Отбросы удаляются подъемным устройством
расположенным сзади решетки.
Механические решетки оборудованные граблиной с внутренней стороны
обычно используют на очистных станциях для удаления большого количества
твердых примесей. Очистным механизмом служат скребковые грабли
прикрепленные на бесконечной цепи движущиеся с внутренней стороны решетки.
Технологическая характеристика работы решеток дается на основе оценки
количества и качества задерживаемых отбросов. Определение количества
отбросов с решеток и анализ их качественного состава на стабильно
работающих станциях выполняются 1 раз в квартал (реже 1 раз в месяц).
Количество снятых отбросов учитывается путем сбора их в контейнер
определенного объема. Одновременно фиксируется количество прошедших через
решетки сточных вод. В отчетных данных показывают количество отбросов в
литрах на 1000 куб. м сточной воды.
В характеристике снятых с решеток загрязнений указывается влажность
удаляемой массы (70(80%) зольность (5(7%) и содержание тряпья и бумаги.
Анализ отбросов выполняют путем ручной их сортировки высушивания
выделенных фракций загрязнений на водяной бане и взвешивание на технических
весах. Количество тряпья и бумаги составляет обычно порядка 80% общей массы
снимаемых с решеток отбросов.
Плотность отбросов меняется в зависимости от состава в незначительных
пределах. В определенной мере количество и состав отбросов с решеток
характеризуют культурный уровень населения пользующегося канализацией
технический уровень системы и качество ее эксплуатации [3 с. 125].
Отметим что после прохождения решеток санитарно–химические
характеристики сточных вод не изменяются.
Отбросы снятые с решеток удаляют вручную (в корзинах
обычных тележках или вагонетках) механически (ленточным конвейером) и
гидравлически (смывом напорной струей в специальный желоб).
Отбросы чаще всего транспортируют на свалку или на сжигание. Их можно
сжигать в специальных печах на очистных станциях или же совместно с
городским мусором на мусоросжигательных станциях. Температура горения
должна быть выше 800є С чтобы исключить появление неприятных запахов [3
Принимаем грабельную решетку с механическими граблями наклонные с
очисткой спереди типа МГТ.
Пример решетки грабельного типа представлен на рис. 2.
Рисунок 2 ( Пример решетки грабельного типа [4 с. 42 рис. 5.3 ]
В неавтоматизированных процессах очистки промышленных сточных вод для
обеспечения устойчивой степени очистки необходимо поддерживать постоянной
концентрацию загрязнителя и расхода сточных вод. Для достижения этой цели
обычно устанавливают усреднители сточных вод. Наличие усреднителя на входе
очистных сооружений позволяет рассчитывать объемы сооружений и диапазоны их
функционирования не на максимальную а на некоторую усредненную нагрузку. С
другой стороны эффективность работы различных сооружений существенно
повышается при стабилизации состава сточных вод.
Иногда усреднение осуществляют по двум показателям одновременно.
Исключение пиковых расходов воды поступающей на очистку позволяет более
экономично и надежно проводить процесс.
Усреднение проводят в контактных и проточных усреднителях. Контактные
усреднители используют при небольших расходах сточной воды в периодических
процессах и для обеспечения высоких степеней выравнивания концентраций. В
большинстве случаев применяют проточные усреднители которые представляют
собой многокоридорные (многоходовые) резервуары или емкости снабженные
перемешивающими устройствами. Многокоридорные усреднители могут быть
прямоугольные (рис. 3) и круглые. Усреднение в них достигается смешением
струй сточной воды разной концентрации. Усреднение расхода воды достигается
также при перекачке ее насосами. В этом случае усреднитель представляет
собой простую емкость. Перемешивание жидкости может быть обеспечено и
механическими мешалками или барботажем воздуха.
Рисунок 3 ( Прямоугольный усреднитель сточных вод[11 рис. 6.1 ]:
( распределительный лоток; 2 ( водоотводный канал; 3 ( сборные
лотки; 4 ( глухая перегородка; 5 ( вертикальная перегородка; 6 ( подвод
Песколовки предназначаются для выделения из сточных вод тяжелых
минеральных примесей (главным образом песка) и устанавливаются перед
Применение песколовок обусловлено тем что при совместном выделении в
отстойниках минеральных и органических примесей возникают значительные
затруднения при удалении осадка из отстойников.
Песколовки следует предусматривать при расходе сточных вод более 100
Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил.
Рассчитываются песколовки таким образом чтобы в них выпадали песок и
другие тяжелые минеральные частицы но не выпадал осадок органического
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.
Осевший на дно песколовки с прямолинейным движением воды песок
сдвигается к приямку расположенному в начале сооружения скребками при
этом происходит частичная отмывка песка. Из приямка песок удаляют
гидроэлеватором или песковыми насосами.
Песколовки сооружают из сборных железобетонных элементов
унифицированных размеров.
Действие горизонтальной песколовки основано на том что при движении
сточной воды (в резервуаре канале отстойнике) каждая находящаяся в ней
нерастворенная частица перемещается вместе со струей воды и одновременно
движется вниз под действием силы тяжести со скоростью соответствующей
крупности и плотности частицы.
Обычно в песколовках задерживается песок с гидравлической крупностью
и0 равной 18(24 ммс (песок крупностью 02(025 мм) составляющий около
% всего количества песка содержащегося в сточных водах.
Чем больше скорость течения воды тем сильнее турбулентность потока и
больше вертикальная составляющая (пульсационной) скорости движения воды и
тем более крупные частицы будут выноситься вместе с водой; чем медленнее
течение тем более мелкие и легкие частицы будут выпадать в осадок.
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
5 мс (при минимальном притоке). При этих скоростях продолжительность
пребывания сточной воды в горизонтальных песколовках принимается равной
(60 с (при максимальном притоке сточных вод).
Но даже и при соблюдении указанных выше скоростей осадок в песколовках
как показывает практика все же содержит более или менее значительное
количество легких органических примесей. Происходит это по следующим
При скоростях близких к нижнему пределу (015 мс для горизонтальных
песколовок) выпадает много органических примесей. Во избежание этого
следует придерживаться по возможности высшего предела скорости (03 мс)
применяя для этого устройства поддерживающие одинаковую скорость течения в
песколовке автоматически независимо от расхода сточных вод.
Кроме того предельная скорость течения 03 мс является средней
скоростью отнесенной ко всему живому сечению. В действительности же в
некоторых зонах песколовки наблюдаются повышенные скорости способствующие
выносу песка; в других зонах вода протекает с пониженной против средней
скоростью при которой выпадают вместе с песком органические вещества.
Поэтому необходимо принимать меры (главным образом в отношении улучшения
конструкций впускных и выпускных устройств) обеспечивающие равномерность
Имеет значение и то что в бытовых водах органические вещества
слипаются с частицами песка и другими тяжелыми частицами и вместе с ними
выпадают в осадок. Поэтому необходимо предусмотреть условия способствующие
отделению или отмывке песка от приставших к нему органических частиц.
Вертикальные песколовки в настоящее время применяют редко.
Тангенциальные песколовки имеют круглую форму в плане; подвод воды к ним
производится тангенциально (по касательной). В таких песколовках каждая
частица испытывает кроме сил тяжести влияние центробежных сил. Это
способствует более интенсивному отделению песка от воды и легких
органических примесей которые вследствие вращательного движения
поддерживаются во взвешенном состоянии и не выпадают в осадок.
Аэрируемые песколовки являются развитием тангенциальных песколовок и
выполняются в виде удлиненных резервуаров. Вращательное движение в них
создается путем аэрации сточной воды.
Объем осадка выпадающего в песколовке зависит от многих факторов: от
системы канализации протяженности сети ее уклонов условий эксплуатации
канализации состава производственных вод поступающих в канализацию и пр.
По существующим нормативам для городской канализации объем осадка
выпадающего в горизонтальных и тангенциальных песколовках принимается
равным 002 л при полной раздельной и 004 л при общесплавной системе
канализации на одного человека в сутки при влажности осадка в среднем 60% и
плотности его 15 тм3.
Механизированное удаление песка из горизонтальных песколовок
обязательно при объеме его более 01 м3 в сутки. При механизированном
удалении осадка одна песколовка (или одно отделение) независимо от числа
рабочих песколовок должна быть резервной. Осадок удаляют (в зависимости от
конструкции и размеров песколовки) нориями ковшами гидроэлеваторами
песковыми насосами и применяют гидромеханическую систему выгрузки песка из
песколовок. Объем песка задержанного в песколовках замеряется при
Горизонтальные песколовки с прямолинейным движением воды представляют
собой удлиненные прямоугольные в плане резервуары.
Горизонтальные песколовки рассчитывают исходя из необходимой степени
задержания песка определенной крупности.
Для нормальной работы песколовок большое значение имеет своевременное
удаление отложившегося в них песка. На небольших установках песок можно
удалять вручную; при объеме песка более 01 м3 в сутки обязательно
механизированное его удаление.
Весь расход сточных вод проходит через секции песколовки с постоянной
скоростью 03 мс. На впускном и выпускном каналах имеются
электрифицированные шлюзовые затворы действующие автоматически в
зависимости от скорости прохождения воды.
При очистке секции сначала должна быть выпущена из нее вода и
направлена в подводящий канал после чего удаляют песок. Песколовки
устроены с уклоном что облегчает освобождение их от песка.
Приспособления для очистки запроектированы таким образом что в случае
необходимости может быть применена промывка песка для чего предусмотрено
промывочное устройство[12]..
2.5 Оборудование для коагуляции
Коагуляция ( это слипание частиц коллоидной системы при их
столкновениях в процессе теплового движения перемешивания или
направленного перемещения во внешнем силовом поле. В результате коагуляции
образуются агрегаты ( более крупные (вторичные) частицы состоящие из
скопления более мелких (первичных).
Коагуляция происходит под воздействием веществ именуемых коагулянтами.
В процессе механической очистки из сточных вод достаточно легко
удаляются частицы размером 10 мкм и более а мелкодисперсные и коллоидные
частицы практически не удаляются. Таким образом сточные воды после
сооружений механической очистки представляют агрегативно-устойчивую
систему. Для очистки таких стоков применяют методы коагуляции; агрегативная
устойчивость при этом нарушается образуются более крупные агрегаты частиц
которые удаляются из сточных вод механическими методами.
При введении коагулянтов в воду они обволакивают взвешенные частицы
полностью меняя их поверхностные свойства и нейтрализуя их заряд. Поэтому
происходит их слипание в крупные агломераты имеющие большую скорость
осаждения. Коагулянты не только вызывают укрупнение частиц загрязнений но
и образуют гидролизуясь малорастворимые продукты способные объединяться
в крупные хлопья. Коагуляцией могут удаляться не только коллоидные но и
частично растворенные загрязнения. Это важное свойство коагулянтов
расширяет практическую ценность метода.
Минеральные коагулянты используемые при очистке сточных вод приведены
В табл. 4 представлены рекомендуемые дозы коагулянта в зависимости от
концентрации примесей в сточных водах.
Таблица 3 ( Минеральные коагулянты используемые при очистке
сточных вод [7 с. 505 табл. 2.1]
Таблица 4 ( Дозы коагулянта в зависимости от концентрации
примесей [7 с. 505 табл. 2.2]
Смесители служат для равномерного распределения реагентов в массе
обрабатываемой воды что способствует более благоприятному протеканию
последующих реакций происходящих затем в камерах хлопьеобразования.
Смешение должно быть быстрым и осуществляться в течение 1(2 мин. Иногда с
этой целью вводят раствор коагулянта во всасывающую трубу центробежного
насоса. Можно вводить реагент и в напорный трубопровод насоса подъема. При
использовании в качестве смесителя напорного трубопровода ввод реагента в
него должен быть предусмотрен на расстоянии не менее 50 диаметров от конца
трубопровода. При этом скорость течения воды в трубопроводе должна быть не
менее 1(15 мсек что создает турбулентность потока обеспечивающую полное
смешение раствора реагента с водой.
В отечественной практике применяют следующие типы смесителей: 1)
вертикальный (вихревой); 2) дырчатый; 3) перегородчатый.
Вертикальный смеситель может быть применен на водоочистных станциях как
средней так и большой производительности при условии что на один
смеситель будет приходиться расход воды не свыше 1200(1500 м3ч. Таким
образом на станции производительностью 100 000 м3сутки нужно
устанавливать три-четыре вертикальных смесителя.
Дырчатый смеситель целесообразно применять на водоочистных станциях
производительностью до 1000 м3ч.
Перегородчатый смеситель может быть применен на водоочистных станциях
производительностью не более 500(600 м3ч. Он представляет собой лоток
прямоугольного сечения с несколькими перегородками. В первой и третьей
перегородках устраивают проходы для воды размещенные в центральной части
перегородок. В средней перегородке предусмотрены два боковых прохода для
воды примыкающих к стенкам лотка. Благодаря такой конструкции смесителя
возникает турбулентность движущегося потока воды обеспечивающая полное
смешение реагента с водой.
Еще сравнительно недавно на станциях производительностью до 12(15
тыс. м3сутки применялся ершовый смеситель (с пятью перегородками под углом
° к направлению водного потока). В настоящее время этот тип смесителя
признан менее удачным чем перечисленные выше и к использованию не
Выбираем вертикальный(вихревой) смеситель.
2.5.2 Камеры хлопьеобразования
Камеры хлопьеобразования служат для перемешивания воды и обеспечения
более полной агломерации мелких хлопьев коагулянта в крупные хлопья.
Установка камеры хлопьеобразования необходима перед отстойниками. В тех
случаях когда вместо отстойников применяются осветлители со взвешенным
осадком устройство камер хлопьеобразования излишне так как процесс
образования хлопьев протекает в самом осветлителе непосредственно в слое
Емкость камеры хлопьеобразования рассчитывается на время пребывания в
ней воды от 6 до 30 мин (в зависимости от типа камеры).
При горизонтальных отстойниках следует устраивать камеры
хлопьеобразования ( перегородчатые вихревые встроенные со слоем
взвешенного осадка и лопастные; при вертикальных отстойниках (
Отвод воды из камер хлопьеобразования в отстойники должен
осуществляться так чтобы не разрушались сформировавшиеся хлопья. Поэтому
скорость движения воды в сборных лотках трубах и отверстиях
распределительных перегородок должна быть не более 01 мсек для мутных вод
и 005 мсек для цветных вод[5].
Создание оптимальных условий процесса гетерокоагуляции осуществляется в
камерах хлопьеобразования. В практике очистки природных и сточных вод
применяют следующие типы камер хлопьеобразования: перегородчатые вихревые
с механическим перемешиванием со взвешенным осадком.
Перегородчатая камера представляет собой резервуар разделенный
перегородками на восемь-десять коридоров. Ширина коридора не менее 07 м.
Скорость движения воды в камере 02(03 мс.
Вихревые камеры. Скорость движения воды в нижней конической части 07
мс; в верхнем сечении ( 4(5 ммс. Время пребывания воды в камере 6(10 мин.
Водоворотные или циклонного типа камеры хлопъеобразования основаны на
тангенциальном подводе исходной воды через две диаметрально противоположные
тангенциальные насадки. Скорость выхода воды из насадков рекомендуют
принимать равной 2(3 мс а продолжительность хлопьеобразования ( 15(20
Выбираем вихревую камеру хлопьеобразования.
Вихревая камера хлопьеобразования имеет форму обратной пирамиды или
конуса с углом между его стенками 50(70° верхняя надставка ( с
вертикальными стенками. Вода от смесителя к камере хлопьеобразования
подается по трубопроводу со скоростью 08(1 мсек. Обрабатываемую воду
вводят в нижнюю часть камеры; при этом скорость входа воды должны быть
(12 мсек. Скорость восходящего потока на выходе из камеры (в верхней
ее части) хв = 4(5 ммсек.
Время пребывания воды в вихревой камере хлопьеобразования составляет
(10 мин вместо 15(30 мин для камер других типов. Это установлено
исследованиями которые показали что процесс хлопьеобразования
заканчивается в вихревой камере значительно быстрее.
Отстаивание является наиболее простым и часто применяемым в практике
способом выделения из сточных вод грубодисперсных примесей которые под
действием гравитационной силы оседают на дно отстойника или всплывают на
В зависимости от требуемой степени очистки сточных вод отстаивание
применяется или в целях предварительной их обработки перед очисткой на
других более сложных сооружениях или как способ окончательной очистки
если по местным условиям требуется выделить из сточных вод только
нерастворенные (осаждающиеся или всплывающие) примеси.
По режиму работы различают отстойники периодического действия или
контактные в которые сточная вода поступает периодически причем
отстаивание ее происходит в покое и отстойники непрерывного действия или
проточные в которых отстаивание происходит при медленном движении
жидкости. В практике очистки сточных вод осаждение взвешенных веществ
производится чаще всего в проточных отстойниках.
Контактные отстойники применяют для обработки небольших объемов сточных
По направлению движения основного потока воды в отстойниках они делятся
на два основных типа: горизонтальные и вертикальные; разновидностью
горизонтальных являются радиальные отстойники. В горизонтальных отстойниках
сточная вода движется горизонтально в вертикальных ( снизу вверх а в
радиальных ( от центра к периферии.
Содержание нерастворенных примесей (взвешенных веществ) выделяемых
первичными отстойниками зависит от начального содержания и от
характеристики этих примесей (формы и размера их частиц плотности
скорости их осаждения) а также от продолжительности отстаивания. Основная
масса грубодисперсных взвешенных веществ выпадает в осадок в течение 15 ч.
Скорость осаждения и полнота выделения из воды тонкодисперсных частиц
зависят от их способности к агломерации.
Допустимое остаточное содержание взвешенных веществ ( вынос из
первичных отстойников ( устанавливается в зависимости от типа биологических
окислителей для последующей очистки сточных вод. В соответствии с этим
принимается продолжительность отстаивания.
Выбор типа конструкции и числа отстойников должен производиться на
основе технико-экономического их сравнения с учетом местных условий.
Вертикальные отстойники примёняют обычно при низком уровне грунтовых
вод и пропускной способности очистных сооружений до 10 000 м3сутки.
Горизонтальные и радиальные отстойники применяют независимо от уровня
грунтовых вод при пропускной способности очистных сооружений свыше
000(20000 м3сутки. Радиальные отстойники с вращающимся распределительным
устройством применяют на станциях пропускной способностью более 20000
м3сутки при исходной концентрации взвешенных веществ не более 500 мгл.
Основными условиями эффективной работы отстойников являются:
установление оптимальной гидравлической нагрузки на одно сооружение или
секцию (для данных начальной и конечной концентраций сточной воды и природы
взвешенных веществ); равномерное распределение сточной воды между
отдельными сооружениями (секциями); своевременное удаление осадка и
всплывающих веществ.
Осадок из отстойников удаляется под гидростатическим давлением и с
помощью различных механизмов (скребков насосов элеваторов и др.).
Основными преимуществами горизонтальных отстойников являются: малая
глубина хороший эффект очистки возможность использования одного
сгребающего устройства для нескольких отделений. К недостаткам их относится
необходимость применения большего числа отстойников вследствие ограниченной
Вертикальные отстойники имеют преимущества по сравнению с
горизонтальными; к числу их относятся удобство удаления осадка и меньшая
площадь занимаемая сооружением. Однако они имеют и ряд недостатков из
которых можно отметить: а) большую глубину что повышает стоимость их
строительства особенно при наличии грунтовых вод; б) ограниченную
пропускную способность так как диаметр их не превышает 9 м.
Преимуществом радиальных отстойников является небольшая глубина что
удешевляет их строительство. Круглая в плане форма позволяет устанавливать
минимальные по толщине стенки что также снижает стоимость сооружений.
Эффект задержания взвешенных веществ выше чем у горизонтальных и
вертикальных и составляет 60 %[12].
Для глубокого или частичного обескислороживания воды в основном
используют вакуумные установки.
Вакуумные дегазаторы позволяют значительно интенсифицировать и
повысить эффективность удаления газов из воды. Различают вакуумные
дегазаторы без подогрева и с подогревом воды. Последние применяют в тех
случаях когда необходима глубокая дегазация а вакуумное устройство не
обеспечивает понижения давления до такого которое соответствует точке
кипения воды при данной температуре или близкое к нему.
Рисунок 4 ( Вакуумный дегазатор[5 с. 238 рис. 92]:
( подача воды; 2 ( отсос газов; 3 ( распределительная тарелка; 4 (
насадка; 5 ( отвод дегазаторной воды; 6 ( место установки водомерного
Для свободного вытекания воды из вакуумных дегазаторов (рис. 4) их
устанавливают над сборным резервуаром на такой высоте чтобы давление воды
в отводящем трубопроводе превышало величину вакуума в аппарате. Уменьшить
эту высоту можно за счет отсасывания воды насосом.
Озон обладает свойством быстро разлагаться в воздухе и особенно в
воде. Растворимость озона в воде находится под заметным влиянием величины
рН и количества веществ растворенных в воде; небольшое содержание кислот и
нейтральных солей усиливает растворимость озона а наличие щелочей снижает
Вследствие высокого окислительного потенциала бактерицидное действие
озона введенного в воду сильнее чем у других химических агентов. Поэтому
озон вполне обеспечивает обеззараживание воды от бактерий если вода
предварительно осветлена или если мутность природной воды ниже 3 мгл. Это
условие не является характерной чертой озонирования так как
предварительная очистка мутных вод обязательна при любых методах
обеззараживания (при хлорировании бактерицидном облучении и т. д.).
Следует отметить различия в действии озона на бактерии содержащиеся в
воде по сравнению с действием хлора. С повышением интенсивности
хлорирования постепенно увеличивается число отмирающих бактерий. Между тем
озонирование вызывает внезапное резкое и полное бактерицидное действие
соответствующее определенной критической дозе озона.
Озон действует не только на окислительно-восстановительную систему
бактерий но и непосредственно на протоплазму тогда как хлор ( только на
ферменты микробиальной клетки. Поэтому озон значительно активнее хлора по
отношению к вирусам. Поскольку последние не имеют или почти не имеют
Вирус полиомиелита погибает при величине остаточного озона 045 мгл
через 2 мин а при дозе хлора 1 мгл ( только через 3 ч. Озон обладает
высокой эффективностью также в уничтожении споровых бактерий цист и многих
других патогенных микроорганизмов. Действие озона на споровые бактерии в
0(600 раз сильнее чем хлора. Озон адсорбирует и окисляет гуминовые
кислоты вызывающие цветность воды. Исследования показали что с
увеличением степени обесцвечивания повышается удельная доза озона на 1є
цветности воды. Опыты показали что для получения равного эффекта
обесцвечивания нужно в 25 раза меньше озона чем хлора. Озон действует в
(30 раз быстрее хлора.
После обработки хлором вода имеет зеленовато-желтую окраску.
Озонирование придает воде отчетливый голубой оттенок. Следовательно
обработка воды озоном снижает окраску в гамме желтого цвета но несколько
усиливает ее в гамме синего цвета.
Запахи и привкусы воды хорошо устраняются при озонировании. К ним
относятся запахи выделяемые некоторыми водорослями органическими
субстанциями и микроорганизмами.
Хлор также оставляет в воде специфический запах особенно если вода
мало минерализована. При озонировании возрастает содержание растворенного
кислорода что способствует возврату очищенной озоном воде свежести
характерной для чистых природных источников.
Иногда озонирование применяют с главной целью ( для устранения
привкусов и запахов воды так как озон действует на соединения которые не
поддаются действию других химических реагентов.
Особенно эффективен озон при очистке воды загрязненной фенолами
сероводородом сернистыми и цианистыми соединениями и другими веществами
способными вызвать плохой запах воды. Между тем хлорирование воды
содержащей фенолы даже в ничтожных количествах сообщает ей весьма
неприятный хлор-фенольный привкус.
Озонирование представляет собой единственный современный метод
обработки воды который действительно универсален так как проявляет свое
действие одновременно в бактериологическом физическом и органолептическом
отношении. С химической точки зрения минеральные вещества растворенные в
воде и определяющие ее качественный состав после озонирования не
Вместе с тем при обработке озоном в воду не вносится никаких
дополнительных посторонних веществ что происходит например при
Технологическая схема озонирующей установки. Как известно улучшение
качества воды по общепринятой схеме помимо ее осветления обеспечивается
тремя процессами: обесцвечиванию способствует коагулирование
обеззараживание осуществляется хлором улучшение вкусовых качеств
достигается аммонизацией или при помощи активированного угля.
Необходимость выполнения трех различных процессов усложняет технологию
обработки воды. Между тем озонирование позволяет одновременно достичь всех
этих целен благодаря весьма высокой окисляющей способности озона.
Принципиальная технологическая схема установки для озонирования воды
представлена на рис. 5.
Рисунок 5 ( Принципиальная технологическая схема установки для
озонирования воды[5 с. 216 рис. 69]:
( фильтр; 2 ( воздушный компрессор; 3 ( охлаждающие устройство; 4 (
устройство для осушки воздуха; 5 ( змеевик; 6 ( генератор озона; 7 13(
трубопровод; 8 ( повышающий трансформатор; 9 ( контактная колонна; 10 (
сеть пористых трубок; 11 ( труба; 12 ( боковой карман; 14 ( вытяжная труба.
2.9 Рассеивающий фильтрующий струйный выпуск конструкции К. В.
Конструкция выпуска (рис. 5) позволяет приблизить створ выравненных
концентраций загрязнений к створу самого выпуска.
Выпуск представляет собой стальную дырчатую трубу 1 постоянного сечения
с приваренной к ней по всей длине металлической обоймой 2 заполненной
крупным гравием или щебнем 3. Обоима состоит из продольных стальных листов
горизонтального решетчатого дна 5 верхней металлической крышки 6 и
поперечных стенок 8. Ширина обоймы в зависимости от диаметра трубы равна
0(400 мм; высота h = =h1 + h2 где h1=150(200 мм h2 = 400( 600 мм.
Площадь щелевидных отверстий решетчатого дна обоймы должна составлять
(50 % его площади. Верхняя крышка обоймы имеет круглые отверстия которые
расположены в шахматном порядке. Диаметр отверстия dотв =20(25 мм;
расстояния между отверстиями ( (6(8) dотв; между рядами ( (4(5) dотв.
Скорость течения сточной воды сквозь отверстия х=2(25 мс. Поперечные
стенки обоймы 8 располагаются на расстоянии 15(175 м. Засыпка обоймы
производится гравием d=16(32 мм. Отверстия 7 в шелыге трубы 1 устраиваются
в виде щелей шириной tщ=25(40 мм длиной lщ=1(15 м с промежутками между
Независимо от длины рабочей части выпуск рекомендуется располагать
симметрично по отношению к динамической оси потока.
Рисунок 5 ( Схема выпуска конструкции К. В. Иванова
3 ОБОСНОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ АППАРАТОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Технологическая схема очистки сточных вод ( это совокупность аппаратов
водоочистки сопутствующих веществ и вспомогательных аппаратов в которых
последовательно осуществляется очистка сточных вод от нескольких
находящихся в ней загрязняющих веществ. При разработке технологической
схемы очистки сточных вод необходимо руководствоваться следующими
в случае наличия в воде гетерогенных и гомогенных по отношению к воде
загрязняющих веществ первыми нужно удалять гетерогенные системы; если
попытаться удалить гомогенные системы то гетерогенные частицы могут
вызвать забивание трубопроводов абразивный износ частей аппаратов
разрушение коагулянтов и флокулянтов нарушение хода реакции;
последовательность очистки от простого к сложному. При очистке воды от
сложных смесей одни загрязняющие вещества выделяются легко а другие
нет. В первом случае очистку можно осуществить быстро и с минимальными
затратами. Во втором для очистки потребуется специальное оборудование
и большие эксплуатационные расходы. Показателем сложности очистки
является степень разделения жидкости и загрязняющих веществ зависящая
от величины различия между свойствами загрязняющих веществ и чистой
воды. Чем больше различие в свойствах тем проще осуществить чистку.
При осуществлении очистки от простого к сложному желательно чтобы для
последних стадий очистки оставалось как можно меньше загрязняющих
первыми из сточной воды удаляются преобладающие по количеству
загрязняющие вещества (при прочих равных условиях) и весь процесс
проводится таким образом чтобы поток веществ от аппарата к аппарату
постоянно уменьшался;
сначала удаляются коррозионно-стойкие токсичные и другие вещества.
Такая последовательность обусловлена необходимостью создания
безопасных условий для работы персонала и обеспечения сохранности
предпочтение отдается прямой очистке то есть процессам которые
происходят без каких-либо агентов;
следует избегать отклонений от нормальных условий а если это не
удается то необходимо устанавливать такой аппарат как можно ближе к
концу технологической схемы.
На выбор технологической схемы очистки сточных вод влияет также состав
сточных вод количество сточных вод свойства загрязняющих веществ
денежные затраты на оборудование.
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
4.1 Расчет приемной камеры
4.3 Расчет горизонтальной песколовки с прямолинейным движением воды
4.4 Расчет вертикального (вихревого) смесителя
4.5 Расчет вихревой камеры хлопьеобразования
4.6 Расчет радиальных отстойников
4.7 Расчет дегазатора
4.8 Расчет озонирующей установки
конструкции К. В. Иванова
схемы очистки сточных вод
Степень очистки от i-го загрязняющего вещества в j-ом аппарате очистки
определяется по формуле:
где [pic] ( концентрация i-го загрязняющего вещества на входе в j-ый
аппарат очистки гм3;
[pic] ( концентрация i-го загрязняющего вещества на выходе из j-ого
аппарата очистки гм .
Концентрация i -го загрязняющего вещества на выходе из j-ого аппарата
очистки определяется по формуле:
[pic]( степень очистки от i-го загрязняющего вещества в j-ом аппарате
– отходы с решётки на переработку;
– отходы с песколовок на переработку;
( доза сульфата алюминия;
– отходы с радиальных отстойников на переработку;
– паровоздушная смесь;
– озонирующий воздух.
b[pic] b[pic] b[pic] b[pic]b[pic] b[pic] b[pic] b[pic] b[pic]
b[pic] b[pic] b[pic] b[pic] b[pic] b[pic] b[pic] b[pic] b[pic]
b[pic] b[pic]( концентрация взвешенных веществ в сточной воде
соответственно на входе и выходе приёмной камеры решетки усреднителя
песколовки смесителя камеры хлопьеобразования радиального отстойника
дегазатора озонатора и выпуска Иванова гм3;
К[pic] К[pic] К[pic] К[pic]К[pic] К[pic] К[pic] К[pic]К[pic]
К[pic] К[pic] К[pic] К[pic] К[pic] К[pic] К[pic] К[pic] К[pic]
К[pic] К[pic]( концентрация СПАВ в сточной воде соответственно на входе и
выходе приёмной камеры решетки усреднителя песколовки смесителя камеры
хлопьеобразования радиального отстойника дегазатора озонатора и выпуска
L[pic] L[pic] L[pic] L[pic]L[pic] L[pic] L[pic] L[pic]L[pic]
L[pic] L[pic] L[pic] L[pic] L[pic] L[pic] L[pic] L[pic] L[pic]
L[pic] L[pic]( БПКп в общем стоке сточных вод соответственно на входе и
Все виды загрязняющих веществ проходящих через приемную камеру и
решетку своих концентрации не изменяют то есть:
L[pic] = L[pic] = L[pic] = L[pic]=Lобщ=24572 гм3 .
И степени очистки от этих веществ равны нулю.
Поступая в усреднитель концентрации загрязняющих веществ не изменяются
и степень очистки по этим веществам равна нулю.
L[pic] = L[pic] = L[pic]= 24572 гм3 .
5.1 Расчет песколовок
Степень очистки по взвешенным веществам в горизонтальной
песколовке равна [pic]=60%[12 224].
Концентрация взвешенных веществ на входе в песколовку равна: b[pic] =
Тогда концентрация взвешенных веществ на выходе из песколовки по
формуле (137) равна:
Степень очистки по БПК в песколовке равна: [pic]=10%[12 224].
БПК на входе в песколовку равна: L[p
Тогда БПК на выходе из песколовки по формуле (137) равна:
Степень очистки по СПАВ в песколовке равна: [pic]=0%.
Концентрация СПАВ на входе в песколовку равна: К[pic] = К[pic]= 1469
Тогда концентрация СПАВ на выходе из песколовки по формуле (137) равна:
5.2 Расчет первичного отстойника
Степень очистки по взвешенным веществам в первичном отстойнике
равна [pic]=98%[7с.54].
На входе в первичный отстойник концентрация взвешенных веществ не будет
равна концентрации на выходе из песколовки так как по технологической
схеме после песколовки устанавливается смеситель в который вводится
коагулянт и камера хлопьеобразования. Сам смеситель и камера
хлопьеобразования не очищает воду поэтому степень очистки по всем
веществам будет равна нулю.
Концентрация взвешенных веществ на входе в первичный отстойник будет
определяться по формуле:
где М ( количество взвешенных веществ в исходной воде гм3;
k ( переводной коэффициент равный для очищенного сернокислого алюминия
Дк ( доза коагулянта в пересчете на безводный продукт в гм3;
Ц ( цветность воды в град;
И ( количество нерастворимых веществ вводимых с известью для
подщелачивания воды в мгл.
Сср=1342+055·35+025·50+0=16595 гм3.
Концентрация взвешенных веществ на входе в первичный отстойник равна:
Тогда концентрация взвешенных веществ на выходе из первичного
отстойника по формуле (137) равна:
Степень очистки по БПК в первичном отстойнике равна: [pic]=80%[7].
БПК на входе в первичный отстойник равна: L[p
Тогда БПК на выходе из первичного отстойника по формуле (137) равна:
Степень очистки по СПАВ в первичном отстойнике равна: [pic]=75%.
Концентрация СПАВ на входе в первичный отстойник равна: К[pic] =
Тогда концентрация СПАВ на выходе из первичного отстойника по формуле
5.3 Расчет дегазаторов
Степень очистки по взвешенным веществам в дегазаторе равна
Концентрация взвешенных веществ на входе в дегазатор равна: b[pic] =
Тогда концентрация взвешенных веществ на выходе из дегазатора по
Степень очистки по БПК в дегазаторе равна: [pic]=60%.
БПК на входе в дегазатор равна: L[p
Тогда БПК на выходе из дегазатора по формуле (137) равна:
Степень очистки по СПАВ в дегазаторе равна: [pic]=0%.
Концентрация СПАВ на входе в дегазатор равна: К[pic] = К[pic]= 367
Тогда концентрация СПАВ на выходе из дегазатора по формуле (137) равна:
5.4 Расчет озонатора
Степень очистки по взвешенным веществам в озонаторе равна
Концентрация взвешенных веществ на входе в озонатор равна: b[pic] =
Тогда концентрация взвешенных веществ на выходе из озонатора по формуле
Степень очистки по БПК в озонаторе равна: [pic]=55%.
БПК на входе в озонатор равна: L[p
Тогда БПК на выходе из озонатора по формуле (137) равна:
Степень очистки по СПАВ в озонаторе равна: [pic]=90%.
Концентрация СПАВ на входе в озонатор равна: К[pic] = К[pic]= 367
Тогда концентрация СПАВ на выходе из озонатора по формуле (137) равна:
5.5 Расчет выпуска Иванова
К[pic] = K[pic]=К[pic]= 037 гм3.
K[pic]= 037 гм3 Kст=426 гм3.
Следовательно условия очистки сточных вод по взвешенным веществам
СПАВ и БПКполн выполняются. Таким образом не нужно проводить доочистку
6 Описание процесса функционирования предложенной технологической схемы
Смесь производственных и бытовых сточных вод с концентрациями
взвешенных веществ 24656 гм3 СПАВ 21125 гм3 растворенного кислорода
897 гм3 по одному трубопроводу поступает в приемную камеру ПК-1-110
объемом 8 м3 (позиция ПК на листе 2). Затем в технологической схеме
параллельно установлено 3 усреднителя диаметром 40 м (позиция У на листе
) предназначенный для усреднения расхода смеси сточных вод концентрации
после усреднителя не изменяются.
Затем смесь поступает в первичный радиальный отстойник диаметром 50 м
(позиция ПО на листе 2) где происходит снижение концентрации взвешенных
веществ с эффективностью 70 % с 24656 гм3 до 73968 гм3 и БПК с
эффективностью 15 % с 39897 гм3 до 3391245 гм3.Из отстойника удаляется
шлам с концентрацией взвешенных веществ 39771 гм3.
Затем в 5-ти параллельно работающих флотаторах диаметром 9 м (позиция
Фл на листе 2) происходит снижение концентрации взвешенных веществ с
эффективностью 90% с 73968 гм3 до 73968 гм3 и БПК с эффективностью 20 %
с 3391245 гм3 до 2713 гм3. Т.к. концентрация взвешенных веществ
становится меньше ПДК (73968 гм3 31975 гм3) то очистка по ним
заканчивается. Из флотатора удаляется шлам с концентрацией взвешенных
В цехе ионообменных установок диаметром 09 м (позиция ЦИО на листе
) установленной за флотатором происходит снижение содержания СПАВ с
125 гм3 до 3 гм3 что ниже ПДК (3 гм37227 гм3) и очистка по СПАВ
прекращается. Концентрация остальных веществ не изменяется. Для регенерации
анионита в установку подается 5 % раствор NaOH.
После ионнообменной очистки смесь сточных вод поступает в аэротенк
объемом 7938 м3 (позиция А на листе 2) где происходит биологическая
очистка и снижение БПК с эффективностью 8098 % с 2713 гм3 до 516 гм3-
ниже ПДК (516 гм3 117978 гм3). Очистка по БПК заканчивается.
Затем параллельно установлено 3 вторичных радиальных отстойника
диаметром 30 м (позция ВО на листе 2) в котором происходит отстаивание
активного ила после которого смесь сточных вод поступает в
ультрафиолетовую установку мощностью37873 Вт (позиция УФ на листе 2) на
бактерицидную обработку. Здесь удаляется фенольный запах.
Растворенный кислород удаляется с БПК а его избыток идет на питание
активного ила в аэротенке.
После ионнообменной установки смесь производственных и бытовых сточных
вод поступает в рассеивающий фильтрующий выпуск конструкции К.В. Иванова
диаметром 1 м (позиция В на листе 2) а затем в водоем.
7 Характеристика получаемого конечного продукта
Очищенная сточная вода содержит взвешенные вещества БПК и СПАВ ниже
предельно – допустимых значений.
Очищенная сточная вода содержит взвешенные вещества с концентрацией
b[pic]= 73968 гм3. Эта концентрация меньше допустимой bст= 31975 гм3.
Следовательно по данному показателю вода пригодна для технологических
Очищенная сточная вода содержит БПК с концентрацией L[pic]= 516 гм3.
Эта концентрация меньше Lст= 117978 гм3. Следовательно по данному
показателю вода пригодна для технологических нужд.
Очищенная сточная вода содержит СПАВ с концентрацией K[pic]= 3 гм3.
Эта концентрация меньше Kст= 7227 гм3 . Следовательно по данному
При сбросе очищенной сточной воды в водоем не изменяются физико –
химические свойства воды. Вред наносимый сточной водой будет минимальным.
В результате анализа научно-технической литературы становится
очевидно что не существует универсального метода очистки смеси бытовых и
производственных сточных вод.
Проектируемая схема очистки сточных вод достаточно компактна. Все
оборудование можно будет разместить на свободных площадях а также
использовать оборудование обслуживающее базовую схему.
Таким образом просчитав и проанализировав предлагаемую технологическую
схему для очистки сточных вод и принимая во внимание полученные в
результате расчета показатели можно порекомендовать установку к внедрению
в производство как достаточно рентабельную. При этом концентрации примесей
в сточной воде снижаются до значений меньших ПДК этих веществ.
Применение данной технологической схемы позволяет:
- предотвратить ущерб наносимый сбросом сточных вод;
- уменьшить загрязнение почв сточными водами.
В результате проведенной работы была разработана технологическая схема
очистки сточных вод которая включает в себя следующие основные очистные
аппараты: решетки усреднитель песколовку первичный отстойник
дегазатор озонирующую установку.
Указанная схема обеспечивает требуемую степень очистки по взвешенным
веществам СПАВам БПКполн.
После очистки концентрации загрязняющих веществ составляют значения
меньше чем допустимые. Схема пригодна для дальнейшей модернизации в плане
автоматизации переработки отбросов энерго- и ресурсосбережения.
список основных используемых источников
Техника защиты окружающей среды : учеб. для вузов А.И. Родионов
В.Н. Клушин Н.С. Торочешников. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Химия
Калицун В. И. Основы водоснабжения и канализации. Учеб. пособие для
техникумов. Изд. 2-е перераб. и доп. ( М. Стройиздат 1977. ( 207 с.
Карюхина Т.А. Контроль качества воды Т.А. Карюхина И.Н.
Чурбанова. - М.: Стройиздат 1977. - 532 с.
Очистка сточных вод (примеры расчетов): [Учеб. пособие для вузов
обучающихся по спец. «Водоснабжение и канализация» М.П. Лапицкая Л.И.
Зуева Н.М. Балаескул Л.В. Кулешова]. ( Мн.: Выс. школа. 1983. – 255 с.
Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. Примеры и расчеты
В.Ф. Кожинов. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Стройиздат 1971. – 304
Проскуряков В.А. Очистка сточных вод в химической промышленности
В.А. Проскуряков Л.И. Шмидт. – Л.: Химия 1977. – 464 с.
Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник А.С. Тимонин. –
Калуга: Издательство Н.Ф. Бочкаревой 2003. – Т. 2 – 884 с.
Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологичес-
кого оборудования: справочник А.С. Тимонин. – Калуга: Издательство Н.Ф.
Бочкаревой 2002. – Т. 3. – 966 с.
Проектирование и расчет очистных сооружений Л.А. Кульский М.Н.
Булава Г.И. Смирнов. – 2-е изд. перераб. и доп. – Киев 1972. ( 424 с.
Сборник санитарно(гигиенических нормативов и методов контроля
вредных веществ в объектах окружающей среды ( Москва1991
Оборудование сооружения основы проектирования химико-
технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросовРодионов
А. И. Кузнецов Ю. П. Зенков В. В. Соловьев Г. С. Учебное пособие для
вузов. ( М. Химия 1985 ( 352с.
Канализация С.В. Яковлев А.И. Жуков С.К. Колобанов и др. ( М.
Стройиздат 1975 ( 632 с.
ТГТУ 443158. 001. ПЗ. КП
Разработка технологической схемы очистки сточных вод
ТГТУ 443158. 001. ПЗ. КР
Камера хлопьеобразования
ТГТУ 443158.001.ПЗ. КП

план доклада на защиту курсовой.doc

ПРИМЕРНЫЙ ТЕКСТ ДОКЛАДА для студентов
Уважаемые члены комиссии.
Тема моего курсового проекта по «Промышленной экологии» следующая:
«Разработка технологической схемы очистки сточных вод».
Согласно техническому заданию на городские очистные канализационные
сооружения поступает смесь бытовых и производственных вод. Население города
составляет 236000 чел. Непосредственно рядом с городом расположено
производство также являющееся источником образования сточных вод. Бытовые
сточные воды на одного жителя и производственные сточные воды содержат
определенное количество взвешенных веществ синтетических поверхностно-
активных веществ нефтепродуктов и имеют определенную биохимическую
потребность в кислороде. Все эти значения выше их предельно-допустимых
концентраций в воде.
Указанные виды примесей в сточной воде представляют определенную
опасность для человека и делают воду непригодной для дальнейшего
использования или для сброса ее в водоем.
В связи с этим возникает необходимость разработки технологической схемы
очистки данных сточных вод.
С этой целью нами на первом этапе были проведены расчеты необходимых
параметров бытовых и производственных сточных вод а также вод водоема
предназначенного для сброса очищенных сточных вод. В результате проведенных
расчетов были определены допустимые концентрации вредных веществ в воде
водоема при условии сброса в них сточных вод.
Так как значения данных концентраций оказались намного меньше значений
содержания этих же веществ в сточных водах был сделан вывод о
необходимости установки соответствующего очистного оборудования и
определена требуемая эффективность очистки сточных вод от примесей которая
составила для взвешенных веществ 89 % для СПАВ 99 % для нефтепродуктов 50
На втором этапе нами производился подбор оборудования для удаления
соответствующих примесей из сточной воды. Подбор оборудования производился
на основе анализа литературных источников таких как
В частности для очистки сточных вод от взвешенных веществ нами в
качестве аппарата первичной очистки была выбрана решетка показанная на
листе 1 (показать указкой) которая .. .
В качестве аппарата основной очистки взвешенных веществ был выбран
радиальный отстойник показанный на листах 1 и 2 (показать указкой).
Причинами выбора именно радиального отстойника послужили
В качестве аппарата основной очистки воды от СПАВ был выбран флотатор
импеллерного типа показанный на листе 1 (показать указкой). Причинами
выбора именно такого флотатора послужили .
В качестве аппарата основной очистки воды от нефтепродуктов был выбран
ионообменный фильтр анионного типа показанный на листах 1 и 3 (показать
указкой). Причинами выбора именно такого фильтра послужили
В качестве аппарата снижения БПК сточной воды был выбран аэротенк с
регенерацией показанный на листе 1 (показать указкой). Причинами выбора
именно аэротенка с регенерацией послужили
Так как после аэротенка вода содержит отработанный активный ил то нами
предусмотрена установка после аэротенка вторичного отстойника а также
аппарата доочистки сточной воды от примесей и бактерий – установки
бактерицидного излучения. Причинами выбора именно этих аппаратов послужили
На третьем этапе была определена последовательность установки выбранных
аппаратов в схеме представленная на листе 1 (показать указкой).
При выборе последовательности аппаратов мы руководствовались следующими
Кроме того учитывались такие моменты как
В результате была получена последовательность аппаратов водоочистки
показанная на листе 1 (показать указкой).
Принцип действия разработанной технологической схемы очистки сточных
Сточная вода с переменным расходом поступает в приемную камеру откуда
подается на решетки где задерживаются крупные частицы примесей. С решеток
вода подается в усреднитель. В усреднителе выравнивается переменный расход
воды после чего она подается в радиальный отстойник.
Сборочный чертеж радиального отстойника представлен на листе 2
(показать указкой). Сточная вода поступает по входному патрубку в центр
отстойника (показать указкой) откуда через отверстия в
водораспределительном цилиндре подается в основную камеру отстаивания
(показать указкой). Во время нахождения воды в камере отстаивания
происходит осаждение грубо- и мелкодисперсных взвешенных веществ которые
оседают на дне отстойника (показать указкой) а затем сгребаются
специальным скребком к центральной части отстойника в приемный бункер
(показать указкой) откуда удаляются и направляются на переработку или
уничтожение (показать указкой). Осветленная сточная вода выводится из
отстойника через выходной патрубок (показать указкой) и направляется во
Нами был произведен полный расчет данного отстойника в результате чего
были определены его основные размеры и разработан сборочный чертеж
представленный на листе 2.
Степень очистки сточной воды в радиальном отстойнике от взвешенных
веществ составила 70 % от СПАВ 10% от остальных веществ очистка не
Во флотаторе (рассказать аналогично отстойнику показывая пример на
Очищенная от взвешенных веществ нефтепродуктов и СПАВ сточная вода
выводится из флотатора через выходной патрубок (показать указкой) и
направляется в ионообменный фильтр. Степень очистки сточной воды во
флотаторе от взвешенных веществ составляет 90 % от СПАВ 99 % от
нефтепродуктов 70 % от остальных веществ очистка не производится.
Аналогично рассказать по остальным аппаратам. О втором главном
аппарате который рассчитывали рассказать аналогично первому но на листе
Таким образом разработанная технологическая схема обеспечивает
необходимую степень очистки сточных вод от взвешенных веществ СПАВ
нефтепродуктов и снижение БПК. Общая эффективность схемы по очистке от
взвешенных веществ составила 99 % от СПАВ 98 % от нефтепродуктов 99 % и
по снижению БПК 92 %.
На выходе из технологической схемы очистки сточная вода содержит
примеси в концентрациях значительно меньших рассчитанных ранее допустимых
Таким образом делаем вывод о пригодности разработанной технологической
схемы для очистки сточных вод содержащих взвешенные вещества СПАВ
нефтепродукты и имеющие повышенную БПК.
Спасибо за внимание. Доклад окончен.

ТС.dwg

Условное обозначение
Установка УФ обработки
Емкость для хранения NaOH
Емкость с активным илом
ТГТУ 443158.001.ПЗТС

Расчет нейтрализатора.doc

5.4.8 Расчет фильтра-нейтрализатора
Нейтрализация кислых сточных вод фильтрацией через нейтрализующие
материалы. Нейтрализация солянокислых и азотнокислых сточных вод а также
сернокислых сточных вод при концентрации серной кислоты не более 15 гл
происходит на непрерывно действующих фильтрах. В качестве загрузки
применяют такие нейтрализующие материалы как доломит известняк магнезит
мел мрамор и др. Крупность фракций материала загрузки 3—8 см расчетная
скорость фильтрации зависит от вида загрузочного материала но не более 5
мч; продолжительность контакта не менее 10 мин.
Исходные данные для расчета фильтр - нейтрализаторов:
Кислотность сточных вод нормального раствора щелочи на каждый литр
сточных вод [pic]52 мл.
Температура сточных вод в летнее время [pic]
[pic]= 1220 кгм3 [13 ст. 488 таб. III].
Диаметр зерен загрузочного материала [pic]= 3-8 см.
Расход нейтрализуемых сточных вод [p
Расход нейтрализуемых сточных вод[pic] = 53933 м³сут.
При нейтрализации воды на вертикальном фильтре высоту слоя загрузочного
материала см определяют по эмпирической формуле С. А. Вознесенского[?]:
где К и п - эмпирические константы;
d - диаметр зерен загрузочного материала мм;
b— концентрация кислоты г-эквл;
[pic] = 4-8мч скорость фильтрации.
Величина п относительно постоянна и в среднем равна 147. Величина К
зависит от сорта доломита: так для щелковского доломита К = 062 а для
уральского К = 131. Приведенное уравнение справедливо при нейтрализации
серной кислоты; для других кислот требуется экспериментальное определение
эмпирических констант [11].
Если концентрация кислоты А присутствующей в сточных водах выражена в
гл то для пересчета ее в г-эквл можно воспользоваться переводным
Коэффициент а для серной кислоты равен 00204 соляной — 00277
азотной —-00159 уксусной — 00167.
Если концентрация кислот выражена в процентах то [11]:
где [pic] = 000015·1°С.
В качестве коагулянта для ускорения выпадения взвеси обычно используют
сернокислый алюминий A12(SО4). Действие сернокислого алюминия основывается
на его гидролизе заканчивающемся образованием геля гидроокиси алюминия
А1(ОН)з и свободной серной кислоты [4 с. 32].
После введения в воду сернокислого алюминия ход реакций [4 с. 32]:
А13+ +Н2ОА1(ОН)2 + H+;
А1(ОН)2 + Н2О А1(ОН) + +Н+;
А1(ОН)2 + Н20 А1(ОН)3+ + Н+.
Образующаяся гидроокись алюминия А1(ОН)з представляет собой коллоидное
вещество частицы которого имеют положительные заряды. Между тем коллоиды
содержащиеся в природной воде (гуминовые вещества кремнекислота и др.)
заряжены отрицательно. Это ведет к нейтрализации зарядов частиц обоих
коллоидов вызывающей их взаимную коагуляцию с образованием хлопьев [4 с.
Ионы водорода выделившиеся после гидролиза сернокислого алюминия
связываются с находящимися в природной воде бикарбонатными ионами [4 с.
Н+ + НСО3- Н2СО3~H2О+CО2.
Благодаря этому кроме осветления воды достигается понижение ее
карбонатной жесткости на 07-1 мг-эквл с одновременным таким же повышением
некарбонатной жесткости воды по реакциям [4 с. 32]:
A12(SО4)+ 6 Н2О = 2А1(ОН)з + 3H2SО4;
H2SО4 + Са(НСОз)2 = CaSО4 +2Н2 О + 2СО2;
H2SО4 + Mg(HCО3)2= MgSО4 + 2Н2О + 2СО2.
Таким образом в сточной воде кроме азотной кислоты после коагуляции
будет содержатся еще серная кислота. Рассчитаем ее концентрацию в сточной
воде. Так как расход сточной воды [pic] = 132200 м³сут а доза коагулянта
Дк = 60 гм³ то расход коагулянта будет равен [pic]=132200·006=7932
кгсут. По уравнению реакции получим что в результате гидролиза
сернокислого алюминия образуется 75354 кгсут свободной серной кислоты. И
теперь рассчитаем концентрацию серной кислоты в сточной воде:
Расчет проводим при [pic]г-эквл.
Тогда по формуле (197):
После определения величины Н подсчитывают площадь фильтрации м2 по
где [p[pic] — скорость
Далее определяют суточный расход реагента тсут (загрузочного
А- концентрация кислоты кгм³
[pic] - расход нейтрализуемых сточных вод м3сут.
Тогда по формуле (203):
Так как полное (100%-ное) использование активной части загрузочного
материала фильтра практически невозможно вводится коэффициент для
определения фактического расхода материала [pic][11]:
Тогда Мф =15·58499=88 кгсут.
Продолжительность работы фильтра без перегрузки определяют по
загруженного в фильтр нейтрализующего материала т
где [pic] - плотность загрузочного нейтрализующего материала тм3:
Тогда по формуле (206)
Р = 147·104·27=4128 т.
Тогда по формуле (205)
Отработанная промывная вода
Согласно рекомендация [4ст. 95] при начальной концентрации взвешенных
веществ и СПАВ в сточной воде поступающей в фильтр-нейтрализатор равной
Сср=4249 мгл концентрация взвешенных веществ и СПАВ в осадке
удаляемом из фильтрнейтрализатора примет значения соответственно [pic]=
Так как в воде содержатся ионы хрома Сг6+ которые перейдут в ионы
хрома Сг3+(в результате присутствия в воде азотной кислоты) и выпадут в
осадок при взаимодействии с мелом который находится в фильтре. Рассчитаем
количество осадка образовавшегося в результате реакции:
K2CrО4 +3KS + 16HNO 3S + 2Cr(NO) +10KNO +8НО
Cr(NО3)3+ ЗСа(ОН)2 2Cr(OH)3+3Ca(NO).
Со сточной водой в фильтр поступает 3672 кгсут KCrO. В результате по
уравнению реакции образуется 450534 кгсут Сг(NОз)з. Нитрат хрома вступает
в реакцию с мелом (Са(ОН)) и выпадает в осадок в виде Сг(ОН)з. В фильтр
загружают 585 кгсут мела и при этом образуется 54281 кгсут или 10065
гм³ осадка. При этом в реакцию вступает 125426 кгсут нитрата хрома. И
тогда в воде остается 325108 кгсут или 6028 гм³ нитрата хрома который
со сточной водой поступает на дальнейшую очистку.

Расчет турбинного флотатора.doc

5.5.4 Расчет флотатора с диспергированием воздуха турбиной насосного типа
Расчёт ведём по рекомендациям [6 c. 61]
Расчёт флотационной установки производится по следующим параметрам:
а)продолжительность флотации от 20 до 30 мин; б)окружная скорость турбины
– 15 мсек; в)диаметр рабочего колеса от 750 мм и больше; г) расчётная
глубина камер на 10% выше статической глубины воды в них.
Насыщение сточной воды воздухом составляет в среднем 052 м3м3;
количество воздуха засасываемое турбиной 60 м3ч.
Увеличение окружной скорости турбины приводит к повышению эффекта
флотации и сокращению продолжительности очистки. Для увеличения
коэффициента использования воздуха и повышения экономичности процесса
рабочий уровень воды во флотации должен составлять 15 – 3м.
Расчёт флотационной камеры производится по следующим формулам.
Объём W (в м3) флотационной камеры:
где Q – расход сточной воды м3ч;
t – продолжительность флотации мин (обычно принимается равной 20-30
Принимаем 2 флотатора.
Поверхность камеры F (в м2):
где h – рабочая глубина флотационной камеры м. Она равна 10 – 30 м
F=17945 4 =448625 м2.
Камера в плане принимается квадратной с длиной стороны b равной 6d
(диаметр турбины в м). Поверхность f обслуживаемая одной турбинкой не
b=6·075 = 45 м; f=36 · 075 2 =2025 м2.
Потребное число турбинок:
n = 4486252025 = 2215[pic]23 штуки.
Рекомендуется установка блоков турбинок флотационной машины № 7
Механобра с диаметром турбинки 750 мм и диаметром воздушной трубы 60 – 75
мм. Турбинка соединена с электродвигателем на одном валу или при помощи
клиноременной передачи. Электродвигатель может размещаться над поверхностью
воды во флотационной камере с пропуском вала в воздушной трубе.
Электродвигатели должны применяться трёхфазные с короткозамкнутым ротором в
закрытом исполнении.
В одной флотационной камере большого размера можно разместить два-три
блока флотационных машин с амостоятельными воздушными трубками отбойниками
Количество воздуха qвозд ( в м3сек) засасываемое турбиной:
qвозд= 0000278 С (76 )
где С – расход воздуха на единицу площади флотационной камеры м3м2ч
(обычно 40-50 м3м2ч).
qвозд =000027845=01251 м3сек.
Количество воды qвод ( в мсек) засасываемое турбиной:
[pic]- площадь живого сечения отверстий через которые сточная вода
поступает на турбину м2 (обычно 0008 – 001 м2);
Н – напор с которым сточная вода поступает на турбину м вод. Ст.
где [pic] -кажущаяся плотность сточной воды насыщенной воздухом.
Кажущаяся плотность сточной воды насыщенной воздухом устанавливается
на основании следующей зависимости:
[pic]= 067 [pic] (79)
где [pic] - кажущаяся плотность сточной воды равная 1200 кгм3[11].
[pic]=0671200 = 804 кгм3
Статический напор Нст (в м вод. Ст.) необходимый для преодоления
давления столба жидкости над турбиной определяется по формуле:
Нст=y[pic] [pic](80)
где y – коэффициент напора равный для флотационных машин02 -03;
u – окружная скорость мсек (обычно 12-15 мсек).
Нст=025[pic] = 2497 м вод ст
Мощность на валу флотационной машины N (в кВт):
где - к.п.д. флотационной машины равный 02 – 03
Число оборотов турбины в минуту:
Пеносниматель приводится в движение от самостоятельного
электродвигателя через редуктор скорость вращения его 15 обмин.
Пеносборный резервуар при флотационной установке рассчитывается на
-2-часовое пребывание обводнённых СПАВ. Обводнённость принимается не
менее 80%.Резервуар – цилиндрический железобетонный. [6 c. 64]
Очистка производственных сточных вод : учеб. пособие для студентов
вузов обучающихся по спец. «Водоснабжение и канализация» и «Очистка
природных и сточных вод» С.В. Яковлев Я.А. Карелин Ю.М. Ласков Ю.В.
Воронов. – М.: Стройиздат 1979. – 320 с.

Расчет цилиндрического флотатора.doc

5.4.7 Расчет флотатора
Исходные данные для расчета:
Коэффициент учитывающий степень недостижения равновесия f=08.
Коэффициент Генри для воздуха растворенного в воде
Е=4522106 мм рт. ст.
Среднее расчетное атмосферное давление
Диаметр пузырей воздуха во флотаторе
Скорость движения воды во флотаторе
Скорость движения воды в отстойнике
Количество пены образующейся при флотации – 20% от общего объема воды.
Пена из лотка отсасывается насосом.
Скорость движения пены по лотку и трубе отсоса
Производительность по воде
Температура сточной воды
Концентрация твердых частиц в воде
Плотность твердых частиц
Плотность сточной воды
Коэффициент динамической вязкости
Расчет равновесной концентрации воздуха в воде [7]:
Объем воды в рецикле [7]:
Объем воздуха необходимого для насыщения воды рецикла газом [7]:
Концентрация твердых частиц в воде [7]:
Скорость всплытия пузыря принимая что радиус пузыря [pic] м [7]:
Время прибытия пузыря в слое воды H=3 м [7]:
Необходимый объем флотатора [7]:
Устанавливаем 3 флотатора в системе очистки воды.
Площадь флотатора [7]:
Диаметр флотатора [7]:
Принимаем стандартный флотатор [7]: [pic] м.
Скорость движения жидкости во флотационной камере [7]:
Рекомендуемая скорость движения воды в отстойнике [7][pic]=55 мс.
Принимаем стандартный отстойник [7]: [pic]= 7 м.
Скорость движения воды в отстойнике [7]:
Количество пены образующей при флотации составляет 20% от жидкости.
Длина потока: [pic] м.
Количество пены [7]:
Диаметр трубы для отведения пены [7]:
Удельная нагрузка на длину слива потока [7]:
Расчет оросителя для подачи воды [7]:
Принимаем стандартный [pic]=700 мм.
Принимаем диаметр отверстия на трубе [pic]=005 м.
Площадь всех отверстий на одной трубе [7]:
Шаг между отверстиями [7]:
Найдем его из материального баланса:
где [pic]=2250 м3ч – расход сточной воды на входе во флотатор (после
отстойника-усреднителя); [p
[pic] - концентрация взвешенных веществ в пене.
Откуда [pic]=706801 гм[pic]. При этом значении концентрация твердой
фазы в уплотненном осадке [pic]=60226703 гм[pic] [5].
ТГТУ 280202. 014. ПЗ. КП

СТП ТГТУ 07-97.doc

СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ
ДИПЛОМНЫЕ И КУРСОВЫЕ.
( издательство ТГТУ (
РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН службой стандартизации и метрологии
Тамбовского государственного технического университета.
Кузнецов С.Н. - руководитель службы стандартизации и метрологии.
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом ректора университета от 8
декабря 1997 г. № 113-04.
ВВЕДЕН ВЗАМЕН СТП ТИХМ 03-93.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ЗАДАНИЯ НА ВЫПОЛНЕНИЕ
ПРОЕКТА (РАБОТЫ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ТЕКСТОВЫХ ДОКУМЕНТОВ . . . 10
3 Титульный лист . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4 Аннотация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
5 Содержание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
6 Перечень сокращений условных обозначений символов единиц
и терминов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
7 Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
8 Основные разделы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
9 Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
10 Общие требования к оформлению текста . . . . . . . . . . . . . 12
11 Нумерация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
12 Деление текста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
13 Заголовки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
14 Таблицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
15 Графический материал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
16 Формулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
17 Ссылки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
18 Сокращения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
19 Единицы физических величин . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
20 Числовые значения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
21 Список используемых источников . . . . . . . . . . . . . . . . 20
22 Приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ 21
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ДОКУМЕНТОВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ПРОГРАММНЫХ ДОКУМЕНТОВ 23
Приложение А ПРИМЕР ОБОЗНАЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ В
СООТВЕТСТВИИ С ГОСТ 2.201-80 . . . . . 24
Приложение Б ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ОСНОВНОЙ НАДПИСИ
ПЕРВОГО ЛИСТА ТЕКСТОВОГО ДОКУМЕНТА
ПРОЕКТА (РАБОТЫ) . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Приложение В ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ОСНОВНОЙ НАДПИСИ
ДЛЯ ЧЕРТЕЖЕЙ И СХЕМ . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Приложение Г БЛАНК ЗАДАНИЯ НА ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ . . 27
Приложение Д БЛАНК ЗАДАНИЯ НА ДИПЛОМНУЮ РАБОТУ . . . 29
Приложение Е БЛАНК ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТУ) 31
Приложение Ж БЛАНК ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА ДИПЛОМНОГО
ПРОЕКТА (РАБОТЫ) . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Приложение И БЛАНК ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА(РАБОТЫ) . .
Приложение К ОБРАЗЦЫ ОФОРМЛЕНИЯ ЭТИКЕТОК . . . . . . . . 35
Приложение Л ОБРАЗЕЦ ВЫПОЛНЕНИЯ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ
ЗАПИСКИ МАШИНОПИСНЫМ СПОСОБОМ . . . 36
Приложение М ОБРАЗЕЦ ВЫПОЛНЕНИЯ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ
ЗАПИСКИ РУКОПИСНЫМ СПОСОБОМ . . . . . . . 37
Приложение Н ОБРАЗЕЦ ПЕРВОГО ЛИСТА СОДЕРЖАНИЯ
ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ . . . . . . . . . . . . . 38
Приложение П ОБРАЗЕЦ ПОСЛЕДУЮЩИХ ЛИСТОВ СОДЕРЖАНИЯ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ
Проекты (работы) СТП ТГТУ 07-97
дипломные и курсовые. Взамен
Правила оформления СТП ТИХМ 03-93
Приказом по Тамбовскому государственному техническому университету от 8
декабря 1997 г. № 113-04 срок введения установлен с 1 января 1998 года.
Настоящий стандарт устанавливает единые правила и порядок оформления
дипломных (курсовых) проектов (работ) выполняемых студентами Тамбовского
государственного технического университета и является обязательным для
преподавателей и студентов университета.
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 2.002-72 - ЕСКД. Требования к моделям макетам и темплетам
применяемым при проектировании:
ГОСТ 2.104-68 - ЕСКД. Основные надписи;
ГОСТ 2.105-95 - ЕСКД. Общие требования к текстовым документам;
ГОСТ 2.106-96 - ЕСКД. Текстовые документы;
ГОСТ 2.201-80 - ЕСКД. Обозначение изделий и конструкторских документов;
ГОСТ 2.301-68 - ЕСКД. Форматы;
ГОСТ 2.304-81 - ЕСКД. Шрифты чертежные;
ГОСТ 2.501-88 - ЕСКД. Правила учета и хранения;
ГОСТ 2.605-68 - ЕСКД. Плакаты учебно-технические. Общие технические
ГОСТ 3.1105-84 - ЕСТД. Форма и правила оформления документов общего
ГОСТ 3.1118-82 - ЕСТД. Формы и правила оформления маршрутных карт;
ГОСТ 3.1201-85 - ЕСТД. Система обозначения технологической документации;
ГОСТ 3.1404-66 - ЕСТД. Формы и правила оформления документов на
технологические процессы и операции обработки резанием;
ГОСТ 3.1407-86 - ЕСТД. Формы и требования к заполнению и оформлению
документов на технологические процессы (операции) специализированные по
ГОСТ 3.1502-85 - ЕСТД. Формы и правила оформления документов на
технический контроль;
ГОСТ 7.1-84 - Система стандартов по информации библиотечному и
издательскому делу. Библиографическое описание документа. Общие требования
и правила составления;
ГОСТ 7.32-91 - Система стандартов по информации библиотечному и
издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и
ГОСТ 19.005-85 - ЕСПД. Р-схемы алгоритмов и программ. Обозначения
условные графические и правила выполнения;
ГОСТ 19.101-77 - ЕСПД. Виды программ и программных документов;
ГОСТ 19.401-78 - ЕСПД. Текст программы. Требования к содержанию и
ГОСТ 19.402-78 - ЕСПД. Описание программы;
ГОСТ 19.502-78 - ЕСПД. Описание применения. Требования к содержанию и
ГОСТ 4267-78 - Цепи роликовые длиннозвенные для транспортеров и
элеваторов. Технические условия;
ГОСТ 9024-70 - Щетки плоские с деревянными колодками
сельскохозяйственных машин. Технические условия;
ГОСТ 13398-82 - Устройства прицепные сельскохозяйственных машин. Типы
основные размеры и расположение;
ГОСТ 13758-89Е - Валы карданные сельскохозяйственных машин. Технические
ГОСТ 19722-82 - Выводы жестких трубопроводов гидравлических систем
сельскохозяйственных машин. Зона расположения;
ГОСТ 21909-83 - Вал приема мощности навесных сельскохозяйственных машин
агрегатируемых с тракторами классов от 06 до 2. Расположение.
1 Основные задачи настоящего стандарта:
- установление единых правил и порядка оформления дипломных и курсовых
проектов (работ) разработанных студентами Тамбовского государственного
технического университета;
- совершенствование содержания дипломных и курсовых проектов (работ).
2 Дипломные и курсовые проекты (работы) являются учебными документами
выполняемыми студентами по учебному плану обучения в университете.
3 Дипломный проект - комплексная самостоятельная работа студента
главной целью и содержанием которой является проектирование производства
изделия или его составных частей разработка технологических процессов и
решение организационных экономических вопросов производства защита
окружающей среды и охрана труда а также проектирование или реконструкция
предприятий промышленности и сельского хозяйства.
4 Дипломная работа - комплексная самостоятельная работа студента
главной целью и содержанием которой является всесторонний анализ или
научные исследования по одному из новых вопросов теоретического или
практического характера по профилю специальности.
5 Курсовой проект - самостоятельная работа студента основной целью и
содержанием которой является развитие умений и навыков путем решения
конструкторских или (и) технологических задач проведение инженерных
расчетов составление технико-экономического обоснования принимаемых
решений оформление графической части проекта а также подготовка студентов
к творческому решению конкретных задач проектирования (конструкций
технологии и т.п.) с использованием средств вычислительной техники
способствующих успешной подготовке к выполнению дипломного проекта.
6 Курсовая работа - самостоятельная работа студента основной целью и
содержанием которой является развитие навыков теоретических и
экспериментальных исследований инженерных расчетов составление технико-
экономического обоснования различных решений или обобщений оценка
результатов исследований способствующих успешной подготовке к выполнению
дипломного проекта (работы).
7 Тема дипломного проекта должна отвечать профилю инженера данной
специальности в соответствующей отрасли промышленности и сельского
Название темы должно содержать наиболее существенные признаки объекта
дипломного проектирования и быть предельно кратким.
8 Разработка дипломного проекта должна осуществляться преимущественно
на конкретных материалах предприятия являющихся базой преддипломной
Место преддипломной практики студента должно подбираться выпускающей
кафедрой исходя из возможности выбора необходимых материалов по теме
выполняемого студентом дипломного проекта. Для исследовательских тем местом
преддипломной практики может быть выпускающая кафедра.
9 В дипломном проекте применительно к теме рекомендуется
дополнительно к материалам проектирования рассматривать вопросы:
- новизны разрабатываемых проектных решений;
- повышения качества надежности и конкурентноспособности промышленной
- управления предприятием и повышения эффективности производства в
условиях перехода к рыночной экономике;
- автоматизации и механизации производственных процессов;
- автоматизированной системы управления (АСУ) научной организации труда
(НОТ) с применением ЭВМ;
- стандартизации процессов механизмов продукции;
- унификации машин деталей узлов;
- охраны труда и техники безопасности;
- экологии и охраны природы.
10 В решении проблем и вопросов разрабатываемых в дипломном проекте
(работе) рекомендуется использовать (с учетом конкретных особенностей
производства) отечественную и зарубежную информацию о новейших достижениях
науки и техники в соответствующей области.
11 Тематика курсовых проектов (работ) должна отвечать задачам данного
предмета с учетом специализации (специальности) обучения студента и
соответствовать практическим требованиям производства и науки.
12 При выполнении дипломного проекта (работы) рекомендуется проводить
патентные исследования.
13 При выполнении курсового проекта (работы) содержащего
исследовательскую часть или разрабатываемого на базе научных исследований
рекомендуется также проводить патентные исследования.
14 В дипломных и курсовых проектах (работах) документы должны
оформляться в соответствии с требованиями государственных стандартов:
единая система конструкторской документации (ЕСКД) единая система
технологической документации (ЕСТД) единая система программной
документации (ЕСПД) система проектной документации по строительству (СПДС)
и соответствующих классификаторов:
- текстовые документы по разделу 5 настоящего стандарта и по
государственным стандартам ЕСКД (в части содержания основных надписей - по
ГОСТ 2.104-68 общих требований к текстовым документам - по ГОСТ 2.105-95
ГОСТ 2.106-96 ГОСТ 7.32-91 оформление спецификаций - по ГОСТ 2.106-96);
- конструкторские документы - по ЕСКД и отраслевым стандартам
- технологические документы - по ЕСТД ЕСКД и отраслевым стандартам
- программные документы - по ЕСПД
- документы для автоматизированной системы управления - по
государственным стандартам системы технологической документации на АСУ
- строительные документы - по СПДС.
15 В дипломных и курсовых проектах (работах) обозначения и
наименования деталей сборочных единиц комплектов изделий в целом как
правило должны быть выполнены по классификатору применяемому в отрасли и
на базовом предприятии в соответствии с требованиями ГОСТ 2.201-80 (прил.
А). При невозможности обозначить по классификатору в графе 2 основной
надписи следует применять обозначение в соответствии с п. 3.16 или п. 3.17
настоящего стандарта.
16 Дипломным проектам (работам) присваивается обозначение состоящее
из буквенного кода университета - ТГТУ номера специальности и
специализации номера по списку автора проекта из приказа по ТГТУ (код).
Пример - ТГТУ. 170506.002.
Пример обозначения документа:
ТГТУ.170506.002 СБ; ТГТУ.170506.002 ТУ; ТГТУ.170506.002.13.15
где ТГТУ - буквенный код университета;
05 - номер специальности;
- номер специализации;
2 - номер по списку из приказа по ТГТУ;
СБ - сборочный чертеж;
ТУ - технические условия;
- порядковый номер сборочной единицы;
- порядковый номер детали.
17 Курсовым проектам (работам) присваивается обозначение состоящее из
кода университета - ТГТУ кода специальности и специализации номера по
списку автора проекта (работы) из распоряжения по кафедре или номера по
списку учебной группы (прил. В).
Пример - ТГТУ.081100.013; ТГТУ.081100.013 ПЗ.
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ БЛАНКА ЗАДАНИЯ
НА ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОЕКТА (РАБОТЫ)
1 Настоящим стандартом устанавливаются следующие формы бланка задания
выдаваемые учебным отделом университета или выполняемые студентами
- на дипломный проект - по обязательному приложению Г;
- на дипломную работу - по обязательному приложению Д;
- на курсовой проект (работу) - по обязательному приложению Е.
2 Объем и содержание разделов 4 и 5 в обязательных приложениях Г Д Е
устанавливается соответствующими кафедрами университета.
3 Бланк задания на выполнение проекта (работы) брошюруется с
текстовыми документами согласно п. 5.1 и включается в общую нумерацию
листов пояснительной записки.
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ТЕКСТОВЫХ ДОКУМЕНТОВ
1 Пояснительная записка дипломного (курсового) проекта должна
- ведомость проекта в соответствии с ГОСТ 2.106-96 (по усмотрению
- задание на дипломный (курсовой) проект;
- перечень условных обозначений символов единиц и терминов (при
- основные разделы в соответствии с утвержденным заданием на дипломный
- список используемых источников;
- приложения (при необходимости).
2 Дипломная (курсовая) работа должна содержать:
- основные разделы в соответствии с утвержденным заданием на дипломную
- инструкцию по технике безопасности для экспериментальных работ;
3.1 Титульный лист должен быть выполнен в соответствии с обязательными
приложениями Ж и И настоящего стандарта. Согласованию с главным
специалистом предприятия подлежат только реальные проекты разработанные по
заданию или предложению этого предприятия.
3.2 Титульный лист выполняется на белой бумаге формата А4 по ГОСТ
301-68 или на белой бумаге потребительского формата близкого к формату
чертежным шрифтом - по ГОСТ 2.304-81; шрифт 7 мм применяется для
написания слов "СОГЛАСОВАНО" "УТВЕРЖДАЮ" наименования и обозначения
проекта (работы) года защиты города шрифт 5 мм - для всех остальных
3.3 Перенос слов на титульном листе и в заголовках по тексту не
разрешается. Точка в конце заголовка не ставится. Бланк титульного листа
выполняется студентом самостоятельно черной пастой (тушью) или на
4.1 Аннотация является заключительным этапом работы над проектом
(работой). Она должна содержать общие сведения и краткую характеристику
проекта (работы): название темы фамилию студента и руководителя проекта
(работы) год защиты название объекта проектирования краткие
характеристики важнейших материалов оборудования конструкций приведенные
в основных разделах проекта (работы).
В аннотации необходимо привести перечень основных проектных решений с
краткими комментариями характеризующими их новизну и эффективность.
В аннотации указываются объемы пояснительной записки (в страницах) и
графической части проекта (работы) в листах а также приводится краткая
характеристика иллюстративных материалов (количество рисунков графиков
Аннотация выполняется в двух экземплярах рекомендуемый объем
рукописного текста 1 - 2 страницы. Один экземпляр брошюруется в
пояснительную записку (перед содержанием) второй - сдается на выпускающую
5.1 Содержание включает введение наименование всех разделов
подразделов пунктов (если они имеют название) заключение список
используемых источников приложение с указанием страниц с которых
начинаются эти элементы проекта (работы).
5.2 При составлении пояснительной записки (ПЗ) состоящей из двух и
более книг в каждой из них должно быть содержание. При этом в первой книге
помещают содержание всей ПЗ с указанием номеров книг в последующих -
только содержание соответствующей книги. Допускается в первой книге вместо
содержания последующих книг указывать только их наименования.
5.3 В пояснительной записке с объемом не более десяти страниц
содержание допускается не составлять.
6 Перечень сокращений условных обозначений символов единиц и
6.1 Принятые в пояснительной записке малораспространенные сокращения
условные обозначения символы единицы и специфические термины должны быть
представлены в виде отдельного списка.
6.2 Если сокращения условные обозначения символы единицы и термины
повторяются в пояснительной записке менее трех раз отдельный список не
составляется а расшифровку дают непосредственно в тексте ПЗ при первом
7.1 Введение должно содержать обоснование актуальности разрабатываемой
темы оценку современного состояния решаемой проблемы характеристику
отрасли промышленности предприятия - базы преддипломной практики
перспективы их развития краткое изложение ожидаемых результатов и
экономическую эффективность.
8.1 Наименования основных разделов пояснительной записки определяются
заданием на проект (работу) содержание и объем их должны соответствовать
требованиям методических указаний кафедры и руководителя проекта (работы).
8.2 В зависимости от особенностей выполняемого проекта (работы)
основную часть излагают в виде текста таблицы сочетания иллюстраций и
таблиц или сочетание текста иллюстраций и таблиц. Основная часть делится
на разделы и пункты. Разделы основной части могут делиться на подразделы и
пункты. Пункты при необходимости могут делиться на подпункты. Каждый
пункт должен содержать законченную информацию.
9.1 Заключение должно содержать окончательные выводы характеризующие
итоги работы в решении поставленных перед студентом задач. Выводы должны
быть сделаны на основе сравнения технико-экономических показателей
действующего производства и проектируемого. В заключении необходимо
отметить преимущества связанные с реализацией проектных предложений
охарактеризовать перспективы дальнейшего развития работ в этой области.
10 Общие требования к оформлению текста
10.1 Текст документов должен быть набран на персональном компьютере
(ПК) или напечатан машинописным способом или написан от руки аккуратно
чернилами или пастой одного цвета (черной синей фиолетовой) на одной или
двух сторонах листа белой бумаги формата А4 (210 ( 297 мм) или
потребительского формата близкого к формату А4. Допускается применять
листы формата(210 ( 420 мм) которые помещают как приложения к тексту
пояснительной записки. Текстовые документы дипломного и курсового проекта
(работы) должны быть сброшюрованы в папки на которые наклеивают этикетки
(65 ( 100 мм) с указанием аббревиатуры университета (ТГТУ) вида документа
и его обозначения темы проекта (работы) кода учебной группы и
специальности автора проекта (работы) и года окончания выполнения
10.2 Каждый лист текстового документа кроме титульного листа и
задания должен быть выполнен по ГОСТ 2.106-96 форма 5 для первых или
заглавных листов и по форме 5а для последующих листов при этом основную
надпись и дополнительные графы выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ
104-68 форма 2 и 2а.
10.3 Для дипломных и курсовых проектов (работ) не относящихся к единым
системам конструкторской технологической строительной программной
документации допускается не выполнять основную надпись на листах
пояснительной записки но при этом необходимо соблюдать установленные поля
ПЗ: 20 мм от левой границы формата и 5 мм от остальных границ.
10.4 От рамки до границ текста в начале строк оставлять 5 мм (два
удара пишущей машинки) в конце строк не менее 3 мм (один удар) сверху и
снизу - не менее 10 мм.
10.5 Абзацы в тексте начинают отступом равным 15 - 17 мм (пяти
ударам). Расстояние между строками текста должно быть 8 мм (два интервала).
10.6 Расстояние от текста до следующего заголовка а так же от
заголовка до следующего текста при рукописном способе должно быть равным 16
мм а при машинописном - три интервала. Если заголовок занимает более чем
одну строку то расстояние между строками 8 мм или два интервала (прил. Л и
10.7 Вписывать в отпечатанный на машинке текст отдельные слова
формулы условные обозначения допускается только черными чернилами (пастой)
или черной тушью. При этом плотность вписанного текста должна быть
приближена к плотности основного текста.
10.8 Опечатки описки и графические неточности обнаруженные в
процессе выполнения документа допускается исправлять подчисткой или
закрашиванием белой краской и нанесением на том же месте исправленного
текста (графики) машинописным способом или от руки черными чернилами
10.9 Слова: "СОДЕРЖАНИЕ" "СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ" "ЗАКЛЮЧЕНИЕ" "ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ" записываются в
виде заголовка (симметрично тексту) прописными буквами и не нумеруются.
10.10 В тексте пояснительной записки за исключением формул таблиц
рисунков не допускается:
- применять математический знак минус (-) перед отрицательными
значениями величин (следует писать слово "минус");
- применять знак "(" для обозначения диаметра (следует писать слово
диаметр"). При указании размера или предельных отклонений диаметра на
рисунках перед размерным числом следует писать знак "(";
- применять без числовых значений математические знаки напри- мер >
(больше) (меньше) = (равно) ( (больше или равно) ( (меньше или
равно) ( (не равно) а также знаки (номер) и % (процент).
11.1 Нумерация страниц дипломного (курсового) проекта (работы) -
сквозная начиная с титульного листа включая приложения должна быть в
правом верхнем углу относительно текста без сокращенного слова "страница
Независимо от этого каждый отдельный документ (ведомость проекта
пояснительная записка спецификация) имеет свою нумерацию листов начиная с
заглавного листа этого документа. Для пояснительной записки заглавным
(первым) листом является "содержание" включающее наименование разделов и
подразделов с указанием листов (страниц) (прил. Н). "СОДЕРЖАНИЕ" при
необходимости может иметь продолжение на последующих страницах (листах)
На титульном листе задании аннотации номера страниц не ставятся.
12.1 Текст пояснительной записки следует делить на разделы.
Разделы могут быть разделены на пункты или подразделы и пункты. Пункты
при необходимости делятся на подпункты.
При делении текста на пункты и подпункты необходимо чтобы каждый пункт
подпункт содержал законченную информацию.
12.2 Разделы подразделы пункты подпункты следует нумеровать
арабскими цифрами и записывать с абзацного отступа.
Разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всего текста ПЗ за
исключением приложений.
Пример - 1 2 3 и т.д.
Номер подраздела включает номер раздела и подраздела разделенные
точкой. Номер пункта - номер раздела подраздела пункта.
Пример - 1.1 1.2 1.3 и т.д. - подраздел.
Пример - 1.1.1 1.1.2 и т.д. - пункт.
Номер подпункта включает номер раздела подраздела пункта и подпункта
Пример - 1.1.1.1 1.1.1.2 1.1.1.3 и т.д.
После номера раздела подраздела пункта подпункта в тексте точку не
13.1 Разделы подразделы должны иметь заголовки. Пункты как правило
заголовков не имеют.
Заголовки должны четко и кратко отражать содержание разделов
13.2 Заголовки разделов подразделов следует печатать с абзацного
отступа с прописной буквы без точки в конце не подчеркивая. Если заголовок
состоит из двух предложений их разделяют точкой.
14.1 Таблицы применяют для лучшей наглядности и удобства сравнения
показателей. Название таблицы при его наличии должно отражать ее
содержание быть точным кратким. Название следует помещать над таблицей.
При переносе части таблицы на ту же или другую страницу название
помещают только над первой частью таблицы.
Номер таблицы и ее название пишется слева направо следующим образом:
Таблица 1 - Предельные отклонения диаметра.
14.2 Таблицы за исключением таблиц приложений следует нумеровать
арабскими цифрами сквозной нумерацией.
Таблицы каждого приложения обозначаются отдельной нумерацией арабскими
цифрами с добавлением перед цифрой обозначения приложения.
Если в тексте одна таблица то она должна быть обозначена "Таблица 1
или "Таблица В.1" если таблица приведена в приложении В.
Допускается нумерация таблиц в пределах раздела. В этом случае номер
таблицы состоит из номера раздела и порядкового номера таблицы разделенных
14.3 На все таблицы должны быть приведены ссылки в тексте при ссылке
писать "таблица" с указанием номера.
14.4 Таблицу в зависимости от ее размеров помещают под текстом в
котором впервые дана на нее ссылка или на следующей странице а при
необходимости в приложении. Допускается помещать таблицы вдоль длинной
стороны листа пояснительной записки.
Если строки и графы таблицы выходят за формат страницы то таблицу делят
на части помещая одну часть под другой или рядом при этом в каждой части
таблицы повторяют ее головку и боковик которые можно заменять
соответственно номерами граф и строк. При этом нумеруют арабскими цифрами
графы и (или) строки первой части таблицы.
Слово "Таблица" указывают один раз слева над первой частью таблицы над
другими частями пишут слова "Продолжение таблицы" или "Окончание таблицы" с
указанием номера (обозначения) таблицы.
Графу "Номер по порядку" в таблицу включать не допускается.
15 Графический материал
15.1 Графический материал - рисунок (схемы диаграммы и т.д.) помещают
в тексте ПЗ для установления свойств или характеристик объекта а также для
лучшего понимания текста. На графический материал должна быть дана ссылка в
Графический материал должен располагаться непосредственно после текста
в котором о нем упоминается впервые или на следующей странице а при
необходимости в приложении.
15.2 Рисунки схемы диаграммы и т.п. помещаемые в тексте должны
соответствовать требованиям государственных стандартов ЕСКД.
15.3 При наличии в тексте таблиц дополняющих графический материал
таблицы следует помещать после графического материала.
15.4 Графический материал может иметь тематическое наименование
которое помещают под ним и располагают следующим образом:
Рисунок 1 - Детали прибора.
При необходимости под графическим материалом помещают пояснительные
данные. Слово "Рисунок" и наименование помещают после пояснительных данных.
15.5 Графический материал за исключением графического материала
приложений следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией. Если
рисунок один то он обозначается "Рисунок 1".
Допускается нумерация графического материала в пределах раздела. Номер
рисунка состоит в этом случае из номера раздела и порядкового номера
рисунка разделенных точкой.
Пример - Рисунок 1.1 Рисунок 1.2 и т.д.
Графический материал приложения обозначается отдельной нумерацией
арабскими цифрами с добавлением перед цифрой обозначения приложения.
Пример - Рисунок В.З.
15.6 Рисунок (диаграмму схему и т.п.) как правило следует выполнять
на одной стороне листа (странице). Если рисунок не умещается на одной
странице допускается переносить его на другие страницы. При этом
тематическое наименование помещают на первой странице пояснительные данные
- на каждой странице и под ними пишут "Рисунок лист " если имеется
несколько рисунков и если имеется один рисунок "Рисунок 1 лист ".
16.1 Формулы за исключением помещенных в приложении должны
нумероваться сквозной нумерацией арабскими цифрами которые записывают на
уровне формулы справа в круглых скобках. Одну формулу обозначают - (1).
Ссылки в тексте на порядковые номера формул дают в скобках.
Пример - в формуле (1).
Формулы помещенные в приложениях должны нумероваться отдельной
нумерацией арабскими цифрами в пределах каждого приложения с добавлением
перед цифрой обозначения приложения.
Пример - в формуле (В.1).
16.2 Допускается нумерация формул в пределах раздела. В этом случае
номер формул состоит из номера раздела и порядкового номера формулы
Пример - (3.1) (3.3).
16.3 В формуле в качестве символов физических величин следует
применять обозначения установленные соответствующими государственными
стандартами и (или) другими документами.
Пояснения символов и числовых коэффициентов входящих в формулу если
они не пояснены раньше в тексте должны быть приведены непосредственно под
формулой. Пояснения каждого символа следует давать с новой строки в той же
последовательности в которой символы приведены в формуле. Первая строка
пояснения должна начинаться со слова "где".
Пример - Плотность каждого образца ( в килограммах на кубический метр
вычисляют по формуле
где m - масса образца кг;
V - объем образца м3.
Формулы следующие одна за другой и не разделенные текстом отделяют
16.4 Перенос формулы на следующую строку допускается только на знаках
выполняемых операций причем знак в начале следующей строки повторяется.
При переносе формулы на знаке операции умножения применяют знак "(".
16.5 Формулы могут быть выполнены машинописным способом или чертежным
шрифтом от руки высотой не менее 25 мм. Применение машинописных и
рукописных символов в одной формуле не допускается.
16.6 Порядок изложения в пояснительной записке математических
уравнений такое же как и формул.
17.1 В пояснительной записке приводят ссылки:
- на данную пояснительную записку;
- на другие используемые источники.
17.2 При ссылке на данную пояснительную записку указывают номера
разделов подразделов пунктов подпунктов перечислений графического
материала формул таблиц приложений (в том числе разделы подразделы
пункты подпункты таблицы) а также графы и строки таблиц данной
пояснительной записки и позиции составных частей изделия на рисунке.
На ссылках следует писать: " в соответствии с разделом 2" "
согласно 3.1" " по 3.1.1" " в соответствии с 4.2.2 перечисление
б" " в соответствии с рисунком" (рисунок 5) " в соответствии с
приложением А" (прил. Г) и т.п. При ссылках на структурную часть текста
имеющую нумерацию из цифр не разделенной точкой следует указывать
наименование этой части полностью например " в соответствии с разделом
" " по пункту 3" а при нумерации из цифр разделенных точкой
наименование структурной части не указывается например " по 4.10
в соответствии с 2.12".
17.3 Если требования распространяющиеся на объект установлены в
стандартах ссылаются на соответствующий стандарт с указанием его
Пример - Определение потерь по способу самоторможения - по ГОСТ 10169-
При ссылке на несколько стандартов следует повторять индекс стандарта.
Пример - ГОСТ Р 1.0-95; ГОСТ Р 1.2-95 и т.д.
17.4 Ссылки на другие источники следует указывать порядковым номером
по списку используемых источников выделенным квадратными скобками.
18.1 В пояснительной записке допускаются следующие сокращения:
- установленные правилами русской орфографии а также соответствующими
государственными стандартами;
- установленные в данном документе. Полное название должно быть
приведено при первом упоминании в тексте с указанием в скобках сокращенного
названия или аббревиатуры а при последующих упоминаниях следует
употреблять только сокращенное название или аббревиатуру.
18.2 Если в документе принята особая система сокращения слов или
наименований то перечень принятых сокращений должен быть приведен в
структурном элементе "Обозначения и сокращения ".
19 Единицы физических величин
19.1 В тексте пояснительной записки следует применять единицы
физических величин их наименование и обозначение в соответствии с ГОСТ
417-81. Наряду с единицами СИ при необходимости в скобках указывают
единицы ранее применяемых систем разрешенных к применению. Применение в
одном и том же документе разных систем обозначения единиц физических
величин не допускается.
19.2 В тексте документа числовые значения величин с обозначением
единиц счета и физических величин следует писать цифрами а числа без
обозначения единиц физических величин и единиц счета от единицы до десяти
Провести испытания пяти труб каждая длиной 5 м.
Отобрать 15 труб для испытания на давление.
19.3 В пределах одного документа единица физической величины для
одного и того же показателя должна быть как правило постоянной.
19.4 Если в тексте документа приведен ряд числовых значений физической
величины выраженных одной и той же единицей физической величины то
обозначение единицы физической величины указывают только за последним
Пример - 10; 15; 20; 25; 30 мм.
19.5 Если в тексте документа приводят диапазон числовых значений
физической величины выраженных одной и той же единицей физической
величины то обозначение единицы физической величины указывается за
последним числовым значением диапазона.
Недопустимо отделять единицу физической величины от числового значения
(разносить их на разные строки и страницы) кроме единиц физических
19.6 При указании значений величин с предельными отклонениями следует
заключать числовые значения с предельными отклонениями в скобки и
обозначения единицы физической величины помещать после скобок или
проставлять после числового значения величины и после ее предельного
20 Числовые значения
20.1 Дробные числа необходимо приводить в виде десятичных дробей за
исключением размеров в дюймах которые следует записывать 14" 12" (но не
При невозможности выразить числовое значение в виде десятичной дроби
допускается записывать в виде простой дроби в одну строку через косую
Пример - 532 (50А - 4С)(40Б + 20).
20.2 Если числовые величины указаны со степенью точности которая
необходима для обеспечения требуемых свойств продукции то при этом
осуществляется выравнивание числа знаков после запятой в ряду значений.
Округление числовых значений величин до первого второго третьего и
т.д. десятичного знака для различных типоразмеров марок и т.п. продукции
одного наименования должно быть одинаковым. Например если градация толщин
стальной горячекатаной ленты 025 мм то весь ряд толщин ленты должен быть
указан с таким же количеством десятичных знаков.
Пример - 150; 175; 200.
20.3 В зависимости от технической характеристики и названия продукции
количество десятичных знаков и числовых значений одного и того же
показателя может иметь несколько ступеней (групп) и должно быть одинаковым
только внутри этой ступени (группы).
При указании диапазона числовых значений также следует указывать
одинаковое количество десятичных знаков.
21 Список используемых источников
21.1 Сведения об источниках следует располагать в порядке появления
ссылок на источники в тексте пояснительной записки и нумеровать арабскими
цифрами с точкой. Оформление списка используемых источников должно
соответствовать ГОСТ 7.1-84.
22.1 Материал дополняющий текст пояснительной записки допускается
помещать в приложениях. Приложениями могут быть например графический
материал таблицы большого формата расчеты описание аппаратуры и
приборов описание алгоритмов и программ задач решаемых на ЭВМ и т.д.
Приложения оформляют как продолжение данного документа на последующих
листах или выпускают в виде самостоятельного документа.
22.2 Приложения могут быть обязательными и информационными которые в
свою очередь бывают рекомендуемого или справочного характера.
22.3 В тексте ПЗ на все приложения должны быть ссылки. Степень
обязательности приложений при ссылках не указывается. Приложения
располагают в порядке ссылок на них в тексте ПЗ.
22.4 Каждое приложение следует начинать с новой страницы с указанием
наверху посередине страницы слова "Приложение" и его обозначения а под ним
в скобках для обязательного приложения пишут слово "обязательное" а для
информационного - "рекомендуемое" или "справоч-ное".
Приложение должно иметь заголовок который размещают симметрично
относительно текста с прописной буквы отдельной строкой.
22.5. Приложения обозначают заглавными буквами русского алфавита
начиная с А за исключением букв Ё Й О Ч Ь Ы Ъ. После слова
Приложение" следует буква обозначающая его последовательность.
В случае полного использования букв русского алфавита допускается
обозначать приложения арабскими цифрами.
Если в документе одно приложение оно обозначается "Приложение А".
22.6 Приложения как правило выполняют на листах формата А4.
Допускается оформлять приложения на листах формата больше А4 по ГОСТ 2.301-
22.7 Текст каждого приложения при необходимости может быть разделен
на разделы подразделы пункты подпункты которые нумеруют в пределах
каждого приложения. Перед номером ставится обозначение этого приложения.
Приложения должны иметь общую с остальной частью документа нумерацию
22.8 Все приложения должны быть перечислены в содержании документа
(при наличии) с указанием их номеров и заголовков.
22.9 Приложения выпускаемые в виде самостоятельных документов
оформляют по общим правилам - первый лист с основной надписью по форме 2
последующие листы - по форме 2а по ГОСТ 2.104-68 ГОСТ 21.1101-92.
При необходимости такое приложение может иметь "Содержание".
Допускается в качестве приложения к документу использовать другие
самостоятельно выпущенные документы (габаритные чертежы схемы и др.).
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
1 Графические документы содержат изображения эскизы и схемы изделий
а также процессов в которых они претерпевают изменения. К графическим
документам относятся чертежи деталей общего вида сборочные габаритные
монтажные эскизы и схемы изделий блок-схемы алгоритмов структурные и
функциональные схемы.
2 Содержание листов графических документов дипломных и курсовых
проектов (работ) применительно к специальности устанавливается
соответствующими кафедрами и конкретизируется руководителем проекта
(работы) по согласованию с консультантами разделов.
3 Чертежи и схемы дипломного или курсового проекта (работы) должны
быть выполнены на стандартных форматах по ГОСТ 2.301-68 с основной надписью
по ГОСТ 2.104-68 ГОСТ 21.103-78 в правом нижнем углу. Образец заполнения
основной надписи для чертежей и схем приведен в справочном приложении В
4 При выполнении чертежей эскизов схем должны быть соблюдены
правила установленные государственными стандартами ЕСКД ЕСТД СПДС и др.
5 Обозначения и наименования деталей сборочных единиц комплексов
комплектов и изделий в целом как правило должны быть выполнены по
классификатору применяемому в отрасли и на базовом предприятии.
Графические документы конструкторских и технологических проектов
обозначаются по классификатору ЕСКД в соответствии с ГОСТ 2.201-80 (прил.
А). При отсутствии классификатора вместо указанного обозначения в графе 2
основной надписи следует применять обозначения в соответствии с подразделом
6 Форма и порядок заполнения спецификаций должна соответствовать
основным требованиям ГОСТ 2.106-96. Дополнительные графы (за рамкой
спецификации) по ГОСТ 2.104-68 можно не вычерчивать. Допускается по решению
кафедры помещать спецификацию на поле сборочного чертежа при этом ее
заполняют в том же порядке и в той же форме что и спецификацию
выполненную на отдельных листах.
7 Чертежи строительной части дипломного проекта выполняемые
дипломниками нестроительных специальностей должны соответствовать
требованиям государственных стандартов и нормативных документов по
строительству рекомендуемых методическими указаниями выпускающей кафедры.
8 Проекты по механизации и автоматизации сельскохозяйственного
производства должны выполняться с учетом следующих стандартов на детали и
узлы машин: ГОСТ 4267-78 ГОСТ 19722 -82 ГОСТ 9024-70 ГОСТ 13398-82 ГОСТ
758-89Е ГОСТ 21909-83.
9 До защиты проекта (работы) графические материалы хранятся в рулоне.
После защиты они складываются до формата А4 в соответствии с ГОСТ 2.501-88
помещаются (подшиваются) в специальную папку. На папку наклеивается
этикетка выполненная в соответствии с приложением Ж. Допускается
графический материал курсового проекта (работы) помещать в одну папку с
пояснительной запиской.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
1 Технологические документы дипломных и курсовых проектов (работ) в
области машиностроения электро- и радиотехники должны оформляться в
соответствии с требованиями стандартов ЕСТД единая система технологической
подготовки производства (ЕСТПП).
2 Технологические документы должны включать:
- маршрутную карту - по ГОСТ 3.1118-82;
- операционные карты слесарных слесарно-сборочных и электромонтажных
работ - по ГОСТ 3.1407-86;
- операционные карты механической обработки - по ГОСТ 3.1404-86;
- операционные расчетно-технологические карты на технологические
операции выполняемые на станках с числовым программным управлением - по
- карты технологического процесса на изготовление изделий на
автоматических линиях - по ГОСТ 3.1404-86;
- карты эскизов - по ГОСТ 3.1105-84 (в случае необходимости);
- операционные карты технологического контроля - по ГОСТ 3.1502-85;
- операционные карты на процессы перемещения;
- другие технологические документы - в случае необходимости по решению
руководителя проекта.
3 Технологические документы могут быть сброшюрованы непосредственно в
пояснительной записке к дипломному (курсовому) проекту (работе) или
представлены отдельной частью проекта (работы) в качестве приложения.
4 Всем технологическим документам дипломных (курсовых) проектов
(работ) должны присваиваться обозначения согласно требованиям ГОСТ 3.1201-
ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ПРОГРАММНЫХ ДОКУМЕНТОВ
1 Программные документы разработанные в дипломных (курсовых) проектах
(работах) различных проблемных областей должны оформляться в соответствии
с требованиями стандартов ЕСПД.
2 Программные документы должны включать:
- схемы алгоритмов программ согласно ГОСТ 19.005-85 ГОСТ 19.101-77;
- текст программы оформленный согласно ГОСТ 19.401-78;
- пояснительную записку по ГОСТ 19.402-78;
- описание применения приведенное согласно требованиям ГОСТ 19.502-78;
- другие программные документы - в случае необходимости.
3 Распечатки с ЭВМ должны соответствовать формату А4 (разреза-ны).
Распечатки включаются в общую нумерацию страниц пояснительной записки и
помещаются после заключения а при наличии иллюстраций формата более 4 -
ПРИМЕР ОБОЗНАЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ
В СООТВЕТСТВИИ С ГОСТ 2.201-80
Обозначение "линии для производства пленок (кроме ориентированных) на
базе червячных машин" в графе 2 основной надписи имеет следующий вид:
Здесь первые четыре буквы - буквенный код университета следующие шесть
цифр - код классификационной характеристики по классификатору ЕСКД
следующие три знака представляют собой порядковый регистрационный номер
документа (задания) последние две буквы - шифр документа в соответствии с
КЛАССИФИКАЦИОННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
класс подкласс группа подгруппа вид
Оборудование Оборудование для Линия для Линия для Червячны
холодильное производства производства производства х машин
криогенное для изделий из плоских изделийпленок (кроме
газотермической пластмасс. из пластмасс ориентированных
обработки Оборудование для смешения ) на базах
материалов для переработки окрашивания
производства полимерных гранулирования
изделий из материалов. регенерации
полимерных Оборудование для термопластов
материалов резки вырубки
бумагоделательноизмельчения
ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ОСНОВНОЙ НАДПИСИ
ПЕРВОГО ЛИСТА ТЕКСТОВОГО ДОКУМЕНТА
ПОСЛЕДУЮЩИХ ЛИСТОВ ДЛЯ ЧЕРТЕЖЕЙ (СХЕМ)
И ТЕКСТОВОГО ДОКУМЕНТА ПРОЕКТА (РАБОТЫ)
Примечание: Расположение и размеры граф основных надписей
последующих листов для чертежей (схем) и текстового
документа проекта (работы) в соответствии с ГОСТ
Примечание: Расположение и размеры граф основной надписи
дополнительных граф рамки листа в соответствии с ГОСТ
БЛАНК ЗАДАНИЯ НА ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Продолжение приложения Г
БЛАНК ЗАДАНИЯ НА ДИПЛОМНУЮ РАБОТУ
Продолжение приложения Д
БЛАНК ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТУ)
Продолжение приложения Е
БЛАНК ТИТУЛЬНОГО ЛИСТА
ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА (РАБОТЫ)
КУРСОВОГО ПРОЕКТА (РАБОТЫ)
ОБРАЗЦЫ ОФОРМЛЕНИЯ ЭТИКЕТОК
ОБРАЗЕЦ ВЫПОЛНЕНИЯ ПЗ МАШИНОПИСНЫМ СПОСОБОМ
ОБРАЗЕЦ ВЫПОЛНЕНИЯ ПЗ РУКОПИСНЫМ СПОСОБОМ
ОБРАЗЕЦ ПЕРВОГО ЛИСТА
СОДЕРЖАНИЯ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
ОБРАЗЕЦ ПОСЛЕДУЮЩИХ ЛИСТОВ
Тамбовский государственный технический университет
Стандарт предприятия
руководитель (зам. руководителя) предприятия Личная
разработчика и его наименование
руководитель службы стандартизации
руководитель подразделения - разработчика Личная
руководитель разработки (темы) должность Личная
Исполнители должность
дипломные и курсовые.
Издание третье исправленное
Составитель: КУЗНЕЦОВ Сергей Николаевич
Редактор М. А. Евсейчева
по компьютерному макетированию Т. А. Сынкова
ЛР № 020851 от 13.01.99 Плр № 020079 от 28.04.97
Подписано в печать 8.11.2000
Гарнитура TimesET. Формат 60 ( 84 16. Бумага офсетная. Печать офсетная.
Объем: 233 усл. печ. л.; 2 уч.-изд. л.
Тираж 200 экз. С. 835М.
Издательско-полиграфический центр
Тамбовского государственного технического университета
2000 Тамбов Советская 106 к. 14
Министерство образования
Российской Федерации
ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
подпись инициалы фамилия
ЗАДАНИЕ НА ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Перечень разделов пояснительной записки
Консультанты по разделам:
Задание принял к исполнению
ЗАДАНИЕ НА ДИПЛОМНУЮ РАБОТУ
Перечень разделов дипломной работы
6 Рекомендации по использованию результатов исследований на практике
подпись дата инициалы
на курсовой проект (работу)
Срок представления проекта к защите
Исходные данные для проектирования (научного исследования)
СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ
Гл. специалист предприятия Зав. кафедрой
(для которого выполнен
подпись инициалы фамилия подпись инициалы фамилия
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к дипломному проекту (работе) на тему:
(работы) подпись дата
Нормоконтролер инициалы фамилия
наименование учебной
к дипломному проекту
Линия для производства пленок
на базе червячных машин
Иванов Б.Н. группа П-52
Анализ исходных данных . 9
1 Условия эксплуатации 9
2 Предельные параметры внешнего воздействия 10
3 Анализ базовой конструкции 11
4 Блок-схема проектируемого БУ 12
5 Описание работы электрической схемы .. 18
6 Подбор элементной базы .. 18
7 Предварительный расчет надежности . 19
8 Анализ теплового режима 20
Конструирование блока управления 24
1 Выбор конструкции блока и способа охлаждения 24
2 Компановка блока . 25
2.1 Расчет показателей . 27
3 Разработка несущей конструкции 30
3.1 Расчет элементов шасси . 31
3.2 Выбор покрытий . 33
4 Конструирование передней панели . 33
4.1 Требование к конструированию изделий из пластмасс
выбор пластмассы и клея . 34
5 Конструирование печатного узла . 37
5.1 Выбор типа печатной платы 38
5.2 Базисный материла для ПП 39
6 Применение САПР . 41
7 Расчет силового трансформатора 45
7.1 Разработка программы расчета трансформатора на ПП ЭВМ 45
7.2 Выбор магнитопровода конструкции катушки обмоточного
провода сборка катушки и трансформатора 46
Конструкторские расчеты .. 49
1 Расчет технологичности .. 49
2 Расчет надежности выбор показателей надежности 53
3 Расчет надежности БУ с учетом условий эксплуатации 56
4 Расчет долговечности выводов резистора . 63
Технологический процесс изготовления ПП 70
1 Механическая обработка печатных плат 70
2 Подготовительные операции производства ПП 71
3 Автоматизация производства печатных плат 74
Контрольные испытания 76
Технико-экономическое обоснование дипломного проекта 82
1 Основные опасности устройства 100
2 Расчеты защитного заземления 102
3 Требование к освещению производственных помещений расчет
общего освещения 105
4 Расчет общеобменной вентиляции . 110
5 Требование пожарной безопасности к электро- установкам 114
Список используемых источников .. 118
Приложение А Схема сборки .. 120

proektirovanie sooruzhenii dlya ochistki stochnykh vod.pdf

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени
гидротехнических сооружений и инженерной
гидрогеологии (ВНИИ ВОДГЕО) Госстроя СССР
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ
Москва Стройиздат 1990
Разработано к СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и
сооружения» на основе результатов научных исследования и опыта
эксплуатации сооружений и установок для очистки сточных вод за
последние годы в различных отраслях промышленности. Содержит
методики и примеры расчета вспомогательные справочные
инженерно-технических
строительно-монтажных организаций.
СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ
Типы и конструкции усреднителей
Тонкослойные отстойники
Реконструкция обычных отстойников в
Примеры расчета отстойников
Примеры расчета гидроциклонов
БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ
Аэротенки - смесители без регенераторов
Аэротенки-смесители с генераторами
Аэротенки-вытеснители с регенераторами
Аэротенки-вытеснители без
Аэротенки с флотационным
илоотделением для очистки
производственных сточных вод
Аэротенки с флотационным разделением
иловой смеси для очистки городских
Удаление из сточных вод соединений
СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ФИЗИКОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Нейтрализация сточных вод
Установки для ионообменной очистки
Установки для электрохимической
СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
Аэробные стабилизаторы
Флотационные илоуплотнители
ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД
Установки для обеззараживания сточных
Установки для обеззараживания
очищенных сточных вод с
использованием прямого электролиза
СОВМЕСТНАЯ ОБРАБОТКА СТОЧНЫХ
ВОД И ОСАДКОВ ВОДОПРОВОДНЫХ
СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ
И ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА
С ТЕРРИТОРИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
1. Усреднение расхода и концентрации загрязнений позволяют
максимальные а на некоторые средние значения параметров
потока. Экономичнее иметь усреднитель в начале цепи чем
завышать объем и производительность каждого из последующих
2. Выбор рациональной схемы усреднения (типа усреднителя)
расчет его объема проводятся на основе информации о характере
колебаний параметров входного потока (концентраций Сen(t) и
расхода qen(t) ч и требований на допустимые колебания
параметров сточных вод на выходе усреднителя Ceх(t) qex(t). Эти
требования обычно устанавливаются на основе максимально
допустимых величин Сadm и qadm назначаемых в зависимости от
типа последующих очистных сооружений при этом они должны
превышать средние значения параметров Сen mid qen mid.
Для расчета объема усреднителя используется информация
получаемая: от технологов основного производства которые
используя характеристику номинального режима производства и
аварийных режимов могут прогнозировать характер поступления
сточных вод на очистные сооружения; с объектов-аналогов а
также непосредственным наблюдением на объекте.
Информация может накапливаться в записях заводских
лабораторий об изменениях расхода и лимитируемых показателей
загрязнения сточной воды.
При наличии на предприятии контрольно-измерительной
аппаратуры изменение состава сточных вод регистрируется
длительностью интервалов между лабораторными анализами (не
более 1 ч). Окончательная форма представления информации о
колебаниях - таблицы и графики. Полученная информация о
колебаниях расхода и состава сточных вод (по лимитируемым
загрязнениям например: рH среды интенсивность окраски
взвешенные вещества специфические загрязнения производства)
а также представление о количественном и качественном составе
нерастворимых загрязнений даст возможность вести расчет
объема усреднителя в соответствии с основными типами
нестационарности потока:
залповые сбросы высококонцентрированных сточных вод;
циклические колебания;
случайные колебании произвольного спектра.
нерастворимых загрязнений необходимы для выбора способа
перемешивания и расчета перемешивающих устройств. Кроме
того эти сведения помогу принять решения о возможной
компоновке усреднителя с отстойной зоной в целях облегчения
его эксплуатации и частичной очистки стоков. Образование
непредусмотренного и трудноотделяемого осадка в усреднителях
является основной причиной снижения эффективности их работы.
Конструктивное выделение зоны отстаивания в усреднителе
приемлемо при наличии узла обработки осадка в технологической
цепи очистки (напорная реагентная флотация отстаивание
3. Тип усреднителя необходимо выбирать в зависимости от
загрязнений а также динамики поступления сточных вод. При
гашении залповых сбросов предпочтительнее конструкции
многоканального типа при произвольных колебаниях практически
равноценны любые типы усреднителей. В таких случаях большую
роль играют вид и количество нерастворенных загрязнений.
К многоканальным конструкциям относятся: прямоугольные Д. М. Ванякина круглые - Д. А. Шпилева конструкции с
неравномерным распределением расхода и объемов по каналам.
Усреднитель-смеситель барботажного типа следует применять
для усреднения стоков независимо от режима их поступления при
содержании грубодиспергированных взвешенных веществ с
концентрацией до 500 мгл гидравлической крупностью до 10 мм
Усреднитель-смеситель с механическим перемешиванием и
отстойной зоной необходимо применять для усреднения стогов с
содержанием взвешенных веществ более 500 мгл любой
гидравлической крупности. Режим поступления стоков произвольный.
Усреднители следует устанавливать после отстойников или
их отстойной частью с целью облегчения
эксплуатации. Расчет отстойной части необходимо проводить по
данным кинетики осаждения взвесей аналогично расчету
отстойников. При этом необходимо учитывать гидродинамический
режим выбранного типа усреднителя. Для подавления залповых
сбросов высококонцентрированных стоков и произвольных
мелкодиспергированных веществ с концентрацией до 500 мгл
гидравлической крупностью до 5 ммс следует применять
перемешивания. При необходимости усреднения и расхода
усреднитель блокируется с аккумулирующей емкостью.
КОНСТРУКЦИИ УСРЕДНИТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНОГО ТИПА
4. Комплексный подход к выбору типа усреднителя и его
расчету в зависимости от характера колебаний концентрации
загрязнений и расхода сточных вод от их качественного состава
позволил выявить основные типы конструкций.
Однако для конкретных технологических задач усреднения
сточных вод могут быть использованы и другие схемы усреднения
(последовательно-параллельные
конструкции с заданными свойствами.
Усреднитель - смеситель барботажного типа
5. Союзводоканалпроект разработал типовые проекты
многосекционных пневматических усреднителей концентрации
сточных вод полезным объемом одной секции 300 1400 и 5000
м3. Применение усреднителей барботажного типа связано с
соблюдением ряда принципиальных положений:
Распределение сточных вод по площади усреднителя должно
использоваться системы подающих лотков с придонными
водосливными окнами расположенными на расстоянии 2 м друг
от друга. При обеспечении должного качества строительства
возможно распределение жидкости из лотков через донные
выпуски. Размеры выпусков рассчитываются по формуле:
шиберами: на входе в лоток для создания оптимального режима
и равномерного распределения сточной воды между лотками; и в
конце лотка в торцевом придонном водосливном окне размером
40 см (НВ) обеспечивающий периодическую промывку лотка.
Число распределительных лотков и размещение выпускных окон
в одной или обеих стенках лотков принимается из такого расчета
чтобы в каждый циркуляционный поток поступало одинаковое
количество жидкости.
При напорной подаче воды на усреднитель перед ним на
трубопроводе необходимо устанавливать колодец гашения напора.
Целесообразнее самотечная подача стоков на усреднитель. В этом
случае сооружение несет на себе всю нагрузку по выравниванию
расхода и концентрации.
Расчет объема усреднителя ведется в зависимости от
характера поступления сточных вод на сооружение в соответствии
с формулами (19)-(24) СНиП 2.04.03-85.
Максимальная величина скорости проточного течения жидкости
в усреднитель 25 ммс при этом длина секции усреднителя
принимается из расчета
с учетом графика поступления концентрации загрязнении по
С целью обеспечения равномерного распределения жидкости и
воздуха вдоль усреднителя целесообразна длина секции не более
м. Глубина слоя поды в усреднителе из конструктивных
соображений принимается в пределах 3-6 м. Ширина секции
усреднителя принимается не более 12 м.
В качестве барботеров в усреднителе рекомендуется
использовать перфорированные трубы с отверстиями диаметром 3
мм (шаг 8-16 см) располагаемыми в нижней части трубы в один
или два ряда под углом 45° к оси трубы.
Трубы укладываются горизонтально вдоль резервуара на
подставках высотой 6-10 см. Допустимое отклонение от
горизонтальной укладки труб барботеров не должно превышать
± 0015 м так чтобы связанная с этим неравномерность подачи
воздуха по длине барботера не превысила одной трети от принятой
в расчете неравномерности подачи воздуха (20 % среднего расхода
Барботеры подразделяют на пристеночные создающие один
циркуляционный поток и промежуточные создающие два
циркуляционных потока.
Оптимальное расстояние между барботерами следует считать
(2-3)Н а между барботерами и параллельной ему стеной
усреднителя (1-15)Н где Н - глубина погружения барботера.
При расчете принимаются:
интенсивность барботирования для усреднения концентрации
растворенных примесей при простеночных барботерах 6 м3ч на 1
м при промежуточных барботерах 12 м3ч на 1 м;
интенсивность барботирования для предотвращения выпадания
в осадок взвесей в пристеночных барботерах 12 м3ч на 1 м в
промежуточных 24 м3ч на 1 м.
Числа стояков подвода воздуха к барботеру и шаг между
радиальными отверстиями перфорации для барботеров из
полиэтиленовых труб надлежит определять в зависимости от
приведенных в табл. 1.
В расчете принято что каждый стояк присоединен к середине
расположении стояка подвода воздуха у одного из концов
барботера длина обслуживаемого участка будет равна l2.
Наружный центрального
отверстия перфорационных перфорационных
Расчетная глубина погружения барботера принята равной 43
м. Приведенные в табл. 1 данные могут использоваться при
изменении погружения в диапазоне 3-5 м.
=1 кПа максимальные потери в барботере не более
прямоугольного сопряжения днища со стенками резервуара
рекомендуется заполнение этих мест тощим бетоном. При этом
угол сопряжении днища с заполнением должен составлять 30°.
Возможен уклон в сторону забора воды где должен быть
предусмотрен трубопровод опорожнения секции усреднителя.
На входе в усреднитель необходимо устанавливать
контрольно-измерительную аппаратуру для определения расхода
полы и воздуха поступающих на сооружение.
оборудовать трубопроводами опорожнения и предусматривать
малые средства механизации (например бадья-таль-кошка бадьятальфер и др.) для периодической чистки усреднителя.
пеногашения усредненными стоками (например шланги с
насадками укрепленные на штативах). Как показал опыт
эксплуатации пены в усреднителях нет кроме исключительных
случаев когда применяли и производстве запрещенные в
настоящее время ПАВ.
В зависимости от характеристик стоков в цеховых каналах
на выпусках из промышленных здании или перед резервуаром усреднителем необходимо предусматривать решетки для сбора
волокон шерсти тряпок и других отходов производства.
Целесообразно по ходу технологических линий на определенных
производствах устанавливать шерстеуловители.
Самым надежным способом водоотведения как показал опыт
эксплуатации является работа насосов.
Многоканальные усреднители
6. Перспективным типом усреднителя для большого числа
многоканальный усреднитель схема которого разработана во
ВНИИ ВОДГЕО с оптимальным распределением сточных вод по
коридорам разной ширины. На базе этой схемы МИСИ и ГПИ-1
разработали конструкцию усреднителя для сточных вод
относящуюся к категории легких (взвешенных веществ до 500 мг
л гидравлической крупностью до 5 ммс) для суточного расхода
сточных вод свыше 67 тыс. м3.
Конструкция представленная на рис. 1 состоит из приемной
камеры распределительного лотка каналов усреднителя камеры
усредненных стоков аккумулирующей емкости. Сточная вода
попадает и приемную камеру оборудованную полупогруженной
доской для гашения волновых колебаний на поверхности откуда
поступает в распределительный лоток. При превышении величины
среднего расхода сточных вод избыточное количество воды
переливается в аккумулирующую емкость через регулируемый
водослив. Усреднение колебаний концентрации загрязнений и
поступающих сточных водах осуществляется за счет различного
времени пребывания потока в каждом из каналов. Распределение
сточных вод по каналам усреднителя осуществляется через
донные выпуски расчетного диаметра.
Рис. 1. Схема многоканального усреднителя
- приемная камера; 2 - распределительный лоток; 3 - донные выпуски и
боковой водослив с шибером; 4 - каналы; 5 - система гидросмыва; 6 - удаление
осадка гидроэлеваторами; 7 - камера усредненных стоков; 8 - аккумулирующая
емкость; 9 - водослив.
Для возможности дорегулировки расходов воды по каналам
усреднителя в стенке лотка устраиваются прямоугольные
водосливы оборудованные шиберами. На выходе из каждого
канала предусматриваются измерительные водосливы которые
позволяют контролировать уровень и расход воды по каждому
Из камеры усредненных стоков пода либо откачивается либо
самотеком поступает на дальнейшую очистку. На предприятиях в
часы минимального водостока сточные воды из аккумулирующей
емкости перекачиваются в приемную камеру. В каждом из каналов
усреднителя и в аккумулирующей емкости предусматривается
Система сбора и удаления осадка выбирается в зависимости от
конкретных данных по кинетике отстаивания количеству и
характеру взвешенных веществ (гидровзмучивание гидросмыв и
др.). Периодичность удаления осадка определяется в период
пусконаладочных работ.
Длина общая ширина и глубина сооружения принимаются в
зависимости от требуемого расчетного объема с учетом граничных
производительности сточных вод свыше 10 тыс. м3); ширина одного
канала от 1 до 6 м глубина не более 3 м.
При меньших расходах сточных вод возможен лотковый вариант
дифференцированного распределения потока.
Распределение потока воды между каналами осуществляется в
соответствии с формулой (3) (i-номер канала)
Объем коридоров различен.
рассчитывается по формуле
При этом в целях создания наилучшего гидродинамического
режима работы каждого" капала (высокого коэффициента
полезного использования объема каждого канала) минимальная
скорость течения воды в канале желательна не менее 7 ммс.
Порядок расчета многоканального усреднителя
Расчет объема аккумулирующей емкости Wreg с учетом
графика притока сточных вод на очистные сооружения
(аналогично расчету регулирующей емкости водонапорных
Расчет объема многоканального усреднителя Wes (для qmin)
с учетом характера поступления концентрации загрязнений:
залповый циклический или произвольный. См. формулы (25)-(29)
Определение общего объема сооружения: W = Wreg+Wes.
Определение размеров усреднителя в плане ВНL - в
соответствии с граничными условиями.
Расчет ширины bi каждого канала по формуле (4) причем
число каналов должно выбираться начиная с трех при соблюдении
конструктивных граничных условий и обеспечения минимальной
скорости течения 7 ммс.
Расчет расхода qi по каждому каналу по формуле (3).
Расчет распределительного лотка и размеров донных и
Распределительный лоток с донными выпусками рассчитывается
с учетом следующих положений:
горизонтальное расположение дна лотка;
скорость течения воды в лотке принимают постоянной не менее
мс из условия незаиливания лотка. При этом влияние на
неравномерном ее отборе по длине лотка должно быть
Лоток лучше располагать затопленным (ниже уровня воды в
каналах) для более равномерного распределения воды по глубине
расчет донных и боковых выпусков необходимо производить для
расходов в м3c определяемых по формуле (3) для каждого канала
по общепринятой методике гидравлического расчета водосливов
Для донного цилиндрического отверстия
= 08 для бокового прямоугольного отверстия
производится в соответствии с расчетом изложенном в
Справочнике по гидравлическим расчетам систем водоснабжения
и канализацииА. М. Курганов И. Ф. Федорова. - М.: Стройиздат
Регулирование водослива установленного между приемной
камерой и аккумулирующей емкостью производится с помощью
устанавливаются водосливы треугольного профиля.
многоканального типа усреднителя. Например в проектном
ВОДГЕО выполнен в П-образной компоновке сблокированным
аварийным накопителем.
Усреднитель-смеситель с механическим перемешиванием
оборудованный отстойной зоной
7. В настоящее время теоретически и экспериментально
душная конструкция не отработана. Работы по созданию такой
конструкции для сточных вод относящихся к категории
«тяжелых» (содержание взвешенных веществ более 500 мгл
гидравлическая крупность - не лимитируется) начаты в МИСИ им.
При конструировании такого типа усреднителя необходимо
эффективность перемешивания например:
уплотнение или отстаивание происходящее в донной части
усреднителя (отстаивание в зоне сжатия). Интенсивность
осаждения взвеси зависимость между скоростью осаждения
взвешенных частиц и их содержанием. На основании этих и других
данных можно будет рассчитать отстойную зону усреднителя;
перемешивание за счет диффузии создание градиента скорости
между различными элементами объема и др.) на эффект
выравнивания концентрации в воде и осуществления химических
реакций (нейтрализация хлопьеобразование и т.д.);
выбор мешалок или аэраторов а также конфигурации
сооружения для создания условии перемешивания.
Нельзя также не учитывать требования последующих звеньев
биологические методы.
Так например для стоков кожзаводов слишком интенсивное
перемешивание стоков в усреднителе разрушает естественные
структурные образования что в дальнейшем ведет к снижению
эффекта коагулирования флотации.
В то же время при аэрации стоков кожевенных производств
содержащих большое количество сульфидов в усреднителе
происходит окисление сульфидов и частичное выдувание
сероводорода в атмосферу (при значениях рН менее 7). Процесс
выдувания не желателен в связи с загрязнением окружающей
атмосферы о то же время процесс частичного окисления
диспергирования воздуха - степень окисления сульфидов
возрастет). Целесообразно в отдельных случаях использовать
поверхностные аэраторы в качестве перемешивающих устройств.
Конструкция усреднителя с механическим перемешиванием
ГПИ-2 па базе радиального отстойника диаметрами 12 24 и 40 м.
Усреднитель оборудован вращающимся мостом с механическими
мешалками и скребками для сгребания осадка. Пуск стока из
нижней точки конического днища.
Анализ эффективности работы действующих сооружений
показал что построенные сооружения неудовлетворительно
справляются с функцией усреднения состава сточных вод.
проектировании плохое качество строительства и низкий уровень
осуществлена использованием следующих мероприятий:
вместо централизованного впуска воды в усреднитель
предусмотреть рассредоточенный по периметру сооружения
(возможен металлический лоток с подачей воды через придонные
интенсифицировать работу системы перемешивания;
предусмотреть возможный забор воды выше зоны отстаивания
не менее 15 м. Из нижней точки дна усреднителя удалять осадок
обработка которого возможна в общей схеме локальной очистки.
8. Для проектирования сооружений и аппаратов механической
очистки должны быть заданы следующие данные:
общее количество сточных вод м3ч;
температура сточных вод °С;
периодичность образования сточных вод;
тяжелые механические примеси мгл;
нефтепродукты масла мгл;
плотность тяжелых и легких загрязнений гсм3; кинетика
осаждения механических процессах тяжелее и легче поды при их
расчетной концентрации в исходной воде;
требуемая степень очистки (%) или допустимое содержание
загрязнений легче и тяжелее воды мгл;
гидравлическая крупность частиц тяжелее и легче воды
которую необходимо выделить для обеспечения требуемой степени
Гидравлическая крупность определяется по кривым кинетики
отстаивания Э = f(t) (рис. 2) полученным экспериментально
отстаиванием сточной воды в статических условиях в слое h как
правило отличным от действительной высоты отстаивания в
выбранном типе отстойника поэтому для приведения полученных
результатов к натурным надлежит производить пересчет по
формулам (30) и (31) СНиП 2.04.03-85 с учетом поправки на
изменение вязкости воды при изменении температуры (табл. 2).
Показатель степени n2 зависящий от природы загрязнений в
том числе и от агломерируемости взвесей для промышленных
сточных вод определяется по полученным экспериментально
кривым кинетик отстаивания в слоях h1 и h2
промышленных сточных вод экспериментальное определение
показателей характеристики воды и загрязнений должно
предшествовать проектированию в каждом конкретном случае.
Если проектирование ведется для строящегося предприятия
данные о характеристике воды возможно получить при изучении
гидравлической крупности частиц U0 которые должны быть
выделены для обеспечения требуемого эффекта колеблется в
пределах 02-05 ммс поэтому для ориентировочных расчетов
отстойных сооружении величину U0 можно принимать равной
Рис. 2. Кинетика отстаивания сточных вод прокатных производств при
исходной концентрации С0 = 200 мгл
- h = 200 мм; 2 - h = 500 мм
Для городских сточных вод продолжительность отстаивания t в
слое h = 500 мм можно принимать по табл. 30 СНиП 2.04.03-85 а
показатель степени n2 по рис. 2 СНиП 2.04.03-85.
9. Принимая по внимание что при проектировании очистных
экспериментальные конструкции отстойных сооружений с
известными геометрическими размерами за расчетную величину
следует принимать производительность одного отстойника qset
при которой обеспечивается заданный эффект очистки. После
расчета qset исходя из общего расхода сточных вод определяется
количество рабочих единиц отстойников N
Для горизонтального отстойника производительность одной
секции рассчитывайся по формуле (32) СНиП 2.04.03-85. Для
радиальных всех типов вертикальных отстойников а также
сборно-распределительным
отстойника рассчитывается по формуле (33) СНиП 2.04.03-85.
Отстойники с вращающимися сборно-распределительными
распределительным устройством
= 0. Кроме того при проектировании этих отстойников должна
перегородки может быть выражена через изменяющуюся ширину
Вр распределительного лотка
где bз - зазор между стенкой и фермой (bз = 01-015 м); lЛ удаление расчетного створа лотка от центра отстойника.
Количество струенаправляющих лопаток nЛ определяется
конструктивно при соблюдении следующего соотношения:
Число лопаток nЛ не следует принимать более 24Изменение
высоты водослива но длине водоприемного лотка зависит от
изменения по радиусу расхода воды удаляемой из отстойника.
Высота водослива hсб по мере удаления от центра отстойника
рассчитывается по формуле затопленного водослива с тонкой
Период вращения Т с водораспределительного устройства
зависит от требуемой степени очистки и должен также
рассчитываться при привязке отстойника к конкретным условиям
11. Тонкослойное отстаивание применяется в случае
необходимости сокращения объема очистных сооружений при
ограниченности выделяемой площади и при необходимости
повышения эффективности существующих oтстойников. В первом
самостоятельных сооружений во втором - существующие
водосборным устройством.
12. При расчете отстойника работающего по перекрестной
схеме (рис. 3) расчетными величинами являются длина яруса Lbl
и производительность отстойника qset. Длина яруса Lb м
определяется по формуле
где uw - скорость потока воды в ярусе отстойника ммс
применяемая по табл. 31 СНиП 2.04.03-85; hli - высота яруса м
по табл. 31 СНиП 2.04.03-85 (при высоких концентрациях
загрязнений рекомендуется принимать большие значения); Кdis
- коэффициент сноса выделенных частиц (при плоских пластинах
Кd при рифленых пластинах Кd Uо - гидравлическая
крупность задерживаемых частиц которую рекомендуется
определять в слое равном высоте яруса hli.
Производительность отстойника qset определяется по формуле
qset = 72Kset Hbl Lbl Bbl UoKdis
где Bbl - ширина тонкослойного блока назначается из допустимого
прогиба листа выбранного для тонкослойного блока (
= -5мм) при наклоне под углом сползания осадка.
Строительная ширина Встр м отстойника определяется по
где b1 - 025 м b2 - 005-01 м.
После определения длины яруса отстойника Lbl исходя из
параллельных пластин назначаются длина пластины в ярусе и
количество блоков (модулей) располагаемых по одной прямой.
Обязательным условием выполняемым при конструировании
отстойника должна быть плотная стыковка соответствующих
пластин в рядом устанавливаемых блоках (модулях). Строительная
высота отстойника Нстр. м (см. рис. 3) определяется по формуле
Рис. 3. Схема тонкослойного отстойника работающего по перекрестной
схеме удаления осадка
где h3 - высота необходимая для расположения рамы на которой
устанавливаются блоки (h3 = 02-03 м; hм = 0l м).
Строительная длина тонкослойного отстойника Lcтp (см. рис. 3)
Зона длиной l1 служит для выделения крупных примесей Объем
зоны рассчитывается на 2-3-минутное пребывание потока
qsett(60HblBcтpKset)
где Kset - коэффициент использования зоны принимаем равным
; при применении пропорционального устройства l2 = 02 м
если распределение осуществляется дырчатой перегородкой l2 =
13. В настоящее время применяется большое количество
конструктивных разновидностей тонкослойных отстойников
работающих по противоточной схеме все они практически могут
быть сведены к двум расчетным схемам показанным на рис. 4
и рис. 5. В конструкции отстойника показанного на рис. 4
расчетной являются длина пластины в блоке (модуле) Lbl и
производительность секции qset.
Длину пластины Lы можно определить по формуле
где uw - скорость потока в ярусе; hti - высота яруса. Данные
параметры задаются по табл. 31 СНиП 2.04.03-85.
Производительность одной секции рассчитывается по формуле
(36) СНиП 2.04.03-85 для которой Hbl определяется по формуле
где пti - количество ярусов в блоке которое назначается из
конструктивных соображений; bn - определяется по формуле
Рис. 4. Схема тонкослойного отстойника работающего по
противоточной схеме удаления примесей
а - тяжелых примесей; 6 - легких примесей (масла нефтепродукты и т.п.)
Ширина секции отстойника назначается из конструктивных
соображений и исходя из размеров пластин предназначающихся
для изготовления блоков (модулей). Все размеры других узлов
отстойника (ширина резервуара отстойника его строительная
глубина и т.д.) назначаются из конструктивных соображений.
За расчетные параметры тонкослойного отстойника (см. рис. 5)
следует принимать длину пластин в блоке Lbi и длину
расположения тонкослойных блоков (модули) Lb. Величина Lbi
определяется так же как и в предыдущем случае по формуле (18)
где qset - расход сточных вод на секцию м3ч.
Рис. 5. Схема отстойника оборудованного тонкослойными блоками
работающего по противоточной схеме удаления примесей
а - тяжелых примесей; б - легких примесей (масла нефтепродукты и т.п.)
отстойника определяется по формуле
- длина зоны определяется из условия формирования потока
перед распределением между ярусами. В этом же объеме
происходит выделение крупных механических примесей при этом
принимается в интервале 1-15 м;
Общая глубина воды в отстойнике Нстр м определяется как
сумма высот различных зон
Нстр = hм + h2 + h3 +h4+
hм 01 м; h3 = 02-05 м; h4 = 01-02 м; h5 = 03 м.
Затем определяется удельный объем образующегося осадка
Qmud м3ч назначается способ его удаления в приямок и способ
удаления из приямка а по формуле (37) СНиП 2.04.03-85
рассчитывается его расход.
Реконструкция обычных
отстойников в тонкослойные
14. В случае дополнения горизонтальных отстойников
тонкослойными блоками (при необходимости повышения их
расчетными параметрами являются длина пластин Lbl в блоке
(модуле) и расстояние Lb на котором устанавливаются блоки в
отстойнике. Эти величины рассчитываются но формулам (18) и
(21). Величина Вbl численно равна ширине секции отстойника
При дополнении тонкослойными блоками вертикальных
отстойников при известных габаритах отстойника Lset и Вset или
Dset заданной крупности задерживаемых частиц U0 расчетной
величиной является длина пластин Lbl которая при заданной
высоте яруса hti рассчитывается но формуле (18) или высота яруса
hti рассчитывается по заданной длине пластин по той же формуле.
Производительность отстойника рассчитывается по формуле
Fset = Lset Bset или Fset = 0785Dset ; Hbl = Lbl sin .
Когда производительность отстойника известна и требуется
лишь увеличить эффективность очистки Эгр по лабораторным
анализам кинетики отстаивания изучаемой воды определяется
гидравлическая крупность частиц. Далее задаваясь высотой яруса
hti по формуле (25) определяется высота Ны на которой должны
быть расположены тонкослойные элементы а затем по формуле
(26) рассчитывается длина пластины и проверяется по формуле
(18) скорость потока в ярусе.
При дополнении существующих радиальных отстойников
тонкослойными блоками (модулями) (рис. 6) когда известны
геометрические размеры отстойника и его производительность
а требуемая степень очистки задана гидравлической крупностью
параметрами являются длина пластины в блоке Lbl высота блока
Нbl и число ярусов в блоке nbl. Величина Lbl рассчитывается по
формуле (18) при заданной высоте яруса hbl. Высота блока hbl
рассчитывается по следующей зависимости:
где Kset - коэффициент использования объема определяется по
табл.31 СНиП 2.04.03-85 как для радиальных отстойников; D1 диаметр расположения блоков
Рис. 6. Схема радиального отстойника дополненного
тонкослойными блоками (модулями)
Затем определяется число ярусов в блоке (модуле)
Пример 1. Требуется определить гидравлическую крупность
частиц для проектирования отстойника при очистке сточных вод
прокатного производства.
Исходные данные: расход сточных вод qw - 1000 м3ч;
температура Tw – 30 °С; расход сточных вод постоянен в течение
суток. Исходная концентрация тяжелых механических примесей
- 200 мгл; маслопродуктов - 50-60 мгл; плотность тяжелых
загрязнений - 5 гсм3; маслопродуктов - 08 гсм3; кинетики
отстаивания механических примесей тяжелее воды расчетной
концентрацией в различных слоях воды показаны на рис. 2.
В очищенной воде содержание тяжелых примесей не должно
превышать 60 мгл маслопродуктов - 25 мгл.
В проекте принимаются отстойники с рабочей глубиной
отстаивания Нset = 15 м. Определение расчетной гидравлической
крупности исходя из заданных параметров производится в
по заданным величинам концентраций механических примесей
в исходной и осветленной воде определяем требуемый эффект
Этр = 100 (200 - 60) 200 = 70 %;
по кривым кинетики отстаивания (см. рис. 2) определяется
продолжительность отстаивания t t2 = 175 мин
(1050 с) при которых в слоях воды h1 = 200 мм и h2 = 500 мм
достигается требуемый эффект;
после этого по формуле (6) определяется показатель степени n2
затем по формуле (30) СНиП 2.04.03-85 определяется
гидравлическая крупность U0 частиц взвесей которые должны
быть выделены в отстойнике при этом Kset = 05 (по табл. 31
СНиП 2.04.03-85) если температура сточных вод поступающих
на отстойники будет такая же какая была обеспечена при
экспериментальном определении кинетик отстаивания например
Поскольку температура сточных вод поступающих на отстойник Tw
= 30 °С требуется внести поправку:
= 063.10050801 = 079 ммс.
Таким образом отстойники принятые как сооружения для
механической очистки сточных вод прокатных производств
должны рассчитываться на задержание частиц гидравлической
Пример 2. Для очистки городских сточных вод требуется
рассчитать отстойник с вращающимся сборно-распределительным
устройством который должен обеспечивать 60 %-нoe задержание
механических загрязнений при исходной концентрации 300 мгл.
Расчетная температура воды составляет 20 °С плотность осадка
Задаемся диаметром отстойника Dset = 24 м в котором высота
отстаивания Нset = 1 м.
По формуле (30) СНиП 2.04.03-85 определяется гидравлическая
крупность частиц которые требуется выделить для обеспечения
заданного эффекта. При этом по табл. 30 и рис. 2 СНиП 2.04.03-85
определяется значение h1 = 05; tset = 970 с и n2 = 0275 входящие
в эту формулу а по табл. 31 СНиП 2.04.03-85 назначается значение
коэффициента использования объема Кset = 085
Внесение поправки на температуру не требуется так как при
лабораторных определениях кинетики отстаивания температура
воды была той же что в производственных условиях.
производительность одного отстойника
qset = 28.085.(242-12).076 = 1042 мч.
водораспределительного устройства
Т = 1000.1.085076 = 11184 с = 186 мин.
Определив по формуле (9) величину RЛ = (242)-015 = 1185 и
задавшись значениями m = 112; b3 = 015 и bл по формулам (8) и
(11) рассчитываем ширину распределительного лотка Вр и высоту
водослива hсб по створам. Для удобства результаты расчета сводим
Исходя из общего количества сточных вод и коэффициента
неравномерности рассчитывается количество отстойников а по
формуле (37) СНиП 2.04.03-85 определяется количество
образующегося осадка и принимается способ его удаления.
Пример 3. Расчет тонкослойного отстойника работающего по
перекрестной схеме удаления осадка (см. рис. 3).
Исходные данные: расход сточных вод завода производства
железобетонных изделий (ЖБИ) составляет 1200 м3сут;
коэффициент часовой неравномерности составляет 11; завод
работает в две смены.
Исходная концентрация тяжелых механических примесей - 700
мгл; масло- и нефтепродуктов - 100-300 мгл. Допустимая
концентрация механических примесей в очищенной воде - 50 мгл
нефтепродуктов - 25 мгл.
По кривым кинетики отстаивания в слое воды равном высоте
яруса hti = 01 м находим что гидравлическая крупность тяжелых
механических взвесей которые требуется выделить составляет
U0 = 1000htit = (01.1000)500 = 02 ммс.
Гидравлическая крупность нефтепродуктов
U0н = (0l.1000)330 = 03 ммс.
Следовательно расчет отстойника нужно вести на задержание
частиц крупностью 02 ммс.
Из условия количества загрязнений в сточных водах (700 мг
л) принимаем высоту яруса в отстойнике hti = 01 м (табл. 31
СНиП 2.04.03-85). Для обеспечения условий сползания осадка по
пластинам угол наклона пластин
принимаем равным 45°. В качестве материала пластин по
имеющимся возможностям будет использована листовая сталь
= 3 мм. Задавшись скоростью потока в ярусе отстойника (табл.
= 7 ммс определяем по формуле (13) длину яруса
Из условия допустимого прогиба (
= 3-5 мм) наклоненной под углом 45° пластины принимаем
ширину блока Bbl = 075 м. Таким образом максимальная ширина
пластины в блоке будет Bbl
= 075 141 = 1060 м. Задаемся
высотой блока с параллельными пластинами Hbl = 15 м.
производительность одной секции тонкослойного отстойника с
двумя рядами блоков (см. рис. 3)
qset = 72.075.15.075.42
Проверяем скорость потока в ярусе отстойника при
использовании поперечного сечения на 75 % Kset = 075 (табл. 31
Приведенный расчет показывает что исходные величины
выбраны верно. Строительная ширина секции отстойника
рассчитывается по формуле (15)
Встр = 2075+02+2005 = 18;
Нстр = 15+03+01+03 = 22 м.
Длина зоны грубой очистки li по формуле (17)
Строительная длина секции Lcтp по формуле (16)
Lcтp = 42+175+02+2.02 +015 = 67 м.
Определяется часовой расход сточных
коэффициента часовой неравномерности
qW = (1200.11)16 = 825 м3ч.
Исходя из общего количества сточных
количество секции тонкослойного отстойника
В соответствии с п. 6.58 СНиП 2.04.03-85 уточняется количество
секций: N = 2 секции.
Из условия выбранного материала для пластин (листовая сталь
= 3 мм) и облегчения массы блока исходя из расчетной длины
ярусного пространства (Lы = 42 м) принимаем длину блока
(модуля) 106 м. Таким образом в каждом ряду будет
располагаться по 4 блока (модуля).
Количество выделяемого осадка влажностью W
определяется по формуле (37) п. 6.65 СНиП 2.04.03-85
Далее принимается метод удаления осадка из отстойника. В
данном случае так как тонкослойный отстойник рекомендуется
располагать над поверхностью земли целесообразно принять
многобункерную конструкцию отстойника с удалением осадка под
гидростатическим напором.
Пример 4. Рассчитать тонкослойный отстойник работающий по
противоточной схеме удаления осадка (см. рис. 4).
Расчет ведется для случая очистки нефтесодержащих сточных
вод НПЗ когда для обеспечения снижения содержания
нефтепродуктов до 50-70 мгл из воды должны быть удалены
глобулы нефти гидравлической крупностью
= 03 ммс которая определена при отстаивании в слое воды h
= 100 мм. Расход сточных вод qW постоянен и составляет 600 м3ч
температура воды 20 °С.
Приняв по табл. 31 СНиП 2.04.03-85 высоту яруса h = 0l м и
скорость рабочего потока
= 5 ммс определяем по формуле (18) длину пластины в ярусе
= 45° определяем расстояние между пластинами
Задаемся количеством ярусов в блоке (модуле) из условия
простоты монтажа nы = 15Определяем высоту блока по
Hы = 007.15 = 105 м.
Ширина блока Вы определяется из условия ширины материала
листа и условий монтажа. Назначаем ширину одной секции
Определяем производительность одной секции по формуле (36)
СНиП 2.04.03-85 если коэффициент использования объема Кset =
5 (табл. 31 СНиП 2.04.03-85);
qset = 36.055.105.6.5 = 624 м3ч.
Толщиной пластин в блоке при технологическом расчете можно
Исходя из расхода сточных вод определяем количество секций
Далее из конструктивных соображений и с учетом обеспечения
гидравлического режима потоков воды близкого к ламинарному
назначаются другие размеры секции отстойника. Например:
+05 = 17.0707+05 = 17 м;
h3 = 05 м из условия более равномерного сброса очищенной
= 105×0707+17×0707 = 194 м;
h3 = 05 м из условия равномерности распределения воды между
ярусами блока. Таким образом Ноб = 05 + 194+05 = 294 м.
Пример 5. Требуется рассчитать отстойник работающий по
противоточной схеме показанной на рис. 5 для очистки
коагулированных сточных вод литейного производства расходом
0 м3ч сточные воды с концентрацией механических примесей
00 мгл образуются постоянно температура сточных вод Тw (в
среднем) 30 °С. Экспериментально в заводской лаборатории
установлено что требуемая степень очистки (содержание взвесей
гидравлической крупностью 02 ммс. Крупность определена по
кривым кинетики отстаивания полученным при температуре 20 °С
По формуле (31) СНиП
гидравлической крупности
= 02×100508007 = 025 ммс.
По формуле (18) определяем длину пластины в ярусе Lbl
задавшись предварительно по табл. 3.1 СНиП 2.04.03-85 высотой
яруса ht и скоростю потока в ярусе uw = 5 ммс
Lbl = (5×01)025 = 2 м.
экспериментально: a = 50°.
Задаемся количеством секций отстойника N = 5 и определяем
производительность одной секции qset = 5005 = 100 м3ч.
Задаемся шириной одной секции Bbt = 3 м.
По формуле (21) определяем длину зоны Lb тонкослойного
отстаивания если коэффициент использования ее объема в
соответствии с табл. 31 СНиП 2.04.03-85 Kset равен 05:
Lb = 100(36×05×5×3) = 37 м.
Задаем длину зон тонкослойного отстойника (см. рис. 5):
= 05 м а затем по формуле (22) определяем общую рабочую
= 37 + 15 + 128 + 03 + 01 + 05 = 738 » 8 м.
По формуле (23) определяем общую глубину воды в отстойнике
Нстр предварительно задавшись высотой зон:
Нстр = 01 + 154 + 03 + 02 + 03 = 244 см = 25 м.
механизмом. По формуле (37) СНиП 2.04.03-85 определяется
расход удаляемого осадка
Qmud = (1000 - 200) 500(100 - 96) 26×104 = 385 м3ч.
Пример 6. Необходимо повысить эффективность работы
действующего раднального отстойника Dset = 30 м на который
производительности в отстойнике задерживаются частицы
гидравлической крупностью Uо = 1 ммс что не удовлетворяет
предъявляемым требованиям. Анализ характеристики загрязнений
показал что требуемый эффект очистки обеспечивается при
выделении примесей гидравлической крупностью 025 ммс и
Одним из путей интенсификации работы существующих
отстойников является дополнение их тонкослойными блоками
(модулями) (см. рис. 6).
Требуется определить размеры тонкослойных блоков которыми
должен быть оборудован радиальный отстойник.
Приняв по табл. 33 СНиП 2.04.03-85 скорость потока uw =5 мм
с и высоту яруса hti = 007 м по формуле (18) определяем длину
Lbt = 5×007025 = 14 м.
Задавшись диаметром Di = 27 м на котором предполагается
расположить блоки с параллельными пластинами по формуле (27)
определяем высоту блока при коэффициенте использования
объема Кset = 045 определяемого по табл. 31 СНиП 2.04.03-85
Рассчитываем количество ярусов в блоке (модуле)
пti = 15007 = 214 » 22 яруса.
15. Для расчета и проектирования установок с открытыми
гидроциклонами должны быть заданы те же параметры по воде и
по загрязнениям что и для отстойников (см. п. 1.8).
Гидравлическая крупность частиц которые необходимо
выделить для обеспечения требуемого эффекта очистки
определяется при высоте слоя воды равном 200 мм. Для
многоярусных гидроциклонов слой отстаивания должен быть равен
Основной расчетной величиной открытых гидроциклонов (рис.
- 9) является удельная гидравлическая нагрузка которая
определяется по формуле (38) СНиП 2.04.03-85.
Величину конструктивных параметров (Dhcbcn и т.д.) входящих
в расчетные зависимости следует назначать по табл. 4.
Производительность одного аппарата рассчитывается по формуле
(41) СНиП 2.04.03-85
Исходя из общего количества сточных вод Qw определяется
количество рабочих единиц гидроциклонов: N = QWQhc. После
назначения диаметра аппарата и определения их количества по
табл. 4 определяются основные параметры гидроциклона.
Угол наклона образующей конических диафрагм в открытых
гидроциклонах в каждом конкретном случае должен задаваться
в зависимости от свойств выделяемого осадка но не менее 45°.
Диафрагмы в открытых гидроциклонах могут быть выполнены как
из стали так и из неметаллических материалов: ткань пластик и
водораспределительного устройства многоярусного гидроциклона
скорость восходящего потока должна быть не менее 04 мс.
Рис. 7. Схемы открытых гидроциклонов
а - без внутренних вставок; б - с конической диафрагмой; в - с конической
диафрагмой и внутренним цилиндром
Рис. 8. Схема многоярусного
гидроциклона с центральными
Рис. 9. Схема многоярусного
гидроциклона с периферийным
отбором очищенной воды
Тип гидроциклона по рис.
Высота цилиндрической
Количество впусков nl
Угол конической части
Угол конуса диафрагм
Диаметр центрального
отверстия в диафрагме
стенки над диафрагмой
кольцевой перегородки
Зазор между корпусом и
входе в аппарат ubn
входе в раструб выпуска
Количество выпусков из
* Над чертой показан размер нижней диафрагмы пары ярусов под чертой верхней.
При расположении гидроциклонов над поверхностью земли и
удалении осадка под гидравлическим напором отвод осадка
производится с разрывом струн через коническую насадку
присоединенную к шламовому патрубку через задвижку. Диаметр
шламовой насадки подбирается при наладке сооружения. Для
предупреждения засорения насадки крупными загрязнениями
перед ней но после задвижки устанавливается камера в которой
располагается решетка набранная из металлической полоски с
Для равномерного распределения воды между гидроциклонами
их водосливные кромки должны располагаться на одной отметке
а на подводящих трубопроводах должны быть установлены
водоизмерительные устройства.
Напорные гидроциклоны
16. Посредством напорных гидроциклонов успешно решаются
следующие технологические задачи осветление сточных вод
например стекольных заводов автохозяйств (удаление песка
глины и других минеральных компонентов) литейных производств
(удаление компонентов формовочной земли) нефтепромыслов
(удаление нефтепродуктов и шлама) мясокомбинатов (удаление
частиц минерального происхождения) и т.д.
Обогащение твердой фазы стоков (удаление из твердой фазы
снижающих ценность основного продукта). Например обогащение
твердой фазы сточных вод галтовочных барабанов в которых
содержится ценный карборундовый порошок и отходы процесса
шлифовки керамики с обеспечением повторного использования
порошка карборунда в процессе шлифовки.
17. Для обезвоживания сырых осадков при использовании
тисковых центрифуг напорные гидроциклоны надлежит применять
для предварительного удаления абразивных частиц твердой фазы
осадка обеспечивающего защиту центрифуг от абразивного
Удаление из известкового молока инертных примесей (частиц
песка необожженного известняка) позволяет повысить
надежность работы дозаторов реакторов контрольноизмерительной аппаратуры.
18. Классификация частиц твердой фазы сточных вод:
разделение частиц на фракции с различной крупностью.
Например классификация частиц твердой фазы сточных фаз
литейных производств с повторным использованием отдельных
фракций в технологическом процессе.
нескольких ступеней разделения в напорных гидроциклонах с
получением на каждой ступени фракций с определенными
19. На очистных сооружениях в напорных гидроциклонах
производится сгущение сточных вод и осадков. Учитывая то что
объем сгущенного продукта в напорных гидроциклонах может
составлять всего 25-10 % начального объема обрабатываемой
суспензии технологическая операция сгущения может обеспечить
значительную экономию материальных затрат на строительство
очистных сооружений и участков обработки осадков. При этом
происходит эффективная отмывка минеральных частиц от
налипших на них органических загрязнений например на
очистных сооружениях НПЗ при обработке песка выгружаемого
из песколовки гидроэлеваторами или при отмывке песчаной
загрузки фильтров при ее гидроперегрузке.
20. В зависимости от расположения напорных гидроциклонов
в технологическом процессе и схемы их обвязки могут иметь место
четыре гидродинамических режима работы:
при свободном истечении верхнего и нижнего продуктов в
атмосферу Рвх = Ра; Ршл = Ра;
трубопровода и свободном истечении шлама Рвх>Ра; Ршл = Ра;
при противодавлении со стороны
трубопроводов Рвх>Ра; Ршл>Ра.
Режимы работы гидроциклонов учитываются
конструктивных и технологических параметров.
21. Одной из важных особенностей напорных гидроциклонов
конструктивными и технологическими параметрами аппаратов
Наибольшие значения коэффициентов корреляции имеют
гидроциклона Dhс площадь питающего патрубка Fen диаметры
сливного и шламового патрубков dв высота цилиндрической
части Нц угол конусности конической части
перепад давления в гидроциклоне Р = Рcn-Рсx концентрации
суспензии на входе в гидроциклон Ссn размеры и плотность частиц
твердой фазы суспензии dcp T.
22. Основные размеры напорного гидроциклона подбираются
по данным заводов изготовителей при этом должны учитываться:
диаметр питающего dеn и сливного dех патрубков должны отвечать
соотношениям dеndedenDhc = 012-04;
- толщина стенки сливного патрубка; dшл - диаметр шламового
патрубка назначается из соотношения dшлdeх = 02-10 (для
предупреждения засорения шламового патрубка его минимальный
диаметр должен в 6-8 раз превышать максимальный размер частиц
гидроциклонов осветлителей должна приниматься: Нц = (2-4)Dhс
для гидроциклонов сгустителей: Нц = (1-2)Dhс.
конической части следует принимать для гидроциклонов
осветлителей 5-15° для гидроциклонов сгустителей - 20-45°.
технологических задач могут применяться двух продуктовые (см.
рис. 10) и многопродуктовые (рис. 11) напорные гидроциклоны.
В последнем случае аппараты имеют несколько сливных
трубопроводов отводящих целевые продукты из различных зон
восходящего вихревого потока гидроциклонов. Такие конструкции
Рис. 10. Схема напорного гидроциклона
Рис. 11. Схема трехпродуктового напорною гидроциклона
24. За последние годы в ряде отраслей промышленности
широко внедряются мультигидроциклоны - монолитные или
сборные блочные конструкции включающие десятки или сотни
единичных напорных гидроциклонов имеющих единые питающие
двухпродуктовых и многопродуктовых напорных гидроциклонов с
малым диаметром цилиндрической части от 8 до 75 мм.
25. Для выделения из сточных вод частиц механических
загрязнении крупностью
= 50-100 мкм (табл. 5) рекомендуются конструкции напорных
гидроциклонов малых диаметров выпускаемых Усолье-Сибирским
заводом горного оборудования.
Для выделения из сточных вод мелкодисперсных механических
опытноэкспериментального
Ленниихиммаш (табл. 6).
Размеры основных узлов и деталей
Наименование узлов и деталей
технологические параметры
ГЦ-150К* ГЦ-250К* ГЦ-360К*
цилиндрической части Dhc мм
Сечение вкладыша питающего
патрубка на входе в гидроциклон
Диаметр патрубка питающего den
Насадок сливной dвx мм
Патрубок сливной dсx мм
Патрубок шламовый dшл мм
Угол конусности конической
Масса гидроциклона кг
Объемная производительность
Qеn м34 при Pen = 003-025
Граничная крупность разделения
* ГЦ - сокращенное название гидроциклона; цифры - внутренний диаметр
цилиндрической части мм; буква К - внутренняя поверхность стенок аппарата
футерована каменным литьем.
ГНС-100 ГНС-125 ГНС-160 ГНС-200
* ГН - гидроциклон напорный с монолитными элементами ГНС - со сборными
элементами рабочей камеры.
26. Гидроциклоны малых диаметров объединяются в батареи
и блоки(мультициклоны) что позволяет при обеспечении
требуемого эффекта очистки и производительности добиться
максимальной компактности установки.
Батарейные гидроциклоны имеют единую систему питания а
также системы сбора верхнего и нижнего продуктов разделения.
Батарейный гидроциклон состоящий из 12 аппаратов Dhc = 75 мм
имеющий производительность 60-70 м3ч изготавливает опытноэкспериментальный
Аппарат рекомендуется к применению в технологических
процессах очистки производственных сточных вод литейных
стекольных и керамических производств и т.д. Опытноэкспериментальный завод Дзержинского филиала Ленниихиммаш
изготавливает батарейные гидроциклоны включающие шесть
единичных гидроциклонов Dhc = 125 мм (den = 25 мм; dвх = 35 мм;
= 10°). С целью сокращения расхода шлама и повышения
снабжаются автопульсирующими шламовыми патрубками.
Производительность батарейного гидроциклона при давлении
питания 04 МПа-120 м3ч. Материал - нержавеющая сталь.
мультигидроциклонов марки ГБ-2 ГБ-3 ГБ-6 ГБ-7 ГП-8 (табл.
). Серийное производство аппаратов осуществляет Кореневский
опытный завод ЦНИИКПП.
Единичные аппараты изготовляют из пластмасс. Основные
мультигидроциклонов приведены в табл. 7. Назначение аппаратов;
разделение суспензии картофеле- и кукурузокрахмального
мультигидроциклонов ЦНИИКПП рекомендуется применять для
механической очистки промышленных стоков содержащих
минеральные частицы размером
= 200 мкм и плотностью
Тип мультигидроциклонов
ГБ-3* ГБ-6** ГБ-7** ГБ-8**
диаметр цилиндрической части Dhc
размер питающего патрубка dcn мм
диаметр сливного патрубка dвх мм
диаметр шламового патрубки dшл мм
Единичный гидроциклон:
Число гидроциклонов в выпускаемых шт
Давление питания мультигидроциклонов
Объемная производительность блока Qвn
Габариты блока мультигидроциклонов мм:
Масса блока мультигидроциклонов. кг
* Мультигидроциклоны первого выпуска.
** Модернизированная конструкция мультигидроциклонов.
Рис. 12. Кинетика отстаивания сточных вод фасонно-формовочного
цеха (Со = 300 мгл; h = 200 мм)
27. Для проектирования гидроциклонных установок должны
быть заданы те же данные о характеристике сточных вод и
механических загрязнений что и при проектировании других
методов механической очистки.
28. По кривой кинетики отстаивания (рис. 12) по заданному
эффекту очистки определяется охватывающая гидравлическая
затем из точки на оси ординат соответствующей требуемому
эффекту очистки проводится касательная к кривой Э = f(t) из
точки касания опускается перпендикулярна ось абсцисс и по
найденному времени tгр определяется граничная гидравлическая
крупность Uгр задерживаемых частиц ммс;
по которой по формуле Стокса рассчитывается граничный диаметр
задерживаемых при заданном эффекте частиц
29. После определения граничной крупности частиц которые
требуется выделить по табл. 5 - 7 подбирается диаметр
гидроциклона в котором эти частицы могут быть выделены
назначаются размеры его основных узлов dвn dвх dшл Нц
Нк (см. рис. 10) и назначается давление Рвп под которым
исходная вода будет подаваться на гидроциклоны. Затем исходя
из заданных размеров гидроциклона рассчитывается граничная
крупность разделения мкм:
30. В случае если рассчитанная крупность
гр будет больше крупности которая соответствует требуемому
эффекту очистки определенной по формуле (32) то подбор
гидроциклона необходимо повторить изменяя его конструктивные
размеры и давление на входе. На основании формулы (32) в ГИСИ
им. В.В. Куйбышева составлена номограмма упрощающая
31. После уточнения всех геометрических размеров
производительности следует производить по формуле (42) СНиП
04.03-85. Для получения более точных расчетов рекомендуется
следующая формула лс:
После определения производительности одного аппарата
исходя из общего количества сточных вод определяют число
рабочих гидроциклонов назначают общее количество аппаратов
и приступают к проектированию гидроциклонной установки в
соответствии со СНиП 2.04.03-85.
32. Потери воды с выделенным осадком удаляемым через
шламовую насадку dшл лс определяются по уравнению
33. Для примерного расчета потерь воды с выделяемым
осадком следует принимать для гидроциклонов диаметром меньше
0 мм - 007-008 Qen более 100 мм - 004-003 Qen.
Пример 7. Требуется рассчитать открытий гидроциклон для
очистки сточных вод образующихся при мойке грузовых
автомобилей. Расход сточных вод составляет 50 мч. Гидроциклон
применен на первой ступени очистки и должен задерживать
частицы гидравлической крупностью 03 ммс.
Для расчета принимаем открытый гидроциклон с конической
диафрагмой и внутренним цилиндром (см. рис. 7 в).
По формуле (38) СНиП 2.04.03-85 рассчитываем удельную
гидравлическую нагрузку на гидроциклона
qhc = 36.198.03 = 2l4 м3(м2.ч).
Определяем общую площадь зеркала воды в гидроциклонах
Fhc = 50214 = 234 м2.
Задавшись диаметром гидроциклона Dhc = 3 м рассчитываем их
Принимаем 3 гидроциклона диаметром Dhc = 3 м.
По табл. 4 рассчитываем все конструктивные размеры
гидроциклона с конической диафрагмой и внутренним цилиндром
(графа 5): высота цилиндрической части Hhc: = 3 м; диаметр
впускного патрубка den = 150 мм; количество патрубков n = 2; угол
= 60°; угол конуса диафрагм
= 90°; диаметр центрального отверстия в диафрагме dd = 15 м;
диаметр внутреннего цилиндра D1 = 264 м; высота внутреннего
цилиндра H1 = 3 м; высота водосливной стенки H2 = 06 м; диаметр
водосливной стенки D2 = 32 м; диаметр водопогруженного щита
Выбираем материал для изготовления гидроциклона.
При решении о применении железобетона для выполнения
корпуса аппарата в проекте обязательно должно быть оговорено
непременное применение опалубки позволяющей получить
гладкую внутреннюю поверхность в аппарате.
Далее с учетом п. 6.89 СНиП 2.04.03-85 приступают
проектированию схемы гидроциклонной установки.
многоярусными гидроциклонами для очистки сточных вод цеха
среднесортного проката. Расход сточных вод 1500 м3ч. Расход
воды практически постоянен в течение суток. Температура воды
Tw в течение года изменяется в пределах 15-30 °С. Концентрация
взвесей в исходной воде составляет 250 мгл масла 60 мгл.
превышать 60 мгл масел 25 мгл. По данным анализа кривых
кинетик отстаивания сточных вод при температуре 20 °С в слое
h = 200 мм требуемая степень очистки обеспечивается при
задержании частиц тяжелых примесей крупностью 03 ммс и 05
ммс - легче воды поэтому за расчетную принимается 03 ммс.
Принимаем многоярусный
выпусками (см. рис. 8).
Расчет производится в следующем порядке.
Задаемся диаметром гидроциклона Dhc = 5 м.
По формулам (38). (39) СНиП 2.04.03-85 рассчитываем удельную
Зная диаметр аппарата (Dhc = 5 м) определим расход воды
который может подаваться на один ярус:
qhc = 0785.52.07 = 1373 м3ч.
Определяем количество ярусов
nti = 12001373 = 874
Задавшись количеством ярусов в гидроциклоне n = 15 шт.
определяем количество рабочих аппаратов
По табл. 4 назначаем основные размеры аппарата.
многоярусными гидроциклонами для очистки сточных вод от
вагранок литейного цеха.
Расход сточных вод 680 м3ч. Расход воды практически
постоянен в течение суток. Температура воды в течение года
изменяется в пределах 22-60 °С. За расчетную принимаем 30 °С.
Концентрация взвесей в исходной воде составляет 800-1200 мг
л. В очищенной воде содержание тяжелых примесей не должно
По данным анализа кривых кинетик отстаивания сточных вод
при температуре 20°С в слое h = 200 мм требуемая степень
очистки обеспечивается при задержании частиц крупностью 02
В качестве очистного сооружения принимаем многоярусный
гидроциклон с периферийным отбором очищенной воды (см. рис.
). Расчет производится в следующем порядке.
Задаемся следующими параметрами гидроциклона: диаметр
гидроциклона Dhc = 5 м; диаметр центрального отверстия верхней
диафрагмы прямоточного яруса dd = 1 м; высота ярусов hti = 012
По формулам (38) (40) СНиП 2.04.03-85 рассчитываем удельную
гидроциклона b - ширина периферийной щели для отвода
очищенной воды назначаем b = 01 м; Kset - коэффициент
использования объема яруса так как гидравлическая нагрузка на
ярус обещает быть небольшой принимаем Kset = 04.
Если температуру оборотной воды принимаем равной 30 °С
тогда гидравлическая крупность по зависимости (31) СНиП
04.03-85 при этой температуре составит
который может подаваться на один ярус
Определим количество ярусов
пti = 6801333 = 51 шт.
Задавшись количеством пар ярусов в гидроциклоне n1 = 15шт.
определим количество аппаратов
По табл. 4 (графа 7) назначаем все остальные размеры
многоярусного гидроциклона:
высоту цилиндрической части определяем исходя из количества
ярусов Нц = 2 ht количество впусков nвп = 3;
угол конической части
= 50°; диаметр центрального отверстия dd = высоту ярусов
принимаем h зазор между корпусом и диафрагмой
= 01 м; скорость потока на входе
= 03 мс; размер впускной щели: высота 012 м; ширина
3.100003.3600 = 12 мм; высота водосливной стенки Н2 = 05м.
Пример 10. Требуется запроектировать очистные сооружения
фасонно-формовочного цеха сточные воды которого в основном
представлены пылевидными частицами песка глины шлака
формовочной земли и т.д. Расход сточных вод в среднем составляет
0 м3ч. Концентрация взвешенных веществ изменяется в
пределах 1500-3000 мгл. Кривая кинетики отстаивания приведена
на рис. 12. По требованиям производств эту воду необходимо
очистить до 10 мгл т.е. 997 %. Подобные жесткие требования
диктуются условиями предохранения плунжерных насосов от
образивного износа. Этими насосами очищенная сточная вода
будет подаваться в технологический процесс. Температура воды 20
°С; pН = 6-7. Удельный вес механических загрязнений в среднем
Расход воды следует считать постоянным в течение суток.
Для достижения столь грубой степени очистки принимаем
двухступенную схему очистки по которой на период ступени
применены напорные гидроциклоны в которых обеспечивается
удаление основной массы механических загрязнений (Э = 80 %)
на второй ступени - отстаивание с применением реагентов. В
данном примере рассматривается лишь расчет напорных
По кривой кинетики отстаивания (см. рис. 12) по заданному
эффекту Э = 80 % определяем охватывающую гидравлическую
крупность U0 = 200l060 = 033 ммс.
Затем из точки на оси ординат соответствующей заданному
эффекту очистки (80 %) проводим касательную к кривой. Из точки
касания опускаем перпендикуляр на ось абсцисс и по найденному
времени tгр = 165 мин рассчитываем граничную гидравлическую
Uгр = 200(165.60) = 02 ммс.
Затем по формуле (31) рассчитываем граничный диаметр
гр мкм задерживаемых частиц
После определения граничной крупности по табл. 6 подбираем
гидроциклон который может выделить частицы этой крупности
Dhc = 80 мм и по этой же таблице в соответствии с
рекомендуемыми соотношениями СНиП 2.04.03-85 назначаем
размеры основных рабочих узлов den = 80.025 = 20 мм; dвх = 20
= 32 мм; dшл = 10; Нц = 4Dhc = 4.80 = 320 мм;
Давление питания принимаем Pвn = 03 МПа.
По формуле (32) определяем
Вследствие того что полученное значение
гр = 27 мкм меньше значения
гр = 475 мкм которое требуется обеспечить ожидается что
подобранный гидроциклон обеспечит эффект очистки несколько
В случае если определенная
гр была бы больше заданного потребовалось бы
повторить задаваясь другими размерами гидроциклона.
Далее по формуле (33) определяем производительность одного
×160143×320015×100025×030443 =
Исходя из общего количества сточных вод для их очистки
потребуется гидроциклонов
В соответствии с п. 6.91 СНиП 2.04.03-85 установка должна
включить 9 рабочих аппаратов и 1 (один) резервный. После
определения количества гидроциклонов определяем расход воды
удаляемой со шламом на который нужно рассчитывать
qшл = 007 (134.9) = 84 м3ч.
БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
1. В соответствии с СНиП 2.04.03-85 технологические
параметры аэротенков определяются расчетом по зависимостям
(48)-(67). Hа очистных станциях производительностью более 30000
железобетонных резервуаров глубиной 4-5 м шириной коридоров
-9 или 12 м. Количество коридоров и их длин зависят от типа
аэротенка и компоновки очистных сооружений.
Аэротенки - смесители без
2. Сооружения этого типа целесообразно применять для
очистки производственных сточных вод при относительно
небольших колебаниях их состава и присутствии в воде
преимущественно растворенных органических веществ например
на второй ступени биологической очистки сточных вод и системы
канализации нефтеперерабатывающих заводов.
Пример. Исходные данные: расчетный расход сточных вод в
смеси с городскими 1250 м3ч; БПКдолн воды (после аэротенков I
ступени) и смешения с городскими в соотношении 1:1 (Len) = 150
мгл; БПКдолн очищенной воды (Lex.) = 15 мгл.
Значения констант принимаются из уравнения (40) СНиП
= 59 мг БПКдолн(г-ч); K K0 = 166 мгл;
Доза ила и концентрация растворенного кислорода должны
определяться по технико-экономическим расчетам. В данном
случае практически установлены a С0 = 2 мгл. Величина
рассчитанная по уравнению (49) СНиП 2.04.03-85 составит
Wat = qWtatm = 1250.74 = 9250 м3
Степень рециркуляции определяется по формуле (52) СНиП
04.03-85. В первом приближении принимать Ii = 100 см3r
который потом уточняется по табл. 41 СНиП 2.04.03-85 исходя из
Аэротенки-смесители с
производственных сточных вод со значительными колебаниями
состава и расхода стоков и присутствии в них эмульгированных
и биологически трудноокисляемых компонентов например при
очистке сточных вод 1 ступени второй системы канализации ППЗ.
Исходные данные: расчетный расход (с учетом неравномерности
поступления) qW = 625 м3ч; Len = 300 мгл; Lвх = 100 мгл.
Значения констант уравнения (49) приведены в табл. 40 СНиП
= 59 мг БПКполн(г-ч); K K0 = 166 мгл;
По данным технико-экономического расчета или опыту
эксплуатации принимаются величины средней дозы ила aimix = 35
гл и концентрации растворенного кислорода Сo = 2мгл.
Для расчета аэротенков предназначенных для очистки
производственных сточных вод степень регенерации Rr задается
по данным исследований или по опыту эксплуатации.
В данном случае степень регенерации принимается Rr = 03
(объем занятый регенератором составляет 30 %) иловой индекс Ii
По формуле (52) СНиП 2.04.03-85 определяется коэффициент
Средняя скорость окисления
в системе аэротенка с регенератором aimix = 35 гл
определяется по формуле (49) СНиП 2.04.03-85 а значения
констант по табл. 40 СНиП 2.04.03-85
Общий период окисления при
= 183 рассчитываем по формуле (48) СНиП 2.04.03-85
Общий объем аэротенка и регенератора
Watm + Wг = qWtatm = 625 446 = 2788 м2.
Общий объем аэротенка определяется по формуле
Объем регенератора Wr = 2788-1952 = 836 м3.
С учетом величины периода аэрации следует уточнить нагрузку
на ил а затем значения илового индекса. По формуле (53) СНиП
04.03-85 определим значения qi
По табл. 41 СНиП 2.04.03-85 при этом значении qi для сточных
вод НПЗ Ii = 74 cм3г что отличается от ранее принятого Ii = 100
С учетом проектирования значения Ii по формуле (52) СНиП
04.03-85 уточняется величина коэффициента рециркуляции
Для расчета вторичного отстойника уточняется доза ила в
аэротенке по следующей формуле:
Подставляя численные значения в формулу (35) получим
Гидравлическая нагрузка на вторичный отстойник определяется
по формуле (67) СНиП 2.04.03-85 с учетом допустимого выноса ила
из отстойника после I ступени биологической очистки
коэффициентом использования объема Кss = 04 для которого при
глубине зоны отстаивания 3 м гидравлическая нагрузка будет
Аэротенки-вытеснители с
4. Сооружения этого типа применяются для очистки городских
сточных вод и близких к ним по составу промышленных при
незначительных колебаниях в составе и расходе.
Исходные данные: расчетный часовой расход сточных вод qW
= 4200 м3ч; величина БПКполн исходной воды Len = 250 мгл;
требуемая величина БПКполн очищенных вод Lвх = 15 мгл
допустимый вынос ила из вторичных отстойников
В начале по формуле (52) СНиП 2.04.03-85 определятся степень
рециркуляции Ri причем в первом приближении принимается
величина Ji = 100 см3г. Доза ила в аэротенке определяется
оптимизационным расчетом с учетом работы вторичных
отстойников ориентировочно
Величина БПКполн воды поступающей в начало аэротенкавытеснителя Lmix определяется по формуле (51) СНиП 2.04.03-85
с учетом разбавления циркуляционным илом
Период пребывания сточных вод в аэротенке рассчитывается no
Доза ила в регенераторе определяется зависимостью (55) СНиП
04.03-85. В первом приближении
Удельная скорость окисления
рассчитывается по формуле (49) где величины констант и
коэффициентов следует брать из табл. 40 СНиП 2.04.03-85. Для
городских сточных вод
= 85 мг БПКдолн(г×ч); K K0 = 0626 мгл;
оптимизационным расчетом. Для регенератора принимается в
данном случае Сo = 2 мгл ar = 649 гл
Продолжительность окисления загрязнений рассчитывается по
формуле (54) СНиП 2.04.03-85
Продолжительность регенерации ила по формуле (57) СНиП
tr = to-tat = 729 - 155 = 574 ч.
регенератор рассчитывается по формуле
Подставив численные значения получим t = (1+043)155 +
Объем аэротенка определяется по формуле (58) СНиП 2.04.03-85
Wat = tato(1+Ri)qW = 155 (1+043) 4200 = 9309 м3
Объем регенератора - по формуле (59) СНиП 2.04.03-85
Wr = tr Riqw = 574×043×4200 = 10366 м3.
Для уточнения илового индекса определяется средняя доза ила
в системе аэротенк-регенератор по формуле
Подставив численные значения получим
aimix = [(1+043) 155×3 + 043×574×649]468 = 545 гл.
По формуле (53) СНиП 2.04.03-85 определяется нагрузка на ил
qi где доза ила принимается равной величине aimix а период
аэрации равен продолжительности пребывания в системе аэротенк
По табл. 41 СНиП 2.04.03-85 для ила городских сточных вод при
qi = 355 мг (г×сут) Ji = 76 см3г. Эта величина отличается от
принятой ранее Ji- = 100 cм3г.
По формуле (52) СНиП 2.04.03-85 с учетом скорректированной
величины Ji = 76 см3г уточняется степень рециркуляции
Принимается Ri = 03. Эта величина существенно отличается
от рассчитанной в первом приближении поэтому нуждается в
уточнении величины Lmix и tai. По формуле (51) СНиП 2.04.03-85
По формуле (56) СНиП 2.04.03-85
По формуле (55) СНиП 2.04.03-85
По формуле (49) СНиП 2.04.03-85
По формуле (54) СНиП 2.04.03-85
По формуле (57) СНиП 2.04.03-85
tr = 904- 16 = 744 ч.
регенератор по формуле (36)
t = (1 + 03) 16 + 03×744 = 431 ч.
Объем аэротенка по формуле (58) СНиП 2.04.03-85
Wat = 16(1+03)4200 = 8790 м2.
Объем регенератора по формуле (57) СНиП 2.04.03-85
Wr = 744×03×4200 = 9374 м3.
Далее необходима проверка величины aimix по формуле (37)
aimix = [(1+03)16×3 + 744×03×8]431 = 479 гл
с учетом которой нагрузка на ил будет равна:
величина Ji по табл. 41 СНиП 2.04.03-85 равна 79 cм3г что не
существенно отличается от ранее определенного значения этой
величины и дальнейшей корректировки расчетов не требуется.
аэротенков-вытеснителей
регенераторами рассчитываются по формуле (67) СНиП 2.04.03-85
в котором значения аi и аt соответствуют первоначально заданным
величинам значение Ji принимается на основе последних
корректировок в данном случае для радиальных отстойников при
Kss = 04 и Hset = 3 м
5. Сооружения этого типа рекомендуется применять для
очистки городских и близких к ним по составу производственных
сточных вод с БПКполн не более 150 мгл либо на второй ступени
биологической очистки.
Исходные данные: расчетный расход сточных вод qW = 4200
м ч для городских сточных вод БПКполн исходной воды Len =
0 мгл; БПКполн очищенных вод Lех = 15 мгл; вынос ила из
вторичных отстойников
В начале определяется степень рециркуляции Ri в которой
величина илового индекса в первом приближении принимается Ji
= 100 см3г доза ила в аэротенке -
устанавливается в результате технико-экономических расчетов.
= 3 мгл. По формуле (52) СНиП 2.04.03-85
Для обеспечения нормального удаления ила из вторичных
отстойников с илососами следует принимать Ri = 03.
БПКполн воды поступающей в начало аэротенка-вытеснителя
Lmix с учетом разбавления циркуляционным илом рассчитывается
по формуле (51) СНиП 2.04.03-85
Период аэрации определяется по уравнению (50) СНиП
04.03-85 в котором значения констант и коэффициентов для
рассматриваемого примера по табл. 40 СНиП 2.04.03-85 имеют
= 85 мг(г×ч) K KO = 0626 мгл;
= 007лг; s = 03. При Leх = 15 мгл коэффициент Kp = 15.
Концентрация кислорода определяется технико-экономическими
расчетами с учетом типа аэраторов. Приближенно Со = 2 мгл.
Объем аэротенка и вытеснителя с учетом рециркуляционного
расхода определяется по зависимости (58) СНиП 2.04.03-85.
Wat = tatv(1+Ri)qW = 296(1+03)4200 = 16162 м3.
Для расчета вторичного отстойника следует уточнить величину
илового индекса по нагрузке на ил которая рассчитывается по
формуле (53) СНиП 2.04.03-85 где для аэротенка-вытеснителя без
регенерации исходная величина БПК равна Lmix:
По табл. 41 СНиП 2.04.03-85 при qi = 421 мг (г.сут) Ji = 83 см3г.
При новом значении илового индекса степень рециркуляции
уточняется по формуле (52) СНиП 2.04.03-85
но для обеспечения нормального удаления ила следует принять Ri
= 03 и следовательно дальнейший расчет в корректировке не
Гидравлическая нагрузка qssa на вторичный отстойник
определяется no формуле (67) СНиП 2.04.03-85 в котором
величина илового индекса принимается после последней
корректировки Ji = 83 см3г. Для радиальных отстойников с Kss =
6. Аэраторы должны обеспечивать заданный кислородный
зависимостям приведенным в п. 6.157 СНиП 2.04.03-85. В
конструкции мелкопузырчатых аэраторов могут применяться
фильтросные пластины и трубы синтетические ткани пористые
При использовании пористых материалов удельный расход
воздуха на единицу рабочей поверхности аэраторов Jad зависит
от индивидуальных свойств этих материалов и назначается в
пределах Jad = 30-100 м3(м2.ч); для фильтросных пластин - Jad
= 60-80 м3(м2.ч) для фильтросных труб Jad = 70 - 100 м3(м2.ч)
считая на площадь горизонтальной проекции трубы для
синтетических тканей (арт. 56007 арт. 56026) Jad = 50 - 80
м3(м2.ч). Потери напора в фильтросных материалах и тканях
следует принимать 07-1 м. Скорость выхода воздуха из отверстий
дырчатых труб - 50 мс.
При использовании аэраторов из синтетических тканей или
пористых пластмасс целесообразны конструкции в виде решеток
шириной до 2 м что позволяет увеличить площадь полосы аэрации
использования и снизить удельный расход воздуха.
8. В аэротенках-смесителях пневматические аэраторы
располагаются вдоль одной стены коридора равномерно по всей
их длине. Количество фильтросных пластин или труб определяется
с учетом необходимости интенсивности аэрации и рекомендуемых
неравномерно по длине: в первой половине в 2 раза больше чем во
9. В аэротенках-вытеснителях аэраторы располагаются
неравномерно в соответствии со снижением концентрации
загрязнений и скоростей биохимического окисления.
Исходные данные: вид сточных вод (например городские);
расход сточных вод qW = 4200 м3ч; солесодержание воды Сs = 3
гл; БПКполн исходной и очищенной воды Len и Lвх - 150 в 15 мгл
расчетная температура воды ТW – 20 °С.
Удельный расход воздуха qаir осуществляется по формуле (61)
СНиП 2.04.03-85 для условий полной биологической очистки. В
рассматриваемом примере удельный расход кислорода q0 = 11 и
средняя концентрация кислорода в аэротенке С0 = 2 мгл.
По данным расчета объем аэротенка Watv = 16162 м3. Приняв по
конструктивным соображениям длину коридора l = 60 м и рабочую
глубину Hat = 4 м общая ширина аэротенка будет равна:
Приняв ширину одного коридора b = 6 м число коридоров будет
Следует принять nk = 12 и соответственно изменить и длину
Bat = nk b = 12.6 = 72 м; l = WatvHat Bat =
В зависимости от температуры воды ее солесодержания и
определяется зависимостью
где ha = Ha при haу = 03 м; hа = 4-03 = 37 м; TW = 20 °С; Cs
Приняв в первом приближении fazfat = 01; по табл. 42 СНиП
04.03-85 К1 = 147 для аэратора из фильтросных труб при ha = 4
м по табл. 43 СНиП 2.04.03-85 К2 = 252. При 20 °С коэффициент
Для городских сточных вод коэффициент K3 = 085. Приведем
Источники сточных вод
Деревообрабатывающие
Для определения интенсивности аэрации по длине аэротенкавытеснителя строится график изменения БПКполн во времени (рис.
). Периоды аэрации для заданных промежуточных значений Lex
определяются расчетом по формуле (50) СНиП 2.04.03-85. Данные
расчетов для условий рассматриваемого примера приведены в
Рис. 13. Зависимость Lex от продолжительности пребывания в
аэротенках-вытеснителях
На графике (см. рис. 13) интервал времени соответствующий
продолжительности аэрации при которой достигается Lex = 15 мг
л делится на равные части (по принятому числу ячеек аэротенкавытеснителя) например на 6 частей. Для периодов аэрации в
каждой ячейке с помощью полученной кривой (см. рис. 13)
определяются значения БПКполн на входе и выходе из ячеек. Эти
данные приведены в табл. 9.
П р и м е ч а н и е . Под чертой указано принятое число рядов фильтросных
На основе данных табл. 9 по формуле (39) определяется
интенсивность аэрации в каждой ячейке
где qair - удельный расход воздуха для
определяется по формуле (61) СНиП 2.04.03-85.
Для рассматриваемого примера количество ячеек принято nja =
общая продолжительность аэрации в сооружении по табл. 8 taiv
Количество рядов пневматических аэраторов
фильтросных труб) определяется по формуле
В рассматриваемом примере ширина коридора аэротенки
принята b = 6 м удельный расход воздуха на аэратор для
фильтросных труб Jad = 70 м3(м2ч) площадь одного ряда аэратора
на 1 м фильтросных труб dy = 300 мм; fd = 03 м2м. Расход
воздуха Qair м3ч в каждой ячейке определяется по формуле
Общий расход воздуха на аэротенк Qair равен сумме всех Qair.
Для более точного регулирования подачи воздуха на
воздуховодах каждой ячейки следует установить расходомеры с
задвижками или вентилями.
10. В аэротенках-вытеснителях с регенераторами удельный
расход воздуха определяется по формуле (61) СНиП 2.04.03-85.
Количество аэраторов на первой половине длины аэротенков и
регенераторов принимается вдвое больше чем на остальной длине
Для условий рассмотренного примера в п. 2.9 удельный расход
воздуха рассчитанный по формуле (61) СНиП 2.04.03-85 составил
Общий расход воздуха Qair = 1222.4200 = 51309 м3ч.
Средняя интенсивность аэрации
Ja = (1222.4)375 = 1303 м3(м2ч).
Интенсивность аэрации на первой половине аэротенка
регенератора Ja1 = 133Ja на второй - Ja2 = 133Ja2 = 067Ja.
При ширине коридора аэротенка b = 6 м удельном расходе
воздуха на аэратор в виде фильтросных труб Jab = 90 м3(м2ч) и
площади одного ряда фильтросных труб dy = 300 fd = 03
Количество рядов фильтросных
аэротенки вытеснителя составило
В данном случае следует принять на первой половине аэротенка
и регенератора число рядов фильтросных труб - 4 на второй
половине - 2 соответственно распределив расходы воздуха.
11. С целью сокращения длины воздуховодов количество
стояков для подвода воздуха к аэраторам следует ограничить
минимально возможным числом которое определяется из
заданной неравномерности распределения воздуха вдоль коридора
Число стояков зависит от длины обслуживаемого ими участка
фильтросного канала фильтросной или дырчатой трубы.
Параметры аэраторов из фильтросных труб приведены в табл. 10
из фильтросных пластин - в табл. 11 из дырчатых труб в табл. 12.
неравномерность подачи
длина канала на 1 стояк м
Геометрические размеры мм
условный наружный диаметр отверстий
(фильтросный канал) для обеспечения аэрации коридора
аэротенка - смесителя длиной 100 м шириной 9 м с
неравномерности подачи воздуха 15 %.
Интенсивность подачи воздуха на 1 м длины коридора
Ja = Jdb = 10.9 = 90 м3(м2×ч).
Указанная интенсивность при перепаде 15 кПа (новые
пластины) может быть обеспечена установкой трех параллельных
рядов фильтросных каналов. Для допустимой неравномерности 15
% при глубине канала 100 мм находим из табл. 11 максимальную
длину аэратора на 1 стояк - 88 м. Стояк присоединен к середине
обслуживаемого им участка. Для коридора длиной 100 м
потребуется таким образом 2 стояка. Полученное данным методом
число стояков является минимально допустимым и может быть
увеличено из конструктивных соображений.
Следует обратить внимание что при этом должны быть
предусмотрены упругие вставки на температурных швах
резервуара аэротенка.
12. Эрлифтные аэраторы. При наличии и сточных водах
значительных количеств карбонатных солей смол жиров вязких
нефтепродуктов и волокнистых веществ способных вызвать
быструю кольматацию пор в мелкопузырчатых пневматических
аэраторах целесообразно применение эрлифтных аэраторов. По
эффективности они приближаются к механическим но не имеют
сложного привода и не подвержены засорениям.
Принцип действия эрлифтных аэраторов совмещают в себе
среднепузырчатую аэрацию с помощью сжатого воздуха в эрлифте
и дополнительную аэрацию при изливе струи через кромку
водослива (рис. 14). Конструкция этих аэраторов разработана
Рис. 14. Схема эрлифтного аэратора
- аэрационная решетка; 2 - нижний конус диффузора; 3 - труба диффузора: 4 верхний конус диффузора с гребенчатым водосливом; 5 - лопатки; 6 воздухопровод; 7 - опорные стойки
Ориентировочно производительность эрлифтного аэратора Qm
кгч по кислороду определяется по уравнению
где hb - высота кромки водослива рекомендуется принимать hb =
5 - 05 м; dэp - диаметр трубы аэратора dэp = (06-1) Ва; Нэp глубина погружения аэратора Нэp = 35 - 4 м.
Растворимость кислорода Са определяется по формуле (38).
Пример расчета. Для подбора эрлифтных аэраторов приведен
график (рис. 15). Оптимальный режим работы эрлифтных
аэраторов наблюдается при Ja1 = 10-15 м3(м2×ч) и dэp = 03 - 12 м.
Рис. 15. Зависимость удельных энергозатрат и производительности по
кислороду от диаметра эрлифтных аэраторов при различных значениях
интенсивности аэрации
- Ja = 5; 2 - Ja = 10; 3 - Ja = 15 м (м ×ч)
Исходные данные: тип сооружения - аэротенк-смеситель первой
ступени. БПК сточных вод Len = 550 мгл; Lех = 137 мгл;
расчетный расход qW = 40000 мзcyт = 1667 м3ч; период аэрации
ta растворимость кислорода Са = 9 мгл; концентрация
растворенного кислорода в аэротенке Со = 2 мгл; ширина
коридора аэротенка b = 9 м.
В данном случае принят dэp = 01b т.е. dэp = 019 = 09 м Ja1 =
Объем аэротенка Waim = qWtaim = 1667.3 = 4999 м3.
По рис. 15 при Ja1 = 15 м3(м2×ч) производительность по
кислороду этого типоразмера аэратора приближенно составит 65
Для определения необходимого числа эрлифтных аэраторов
может быть использована формула (65) СНиП 2.04.03-85
Следует принять Nma = 18 ед. При общей длине коридоров
аэротенка La = WaimHatb = 4999(45×9) = 123 м.
Расстояние между аэраторами l1 = 12318 = 686 м. Расход
воздуха QB1 на один аэратор при Ja1 = 15 м3(м2×ч).
QB1. = Ja1 bl1 = 15×9×686 = 926 м3ч = 257 лс.
сооружения в конструкции которых предусмотрены зоны
окисления и илоотделения сообщающиеся между собой с
помощью циркуляционных окон и щелей. Зона окисления
оборудуется механическим аэратором системой автоматической
подпитки кислорода и стабилизации кислородного режима (рис.
). Окситенки работают в режиме реактора-смесителя. Они могут
применяться для полной и неполной очистки городских и
производственных сточных вод.
Рис. 16. Схема окситенка
- резервуар; 2 - полупогружная перегородка; 3 - корпус зоны реакции 4 кислородопровод. 5 - механический аэратор; 6 - стояк сброса газа; 7 - привод
илоскреба 8 - кислородный датчик; 9 - зона илоотделения; 10 - решетка
илоскреба; 11 - водослив водосборного лотка; 12 - донная циркуляционная
щель; 13 - подводящий дюкер; 14 - циркуляционные окна
диаметром 10 22 и 30 м в которых зоны окисления и илоотделения
равны между собой по объему.
14. При расчете окситенков определяются необходимые
объемы зоны окисления и илоотделения размеры турбины
аэратора частота ее вращения и мощность привода при заданной
эффективности использования кислорода.
15. Исходные данные для расчета окситенков аналогичны тем
которые необходимы при применении аэротенков. Для примера
рассмотрим случай при котором расход сточных вод qW = 1667
м3ч; БПКполн исходной воды Len = 400 мгл: БПКполн очищенной
Сточная вода представляет собой смесь промышленной и
бытовой и по составу близка к городской поэтому кинетические
константы могут быть взяты из табл. 40 СНиП 2.04.03-85
= 85 мг БПКдолн(г×ч); K K0 = 0625 мгл;
Доза ила и концентрация кислорода определяются в результате
технико-экономических расчетов. Для окситенков эти параметры
находятся в следующих пределах: ai = 5 - 12 гл Сo = 6 - 12 мгл.
В данном случае в первом приближении принято ai = 6 гл Сo =
В начале определяется удельная скорость окисления по формуле
(49) СНиП 2.04.03-85
=1825 мг.БПКполн(г×ч).
Период пребывания в зоне реакции определяется по формуле
(48) СНиП 2.04.03-85
Суммарный объем зон реакции окситенков м3.
WO = qwtaim = 1667.502 = 8368 м3.
Приняв окситенки DО = 22 м глубиной НО = 45 м с общим
НО. = 0785×222×45 = 1708 м3
получим объем зоны реакции
Далее рассчитаем диаметр зоны реакции по формуле м:
Затем количество окситенков
nO = WO Wa1 = 8368854 = 9718 ед.
Согласно расчетам принимаем nO = 10 ед.
16. Для определения седиментационой характеристики ила по
формуле (53) СНиП 2.04.03-85 рассчитываем нагрузку на ил
qi = (400 - 15) 246×502(1 - 03) = 438 мг.БПКполн(г×сут).
По табл. 41 СНиП 2.04.03-85 при qi = 438 величина илового
индекса Ji = 85 см3г. С учетом снижения его за счет кислорода Ji
По табл. 45 СНиП 2.04.03-85 в зависимости от величины
параметра (aiJi) определяем допустимую гидравлическую нагрузку
на илоотделитель; для aiJi = 6.607 = 364 при котором qms = 14
Необходимая площадь илоотделителей окситенков
Фактическая площадь илоотделителей
FOi = WO12HO = 1708(2.45) = 1900 м2
что значительно превышает необходимую величину поэтому дозу
ила можно несколько увеличить.
17. Во втором приближении принимается доза ила ai = 8 г
л остальные параметры остаются неизменными и расчет
повторяется в прежней последовательности. По формуле (49)
По формуле. (48) СНиП 2.04.03-85
taim = (400-15)[8(1-03)1662] = 413 ч.
Объем зон реакции окситенков Wa = 1667×413 = 6895 м3.
Количество окситенков nO = 6895854 = 807 ед. Можно принять
nO = 8 ед. По формуле (53) СНиП 2.04.03-85
qi = (400-15).24[8.413 (1-03)] = 3995 мг(г×сут)
По табл. 41 СНиП 2.04.03-85 при qi = 3995 мг(г×сут) Ji = 80
см3г с учетом влияния кислорода Ji = 8014 = 57 см3г величина
aiJi = 8.57 = 456 при котором по табл.45 СНиП 2.04.03-85 qms = 1
Необходимая площадь илоотделителей окситенков Fтs = 16671
Фактическая площадь илоотделителей Fтs = 689545 = 1532
м2 что соответствует необходимой величине.
18. Производительность аэратора по кислороду Qma кгч при
где Са - концентрация насыщения воды кислородом мгл в
стандартных условиях по формуле (38) (в данном случае Сa = 10
мгл); Кт и K3 - коэффициенты учитывающие температуру и состав
сточных вод определяются по п. 6.157 СНиП 2.04.03-85.
Например при температуре воды 12 °С Кт = 1+002(12 - 20)
= 084. Для смеси промышленных и городских вод K3 = 07.
Коэффициент использования кислорода в окситенке принимается
Концентрация растворенного кислорода в зоне реакции
определяется технико-экономическим расчетом. Для окситенков
оптимальные значения Со = 6-12 мгл. В данном случае Со = 8 мг
Скорость потребления кислорода рассчитывается с учетом БПК
исходной и очищенной воды и производительность одного
окситенка по формуле кгч:
= (400 - 15) 16671000×8 = 80 кгч.
Qma = 10×801000×084×07[0174(1-09)09-81000] = 119 кгч.
Исходя из конструктивных соображений принимается диаметр
турбины механического аэратора dа = 2 м. Параметры
механических аэраторов приведены в табл. 13.
лопаток лопатки лопатки вращения
Для аэратора с da = 2 м работающего на воздухе
производительность по кислороду составляет Qm = 335 кгч
мощность (нетто) Nm = 118 кВт частота вращения nm = 38 мин-1.
Поскольку Qm аэратора недостаточна следует повысить
скорость его вращения и соответственно увеличить мощность
Необходимая частота вращения nO мин-1 определяется по
Мощность (нетто) на валу NO кВт рассчитывается по формуле
для рассматриваемого примера
NO = 118.722382 = 423.
Мощность привода аэратора (брутто) при его КПД
оценивается по величине донной скорости Jо мс в наиболее
удаленной точке зоны его действия величина которой должна
быть не менее 02 мс и рассчитывается по формуле
где Ha и Вa - глубина и ширина зоны реактора.
Для рассматриваемого примера при Вa = Dr = 155 м; На = 45 м
донная скорость будет равна:
что значительно выше требуемой величины и следовательно
перемешивание будет обеспечено.
19. Расход кислорода определяется с учетом расхода сточных
вод БПКполн исходной и очищенной воды и эффективности
Для рассматриваемого примера
где плотность 1 м3 кислорода при нормальном давлении
= 143 кгм3. Для условий примера Qo = 713143 = 4987 м3ч.
20. При подборе оборудования можно использовать техникоэкономические показатели установок разделения воздуха (по
данным Гипрокислорода) которые приведены в табл. 14.
21. Применение окситенков экономически целесообразно при
получении кислорода по себестоимости от действующих
кислородных цехов предприятий азотной нефтехимической
коксохимической и других отраслей промышленности а также при
строительстве собственных кислородных установок в составе
очистных сооружений.
собственными кислородными установками по сравнению с
аэротенками при очистке городских сточных вод возрастает с
повышением производительности очистных сооружений.
блоков в Производительность
электроэнергии эксплуатационные
установки установке по кислороду м3ч
П р и м е ч а н и е . Производительность и себестоимость даны при нормальном
давлении кислорода при температуре 20 °С. Содержание кислорода не ниже
Ориентировочные величины экономического эффекта для этих
условий приведены в табл. 15.
Производительность сооружения тыс. м3сут 20
Экономический эффект тыс. руб.
22. Технологическая схема очистки производственных
сточных вод с флотационным разделением иловой смеси
предназначается для полной и глубокой биологической очистки
Рекомендуется двухстепенная очистка в которой на первой
ступени используются аэротенки-смесители работающие с
высокой дозой ила и разделение иловой смеси в напорных
флотаторах на второй ступени - секционированные аэротенкивытеснители и вторичные отстойники.
Схемы с флотационным разделением иловой смеси могут быть
применены при строительстве новых и при реконструкции
существующих очистных сооружений.
комбинированные сооружения аэротенков I и II ступени между
которыми располагается флотационный илоотделитель (рис. 17).
Рис. 17. Схема аэротенка с флотационным илоотделителем для очистки
- резервуар аэротенка; 2 - центробежной насос; 3 - сатуратор; 4 дросселирующая арматура; 5 - флотационный илоотделитель; 6 - трубопровод
подачи воды на II ступень; 7 - вторичный отстойник; 8 - сброс очищенной воды;
- аэротснк II ступени; 10 - ячейки аэротенка II ступени; 11 - аэротенк I
ступени; 12 - подача исходной воды; 13 - регенератор; 14 - подача возвратного
ила; 15 - опорожнение флотатора.
Применение аэротенков с флотационным илоотделением
экономически целесообразно для очистки производственных
сточных вод с БПКполн более 400 мгл биологически
трудноокисляемых загрязнений сточных вод для которых
преимущественном развитии в аэротенках так называемых
«вспухающих» активных илов с иловым индексом более 200 см3г
применение напорной флотации имеет преимущества перед
Применение двухступенчатых аэротенков с флотационным
разделением иловой смеси целесообразно для сточных вод
гидролизной дрожжевой медицинской пищевой и других
производительности. Причем экономическая эффективность этих
схем повышается при увеличении производительности станции.
Принцип действия и схемы аэротенков с флотационным
23. Разделение напорной флотацией основано на всплывании
частиц активного ила вместе с мельчайшими пузырьками воздуха
которые выделяются из иловой смеси после насыщения ее
воздухом под давлением.
Преимущества напорной флотации для разделения иловой смеси
по сравнению с общепринятым в настоящее время вторичным
отстаиванием заключается в том что процесс биологической
окислительной мощности аэротенка первой ступени как за счет
увеличения рабочей дозы ила так и при увеличении нагрузки на
ил в результате сокращения времени пребывания во флотаторе.
При этом уменьшается объем сооружений для разделения иловой
смеси и в них создаются аэробные условия что позволяет получить
более глубокую очистку сточных вод.
За счет уменьшения площади аэротенков первой ступени и
увеличения их окислительной мощности значительно улучшаются
условия аэрации и снижается удельный расход воздуха;
увеличивается активность микроорганизмов ила первой ступени в
результате дробления его в дросселирующей аппаратуре.
Для достижения максимальной эффективности процесса первая
ступень аэротенка оборудуется регенератором активного ила
вторая выполняется в виде ячеистого реактора-вытеснителя с 4-6
секциями. Первая ступень работает с высокими дозами ила (или
большой нагрузкой на ил) вторая - предназначена для доочистки
воды и улучшения седиментационных свойств активного ила.
После второй ступени иловая смесь разделяется в обычном
отстойнике. Аэротенк с флотационным разделением ила состоит
(см. рис. 17) из аэрационного резервуара разделенного
флотационным илоотделителем на две ступени первая ступень
оборудована регенератором активного ила вторая - разделена на
ячейки. Флотационный илоотделитель оборудован центробежным
насосом и эжектором для подсоса воздуха сатуратором для
растворения воздуха и дросселирующей арматурой.
Сооружение работает следующим образом: неочищенная
сточная жидкость поступает в первую ступень смешивается с
регенерированным активным илом выходящим из ячейки и
освобождается от основной массы загрязнений в результате
происходящих в первой ступени процессов сорбции и окисления.
Затем иловая смесь забирается высоконапорным насосом из конца
первой ступени насыщается воздухом в сатураторе и выпускается
илоотделитель в котором при снижении давления с 03-06 МПа
до атмосферного происходит интенсивное всплывание воздушных
пузырьков вместе с частицами активного ила. Выделенный в виде
пены активный ил направляется в регенератор где сорбированные
загрязнения окисляются при высокой концентрации активного ила
-30 гл. Регенерированный ил смешивается затем с поступающей
сточной жидкостью. Цикл повторяется. При работе первой ступени
без регенератора предусмотрена возможность подачи части
сточных вод в ячейку.
Осветленная во фотационном илоотделителе иловая смесь с
содержанием взвеси 100-300 мгл по трубопроводу выпускается
во вторую ступень аэротенка где происходит процесс доочистки
сточных вод при нормальной нагрузке на ил. Аэротенк второй
ступени разделен перегородками с отверстиями на 4-6 ячеек. На
последней ячейки иловая смесь поступает в отстойник.
Очищенная вода сбрасывается с установки циркуляционный ил
возвращается в первую ячейку второй ступени.
Избыточный ил из отстойника второй ступени направляется на
первую ступень проходит флотационный илоотделитеаль и вместе
с избыточным илом первой ступени направляется в уплотнитель
в котором происходит дальнейшее снижение влажности пены до
Осветленная надиловая вода из уплотнителя направляется по
возможности самотеком во вторую ступень аэротенка или (как
вариант) сбрасывается в поток осветленной воды выходящей из
отстойника второй ступени. Следует предусмотреть подачу части
неочищенной сточной жидкости (10 % общего расхода) в первые
две ячейки второй ступени.
Для первой ступени рекомендуется применять флотационный
илоотделитель с цилиндрическими насадками и вращающимся
водораспределителем (см. разд. 4).
24. Для расчета аэротенков с флотационным илоотделением
необходимы следующие исходные данные: расход сточных вод
начальная и конечная БПКполн сточных вод значения констант в
формуле (42) СНиП 2.04.03-85
Доза ила в аэротенке первой ступени и концентрация
растворенного кислорода должны определяться на основании
технико-экономических расчетов. Ориентировочно она может быть
определена по формуле (48) в зависимости от величины илового
Величину БПКполн в воде после аэротенка первой ступени Lex
следует принимать 80-130 мгл. Продолжительность прерываний
в аэротенке первой и второй ступенях рассчитывать по формулам
(48) и (50) СНиП 2.04.03-85 удельную скорость окисления по
формуле (49) СНиП 2.04.03-85 степень рециркуляции ила для
аэротенков второй ступени по формуле (52) СНиП 2.04.03-85
из табл. 40 СНиП 2.04.03-85.
Концентрация сфлотированного
определяется по уравнению
где иловый индекс принимается по данным табл. 41 СНиП
Коэффициенты «а» и «b» принимаются в зависимости от
продолжительности уплотнения сфлотированного ила которую
следует принимать 2-3 ч.
Коэффициента в 0000262 0000242 0000218 0000203 0000198
Степень рециркуляции активного ила на первой ступени
определяется в зависимости от требуемой концентрации
сфлотированного уплотненного ила аf
Нагрузка по твердой фазе на зеркало флотационного
илоотделителя qss кг(м2.сут) при оптимальном удельном расходе
растворенного воздуха и концентрации активного ила (aопт)
qss = (50 + 15Ji) 14(0005Ji (51)
Суммарное количество твердой фазы подвергаемой флотации
Суммарная площадь флотационных илоотделителей Ff м2
Гидравлическая нагрузка qmi м3(м2×ч).
Продолжительность пребывания воды tszf в отстойной зоне
(ниже водораспределителя) принимается равной 04-06 ч высота
отстойной зоны определяется по формуле Hszf м:
Глубина зоны уплотнения Hт (выше водораспределителя)
принимается 2-25 м. Разность отметок водосливов водосборного
и пеносборного лотков флотационного илоотделителя 40-50 мм
предусматривается регулировка положения отметки пеносборного
Уклон дна пеносборного лотка принимать в пределах 01-005.
Hacoc для подачи иловой смеси на флотатор устанавливается под
заливом гидростатический напор перед насосом должен
поддерживаться постоянный и составлять не более 25-3 м забор
воды осуществляется непосредственно из аэротенка первой
Остальные конструктивные особенности флотатора приведены в
Пример расчета аэротенка с флотационным илоотделителем
25. Исходные данные: расход сточных вод qW = 40000 м3сут.
Сточные воды химкомбинатов азотной промышленности
БПКполн исходной и очищенной воды 500 и 15 мгл.
По табл. 41 СНиП 2.04.03-85 иловый индекс 120 см3г.
Доза активного ила ai гл в аэротенке первой ступени
рассчитывается по формуле (48)
аi = 13(005+000152.120) = 559.
продолжительности уплотнения 3ч - по формуле (49)
аf = 16(0011+0000198.120) = 4775.
Степень рециркуляции пла Rf - по формуле (50)
Rf = 559(4765 - 559) = 0132.
илоотделителя qssf кгм2 сут определяется по формуле (51)
qssf = [(50+15×120)×14](0005×120 - 007) = 475.
Суммарное количество флотируемой твердой фазы G кгсут по
G = 40000×559(1 +0132) = 253115.
Суммарная площадь флотационных илоотделителей Ff м2 - по
Ff = 253115475 = 5329.
Рационально принять 4 флотатора диаметром 13 м.
Гидравлическая нагрузка на флотаторы qms м3(м2×ч) по
qms = 4000024.5329 = 313.
При продолжительности пребывания воды в отстойной зоне 05
ч ее высота Hszf м по формуле (55) составит
Hszf = 05×313 = 157.
Глубина зоны уплотнения принимается равной 25 м.
Высота зоны распределения жидкости 03 м.
составит 157+25+03 = 437 м.
разделением иловой смеси для очистки
26. Для очистки городских сточных вод взамен вторичных
разделением иловой смеси с одноступенчатой схемой флотации.
Применение напорной флотации для разделения иловой смеси
приводит к значительному сокращению объема сооружений.
В данных условиях возможно применение горизонтального
флотационного илоотделителя (рис. 18) который совмещается с
аэротенком обычной конструкции откуда иловая смесь во
флотационный резервуар поступает самотеком. Туда же через
насыщенная воздухом под давлением вода. Комплекс (пузырек
воздуха-флокула) активного ила поднимается на поверхность
флотационного резервуара образуя слой сфлотированного ила.
Рис. 18. Схема горизонтального флотационного илоотделения
- подача иловой смеси; 2 - лоток для сбора сфлотированного ила; 3 скребковый механизм для удаления сфлотированного ила; 4 - подвесная
перегородка; 5 - водослив; 6 - лоток осветленной воды; 7 - флотационный
резервуар; 8 - распределительная система насыщенной воздухом воды
Осветленная вода отводится из нижней части флотационного
резервуара с помощью дырчатой трубы или через зазор под
подвесной стенкой через регулируемый водослив в канал
осветленной воды а затем по трубопроводу в контактные
Сфлотированный ил скребком удаляется с поверхности
флотационного резервуара в лоток откуда циркулирующая часть
активного ила возвращается в аэротенк а избыточная часть
направляется на дальнейшую обработку.
Для получения насыщенной воздухом воды часть осветленной
воды подводится к насосу (рис. 19). С помощью насоса вода под
давлением подается в напорный бак. Туда же компрессором
подводится сжатый воздух. В напорном баке воздух растворяется в
воде практически до полного ее насыщения. Насыщенная воздухом
вода по трубопроводу подводится к распределительной системе
флотационного резервуара (см. рис. 18).
Рис. 19. Схема узла насыщения рециркулирующей части осветленной
- трубопровод отвода насыщенной воздухом воды; 2 - напорный бак; 3 компрессор; 4 11 - обратный клапан; 5 - вентиль; 6 9 - расходомер; 7 манометр; 8 - эжектор; 10 - клапан регулирующий; 12 - насос; 13 предохранительный клапан; 14 - уровнемер; 15 - трубопровод опорожнения
27. Флотационный резервуар рассчитывается на суммарный
расход сточной воды рециркулирующего ила и насыщенной
принимается равным 40 мин.
Узел насыщения (напорный бак насос компрессор) и
трубопроводы подачи и распределения насыщенной воздухом воды
рассчитываются из условия обеспечения давления насыщения
-09 МПа продолжительности насыщения - 3-4 мин и расхода
насыщенной воздухом воды в зависимости от давления и рабочей
дозы ила (табл. 16). Расход воздуха составляет 20-30 % расхода
насыщаемой воды при давлении 06-09 МПа соответственно.
Расход насыщенной воздухом воды QН в % от объема иловой
смеси Qис при дозе ила ai гл
П р и м е ч а н и е . Для промежуточных значений давления насыщения расход
воды определяется интерполяцией.
Степень осветления очищенных сточных вод зависит от
удельного расхода воздуха и следовательно от давления
насыщения. При удельном расходе воздуха 4-6 лкг сухого
вещества ила содержание взвешенных веществ в осветленной воде
не превышает 15 мгл; при удельном расходе воздуха 9-10 лкг
сухого вещества ила - не более 5 мгл.
Флотационные резервуары в плане могут быть прямоугольными
а при реконструкции существующих отстойников - круглыми с
радиальным движением воды.
рабочая глубина 2-4 м общая высота на 04-05 м больше глубины.
Отношение ширины к длине от 1:3 до 1:5. При ширине более 3
м рекомендуется установка продольных (ненесущих) перегородок
для обеспечения равномерного движения воды и работы
скребковых механизмов.
Расстояние под подвесной перегородкой определяется из
условия движения воды в этом сечении со скоростью в пределах
Объемы аэротенков принимаются в соответствии с п. 6.143 СНиП
04.03-85. При определении периода аэрации удельную скорость
окисления надлежит принимать по табл. 17 дозу активного ила по
Удельная скорость окисления r мг×БПКполн (г×ч) при дозе
Степень рециркуляции
сфлотированного ила 30 гл может быть принят по табл. 18.
эрлифтами. Для определения количества воздуха необходимого
для перекачки активного ила ориентировочно можно принять
расход воздуха 1 м3м3 ила.
Прирост ила в схеме полной биологической очистки следует
принимать по СНиПу по аналогии с окситенками.
Пример расчета аэротека с флотационным разделением иловой
смеси для городских сточных вод
28. Исходные данные: расход сточных вод qw = 4160 м3ч;
БПКполн начальное и конечное Lеnai 200 мгл Le
содержание взвешенных веществ начальное и конечное 150 и 15
tatm = (200-15)5 (1 - 025) 24 = 206
где принимается r по табл. 17 и а - по табл. 18.
Wai =4160×206 = 8600 м3.
Расход воздуха на аэрацию рассчитаем по формуле (61) СНиП
04.03-85 при q0qh = 11 мгмг K1Kт = 2; при fаэрFаэр = 05; K2Kг
л = 252; при hha = 4 м KтKт = 1 KзKкв = 085 Са = 108 мгл Со =
Расход воздуха Qair = 54×4160 = 22500 м3ч.
Интенсивность аэрации
Ja = qaHatair = 54×4206 = 105 м3(м2×ч)
Циркуляционный расход qr = 20 % от qw (табл.18); Qr = 416002 =
Расход иловой смеси Qис = 4160+832 = 4992 м3ч.
Расход насыщенной воздухом осветленной сточной воды Qн
определяется по табл.16. При аi = 5 гл и давлении насыщения 06
МПа Qн = 19 % от Qис
Qн = 4992×019 = 950 м3ч.
Расход Qф м3ч через флотационный резервуар
Qф = 4992 + 950 = 5942.
Рабочий объем напорного бака принимается равным 50 м3. Общий
объем сооружений Wc м3 биологической очистки:
Wc = 8600 + 3960 + 50 = 12610.
Насос подбирается на производительность 950 м3ч и напор 06
Компрессор подбирается на производительность 190 м3ч и
29. Процесс глубокой нитрификации сточных вод содержащих
NH независимо от исходной концентрации аммонийного азота
эффективно протекает в аэротенках-смесителях при соблюдении
строго определенного возраста активного ила который для
различных условий может измениться от 5 до 70 и более сут.
При осуществлении процесса нитрификации в отсутствии или
недостатке органического субстрата для построения биомассы
нитрифицирующих микроорганизмов требуется искусственная
добавка источников неорганического углерода в виде НСО
или СО2 из расчета 2 мг-экв на 1 мг-экв окисленного
микроорганизмов составляет 84 оптимальная температура 30 °С.
При температуре менее 30 °С наблюдается снижение скорости
нитрификации. Процесс нитрификации может осуществляться как
в присутствии органических веществ так и в их отсутствии. Особое
внимание следует обратить на присутствие в сточных водах
нитрификацию в частности свободного аммиака и тяжелых
Для удаления из воды окисленных форм азота (NО
и NO ) осуществляют денитрификацию т.е. восстановление
нитритов и нитратов до молекулярного азота. Этот процесс может
быть реализован при наличии в воде определенного количества
микроорганизмами до CO2 и Н2О за счет кислорода
биологически окисляемых органических соединений и от
соединений азота (NО
и NO ). Наиболее эффективно процесс денитрификации
протекает при рН = 7-75 при рН выше 9 и ниже 6 процесс
В качестве органического субстрата в процессе денитрификации
могут быть использованы любые биологически окисляемые
органические соединения (углеводы спирты органические
кислоты продукты распада белков избыточный активный ил и
т.д.). Источником углеродного питания при очистке сточных вод
методом денитрификации могут быть исходные или прошедшие
очистку в первичных отстойниках сточные воды а также
предпочтительно не содержащие аммонийного органического и
Необходимое соотношение величины БПК в сточных водах к
нитратному азоту ориентировочно равно 4:1.
Для процессов нитрификации и денитрификации могут быть
использованы обычные сооружения биологической очистки:
аэротенки и биофильтры.
При удалении соединений азота из сточных вод могут
применяться различные схемы очистки: одностадийные двух или
трехстадийные. В каждой схеме процесс денитрификации может
осуществляться в начале середине или конце сооружения с
искусственной добавкой субстрата (например метанола) или с
использованием субстрата сточных вод с проведением процесса
денитрификации в аэробных или анаэробных условиях с
дополнительной рециркуляцией иловой смеси в начало резервуара
из его конца или из вторичного отстойника а также из одной
ступени в другую. Во всех схемах на завершающей стадии
продолжительностью не менее 1-2 ч для отдувки газообразного
азота и более глубокого окисления аммонийного азота. Для
удаления из сточных вод соединений азота возможно применение
специально разработанных для этих целей сооружений типа
циркуляционных каналов в которых создаются аэробные и
анаэробные участки за счет рассредоточенного расположения
поверхностных механических аэраторов. Возможно осуществление
процесса в аэротенке-смесителе при попеременном (цикличном)
аэрировании и перемешивании иловой смеси в течение короткого
времени (1-15 ч) при соблюдении необходимого времени
пребывания сточной жидкости в сооружении. Для перемешивания
иловой смеси могут быть использованы лопастные мешалки с
горизонтальной или вертикальной осью вращения гидравлическое
перемешивание а также перемешивание воздухом с малой
интенсивностью подаваемым дырчатыми трубами или открытыми
При отсутствии токсичных загрязнений (особенно для
вытеснители с последовательно работающими аэробными и
анаэробными секциями и подачей в секции денитрификации
соответствующего количества органического субстрата или
исходной сточной жидкости.
30. Аэротенки-тарификаторы целесообразно применять при
отсутствии в сточных водах посторонних органических примесей
производственных отходов содержащих NН
. Для поддержания стабильной очистки не допускается суточное
изменение концентрации N-NН
в поступающей жидкости более ±5 %. Процесс нитрификации
следует осуществлять в аэротенке-cмесителе при невысокой
степени очистки воды (2-4 мг N-NН
При расчете процессов нитрификации сточных вод необходимо
вначале определить минимальный возраст активного ила при
котором обеспечивается требуемая остаточная концентрация
Ориентировочно концентрацию нитрифицирующего ила при
требуемом его возрасте следует определять по табл. 19 в которой
за 24-часовой период обработки воды при температуре 20 °С
а также данные по приросту ила и удельной скорости окисления
аммонийного азота. При других количествах окисленного
Сn и продолжительности очистки t дозу нитрифицирующего ила
следует определять по формуле
Минимальное время обработки в аэротенке-смесителе сточных
вод не содержащих органических веществ 10-12 ч. Вынос
нитрифицирующего ила из вторичных отстойников должен быть
не более 20 мгл т.е. его прирост должен быть не менее этой
величины с целью сохранения нитрифицирующего ила в системе.
окисления rп мг(г×ч)
Для более эффективного задержания нитрифицирующего ила
целесообразно размещение тонкослойных блоков в конце
Следует отметить что вследствие весьма малой скорости роста
нитрифицирующих микроорганизмов существует критическая
минимально возможная суммарная концентрация аммонийного и
органического азота Сnen min в поступающей воде ниже которой
осуществление процесса нитрификации в аэротенке с заданным
ограничений работы вторичных отстойников при возврате в
нитрификатор необходимого количества нитрифицирующего ила.
Минимальная допустимая концентрация Сnen min при заданном
возрасте ила Т в зависимости от допустимого выноса
нитрифицирующего ила из вторичных отстойников аt мгл
определяется выражением
Для обеспечения эффективной нитрификации аммонийного
азота при меньших начальных его концентрациях целесообразно
легкоокисляемых органических веществ например метанола или
неочищенной бытовой сточной жидкости.
Процесс нитрификации следует осуществлять при оптимальном
значении рН равном 84. При других значениях рН и той же
температуре удельные скорости снижаются. Приведем значения
КрН при различных величинах рН:
В общем случае при расчете аэротенков с нитрификацией
сточных вод необходимо знание удельной скорости роста
нитрифицирующих микроорганизмов которая зависит от рН и
температуры жидкости концентрации растворенного кислорода в
иловой смеси и аммонийного азота в очищенной жидкости а
также от наличия токсичных для нитрификации компонентов.
Удельная скорость роста тарификаторов
сут-1 определяется по формуле
где КрН - коэффициент учитывающий влияние рН;
КТ - коэффициент учитывающий влияние температуры жидкости;
°С . . . . . . . . . . . . . .
КТ . . . . . . . . . . . . . .
Кос - коэффициент учитывающий влияние концентрации
растворенного кислорода который определяется по формуле
Кс - коэффициент учитывающий влияние токсичных компонентов;
микроорганизмов равная 177 сут-1 при рН = 84 и температуре 20
Кп - константа полунасыщення мг N - NH4л; N - концентрация
аммонийного азота в очищенной жидкости.
Со - концентрация растворенного кислорода в иловой смеси мгл;
Ко - константа полунасыщения равная 2 мг O2л.
Коэффициент Ко определяется по формуле
J - константа полунасыщенпя мг ингибиторал.
Минимальный возраст нитрифицирующего ила
Удельная скорость окисления органических веществ
где КЭ - энергетический физиологический коэффициент
мг.БПКполн(г×ч); КР - физиологический коэффициент роста
микроорганизмов активного ила мг.БПКполнг;
Для городских сточных вод
КЭ = 37 мг.БПКполп(г×ч); Кр = 864 мг БПКполпг.
Концентрация беззольной части активного ила ai определяется
из формулы (49) СНиП 2.04.03-85 где для городских сточных вод
= 70 мг.БПКполн(г×ч); Кi = 65 мг БПКполнл
= 014 лг; Ко = 0625 мгл.
Продолжительность пребывания сточных вод в аэротенке tatm с
нитрификацией аммонийного азота определяется по формуле
Kg = 417atatm(Len-Lех)
где a - концентрация ила по сухому веществу гл.
Суточное количество избыточного ила G кгсут составляет
Пример расчета аэротенка-нитрификатора
31. Исходные данные: расход сточных вод Q = 12000 м3сут;
содержание аммонийного азота в исходной воде Сnen = 150 мгл в
очищенной воде Сne температура 20 °С; значение рН =
; концентрация растворенного кислорода равна 4 мгл.
Минимальный возраст ила находим из уравнения (61)
Затем определяем концентрацию нитрифицирующего ила ais.
= 8 сут ais = 003 гл. Удельная скорость нитрификации по табл.
составит 345 мг(г×ч).
По формуле (57) определяется минимально допустимая
концентрация аммонийного азота в поступающей жидкости Cnen
min при задаваемом выносе ила из вторичных отстойников Сi = 20
т.e. меньше исходной величины которая равна 150 мгл.
Общую дозу ила следует определять исходя из минимального
периода аэрации для аэротенков-смесителей равного 10 ч.
Из уравнения (56) доза нитрифицирующего ила
Объем нитрификаторов
определяется по формуле (67) п. 1.161 СНиП 2.04.03-85.
Пример расчета аэротенка-нитрификатора в присутствии
биоразлагаемых органических веществ
32. Исходные данные: расход сточных вод 48000 м3сут; БПК
сточных вод Len = 150 мгл; аммонийный азот Cnen = 50 мгл;
в очищенной воде (Len = 8 мгл); концентрация Cneх = 2 мгл;
температура жидкости 20 °С; концентрация кислорода в аэротенке
Характер органических загрязнений аналогичен городским
сточным водам. Значения констант при окислении органических
веществ и обеспечении глубокой нитрификации:
По формуле (58) наводим
Минимальный возраст ила по формуле (61)
определяется по формуле (62)
= 37+(864×00417)196 = 554 мг.БПКполн(г×ч).
По формуле (49) п. 6.143 СНиП 2.04.03-85 зная
находим концентрацию беззольной части активного ила при Lеx
Продолжительность аэрации сточных под tatm ч в аэротенкесмесителе с нитрификацией аммонийного азота определяется по
Концентрация нитрифицирующего ила в иловой смеси при
возрасте ила 196 сут определяется по данным табл. 19 с
использованием формулы (56)
Общая концентрация беззольного ила в иловой смеси аэротенков
составляет ain+ai = 242+03 = 272 гл с учетом 30 % зольности
доза ила по сухому веществу составит а = 27207 = 388 гл.
Удельный прирост избыточного ила Кg определится по формуле
Суточное количество избыточного ила по формуле (65)
Объём аэротенков-интрификаторов
Расход подаваемого воздуха рассчитывается по формуле (61)
п. 6.157 СНиП 2.04.03-85 с учетом дополнительного слагаемого в
Расчет денитрификатора
33. В качестве денитрификаторов могут применяться как
смесители так и вытеснители. Для осуществления процесса
денитрификации в качестве источника углерода в сточные воды
органические вещества (метанол органические кислоты и т.д.) или
исходные сточные воды из расчета 3-6 мг БПК на 1 мг N-NO .
Расчет продолжительности процесса в реакторе-смесителе
осуществляются по формуле (48) п. 6.143 СНиП 2.04.03-85.
мг(г.ч) денитрификации рассчитывается по формуле
Продолжительность пребывания в смесителе ч:
Значения кинетических констант принимаются по данным табл.
Во всех случаях после денитрификации перед отстойниками
необходима аэрация иловой смеси в течение 05-1 ч для отдувки
газообразного азота.
Пример расчета денитрификатора
34. Исходные данные: расход сточных вод qW = 48000 м3сут;
концентрация нитратного азота 20 мгл; углеродный субстрат метанол; концентрация азота в очищенной воде - 91 мгл; иловой
индекс - 100 см3г зольность ила - 03.
Предельная доза денитрифицирующего ила при Ji = 100 см3г
Удельная скорость в денитрификаторе
мг(г.ч) в смесителе по формуле (66)
Продолжительность пребывания в денитрификаторе tatm ч по
tatm = (30 - 9l)3(l - 03).694 = 143.
Объем реактора Wdn = 48000.14324 = 2860 м3.
Для создания анаэробных условий перемешивание иловой смеси
в денитрификаторе осуществить механическими лопастными
мешалками или гидравлическим способом.
Денитрификатор с фиксированной загрузкой
35. В качестве загрузки допускается использовать кварцевый
песок гравий рулонную пластмассу стекловолокно а также
другие материалы обладающие высокоразвитой поверхностью и
стойкостью к биологическим воздействиям.
При концентрации азота нитратов в поступающей воде менее
денитрификаторы; для диапазона концентраций 50N-NО
0 - гравийные денитрификаторы. При содержании азота
нитратов в исходной воде более 100 мгл - пленочные и
денитрификаторы с загрузкой из стекловолокна типа «ерш».
работающих в затопленном режиме производятся по формуле
- время контакта ч; С
- концентрация азота нитратов
в исходной воде мгл; С
- концентрация азота нитратов в
очищенной воде мгл; Kd - экспериментальный коэффициент по
табл. 21; Kdn - константа Михаэлиса-Ментен мгл;
- коэффициент ингибирования процесса
продуктами метаболизма активного ила лг;
- максимальная удельная скорость восстановления азота
(г.ч) концентрация денитрифицирующего ила гл.
Для денитрификации с использованием в качестве углеродного
субстрата метанола и этанола значения кинетических констант
установлены экспериментально и определяются по табл. 20 и
Доза денитрифицирующего ила в сооружении зависит от
концентрации азота нитратов в исходной воде и необходимой
степени очистки. Для расчетов принимаются средние значения a
в соответствии с данными табл. 22.
Средняя концентрация денитрифицирующего ила г
л. при концентрации азота нитратов в очищенной
Объем рабочей части сооружения заполненного загрузкой
подсчитывается как произведение
где qW - расход нитратсодержащих сточных вод м3ч.
Расчетные параметры денитрификаторов
загрузкой следует принимать по табл. 23.
Регенерацию загрузки каркасно-засыпного и гравийного
исходной или очищенной воды.
Параметры фиксированной
Пример расчета денитрификатора с фиксированной загрузкой
36. Исходные данные: расход сточных вод qw = 200 м3ч;
концентрация азота: нитратов в поступающей воде - 300 мгл;
углеродный субстрат - этанол; концентрация азота нитратов в
очищенной воде - 10-мгл; конструкция денитрификатора - с
загрузкой из стекловолокна.
ч с загрузкой определяется по
Время контакта сточных вод
37. Одним из приемов предупреждения эвтрофирования
водных объектов является удаление из очищенных сточных вод
фосфора. В процессе обычной биологической очистки соединения
фосфора удаляются не полностью. Благодаря бактериальному
воздействию полифосфаты превращаются в ортофосфаты. Если в
неочищенных исходных городских сточных водах примерно две
трети общего содержания фосфора обусловлено присутствием
полифосфатов а одна треть ортофосфатов в биологически
очищенных сточных водах имеет место обратное соотношение.
Для удаления из сточных вод соединений фосфора применяют
реагентную обработку в процессе которой снижение содержания
взаимодействия вводимого реагента с ионами РО
с образованием нерастворимых соединений выпадающих в
осадок и в результате сорбции соединений фосфора хлопьями
гидроксидов металлов.
В качестве реагентов могут быть использованы традиционные
алюминий железный купорос. Можно также использовать отходы
производств содержащие соли Fe2+ Fe3+ и Al3+ не токсичные для
биологического процесса.
Иногда в качестве реагента применяется известь. Однако изза необходимости повышения величины рН воды до 11 и
последующей нейтрализации очищенных сточных вод а также
возможного образования отложений: углекислого кальция на
поверхности трубопроводов загрузке фильтров предпочтение
следует отдавать алюминий- или железосодержащим реагентам.
При введении реагентов на ступени механической очистки
сточных вод т.е. при предварительном осаждении соединений
фосфора одновременно имеет место значительное снижение
концентрации органических и других загрязняющих веществ.
Поэтому предварительное осаждение фосфатов целесообразно
применять для очистки производственных и смеси городских и
производственных сточных вод с величиной БПКполн более 400 мг
л а также при перегрузке очистных сооружений.
Практически для удаления из сточных вод соединений фосфора
биологической очистки (с заключительным фильтрованием
сточных вод или без него) дополняются реагентным хозяйством
включающим растворные и расходные баки для коагулянтов и
помещение для их хранения. Указанное реагентное хозяйство
рассчитывается в соответствии с требованиями СНиП 2.04.02-84.
Доза реагента при его введении в сточные воды на ступени
биологической очистки определяется по формуле
соотношения вычисленный с учетом определения по стандартным
методикам содержания общего фосфора (по РО
) и металлов реагента (по оксиду металла Ме2Оз) принимается
по табл.24; СРобщ - концентрация общего фосфора в поступающей
воде мгл. При отсутствии данных о концентрации в поступающей
воде общего фосфора ориентировочно может быть принято СРобщ
- концентрация фосфатов в поступающей воде мг РО
Величина К при применении
Учитывая возможное угнетение микроорганизмов активного ила
при введении реагентов в иловую смесь не рекомендуется
принимать дозы сернокислого железа (II) более 25 мгл по Fе2Оз;
сернокислого железа (III) более 15 мгл пo Fе2Оз; сернокислого
алюминия более 18 мгл по Al2O3.
С целью эффективного использования реагента и с учетом его
влияния на активный ил рекомендуется введение сернокислого
железа (II) - в начало аэротенка либо во флотационную емкость
сернокислого железа (III) - перед вторичным отстойником
сернокислого алюминия - в конец аэротенка.
При использовании в качестве реагента сернокислого алюминия
для уменьшения концентрации взвешенных веществ в очищенной
воде следует добавлять полиакриламид (ПАА). Ориентировочная
доза ПАА 02-1 мгл. Введение раствора ПАА осуществляется в
иловую смесь перед вторичным отстойником.
При наличии в схеме очистки сточных вод на завершающем
этапе фильтров с повышенной грязеемкостью (например
гравийно-песчаных фильтров с восходящим потоком воды)
применение ПАА не обязательно.
Введение реагента на ступени биологической очистки позволяет
снизить содержание в воде общего фосфора до 85 % растворимых
фосфатов до 95 %. Более глубокое удаление общего фосфора (до
-95 %) достигается в процессе доочистки сточных вод
фильтрованием. Введение реагента должно учитываться при
определении объема аэротенка изменением зольности ила
(коэффициент b) и удельной скорости окисления (коэффициент т).
Тогда формула (48) п. 6.143 СНиП 2.04.03-85 определения
продолжительности аэрации примет вид
tatm = (Len-Lex)ai(1-
где a s - зольность ила; b поправка за счет введения реагента принимаемая по табл. 26.
Удельная скорость окисления мг БПКполн на 1 г беззольного
вещества ила в 1 ч определяется по формуле (49) СНиП 2.04.03-85.
Рекомендуемая доза ила аi гл в зависимости от БПК
поступающей в аэротенк сточной воды Len.
П р и м е ч а н и е . При применении сернокислого алюминия или сернокислого
железа (III) дозу ила принимать не более 5 гл.
b при дозах реагента в Ме2О3л
При применении сернокислого железа (III)
При применении других реагентов
Коэффициент учитывающий изменение скорости окисления
органического вещества за счет введения реагента по отношению
к скорости окисления при биологической очистке т принимается
по табл.27 в зависимости от нагрузки по коагулянту Nкоаг
мгМe2Озг беззольного вещества ила рассчитанной по формуле
Удельный расход воздуха м3м3 сточной воды определяется по
формуле (61) СНиП 2.04.03-85. При этом в схеме с введением
железного купороса средняя концентрация кислорода в аэротенке
принимается равной 5 мгл.
Рециркуляционный расход активного ила ориентировочно
принимается в зависимости от рабочей дозы ила в аэротенке и
дозы возвратного ила по данным табл. 28.
сернокислого железа (III) или
Перекачку возвратного ила рекомендуется осуществлять
эрлифтами что предупреждает излишнее дробление хлопка ила
создает большую аэробность системы и является более
экономичным способом перекачки ила по сравнению с
центробежными насосами. Выполнение этой рекомендации
сернокислого алюминия. Реагент вводится в аэротенк в виде
При применении гравийно-песчаных фильтров с восходящим
потоком воды в схеме биолого-химической очистки расчет
фильтров производится:
в схеме с введением сернокислого закисного железа перед
аэротенком - по параметрам безреагентного фильтрования;
в схеме с введением сернокислого окисного железа перед
вторичным отстойником или сернокислого алюминия в конце
аэротенка следует принимать скорость фильтрования в рабочем
режиме 9-10 мч при форсированном 11-12 мч.
Промывку следует предусмотреть 2-3 раза в сут.
При расчете сооружений по обработке осадка необходимо
учитывать увеличение массы сухого вещества активного ила в
связи с образованием дополнительного химического осадка
количество которого на 1 мгл Ме2О3 составляет 1 % прироста
активного ила рассчитанного по п. 6.148 СНиП 2.04.03-85.
Однако несмотря на увеличение массы ила объем избыточного
ила сокращается в 15 раза в связи с лучшей способностью
осаждаться. Активный ил обладает хорошими водоотдающими
свойствами аналогичными свойствами осадка после аэробной
Введение реагента на ступени биологической очистки не влияет
на протекание процессов сбраживания осадков в метантенках. При
применением реагентов расход последних можно сократить до 30
Пример расчета аэротенка при биолого-химической очистке
сточных вод с введением в аэротенк сернокислого железа
38. Исходные данные: расчетный расход сточных вод qW =
60 м3ч; БПКполн начальное и конечное Len = 200 мгл и Lex = 15
мгл; содержание взвешенных веществ Ссдр начальное и конечное
0 и 15 мгл; содержание общего фосфора поступающей воды 16
; требуемая доза реагента Среаг = 1 16 = 16 мгл; К = 1 - по табл.
Необходимо удалить 75 % общего фосфора.
При исходной БПКполн = 200 мгл и необходимой дозе реагента
мгл согласно табл. 25 биолого-химический процесс
целесообразно вести при дозе активного ила ai = 6 гл. При этих
параметрах увеличение зольного ила принимаем по табл. 26
= 13 т. е. зольность ила будет 03.13 = 039.
Нагрузку по коагулянту определяем по формуле (73)
Nкоаг = 166(1-13×03) = 44 мгг.
По табл. 27 коэффициент изменения удельной скорости
окисления органических загрязнений при Nкоаг = 44 мгг составит
Скорость окисления органического вещества при биологической
очистке определяем по формуле (49) СНиП 2.04.03-85
= 85.15.5[(15.5+33+0625.15)(1+007.6)] = 18 мг.БПКполп(г.ч).
= 85 мг.БПКполн(г×ч); Со = 5 мгл (использование железного
купороса); К Ко = 0625 мгл;
биолого-химической очистке
m = 18.104 = 187 мг БПКполн(г×ч).
Расчет периода аэрации в аэротенках производим по формуле
tatm = (200-15)6(l-039) 187 = 273 ч.
Рециркуляцию ила принимаем по табл. 28 - 75 %. Тогда прирост
ила составит 116 (08×150+04×15) = 145 мгл.
В заключение определяем количество реагента для расчета
реагентного хозяйства при содержании 52 % FeSO4 в техническом
железном купоросе (Рренг) по формуле
Qренг = qW СреагРренг = 4160×16×19×100×2452×1000×1000 =
1. Кислые и щелочные сточные воды перед сбросом их в
промышленную канализацию или водоемы должны быть
нейтрализованы до достижения величины рН равной 65-85. При
нейтрализации сточных вод допускается смешение кислых и
щелочных стоков для их взаимонейтрализации:
2. Пример расчета взаимной нейтрализации. Исходные
данные: кислые сточные воды содержат H2SO4 - 47; HC
щелочные сточные воды содержат NaOH - 33; Na2CO3 - 29 гл. Для
расчета взаимной нейтрализации концентрации кислот и щелочей
надо выразить в г-эквл.
В кислых сточных водах это составит
Нa2SO4 - 47:49 = 00958 г-эквл;
НС1 - 38:365 = 01041 г-эквл;
итого кислот - 02 г-эквл.
NaOH - 33: 40 = 00825 г-эквл;
Nа2СО3 - 29: 53 = 00547 г-эквл;
итого щелочей - 01372 г-эквл; где 49; 365; 40; 53 граммэквиваленты Нa2SO4 HC1 NaOH и Nа2СО3 соответственно.
В результате смешения равных объемов данных сточных вод
преобладают кислые стоки: 02-01372 = 00628 г-эквл. Для их
нейтрализации потребуется дополнительно 00628 г-эквл щелочи.
Это количество щелочи содержится в 046 л щелочной воды что
видно из следующего расчета: в 1 л содержится 01372 г-эквл
щелочи а в Х л содержится 00628 г-эквл щелочи тогда Х =
628:01372 = 046 л щелочной воды.
Следовательно для получения при взаимной нейтрализации
воды с величиной рН = 7 надо смешивать с 1 л кислой воды 146
л щелочной воды. Если для расчета взаимной нейтрализации
известны величины рН то пересчет концентрации производится
где Х - концентрация кислоты гл; Э - ее эквивалентная масса;
где X1 - концентрация щелочи гл; Э1 - ее эквивалентная масса.
3. Пример расчета концентрации НNО3 имеющей величину
По формуле (74) произведем следующий расчет:
; 202 = - (lgХ - lg63) = - lgX + lg63
где 63 - эквивалентная масса X = 0603 HNO3 гл (0603
4. Пример расчета концентрация NaOH имеющей величину
По формуле (75) произведем следующий расчет;
77 = 14 +(lgX1-lg40)
где 40 эквивалентная масса NaOH lg 40 = 1602 тогда 1277 =
(236 антилогарифм 0372).
Непрерывно действующие фильтры загруженные кусковым
мелом известняком магнезитом мрамором доломитом н другими
химическими веществами могут применяться для нейтрализации
соляно-кислых и азотно-кислых сточных вод а также сернокислотных содержащих не более 5 гл H2SO4 и не содержащих
солей тяжелых металлов.
Если нейтрализуемая сточная вода содержит катионы металлов
то доза нейтрализующего реагента рассчитывается как на
свободную кислоту так и на концентрацию металлов. При
достижении оптимального значения величины рН-65-85 основное
количество металлов выделяется в осадок в виде соответствующих
5. Расчет количества образующегося осадка производится по
формуле (80) СНиП 2.04.03-85
Третий член в данной формуле не учитывается если его значение
6. Объем образующегося осадка рассчитывается по формуле
(81) СНиП 2.04.03-85
Wmud = (10.M)(100-Pmud).
7. Пример расчета количества осадка образующегося при
нейтрализации кислых сточных вод содержащих катионы
металлов производится по формулам (80) и (81) СНиП 2.04.03-85.
Исходные данные. Нейтрализуемая сточная вода содержит 7 гл
FeSO4 и 103 гл H2SO4. Применяемая для нейтрализации известь
содержит 50 % активной СаО (A). Расход нейтрализуемой сточной
воды qw = 120 м3сут.
Определяем количество сухого вещества в осадке M по формуле
CaSО4+Fe(OH)2 находим значения A1 A2 и A3:
A1 = (7.56)152 = 26 гл;
A3 = (7.90)152 = 41 гл.
Затем по реакции H2SO4+CaO - CaSО4+H2О находим значения
E1 = (103.56)98 = 59 гл;
Найденные значения подставляются в формулу (80) СНиП
Определяем объем осадка образующегося при нейтрализации 1
м сточной воды при влажности его 90 % по формуле (81) СНиП
Wmud = (10×311)(100-90) = 3l %.
Общее количество влажного осадка будет 311.120:1000 = 47 т
Заметим что влажность осадка всегда должна быть меньшей или
равной 100 % минус количество сухого вещества. Если например
количество сухого вещества M = 311 кгм3 то влажность осадка
не может быть более 969 % а всегда равна или меньше этой
зависимости от концентрации кислоты и ионов тяжелых металлов
в нейтрализуемой воде и выделяющегося в накопителях
предназначенных для складирования его может быть принято по
концентрация кислоты и ионов
тяжелых металлов кгм3 . .
нейтрализованной воды . . . 33
количество осадков м3
накапливаемых за 1 год от
8. Аппаратурное оформление адсорбционной очистки сточных
вод активными углями включает комплекс оборудования и его
технологические операции:
а) подачу сточных вод в адсорбер;
б) контакт сточных вод с адсорбентом в адсорбере;
в) отделение очищенной воды от адсорбента и вывод ее из
адсорбционной аппаратуры;
г) вывод отработанного адсорбента из адсорбера с утилизацией
или регенерацией его;
е) загрузку в адсорбер чистого адсорбента.
9. Выбор конструкции адсорберов прежде всего обусловлен
дисперсным составом адсорбента который принимается с учетом
дефицитности его стоимости н возможности регенерации.
принципиальные конструкции адсорберов можно подразделить на
I - адсорбер с неподвижной или движущейся загрузкой через
которую водный поток фильтруется или нисходящим потоком со
скоростью до 20 мч или восходящим - со скоростью до 12 мч
применяется для фракции 08-5 мм;
II - адсорбер с псевдосжиженной загрузкой расширение слоя
которого осуществляется не менее чем на 50 % восходящим
потоком воды со скоростью 10-40 мч применяется для фракций
III - адсорберы-смесители применяются для фракции 005- 05
IV - патронные адсорберы с фильтрованием воды со скоростью
-12 мч через слой адсорбента толщиной 05-2 см применяются
для фракции 002-01 мм.
Адсорберы I типа могут применяться для очистки любых
объемов сточных вод самого широкого спектра концентрации и
химического строения извлекаемых примесей.
Если исчерпание емкости адсорбента происходит на коротком
слое загрузки (за счет высокой эффективности адсорбции или
малой концентрации адсорбата) и процесс можно прервать на
период смены загрузки или ее регенерации то вся высота
загрузки используемая для адсорбции размещается в одном
Если требуемая высота загрузки больше размеров одного
адсорбера или процесс не может прерываться то используются
порционный (дискретный или непрерывный) вывод из адсорбера
отработанного адсорбента.
В тех случаях когда расход воды превышает допустимый для
одного адсорбера или требуемую степень очистки можно
обеспечить за счет смешения потоков поступающих из адсорберов
с разной эффективностью работы устанавливают параллельно
работающие адсорберы.
Адсорберы II типа наиболее целесообразно применять для
очистки небольших объемов сточных вод с хорошо сорбируемыми
Адсорберы III типа эффективно использовать для очистки
небольших объемов высококонцентрированных сточных вод а
адсорберы четвертого типа для очистки небольших объемов
низкоконцентрированных сточных вод (5-10 мгл извлекаемых
выполняются в виде металлических колонн или бетонных
резервуаров. Промышленное изготовление таких колонных
адсорберов в настоящее время ограничено. Возможно применение
сорбционных угольных фильтров предназначенных для глубокой
очистки конденсата от нефтепродуктов на ТЭЦ для обработки
предварительного удаления из воды грубодисперсных примесей.
Фильтры сорбционные угольные вертикальные (ФСУ-2 0-6;
ФСУ-2 6-6; ФСУ-3 0-6 и ФСУ-3 4-6) представляют собой
однокамерные цилиндрические аппараты из листовой стали с
приваренными эллиптическими штампованными днищами. К
нижнему днищу приварены три опоры для установки фильтра на
фундамент. В центре верхнего и нижнего днища приварены
патрубки для подвода и отвода сточной воды. К ним снаружи
присоединяются трубопроводы расположенные по фронту
фильтра а внутри - распределительные устройства состоящие из
расположенными перфорированными трубами.
Корпус угольного фильтра снабжен двумя лазами - верхним
эллиптическим размером 420320 мм и нижним круглым
диаметром 600 мм. На уровне нижнего распределительного
гидравлической выгрузки отработанного угля. При общей высоте
фильтра 5-57 м высота загрузки составляет 25 м.
Ввиду дефицитности угольных фильтров в качестве адсорберов
изготавливаемое для фильтрования волы через другие загрузки
например фильтры ионообменные.
Все указанные фильтры рассчитаны на подачу воды под напором
до 06 МПа но могут работать и в безнапорном режиме. Корпус и
трубопроводы фильтров изготовляются из углеродистой стали их
внутренние поверхности подлежат защите коррозионно-стойкими
покрытиями распределительные устройства изготавливаются из
нержавеющей стали и полиэтилена.
В комплект поставки входят: корпус фильтра верхнее и нижнее
распределительные устройства трубопроводы и арматура в
пределах фронта фильтра пробоотборное устройство манометры
с трехкодовыми кранами и сифонными трубками крепежные и
прокладочные материалы.
В тех случаях когда производительность адсорберов с плотным
слоем загрузки превышает 120-200 м3ч а также при отсутствии
индивидуальном порядке в виде металлических колонн напорного
и безнапорного типа или в виде открытых бетонных резервуаров.
В резервуарных адсорберах гранулированный адсорбент
укладывается или на беспровальную решетку с колпачковыми
дренажными устройствами или на слой гравия и мелкого щебня
высотой 04-05 м. Трубчатая система подачи сточной воды
устанавливается в слое гравия и представляет собой набор
кольцевых или радиальных трубопроводов с отверстиями
направленными к нижней части адсорбера.
осуществляется системой открытых лотков или перфорированных
гидроэлеватором или через придонное отверстие при расширении
загрузки восходящим потоком воды. Загрузка свежим активным
углем обеспечивается гидроэлеватором.
Подача воды в колонны осуществляется равномерно по сечению
адсорбера с помощью распределительной системы сбор
очищенной воды - открытыми лотками или трубчатой системой.
Впуски и выпуски воды могут быть оформлены также и в виде
решетчатых патрубков равномерно рассредоточенных по сечению
колонны в верхней и нижней ее части. Патрубки выполняются из
нержавеющей стали с отверстиями 05 мм поверхность их покрыта
сеткой из нержавеющего материала. Количество и размер
патрубков следует принимать из расчета площади решеток не
менее 0025 м21000 м3 в сут расхода воды. Подающие и сборные
патрубки устанавливаются таким образом чтобы площадь
адсорбера между патрубками и наружными стенками составляла
половину поперечного сечения адсорбера. В напорных колонных
адсорберах вверху необходимо предусмотреть устройство для
регулирования давления в колонне. В противном случае возможно
разрушение адсорбера при его опорожнении и образование
воздушных пробок в загрузке адсорбера при его наполнении.
Перегрузка адсорберов может выполняться с помощью
воздушного или водного потоков но в первом случае наблюдается
большая эрозия труб и арматуры а также срыв вакуума. Поэтому
чаще применяется гидротранспорт угля по трубопроводам
уклоном 002-01° диаметром не менее 50 мм при скорости
угольной пульпы 08-1 мс и отношении твердой части к жидкой в
пульпе по массе Т:Ж не менее 1:8.
Перед загрузкой в адсорбер уголь замачивается горячей водой в
течение 5 ч или холодной водой в течение 20-24 ч при постоянном
Адсорберы с движущейся плотной или ожиженной не более чем
на 10 % загрузкой выполняются в виде колонных аппаратов
дополнительно оборудованных устройствами для непрерывной
подачи сверху замоченного и отмытого от мелкой фракции
адсорбента находящегося в верхней части адсорбера и для вывода
отработанного адсорбента из нижней зоны адсорбера. Сточная
вода при этом подается через распределительное устройство под
загрузкой и собирается сборным устройством над загрузкой угля.
Кроме того адсорбер оборудуется устройством обеспечивающим
равномерность перемещения толщи угольной загрузки по
поперечному сечению аппарата.
В отечественном промышленном изготовлении адсорберов с
противотоком воды и плотной угольной загрузкой не имеется.
и проверили на опытной модели конструкцию адсорбера которая
Наиболее надежными адсорберами второго типа с псевдоожиженным слоем угольной загрузки являются цилиндрические
металлические колонны разделенные по высоте беспровальными
Очищаемая сточная вода подается в нижнюю часть аппарата по
трубчатой системе большого сопротивления уложенной в слое
гравия очищенная вода отводится через кольцевое сборное
устройство в верхней части адсорбера. Активный уголь в сухом
виде непрерывно дозируется с помощью вакуумной системы через
шлюзовой питатель в загрузочное устройство где происходит его
замачивание и перемещение в адсорбер.
Выгрузка отработанного угля осуществляется эрлифтом
поддерживающих слоев. Угольная загрузка заключенная в каждой
восходящим потоком воды в 15-175 раза по сравнению с высотой
того же объема загрузки в неподвижном состоянии. Режим
перетока сорбента с верхних решеток на нижние задается на
основе расчета необходимой дозы сорбента и расхода сточных вод.
В адсорберах с псевдоожиженным слоем нет необходимости
отмывать загружаемый уголь от пылевидной фракции так как она
выносится из адсорбера вместе с очищенной водой. После
устанавливается фильтр для осветления воды. В настоящее время в
химической технологии разработано и применяется большое число
мешалочных аппаратов и патронных фильтров которые могут быть
использованы как адсорберы III и IV типов. Для перемешивания
сточных вод с активным углем рекомендуется использовать
лопастные турбинные или пропеллерные мешалки в аппаратах
изготавливаемых отечественной промышленностью.
При выборе мешалочных адсорберов следует учитывать что для
угольной суспензии наиболее эффективны следующие параметры
лопастных мешалок: диаметр мешалки dм = 03-08 от диаметра
адсорбера (D) ширина лопасти мешалки B = 005-04 от dм высота
уровня жидкости в сосуде Н = 08-13 от D расстояние между дном
аппарата и краем лопасти hм = 02-04 от dм параметры турбинных
мешалок: dм = 015-06 от D; B = 0 H = 08-15 от D;
высота мешалки hм = 03-08 от dм; пропеллерной мешалки - dм =
-05 oт D; шаг винта S = 1-3 от D; hм = 05-1 от D; H = 08-12 от
Адсорберы IV типа - патронные фильтры широко используются
в химической технологии например в ионообменной технологии
для очистки низкосолевых водных растворов. Практически все
промышленные аппараты этого типа могут быть использованы для
адсорбционной очистки но специфика физических характеристик
сорбента требует и специфичных технологических параметров
В настоящее время в промышленной практике адсорбции
загрязнений из малоконцентрированной по органическим
загрязнениям воды на мелкодисперсных активных углях КАД и
БАУ могут применяться патронные фильтры площадь фильтрации
8 патронов составляет 80 м2. Патроны выполнены из витой
проволоки для намыва на них угольного порошка фракции 40 - 30
мкм они предварительно покрываются двойной капроновой сеткой
Продолжительность фильтроцикла в зависимости от состава
очищаемой воды обусловлена либо потерями напора либо
10. Для проектирования адсорберов должны быть известны
следующие параметры: размеры адсорберов объем и масса
загрузки адсорбента режим смены загрузки количество и
технологическая схема обвязки адсорберов тип и количество
используемой арматуры.
При расчете адсорберов необходимы следующие исходные
параметры: расход сточных вод; начальная концентрация
загрязнений; концентрация загрязнений в очищенной воде;
изотерма адсорбции; скорость фильтрования сточной воды через
загрузку или скорость движения сточной воды через поперечные
сечения адсорбера; объем адсорбента единовременно
выгружаемого из адсорбционной установки; ориентировочная
продолжительность периода работы адсорбента до проскока и
соответственно замены отработанного адсорбента чистым;
требуемая степень отработки; кажущаяся и насыпная плотность
В том случае когда физико-химический состав загрязнений в
сточной воде неизвестен например в многокомпонентной сточной
воде после биохимической очистки в расчете концентраций
адсорбата может использоваться обобщенный
частности ХПК БПК органический углерод.
Расчет размеров адсорберов начинают с определения общей
площади адсорбционной установки используя формулу (82) СНиП
04.03-85 а затем выбрав конструкцию и площадь поперечного
необходимое число параллельно работающих адсорберов.
Наиболее точный расчет высоты загрузки адсорбента в
адсорберах и режима ее замены выполняется по результатам
работы модели адсорбера выбранной конструкции на данной или
аналогичной сточной воде. В режиме соответствующем
реальному т.е. при сохранении продолжительности контакта и
объемной нагрузки сточной воды на адсорбент (скорости
фильтрования) определяют продолжительность работы адсорбера
до проскока минимально допустимой концентрации и до полного
исчерпания емкости адсорбента.
На основе указанных опытных данных для адсорберов с плотным
слоем загрузки строят выходную кривую. Выходная кривая
представляется в виде графика в системе координат: концентрация
адсорбата в жидкой фазе Ci - на оси ординат и время t - на оси
абсцисс. Она характеризует изменение концентрации в очищаемой
воде в каком-либо сечении адсорбционной колонны в процессе
адсорбции. Выходная кривая начинается с момента появления
минимальной проскоковой концентрации и заканчивается
моментом появления максимальной концентрации адсорбата в
По данным экспериментальной выходной кривой определяется
длина зоны массопередачи Нм заключенной между слоями
чистого и отработанного адсорбента:
С увеличением скорости водного потока
многокомпонентной сточной воды - менее чем в пропорциональном
отношении в частности при доочистке биохимически очищенных
Длина зоны массопередачи должна быть меньше общей высоты
загрузки на резервную высоту слоя обеспечивающего очистку
сточных вод в период смены отработанного адсорбента и на
высоту слоя отработанного адсорбента. Резервную высоту загрузки
определяют по двум выходным кривым на высоте На и НБ
где un - фактическая скорость водного потока равная
- порозность загрузки).
Для расчета продолжительности работы адсорберов до смены
адсорбента используют данные выходной кривой по объему
жидкости обработанной определенным объемом загрузки до
обеспечения требуемого исчерпания емкости:
Для расчета массы адсорбента следует пользоваться величиной
кажущейся плотности (следует учитывать что насыпная плотность
активных углей характеризует массу образца адсорбента
прослойки между частицами угля и внутри его пор и составляет
5-06 гсм3). В отличие от насыпной кажущаяся плотность
активных углей включает только массу частиц с внутренними
порами. При заполнении внутренних пор частиц воздухом эта
величина равна 04-09 гсм3. При заполнении внутренних пор
водой кажущаяся плотность равна 12-15 гсм3 поэтому в плотном
слое мокрого гранулированного угля возможно создавать
восходящий поток воды со скоростью 8-12 мч без всплывания
частиц угля. Истинная плотность углеродного скелета активного
угля равна 19-2 гсм3. Следует учитывать и повышение плотности
углей в процессе накопления на их поверхности молекул
адсорбата. Изменение плотности адсорбентов должно учитываться
при пересчете объема активных углей на их массу в частности
поддерживающих конструкций.
Потери адсорбента при перегрузке зависят от его прочности
которая для активных углей в зависимости от исходного сырья и
технологии активации находится в пределах 60-90 %. В частности
прочность менее 75 % приводит к потерям на истирание более 15
% поэтому эти угли рекомендуются к одноразовому употреблению.
При отсутствии выходных кривых и других данных работы
модели адсорберов в реальных режимах эксплуатации расчет
определения дозы адсорбента обеспечивающей требуемую
характеристику очищенной сточной воды.
Этот расчет для условия полного исчерпания емкости
адсорбента при извлечении одного компонента при известных
характеристиках адсорбата и адсорбента ведется по формуле
где Vм - молярный объем сорбата дм3моль.
Во всех остальных случаях (многокомпонентный состав
загрязнений отсутствие характеристик адсорбата и адсорбента и
пр.) используется формула из СНиП 2.04.03-85
Изотерму адсорбции выражающую связь между концентрацией
адсорбата в воде (Св мгл) и максимальной адсорбционной
мгл) описывают уравнениями. При начальной концентрации
сточной воды до 100 мгл ХПК можно использовать изотерму Генри
При больших концентрациях обычно используют изотерму
Адсорбция индивидуального вещества из воды при условии
заполнения поверхности монослоем может быть описана
Для адсорбции ограничено растворимого вещества с размером
молекулы близким размеру пор адсорбента из однокомпонентного
раствора может быть использовано уравнение
Определив коэффициенты по опытным точкам вычисляют
задавшись Cex и Сen и по ним определяют дозы адсорбента
которые в статических условиях обеспечивают очистку воды до
требуемого качества (до проскока) и до качества воды
соответствующего заданному исчерпанию емкости адсорбента. На
продолжительностью работы адсорбционной установки до
перегрузки адсорбера рассчитывают высоту адсорбционной
загрузки обеспечивающей очистку воды до проскока Н2 и высоту
загрузки которая за тот же период должна исчерпать емкость Н1
неподвижного плотного слоя загрузка Н принимается равной
высоте загрузки в одном аппарате.
Общая высота загрузки адсорбента принимается не менее чем
Ввиду того что условия исчерпания емкости адсорбента в
динамическом (проточном) режиме отличаются от принятых для
ориентировочного расчета статических (контактных) условий
необходимо уточнить продолжительность работы
адсорбционной установки до проскока по формуле
При отсутствии справочных данных в расчете адсорберов с
активных углем e принимается равным 05. В условиях
адсорбционной очистки воды от одного компонента при Re>4
расчет продолжительности работы адсорбера до появления на
выходе из слоя проскоковой концентрации проводится по формуле
Расчет при Re4 проводится по формуле
Формулы для определения коэффициентов массоотдачи имеют
Добиться уменьшения объема угля в адсорбционной установке не
снизив эффект очистки можно обеспечив непрерывный или
дискретный вывод из адсорбера порций отработанного адсорбента
и одновременную подачу в него порций чистого адсорбента. Такой
процесс может быть осуществлен в адсорберах с движущимся
слоем загрузки. Скорость движения загрузки должна быть равна
скорости перемещения контролируемого концентрации адсорбата
по слою загрузки при условии его неподвижности. В практике
очистки сточных вод эта скорость находится в пределах 1-20 смч.
Для расчета скорости перемещения по неожиженному слою
адсорбента заданной концентрации загрязнений сточных вод
находящейся в пределах 20-80 % начальной используется формула
В условиях адсорбционной обработки многокомпонентной
перемещается медленнее границы проскоковой концентрации
поэтому режим выгрузки отработанного сорбента должен
периодически корректироваться.
В адсорберах с псевдоожиженным
используются формулы:
для двухсекционного аппарата
для трехсекционного аппарата
11. На основе выполненных теоретических исследований
приведем примеры расчета.
Пример 1. Расчет адсорбционной установки с плотным
неподвижным слоем гранулированного активного угля для
очистки многокомпонентной воды.
Исходные данные: производительность qw = 10 тыс м3сут. или
7 м3ч; начальная величина ХПК (Сen) = 625 мгл; конечная
величина ХПК (Сех) = 50 мгл; изотерма адсорбции соответствует
уравнению Фрейндлиха: аsb в мгг; С в мгл;
= 253C ; линейная скорость относительно стен адсорбера
составляет 10 мч; ориентировочная продолжительность работы
установки до проскока
= 24 ч; уголь АГ-3 его кажущаяся плотность
= 045; высота слоя угля в одном адсорбере Hads = 250 м;
заданная степень исчерпания емкости сорбента Кsb = 07; диаметр
в соответствии с изотермой мгг:
Находим общую площадь
работающих адсорберов м2;
Количество параллельно и одновременно работающих линий
адсорберов при D = 35 м шт:
Принимаем к работе четыре параллельно и одновременно
работающих линий адсорберов при скорости фильтрации 11 мч.
Максимальная доза активного угля гл (кгм3):
Доза активного угля выгружаемого из адсорбера гл (кгм 3):
Ориентировочная высота загрузки обеспечивающая очистку м:
Ориентировочная высота загрузки выгружаемая из адсорбера
Высота слоя отработанного адсорбента выгружаемого из
адсорбера принимается равной загрузке одного адсорбера Н = 25
м резервная высота загрузки H3 = 25 м H2 = 5.
Общая высота загрузки адсорбента в адсорбционной установке
принимается с учетом установки одного резервного адсорбера м:
Htot = H1 + Н2 + H3 = 25 + 5 + 25 = 10.
Общее количество последовательно установленных в одной
Продолжительность работы tads адсорбционной установки до
проскока (при одном адсорбере находящемся в процессе
при порозности загрузки
Продолжительность работы одного адсорбера до исчерпания
Таким образом требуемая степень очистки может быть
достигнута непрерывной работой четырех параллельных линий
адсорберов в каждой из которых по четыре последовательно
установленных адсорбера из которых один резервный находится
в режиме перегрузки. Каждый адсорбер при этом работает в
течение 51 ч отключение одного адсорбера в последовательной
цепи на перезагрузку производится через 17 ч.
Произведем расчет объема загрузки одного адсорбера м3:
сухой массы угля в одном адсорбере т:
При перезагрузке четырех адсорберов через каждые 17 ч (по
одному из каждой линии) затраты угля составят тч:
что соответствует дозе угля гл:
Пример 2. Расчет адсорбционной установки оборудованной
аппаратами с неподвижным слоем активного угля для очистки
однокомпонентного водного раствора от вещества известного
Исходные данные: производительность установки 120 м3ч;
активный уголь КАД-иодный с эквивалентным диаметром зерен
×10-3 м; начальная концентрация бензойной кислоты в сточной
воде Сen = 1065 мольм3; конечная концентрация бензойной
кислоты в очищенной воде Сe высота слоя угля в
адсорбере Hads = 3 м.
равновесия Kp по табл. 29 расчет производим по формуле
где R = 833 Дж(моль.град) при температуре сточной воды t = 25
°С; T = 289° откуда RT = 248 КДжмоль;
Логарифмируем выражение (113)
где K = 10000; 2303 - коэффициент перевода ln в lg.
Расчет равновесной (минимальной) дозы активного угля для
извлечения бензойной кислоты проводим по формуле
- отношение молярного объема данного вещества к молярному
объему стандартного вещества;
* - молярный объем бензойной кислоты равный 01135 дм3моль;
- молярный объем стандартного вещества (постоянная
величина в расчетах равная 009 дм3моль); Сen = 1065 мольм3;
Сs - растворимость бензойной кислоты в воде равная 278 моль
м3; Кр - константа адсорбционного равновесия для поглощения
вещества равная 10000;
- предельный адсорбционный объем равный для угля КАДиодный 03 дм3кг.
Подставив значения приведенных величин в уравнение (114) и
прологарифмировав получим
откуда Dsp = 47 мгм3.
Определим коэффициенты массоотдачи при адсорбции в
плотном слое активного угля при Рr = vDм и Re =
где eн - порозность неподвижного слоя принимаемая равной
; Dm - величина коэффициента молекулярной диффузии берется
из справочных данных (Д. Шервуд; Т. Рид. Свойства газов и
жидкостей - М: Химия T.1. - 1969. - 640 с; Справочник химика. М.: Химия - 1971. - 1168 с.); v - величина кинематической вязкости
воды равная: v = 10-6 м2с.
Рассчитаем коэффициент массоотдачи
при адсорбции бензойной кислоты на активном угле. При
диаметре зерен активного угля равном (2-3)10-3 м средний
диаметр зерен равен 2510-3 м. Величина коэффициента
молекулярной диффузии бензойной кислоты в воде равна: Dм =
Рассчитаем критерий Рейнольдса и Прандтля при различных
= 0278×10-3 мc (1 мч); тогда
Re = 0278×10-3 25×10-310-6 = 0694;
Рг = 10-6089×10-9 = 1123595.
Поскольку Re = 0694 расчет проводим по формуле (115)
= 2222×10-3 мс (8 мч) тогда
Поскольку Re = 5555>4 расчет проводим по формуле (116)
Рассчитаем время работы адсорбера до появления на выходе
из слоя проскоковой концентрации органического вещества. При
Re4 расчет tads проводится по формуле (91) где tads время
работы адсорбера или группы последовательно соединенных
адсорберов до появления проскоковой концентрации ч:
где C05 - содержание извлекаемого вещества в сточной воде
равновесное с количеством вещества равным половине Dsb моль
Задание. Рассчитать время работы адсорбера до проскока при:
= 0278×10-3 мс = 1 мч;
= 430 кгм3; Htot = 3; Сen = 1065 мольм3; Сeх = 01 мольм3.
По данным предыдущих расчетов K = 10000; Сs = 278 мольм3;
Рассчитаем продолжительность ч работы адсорбера до
регенерации активного угля
При Re>4 расчет продолжительности работы адсорбера до
появления на выходе из слоя проскоковой концентрации
проводится по формуле (90).
Рассчитаем величину tads ч при скорости фильтрования равной
= 2222.10-3 = 8 мч. При этом
Расчетное количество работающих адсорберов определяем
исходя из требуемой производительности установки площади qw
аппарата fads и скорости движения очищаемой сточной воды в
Приняв диаметр аппарата D = 32 м (fads = 804 м2) и скорость
= 1 мч находим требуемое количество работающих адсорберов
при производительности установки 120 м3ч
Время работы каждого адсорбера при заданных условиях
фильтрования сточной воды составляет приблизительно 245 ч. При
скорости движения очищаемой жидкости
необходимое количество работающих адсорберов
Время работы каждого адсорбера в этом случае до проскока
бензойной кислоты составляет 29 ч.
Пример 3. Расчет адсорбционной установки оборудованной
аппаратами с псевдоожиженным слоем активного угля.
Исходные данные: производительность установки 400 м3ч;
используется активный антрацит с эквивалентным диаметром
зерен 05 10-3 (05 мм); начальная концентрация биологически
очищенных сточных вод Сen - 50 г Oм3; конечная концентрация
органических загрязнений в воде Сex = 15 г Oм3.
Порядок расчета: минимальную дозу активного угля при
доочистке биологически очищенных сточных вод определяем по
Определяем расход активного угля который зависит от числа
секций адсорбционного аппарата. Рассмотрим определение
расхода активного угля при расходе жидкости qw = 10 м3ч в двух
и трехсекционном аппарате. Расчеты проводим по формулам (95)
и (96). Величина дозы активного угля определенная в примере
составляет 58 кгм3. Расход активного угля в двухсекционном
аппарате qsb кгч определяем решением квадратного уравнения
Принимаем двухсекционный аппарат с общей высотой
псевдоожиженного слоя 3 м (15 м высота слоя на каждой секции).
12. Для определения основных технологических параметров
работы адсорбционных аппаратов принимаем что относительное
- высота псевдоожиженного слоя образованного
неподвижного высотой
расширением составит
- порозность неподвижного слоя равная 04.
находим скорость восходящего потока жидкости
мч обеспечивающей заданную порозность псевдоожиженного
слоя где Ar - число Архимеда определяемое по формуле
где Pi - удельная пористость сорбента.
Подставляя числовые значения в формулы (118) и (119)
- число Рейнольдса Re = 257.
Преобразуя число Рейнольдса определим скорость потока
Таким образом для обеспечения полуторакратного расширения
псевдоожиженного слоя активного угля с размером частиц
10-3- (05 мм) скорость потока должна быть равна 185 мч.
При диаметре адсорбера 3 м его производительность qw равна
Следовательно для обеспечения очистки 400 м3ч сточной воды
необходимо три адсорбционных аппарата.
Часовой расход равен (51410)131 = 673 кгч. Перепад давления
в псевдоожиженном слое активного угля определяем по формуле
Для расчета адсорбционной аппаратуры в табл. 29 приводятся
характеристики активных углей выпускаемых отечественной
стандартного уменьшения свободной энергии адсорбции из водных
растворов некоторых структурных элементов и функциональных
групп молекул органических веществ часто встречающихся в
Марка активированного угля
КАДКАДиодный молотый
кажущаяся 04-05 08-09
Ароматические соединения
Алифатические соединения
карбоновых кислотах)
или третичном атоме)
-С4Н4 (второе кольцо в
цепи аминного азота)
Пиразолоновое кольцо:
13. Выбор схемы ионообменной очистки и обессоливания
сточных вод производится в зависимости от назначения установки
состава и расходов сточных вод требований к качеству очищенной
Очистка и частичное обессоливание сточных вод имеющих
слабокислую или нейтральную реакцию от ионов 2- и 3-валентных
металлов при отсутствии или малом содержании катионов
щелочных металлов а также аммония анионов слабых кислот
(карбонатов силикатов боратов) или допустимости их присутствия
в очищенной воде производится по одноступенчатой схеме
последовательным фильтрованием через катионит в водородной
форме и слабоосновный анионит в гидроксильной форме (рис. 20
а). При наличии в воде подвергаемой очистке окислителей
(хромат- и бихроматионов) в качестве анионообменника
необходимо применять слабоосновные аниониты АН-18-10 П
АН-251 или сильноосновной анионит АВ-17 стойкие к
окислительному действию указанных ионов.
Для более глубокой очистки сточных вод от анионов слабых
кислот (боратов силикатов) применяют схему с одноступенчатым
Н-катионированием и 2-ступенчатым Н-анионированием (рис.
б). На первой ступени анионирование производится с
использованием слабоосновных анионитов на второй ступени
используются сильноосновные аниониты.
Для обессоливания и очистки сточных вод при большом
содержании катионов щелочных металлов и аммония а также при
наличии ионов 2- и 3-валентных металлов целесообразно
применять 2-ступенчатое Н-катионирование (рис. 20 в).
При наличии в обрабатываемой воде большого количества солей
угольной кислоты для предотвращения быстрого истощения
емкости сильноосновных анионитов 2-й ступени анионирования из
воды после Н-катионирования удаляется углекислота в
специальных дегазаторах с насадкой из колец Рашига с
деревянной хордовой насадкой или в других массообменных
аппаратах (рис. 20 г).
Рис. 20. Схемы установок очистки и обессоливания сточных вод
ионообменным способом
а - одноступенчатая схема для очистки и частичного обессоливания сточных
вод; б - схема очистки и полного обессоливания сточных вод с двухступенчатым
анионированием; в - схема очистки и полного обессоливания сточных вод с
двухступенчатым катионированием и двухступенчатым анионированием; г схема очистки и полного обессоливания сточных вод с двухступенчатым
анионированием и удалением углекислоты дегазацией; д - схема очистки и
обессоливания сточных вод с удалением углекислоты дегазацией и фильтрами
смешанного действия; е - схема очистки и полного обессоливания сточных вод
с двухступенчатым анионированием удалением углекислоты дегазацией и
предочисткой на механических и сорбционных фильтрах; KI и КII - Нкатионовые фильтры I и II ступени; АI и АII - ОН-анионитовые фильтры I и II
ступени; Д - декарбонизатор; ПБ - промежуточный бак; М - механические
фильтры; Ф - фильтры смешанного действия (ФСД).
В ряде случаев для стабилизации показателя рН очищенной
воды или глубокого обессоливания ее и удаления анионов слабых
кислот вместо анионитовых (фильтров второй ступени или после
загружаемые сильнокислотными катионитами и сильноосновными
анионитами (рис. 20 д).
Содержание повышенных веществ в воде поступающей на
ионообменные фильтры не должно превышать 8 мгл. Величина
ХПК не должна быть более 8 мг Ол. В противном случае в схему
ионообменной установки включаются сооружения предочистки с
механическими и сорбционными фильтрами (рис. 20 е).
В зависимости от конкретных условий возможны и другие
компоновки ионообменных установок с включением различного
количества ступеней катионирования и анионирования и
возможным чередованием их. При наличии в сточных водах
сложных смесей катионов большое значение имеет селективное их
поглощение катионитами.
Для определения наименее сорбируемых катионов при обмене
на сильнокислотном катионите КУ-2 следует принимать во
внимание ряд катионов по энергии их вытеснения друг другом
Н+ Na+ NH Mg2+ Zn2+ Со2+ Cu2+ Cd2+ Ni2+Cа2+
При обмене на слабокислотном катионите КВ-4 установлен
следующий ряд катионов:
Mg2+ Са2+ Ni2+ Со2+ Сu2+.
Установлен аналогичный ряд поглощения анионов сильных
кислот на сильноосновном и слабоосновном анионитах
Анионы слабых кислот по сродству к сильноосновным анионитам
образуют следующий ряд: силикатыборатыфосфаты.
В случае присутствия в воде нескольких катионов и анионов
системы рассчитываются как однокомпонентные по наименее
сорбируемым или лимитирующим ионам. Расчетные концентрации
ионов принимаются равными концентрациям суммы ионов
(катионов и анионов раздельно) а емкость ионитов равной
емкости ионитов но наименее сорбируемым или лимитирующим
ионам при сорбции их из индивидуальных растворов.
В ряде случаев ионообменные установки применяются
специально с целью извлечения специфичных отдельных
компонентов из сточных вод.
Иониты для очистки и обессоливания сточных вод.
14. Для загрузки Н-катионитовых фильтров при очистке
преимущественно используются катиониты КУ-1 КУ-2-8 КУ-2-20
КУ-23 KБ-4 КБ-4П-2 КБ-4-10П.
В качестве слабоосновных анионитов могут применяться:
АН-2-ФН АН-18 АН-22 АН-32 АН-221 АН-251. Аниониты
промежуточной основности ЭДЭ-10П. Сильноосновные аниониты
В табл. 31 дана характеристика некоторых отечественных
катионов (ГОСТ 20298-74*) в табл. 32 - некоторых отечественных
анионитов (ГОСТ 20301-74*). Выбор ионитов для очистки сточных
вод производится в зависимости от условий ведения процесса и
требований к качеству очищенной воды.
Средняя рабочая обменная
при Нпри Naкатионировании катионировании
Для выбора ионообменной смолы при удалении из воды того
или иного специфического соединения или элемента приводятся
обменные емкости ионитов по некоторым компонентам
присутствующим в сточных водах.
В табл. 33 дана динамическая обменная емкость (ДОЕ) ряда
катионитов по меди никелю и цинку; и табл. 34 - ДОЕ сильнои слабоосновных анионитов по шестивалентному хрому. В табл.
приведена рабочая обменная емкость анионита АВ-17 в ОНформе по анионам сильных кислот при извлечении хроматов. В
последующих таблицах даются опытные данные: по емкости
некоторых ионитов по фенолу (табл. 36) катионитов КУ-2 и
КБ-4П-2 по пиридину (табл. 37) анионитов ЭДЭ-10П и АВ-17 по
муравьиной кислоте (табл. 38) и некоторых катионитов по анилину
ДОЕ мг-экв на 1 г катионита по
ДОЕ г на 1 кг катионита по
ДОЕ по Сг (VI) до проскока
% по массе сухой смолы
Состав сточной воды мг-эквл
При сорбции фенола из
водно-метанольных сред мг
Динамическая обменная емкость при сорбции
из сточных вод и присутствии катионов
ДОЕ до проскока мгг при
концентрации анилина 10 мгл
обменная емкость (ПДОЕЭ мг
Ионообменные аппараты
15. Процессы ионообменной очистки и обессоливания сточных
вод могут осуществляться в различных аппаратах: ионообменных
фильтрах с обработкой воды в плотном слое; фильтрах для работы
с псевдоожиженным слоем ионитов; пульсационных колоннах
Наиболее распространено применение серийно выпускаемых
таганрогским заводом «Красный котельщик» и Бийским
котельным заводом ионообменных фильтров для фильтрования
воды в плотном слое. Для очистки и обессоливания сточных вод
используются стандартные Н-катионитовые фильтры - первой
ступени вертикальные параллельно-точные. Их характеристики
приведены в табл. 40.
Рабочее давление МПа
Площадь фильтрования
Характеристика фильтра
Высота слоя попита м
Объем загрузки попита
Удельное давление на
Таганрогский завод «Красный
Фильтры смешанного действия имеются двух видов: с
внутренней регенерацией и с выносной регенерацией. Наибольшее
применение в практике очистки и обессоливания сточных вод
находят ФСД с внутренней регенерацией. Их характеристика
приведена в табл. 41.
Важным моментом в проектировании ионообменных установок
является расчет потери напора в загрузке ионитовых фильтров.
В табл. 42 приведены данные о потере напора в зависимости от
крупности зерен ионита высоты слоя и скорости фильтрования.
пробное гидравлическое
Площадь фильтрования м2
Высота фильтрующего слоя м:
Объем фильтрующей загрузки м3:
Удельное давление па фундамент
Потери напора в фильтре м при размере зерен
Скорость фильтрования
16. Технологические данные для расчета Н-катионитовых
-10 %-ные растворы НС1 или
ДОЕ КУ-2 по сумме ионов 2- и
-19 кг (830-1050 г-экв) на
-105 кгм3 (450-580 г-экв
кислот г-экв на 1 м3 набухшей
Способы защиты ионообменных установок
18. Сточные воды поступающие на установку могут иметь
кислую или щелочную реакцию содержать компоненты
обладающие агрессивными свойствами по отношению к бетону или
металлам. Кроме того при обессоливании вода поступающая из
Н-катионитовых фильтров в анионитовые имеет кислую реакцию
а обессоленная вода по отношению к бетону или металлам также
обладает коррозионными свойствами. Агрессивны и применяемые
для регенерации ионитов растворы и образующиеся элюаты. Эти
обстоятельства необходимо учитывать при проектировании
ионообменных установок. Необходима защита от коррозии
внутренних поверхностей всех емкостей для приготовления и
дозирования регенерирующих реагентов сбора и хранения
элюатов и промывных вод; внутренних поверхностей фильтров
декарбонизаторов всех деталей внутри фильтра обвязки
трубопроводов арматуры соприкасающейся с водой и растворами
Для защиты от коррозии внутреннюю поверхность корпуса
фильтров и емкостей либо гуммируют либо покрывают
кислотостойкими смолами и лаками. Нижние распределительные
устройства трубчатого типа крепежные детали внутри корпуса
фильтра и другую арматуру изготовляют из нержавеющей стали.
полиэтилена. Нижние распределительные устройства типа
«ложное дно» изготовляют из полимерных материалов: доски из
пресс-материала АГ-40 щелевые колпаки из сополимера стирола
Пример расчета ионообменной установки по доочистке и
обессоливанию сточных вод цеха гальванических покрытий
19. Назначение ионообменной установки. На ионообменную
установку подаются промывные кислотно-щелочные сточные воды
цеха в смеси с хромосодержащими (после их предочистки
электрокоагуляцией) и циансодержащими (после каталитического
окисления цианидов кислородом) сточными водами.
Смесь сточных вод перед подачей на ионообменную установку
подвергается отстаиванию для выделения труднорастворимых
компонентов при смешении указанных категорий стоков.
Результатом ионообменной обработки сточных вод является
организация системы оборотного технического водоснабжения
цеха получение обессоленной воды.
Расход воды на собственные нужды установки после ее запуска
и вывода на режим принимается 10-15 % ее производительности.
Характеристика обрабатываемых сточных вод. Количество
сточных вод с учетом пополнения воды на потери и на собственные
нужды установки на данном объекте составляет 820 м3cyт в
среднем 51 м3ч при непрерывной 2-сменной работе. Основные
показатели смеси сточных вод поступающих на ионообменную
установку приведены в табл. 43.
Общее солесодержание
И т о г о катионов поливалентных металлов
И т о г о одновалентных катионов:
И т о г о анионов сильных кислот:
И т о г о анионов слабых кислот:
в том числе без карбонатов
Органические примеси
Солесодержание поступающих сточных вод ~570 мгл (77- 78
В состав установки входят; усреднитель сточных вод отстойник
механические фильтры сорбционные фильтры Н-катионитовые
регенерирующих растворов емкости для сбора обессоленной воды
алюатов от регенерации ионитов и промывочных вод узел
обезвреживания элюатов.
Описание технологической схемы ионообменной очистки и
Сточные воды после усреднения и отделения ГДП в отстойнике
последовательно на механические сорбционные катионитовые и
анионитовые фильтры. Обессоленная вода поступает в сборник из
которого направляется затем потребителям.
Расчет ионообменной установки. Накопитель-усреднитель
сточных вод рассчитывается из условия 3-4-часового усреднения
по соответствующему разделу СНиП 2.04.03-85 при максимальном
расходе сточных вод. Емкость его принимается равной 150-200
м3. Отстойник (вертикальный или тонкослойный) рассчитывается
согласно пп. 6.57-670 СНиП 2.04.03-85.
Исходные данные для расчета: средний часовой расход сточных
вод qw = 51 м3; концентрация взвешенных частиц образующихся
из труднорастворимых соединений (фосфатов и гидроксидов
металлов) 250-300 мгл (в расчете на сухое вещество);
гидравлическая крупность частиц U0 = 02 ммс; сборник
осветленной воды рассчитывается на 20-30 минутный расход
сточных вод и подпиточной воды. Его емкость составит 17-25 м3.
соответствующему разделу СНиПа на производительность 51 м3ч;
скорость фильтрования принимается 8-10 мч.
Для подготовки фильтра к работе в следующем фильтроцикле
загрузка после опорожнения фильтра отмывается противотоком
воды [13-15 л(с.м2)] в течение 7-8 мин. Отмывочная вода подается
в усреднитель сточных вод перед отстаиванием. Необходимая
площадь фильтрования должна быть в праделах
Количество фильтров принимается в соответствии с их
характеристиками. Рекомендуется применять 2 рабочих фильтра
диаметром 2 м и площадью 314 м2 каждый.
Сорбционные фильтры проектируются согласно СНиП 2.04.03-85
пп. 6.283-6.289. Фильтры рассчитываются на производительность
м3ч скорость фильтрования 8-10 мч интенсивность
взрыхления активированного угля 3-4 л(с×м2) высота загрузки
-28 м. Необходимая площадь фильтрования 51-64 м2.
Количество фильтров определяется в соответствии с основными
их характеристиками. Загрузка - уголь БАУ АГ-3 АГ-5 АР-3.
Рекомендуется принять 2 рабочих фильтра диаметром 2 м и
сечением 314 м2 каждый. Возможно совмещение механической и
сорбционной предочистки в одном 2-слойном фильтре.
производительность 51 м ч. Содержание катионов металлов 77 гэквм3 при эксплуатации (см. табл. 42) и 83 г-эквм3 при запуске
(работа без оборота).
Объем катионита What м3 в водород-катионитовых фильтрах
Подставив цифровое обозначение в формулы (120) и (121) получим
= 08×1000 - 05×4×17 = 7967
Площадь катионитовых фильтров определяется по формуле
Предлагается к установке один рабочий и один резервный
фильтр диаметром 26 м и сечением 53 м2 каждый. При этом
скорость фильтрования составит 5153 = 96 мч (скорость
фильтрования должна быть в пределах 8-15 мч).
Длительность рабочего цикла фильтра принята 2 сут по 16 ч. Она
может быть рассчитана по формуле
Подставив цифровое обозначение в формулу (123) получим
Регенерация катионитовых фильтров производится 7- 10 %-ным
раствором соляной кислоты в количестве 25-3 г-экв на 1 г-экв
сорбированных катионов (на 1 г-экв РОЕ катионита).
Расход реагента на регенерацию одного фильтра в одном цикле
Подставив цифровые обозначения получим
При повторном использовании части элюатов на регенерацию
расход кислоты может быть сокращен на 30-40 %.
Расход воды на регенерацию катионитовых фильтров.
На взрыхление смолы при интенсивности 3 л(с.м2) в течение 20
3.60.20.0001 = 19 м3;
на приготовление 10 %-ной соляной кислоты
на после регенерационную отмывку - 3-4 объема на 1 объем ионита
т.е. 1325.35 = 464 м3.
Общий объем воды на одни фильтр в цикле 771 м3 средний
часовой расход 77132 = 24 м3.
Анионитовые фильтры. Загрузка - слабоосновный анионит
АН-31 производительность 51 м3ч. На анионитовые фильтры
поступает Н-катионированная вода с содержанием анионов
сильных кислот 74 г-эквм (см. табл. 43).
Объем анионита Wan м3 определяется по формуле (120) где
анионированной воде.
Рабочая емкость анионита
рассчитывается по формуле (121) где а для слабоосновных
= 1120; qan = 3-4 м3; K
= 09.1120-08.4.17 = 1000;
Пreg - число регенерации
(принимается 1 раз в 3 сут.)
По аналогии с Н-катионитовыми фильтрами принимается один
рабочий и один резервный анионитовые фильтры с объемом
загрузки 1325 м3 сечением 53 м2 и диаметром 26 м. Площадь
фильтрования анионитовых фильтров может быть проверена по
tf = 16nreg—t1-t2(126)
Регенерация анионита производится 4 %-ным раствором
гидроксида натрия в количестве 25 экв на 1 экв рабочей обменной
емкости. Расход 100 %-нoгo гидроксида натрия рассчитывается по
где 40 - эквивалентная масса гидроксида натрия.
Расход реагента может быть сокращен на 30-40 % при повторном
использовании части элюатов.
Расход воды на регенерацию анионитовых фильтров:
3.60.20.0001 = 191 м3;
на приготовление 4 %-ного раствора гидроксида натрия 132540 =
на после регенерационную отмывку фильтра 1325×5 = 662 м3.
Общий расход воды на регенерацию составил 1184 м3 а
продолжительность работы фильтра между регенерациями
Fa = (16×51)(033×43×12) = 479 м2.
что укладывается в сечение выбранного фильтра 53 м2 диаметром
Часовой расход воды на регенерацию составит 118443 = 275
приготовления регенерационного раствора. Общий расход
очищенной воды на собственные нужды ионообменной установки
(на взрыхление регенерацию отмывку ионитов всех фильтров) без
учета повторного использования составит 24+275 = 515 м3ч
или 10 % производительности установки.
20. Для ионообменной установки выбирается серийно
кислотостойком исполнении. Выбор ионообменных фильтров
производится с учетом непрерывной работы и возможности
регенерации одного из них без прекращения работы всей
ионообменных (табл. 46) фильтров а также перечень и расход
основных материалов для загрузки фильтров (табл. 47) и реагентов
на их регенерацию (табл. 48).
Показатель работы установки
Производительность установки м3ч
Содержание взвешенных веществ в воде поступающей на
Солесодержание поступающей воды г-эквм3
Содержание катионов 2- и 3-валентных металлов г-эквм3
Содержание катионов натрия калия и аммония г-эквм3
Содержание анионов сильных кислот г-эквм3
Содержание анионов слабых кислот г-эквм3
Удельная электропроводимость обессоленной воды мк×Смсм
Годовой расход реагентов (с учетом повторного использования 30 %
соляной кислоты (ГОСТ 857-88)
гидроксида натрия (ГОСТ 2263-79*)
Установочная мощность одновременно работающих двигателей кВт
Расход сжатого воздуха м3ч:
Давление подаваемого сжатого воздуха МПа
Расход воды на собственные нужды установки %
Потребность в ионообменных смолах (на 1 загрузку всех фильтров)
катионит КУ-2-8 (ГОСТ 20298-74*)
анионит АН-31 (ГОСТ 20301-74*)
Годовая потребность ионитов на пополнение износа % от
первоначальной загрузки:
Технологические показатели
механические сорбционные
Производительность одного фильтра м3ч
Скорость фильтрования мч
Расход воды на промывку фильтра м3
Продолжительность подготовки фильтра к
Интенсивность подачи на промывку л(с.м2);
катионитовые анионитовые
Скорость фильтрования сточной воды мч
Продолжительность фильтроцикла ч
Межрегенерационный период работы фильтров ч
Регенерационный раствор и его концентрация %
Расход товарного реагента на 1 регенерацию кг
Расход воды на 1 фильтр м3 в 1 цикле
приготовление регенерационного
Скорость подачи воды и растворов мч при:
необходимое Общая Оптовая
загрузки изготовитель
Элюаты от регенерации катионитовых и анионитовых фильтров
подвергаются реагентной обработке вместе с отработанными
концентрированными технологическими растворами. Количество
сбрасываемых кислых элюатов от регенерации катионитовых
фильтров 58 м3сут. Количество сбрасываемых щелочных элюатов
от регенерации анионитовых фильтров 11 м3сут. Сброс кислоты с
элюатами 1059 кг×эквсут.
Сброс щелочей с элюатами 724 кг-эквсут. Избыток кислот
нейтрализацию избытка кислоты 335 кг-эквсут или 335 28 = 938
кгсут. В расчете на товарную 50 %-ную известь с учетом 5 %
избытка расход ее составит 197 кгсут.
При дозировании 5 %-ного по активному СаО известкового
молока расход ее составит приблизительно 2 м3сут.
год сутки регенерацию год
* Расчет расхода реагентов произведен на соляную кислоту 31 %-ную;
гидроксид натрия 100 %-ный; известь гашеную 50 %-ную по активному СaО.
Электролизеры для обработки циансодержащих сточных вод
21. Электролизеры для обработки сточных вод относящиеся
к нестандартному оборудованию представляют собой открытые
или со съемной крышкой прямоугольные стальные резервуары
материалов на несколько отсеков. В перегородках проделываются
несколько рядов отверстий суммарная площадь которых
составляет 20 - 30 % площади находящейся в воде чисти
перегородки высота которой соответствует высоте погруженных в
Движение потока сточных вод в электролизере происходит вдоль
Электролизер снабжается приемной и сборной камерами также
перегородками. На дно электролизера (в каждом из отсеков)
укладывают дырчатые трубки из синтетических материалов через
которые поступает сжатый воздух который барботируя через
жидкость способствует ее перемешиванию.
В электролизер помещаются электроды двух типов: стальные
катоды (в виде пластин толщиной 1-2 мм) и аноды из
графитированного угля в виде плит или стержней. Можно
металлоксидным покрытием (диоксид рутения магнетит и др.).
Ориентировочный срок службы анодов из графитированного угля
составляет 4-5 мес. При обработке медьсодержащих сточных вод
целесообразно использование медных катодов для облегчения
утилизации дополнительно извлекаемой из сточных вод (в виде
катодного осадка) металлической меди.
учитывать объем постоянно находящейся в нем воды а также
объем занимаемый перегородками электродами (размеры плит
электродными заводами составляют 100018050 мм). Расстояние
между соседними электродами (катодом и анодом) следует
принимать в пределах 40-50 мм.
Электроды обоих видов (катоды и аноды) подвешиваются в
электролизере на медных (латунных) стержнях (токоподводах)
концы которых покоятся на соответствующих катодных (анодных)
шинах укладываемых на изоляторах вдоль бортов электролизера.
Аноды из графитированного угля (в виде плит) можно
устанавливать на дно электролизера футерованное материалом
- диэлектриком. Сечение токоподводов и электродных шин
рассчитывается на максимальную токовую нагрузку.
При значительной расчетной величине тока в электрической
цепи (более 3000 А) и необходимости отведения больших
количеств выделяющихся газообразных продуктов электролиза
рекомендуется установка нескольких электролизеров снабженных
автономными источниками электропитания.
резервуар-усреднитель (каждая секция усреднителя рассчитана на
часовой расход сточных вод); электролизеров; источник
постоянного электрического тока (выпрямитель из ременного
электрического тока - типа ВАКГ или ВАКР); бак для
приготовления раствора поваренной соли; бак для приготовления
раствора щелочного реагента (едкий натр сода) используемого
для корректировки исходной величины рН обрабатываемой воды (в
случае необходимости); сборный бак для очищенной воды.
К сточным водам находящимся в резервуаре-усреднителе
добавляют насыщенный раствор поваренной соли для достижения
ее концентрации в воде в пределах 5-10 гл и раствор щелочного
реагента (в случае необходимости) до величины рН
При наличии высококонцентрированных циансодержащих
сточных вод (отработанных технологических растворов) следует
предусмотреть дополнительный бак для их сбора с последующим
равномерным добавлением к сточным водам поступающим в
резервуар-усреднитель до достижения расчетной концентрации
цианидов не более 1 гл.
циансодержащих сточных вод.
электролизера 25 м3ч; исходная концентрация цианидов в
очищаемой воде 200 мгл; время электрохимичекой обработки
Принимается к установке один выпрямитель переменного
электрического тока вырабатывающий постоянный
электрический ток величиной 1600 А. Объем сточных вод в
электролизере составляет
Wel = qwtel = 25.05 = 125 м3.
Общая поверхность анодов
При использовании в качестве анодов плит из графитированного
угля размером 100018050 мм общая поверхность одной плиты
fan = 2×018×1 = 036 м2.
Общее количество плит (анодов) из графитированного угля
помещаемых в один электролизер:
Nan = fanfan = 10036 = 28 шт.
Общая поверхность катодов равна общей поверхности анодов.
находящихся в нем сточных вод с учетом общего объема
погруженных в воду электродов.
Электрокоагуляторы с алюминиевыми электродами
23. Электрокоагуляторы с алюминиевыми электродами
нестандартизированному
использование электрокоагуляторов горизонтального типа с
пластинчатыми электродами. Электрокоагуляторы могут быть как
периодического так и непрерывного действия. Электрокоагулятор
состоит из корпуса с наклонным дном и крышкой электродной
непрерывного действия кроме того должны быть снабжены
устройствами рассредоточенного впуска и выпуска воды и
устройством для поддержания уровня воды в аппарате на заданном
уровне. Электрокоагуляторы обоих типов должны быть снабжены
патрубками с вентилями для выпуска и впуска воды пены
емкостями для сбора пены и вентиляционной системой удаления
изготовлять из листовой углеродной стали с последующим
нанесением на внутреннюю поверхность защитного покрытия
например из винипласта или эпоксидных смол.
Крышка электролизера предназначенная для предотвращения
выделения водорода в рабочее помещение изготавливается из
листовой стали с покраской внутренней поверхности водостойкой
краской. Крышка устанавливается своим фланцем к фланцу
корпуса и герметизируется. Дно корпуса электролизера должно
Электродный блок собираемый из алюминиевых пластин
выполняется в виде параллелепипеда и располагается равномерно
по объему электролизера. Электроды в блоке устанавливаются
плоскопараллельно на одинаковом расстоянии друг от друга (10-20
мм). Объем жидкости над электродами не должен превышать 20
% общего объема электрокоагулятора. Электродные пластины
прямоугольной формы следует изготавливать одинаковыми для
обеспечения их взаимозаменяемости. Механическая жесткость
электродного блока создается с помощью диэлектрических
гребенок. Для удобства монтажа в блоках предусматривают
Соединение электродов в блок производится либо сваркой либо
стягиванием (разъемное соединение). Токоподводы к электродным
блокам внутри электролизера в местах соприкосновения их с
жидкостью должны быть изолированы. Их следует изолировать и
от корпуса электрокоагулятора.
Пеноудаляющее устройство может быть выполнено либо в виде
приспособления сгоняющего пену струями сжатого воздуха в
пеносборный лоток либо и виде доски с пневматическим
приводом. Пеноудаляющее устройство перемещается как вручную
так и автоматически по заданной программе.
В процессе электролиза выделяется водород который
необходимо постоянно удалять из аппарата с помощью вытяжного
вентиляционного устройства. Для обеспечения безопасности
работа электрокоагулятора должна быть сблокирована с работой
вентилятора: в случае остановки вентилятора должна быть
прекращена подача электроэнергии на электрокоагулятор.
Время обработки сточной воды при соответствующей силе тока
выбирают экспериментально по степени ее осветления. При
изменении состава воды время ее обработки также изменяется.
Пример расчета электрокоагулятора периодического действия
24. Исходные данные: производительность аппарата qw = 18
м ч; исходное содержание масел Сen = 6000 гм3; удельный расход
электричества на обработку cточных вод qcur = 540 А×чм3
толщина электродных пластин
= 0006 м; межэлектродное расстояние b = 002 м; анодная
плотность тока fan = 120 Ам2.
Расчет. Примем продолжительность цикла очистки teh равной
ч (продолжительность электрокоагуляционной обработки t1 =
5 ч; продолжительность налива жидкости в аппарат и ее слива
t2 = 025 ч). Объем жидкости в электрокоагуляторе Wch = qw tek =
Общее количество электричества необходимое для обработки
такого объема жидкости составит Qсur = Wch qcur = 09×540 =
6 А×ч а величина тока в электрической цепи Icur = Qcurt1
= 486025 = 1941 A; рабочая поверхность анодов составит fan =
Iian = 1944120 = 162 м2. Отсюда общим объем электродов при
их толщине 6 мм составит Vch = fan
= 162.0006 = 0097 м3
а их масса Mеk = Vek A1 = 0097 27 = 0262 т ( A1 плотность
В связи с тем что масса одного электродного блока не должна
превышать 50 кг принимаем число блоков равное 6.
Общий объем жидкости в межэлектродном пространстве всех
электродных блоков составит Vж = fan b = 162×002 = 0324 м3 а
объем одного электродного блока
= (0097+0324) : 6 = 007 м3.
Условно приняв форму блока кубической длина его ребра м:
Число электродов в одном электродном блоке составит
т.е. блок будет состоять из 8 анодов и 8
Таким образом с учетом установочных зазоров ( lb
= 041) общая длина электрокоагулятора составит Lэ = 6lb+7l3 =
(6×041+7×007) = 295. Ширина электрокоагулятора м:
Bэ = lb+2l3 = 041 +2×007 = 055.
На высоте верхней кромки электродов L1 = lb+l3 объем жидкости
в электрокоагуляторе
Vэк = LэBэ(lb+l3) - Vek = 295×055(041+007) -0097 = 0681 м3.
Высота слоя жидкости над электродами м
h2 = (Weh-Vэк)LэВэ = (0900-0681)295×055 = 013.
Общая высота слоя жидкости в электрокоагуляторе составляет
hэ = h1+h2 = 048 + 013 = 061.
С учетом необходимости размещения пеносгонного устройства
полная высота аппарата Нэ составит 08 м.
Общие габариты электрокоагулятора LэBэHэ = 295×055×08 м.
Пример расчета электрокоагулятора непрерывного действия
25. Исходные данные: производительность аппарата qw = 18
м ч; исходное содержание масел Cen = 2500 гм3; удельный расход
электричества на очистку сточной воды qcur = 270 A×чм3;
начальная толщина электродных пластин
(катодная) плотность тока ian = 120 Ам2.
Расчет. Общий расход электричества на обработку 18 м3
сточной воды составит
Qcur = qcur q= 18×270 = 486 А×ч
а токовая нагрузка на электрокоагулятор I = Qcurt = 486 A.
Поверхность анодов (катодов) будет равна:
fan = fh = Iiап = 486120 = 405 м2.
Объем жидкости в межэлектродном пространстве Vж = fan b =
5.002 = 0081 м3 a общий объем электродов Vеk = fan
06 = 0024 м . Общий объем электродного блока составит
= Vж+Vek = 0081+0024 = 0105 м3 а масса такого блока
A1 = 0024 27 = 0065 г.
В связи с тем что масса электродного блока не должна
превышать 50 кг принимаем число блоков равным 2. Условно
принимая форму блока кубической получим что длина его ребра
Число электродов в блоке составит
В связи с тем что в электрокоагуляторе непрерывного действия
проскок жидкости вне межэлектродного пространства недопустим
между боковыми стенками аппарата и крайними электродами не
должно быть установочных зазоров.
Учитывая что в аппарате должны быть размещены пеносгонное
устройство а также устройства для распределения потока воды на
входе и выходе габариты электрокоагулятора принимаем
LэBэHэ = 08.042.05 м.
Электрокоагуляторы со стальными электродами
26. Электрокоагуляторы со стальными электродами относятся
к нестандартному оборудованию. Корпус электрокоагулятора
представляет собой прямоугольный резервуар изготовленный из
синтетических кислотостойких материалов (полиизобутилен
полипропилен и др.) или футерованный изнутри этими
вентиляционным устройством (например бортовыми отсосами)
для удаления газов образующихся при электролизе сточных вод.
Целесообразно чтобы дно электрокоагулятора имело небольшой
уклон (до 5°) в сторону выхода сточных вод.
Наибольшее применение получили в настоящее время
электрокоагуляторы с помещенными в них пакетами (блоками)
плоских пластинчатых электродов расположенных вертикально
параллельно друг другу.
Движение потока сточных вод в электрокоагуляторе следует
осуществлять вдоль поверхности электродных пластин в
вертикальном направлении (снизу вверх или сверху вниз) либо в
горизонтальном направлении.
Для равномерного распределения воды между электродами и
равномерного ее отвода рекомендуется предусмотреть в
электрокоагуляторе или в отдельных его секциях приемные и
сборные камеры. Приемные камеры отделяются от рабочего
пространства электрокоагулятора дырчатыми перегородками
сопротивления (отношение суммарного сечения отверстий в
перегородках к общему сечению электрокоагулятора составляет
Электроды (катоды и аноды) помещаемые в электролизер
изготавливаются из низкоуглеродистой стали (Ст3 Ст4 и т.п.) и
могут иметь толщину от 3 до 6 мм. Первоначальное расстояние
между соседними электродами должно составлять 5-10 мм.
Рекомендуются следующие размеры электродных пластин:
длина 06-1 ширина 03-06 м. Целесообразно использование
электродов (анодов и катодов) в виде блоков. Блок электродов
представляет собой набор стальных пластин закрепленных на
общей раме. Пластины через одну подключаются к катодной и
анодной шинам источника постоянного электрического тока с
помощью приваренных или припаянных и ним токоподводов. Для
предотвращения коротких замыканий пластины в двух-трех местах
по своей высоте разделяются прокладками из диэлектрика
(текстолит винипласт и др.) выполненными например в виде
колец. Электродные пластины у своего основания или по их высоте
(с обеих сторон) рекомендуется вставлять в «гребенку» также
материала-диэлектрика.
электродного блока не должна превышать 005 т.
Электродные шины изготавливаются из медных (латунных) или
алюминиевых прутков или полос закрепляются на изоляторах на
корпусе электрокоагулятора и соединяются с соответствующими
полюсами источника постоянного электрического тока. Диаметры
(сечение) электродных а также токоподводящих шин (кабелей)
соединяющих электролизер с источником тока во избежание
перегрева рассчитываются на максимальную токовую нагрузку.
поверхность и количество электродов конструктивные размеры
и число электрокоагуляторов и величина тока в электрической
цепи. При этом основными исходными параметрами для расчета
шестивалентного хрома и ионов тяжелых металлов в сточных
водах; анодная плотность тока; удельный расход электричества
необходимый для обработки единицы объема сточных вод.
Пример расчета электрокоагуляторов со стальными
электродами для очистки хромсодержащих сточных вод
27. Исходные данные для расчета: расход сточных вод
составляет 10 м3ч (при круглосуточной работе установки)
исходные концентрации шестивалентного хрома и цинка
соответственно 50 и 20 мгл; величина тока в электрической цепи
Icur = 31Cenqw = 10×50×31 = 1550 A.
К установке принимается один выпрямитель переменного тока
вырабатывающий ток величиной до 1000 A при максимальном
напряжении до 12 В. Общая поверхность анодов составит:
fpl = Icurian = 1550150 = 103 м2.
следующими: ширина bpl = 300 мм рабочая высота hpl = 600 мм.
Рабочая поверхность одного электрода будет равна:
fpl = 2bplhpl = 2×03×06 = 036 м2.
Общее количество электродных пластин составит
Принимаются к установке два электродных блока каждый из
которых состоит из 30 стальных пластин. Рабочий объем
электрокоагулятора будет равен:
Wek = fplb = 103×0008 = 0082 м3
(расстояние между двумя соседними электродами b принято
равным 0008 м). Время обработки сточных вод (время пребывания
сточных вод в межэлектродном пространстве электрокоагулятора)
t = Wekqw = 008210 = 0008 ч = 0008×3600 = 288 с.
Удельный расход металлического железа для обработки сточных
вод определяем по формуле
Ширина одного электродного блока
электродной пластины 5 мм будет равна:
1. Аэробные стабилизаторы предназначены для обработки
органических осадков с целью предупреждения загнивания и
улучшения водоотдающих свойств осадков перед последующей
обработкой и хранением.
Повышение устойчивости осадков к загниванию при аэробной
стабилизации достигается биохимическим окислением части
органического вещества осадка в результате жизнедеятельности
аэробных микроорганизмов.
По сравнению с анаэробным сбраживанием процесс аэробной
стабилизации более прост в конструктивном оформлении не
взрывоопасен более устойчив к изменению качественного состава
осадков. Кроме того аэробно-стабилизированные осадки имеют
лучшие водоотдающие свойства что упрощает и удешевляет их
последующую обработку.
Для станций аэрации производительностью до 50 тыс. м3сут
аэробная стабилизация как правило экономичнее анаэробного
сбраживания даже при условии утилизации газа брожения.
Применение аэробной стабилизации для станций аэрации
производительностью более 50 тыс. м3 в сут сточных вод требует
технико-экономического обоснования.
Аэробные стабилизаторы могут использоваться в различных
технологических схемах. Они рекомендуются для обработки
избыточного активного ила или смеси его с осадком первичных
Активный ил может подаваться в стабилизатор из вторичных
отстойников регенераторов или уплотнителей. В последнем
случае из условий сохранения биологической активности ила
продолжительность гравитационного уплотнения не должна
превышать 6 ч. Во избежание образования застойных зон
целесообразно использовать уплотнители с илоскребами и
перемешивающими устройствами. Концентрация активного ила
подаваемого в аэробный стабилизатор не должна превышать 20 г
л оптимальная концентрация - 10-15 гл.
Концентрация смеси ила и осадка в стабилизаторе не должна
превышать 25-27 гл оптимальная 15-20 гл.
2. Параметры процесса аэробной стабилизации зависят от
состава и соотношения активного ила и осадка первичных
отстойников в стабилизаторе их концентрации температуры.
Для стабилизации рекомендуется применять сооружения типа
аэротенков-вытеснителей.
стабилизации tsa сут рассчитывается по следующим формулам:
при стабилизации активного ила
для активного ила городских сточных вод константы имеют
следующие значения: Vmu = 2857 г(лсут); K3 = 30 гл;
при стабилизации смеси активного ила и осадка первичных
отстойников (принимается не менее 4 сут при t 20 °C)
для осадков городских сточных вод константы имеют следующие
значения: Vm = 1127 гл сут; К3 = 133 гл;
Расчет емкости стабилизатора производится на среднюю
зимнюю температуру осадков в сооружении (для климатических
условий средней полосы Т = 12-14 °С).
Удельный расход воздуха на стабилизацию рассчитывается по
формуле (131) которая аналогична (61) СНиП 2.04.03-85;
Удельный расход кислорода на стабилизацию составит для:
активного ила qsa = 025-03 кгкг;
осадка первичных отстойников qsset = 1-12 кгкг;
Отношение беззольной части первичного осадка к беззольной
части ила в исходной смеси рассчитывается по формуле
стабилизаторе рассчитывается по формуле
обеспечивать проведение процесса в оптимальных условиях т.е.
изменение продолжительности стабилизации при изменении
физико-химических характеристик осадков. Это может быть
стабилизатора использованием стабилизатора переменного
объема (например типовые решения НПИ Союзводоканалпроект
Аэрация осадков в стабилизаторе производится при помощи
фильтросных элементов или дырчатых труб количество и
расположение которых должно обеспечивать необходимую
механической и пневмомеханической аэрации не рекомендуется
так как ухудшает структуру и водоотдающие свойства осадка.
Распределение воздуха по длине стабилизатора должно быть
неравномерным и может ориентировочно определяться по табл.
* После косой черты указана интенсивность аэрации принятая для расчета
суммарного расхода воздуха на стабилизацию.
Из условий перемешивания интенсивность аэрации должна
составлять не менее 5 м3(м2.ч) для активного ила и не менее 6
м3(м2.ч) для смеси ила и осадка.
Пример расчета аэробного стабилизатора активного ила
4. Стабилизируется ил после уплотнения до концентрации 20
гл при температуре 13 °С. Продолжительность аэробной
стабилизации рассчитывается по формуле (127)
Удельный расход воздуха рассчитывается по формуле (131) где
К1 = 075; К2 = 208; KТ = 1; К3 = 085; Co = 2 мгл. Глубина
Расчет производится для летней температуры ила при которой
растворимость кислорода минимальна.
Для 20 °С по формуле (63) п. 6.157 СНиП 2.04.03-85 определим
Ст = 917 мгл. Затем подставляя в формулу Ст получим мгл:
Приняв для ила qsa = 025 кгкг. По формуле (134) Сs =
(100-25) = 15 кгм3. По формуле (131)
сооружения составляет 348 ч.
Удельный расход воздуха в последнем коридоре по табл. 49
должен быть равен 8 % общего расхода воздуха т.е. 3327.08 =
6 м3м3 тогда интенсивность аэрации составит: In = (266.3)348
= 229 м3(м2ч) что ниже рекомендуемой величины поэтому ее
следует увеличить до 5 м3(м2ч) Аналогичный расчет произведен
для третьего коридора стабилизатора. Данные расчетов сведены в
Пример расчета аэробной стабилизации смеси избыточного
активного ила из вторичных отстойников и осадка первичных
отстойников городских сточных вод соотношение по сухому
5. Исходные данные для расчета. Вариант 1.
Количество ила 10 тсут; концентрация Са = 6 гл; зольность S =
%; расход Qn = 16667 м3сут.
Вариант 2. Количество осадка 10 тсут концентрация Cset = 50 г
л зольность Sset = 28 %; расход Qmud = 200 м3сут.
Продолжительность стабилизации при 13 °С рассчитывается по
где по формуле (129)
Отношение органического вещества первичного осадка к
органическому веществу активного ила в стабилизируемой смеси
рассчитывается по формуле (133)
Удельный расход кислорода рассчитывается по формуле (132)
при qsa = 025 кгкг; qsset = 11 кгкг; S = 25 %; Sset = 28 %.
При тех же исходных данных для аэрации что и в предыдущем
примере по формуле (134)
По формуле (131) удельный расход воздуха составит
В последнем коридоре (четвертом) стабилизатора по табл. 49
удельный расход воздуха составляет 4678×008 = 3743 м3м3.
При времени пребывания в коридоре 37 ч интенсивность
что меньше допустимой величины [равной 6 м3(м2×ч)] ее следует
увеличить с соответствующим увеличением суммарного расхода
Горизонтальный флотационный илоуплотнитель
6. Технологическая схема флотационной установки для
уплотнения ила основана на использовании метода напорной
флотации с непосредственным насыщением ила воздухом под
уплотняемого ила подиловой водой.
Флотационный илоуплотнитель состоит из флотореактора и
флоторазделителя размещенных в одном прямоугольном корпусе
разделенном продольными вертикальными перегородками на
сообщающиеся секции I II III. (рис. 21).
Рис. 21. Схема флотационного илоуплотнителя
- распределительная система флоторазделителя; 2 - распределительная
система из прямоугольных пластин; 3 - регулируемый водослив; 4 - лоток для
сбора уплотненной пены; 5 - дросселирующее устройство; 6 - продольные
перегородки; 7 - сборная насадка; 8 - полупогружная перегородка; 9 - лоток для
сбора подиловой воды; 10 - телескопические водосливы; 11 - пакет радиальных
пластин; 12 - трапецеидальные перегородки; 13 - пирамидальные днища; 14 трубопровод опорожнения и выпуска осадка; 15 - перепускные окна; 16 - щель
для вывода подиловой воды; 17 - нижняя перегородка; 18 - скребковый
механизм; 19 - прямоугольные наклонные пластины; 20 - щелевая труба
Технологическая схема флотационного уплотнителя включает
в себя: сборный резервуар для избыточного активного ила узел
насыщения ила воздухом под избыточным давлением состоящий
из центробежного насоса эжектора и напорного бачка
флотореактор и флоторазделитель разделенный продольными
параллельными вертикальными перегородками на сообщающиеся
секции I II III (рис. 22).
Рис. 22. Схема флотационного уплотнителя избыточного активного ила
- сборный резервуар; 2 - центробежный насос; 3 - эжектор; 4 - напорный бак; 5
- дросселирующее устройство; 6 - флотореактор; 7 - флоторазделитель; 8 сборный лоток; 9 - сборный карман; 10 - скребковый механизм; 11 - продольные
вертикальные перегородки; I II III - сообщающиеся секции флоторазделителя
центробежным насосом передается в напорный бак где
происходит растворение воздуха диспергированного в ил
эжектором установленным на перемычке между всасывающим и
напорным патрубком насоса. Затем активный ил насыщенный
воздухом подается через дросселирующее устройство в
флотореактор где в результате снижения давления происходит
выделение пузырьков воздуха образующих с хлопьями активного
ила флотокомплексы которые всплывают на поверхность во
флоторазделителе откуда в виде флотационной пены собирают
скребковым механизмом в сборный лоток и поступают на
флоторазделителя перетекает во II секцию a из секции II в III и
сливается в сборный карман после III секции (см. рис. 22). Таким
образом подиловая вода предыдущих секций участвует во
флотационном разделении ила последующих секций.
7. Во флотореакторе происходит взаимодействие хлопьев
активного ила с пузырьками воздуха выделяющимися при
снижении избыточного давления до атмосферного с образованием
флотокомплексов. Взаимодействие во флотореакторе происходит
трехфазной системы: воздух жидкость и твердые частички осадка.
Флотореактор располагается с торцовых сторон корпуса. Во II
секции со стороны выпуска подиловой воды а в I и III - с
противоположной стороны (см. рис. 21). Флотореактор оборудован
дросселирующим устройством 2 и распределительной системой из
прямоугольных пластин 3 размещенных у днища корпуса
Каждое дросселирующее устройство состоит из трубы
диаметром 50 мм со щелевым вырезом по всей длине трубы и
колпака расположенного над щелью (рис. 23). Колпак
выполняется из трубы D = 80-100 мм разрезанной по диаметру.
Труба для подачи иловой жидкости имеет торцевые заглушки а
к колпаку перпендикулярно продольно оси трубы привариваются
прямоугольные пластины высотой 200-300 мм служащие для
равномерного распределения потока иловой жидкости во
флотореакторе. Шаг пластин 200-250 мм.
Рис. 23. Дросселирующее устройство
- труба подачи иловой жидкости Д = 50 - 80 мм; 2 - прямоугольные пластины;
- щелевидный вырез шириной 6-8 мм по всей длине трубы; 4 - колпак из
половины трубы Д = 80 - 100 мм
Длина флотореактора ограничена нижней перегородкой
установленной на расстоянии 600 мм от торцевой стенки корпуса
и верхней расположенной на расстоянии 300 мм (см. рис. 21).
Нижняя перегородка крепится к днищу а ее верх расположен
на уровне верхней кромки прямоугольных пластин приваренных
к колпаку дросселирующего устройства. Верхняя перегородка не
доходит до верхнего уровня пены 150-200 мм.
Флотореактор рассчитывают на время пребывания иловоздушной
смеси в нем 2-3 мин.
8. Флоторазделитель служит для сбора образовавшихся
хлопьев ила с пузырьками воздуха в пенный слой и отстаивания
этого слоя на поверхности илоуплотнителя.
Флоторазделитель оборудован распределительной системой
расположенной за флотореактором и сборной насадкой
расположенной над щелью для вывода подиловой воды
образованной днищем корпуса и полупогруженной перегородкой
не доходящей до дна на 500 мм (см. рис. 21).
Распределительная система выполняется в виде пакета
прямоугольных наклонных пластин на всю ширину каждой секции
разделенных поперечным прямоугольными пластинами на ячейки
размером 100100 мм. Угол наклона пластин 45° длина 500 700
Сборная насадка состоит из пакета радиальных пластин на всю
ширину каждой секции сходившихся к щели под углом 15°. Длина
радиальных пластин 60-80 см.
Нижняя часть всех флоторазделителей имеет форму усеченных
пирамид и снабжена трубопроводом опорожнения и выпуска
осевшего осадка. Уклон дна к трубопроводу опорожнения равен
В продольных перегородках делящих корпус на секцию
имеются окна для перепуска подиловой воды из сборного канала I
секции во флотореактор II секции и из сборного канала II секции
во флотореактор III секции. Размер окон 3001000 мм.
Корпус илоуплотнителя снабжен лотком для сбора уплотненной
пены и подиловой воды после III секции размеры которых
принимаются конструктивно.
Отбор подиловой трубы осуществляется только после III секции
при помощи щелевой трубы и регулируемых водосливов (см. рис.
Узел для насыщения ила воздухом под избыточным давлением
9. Диспергирование воздуха в ил производится эжектором
установленным на перемычке между напорным и всасывающим
патрубком насоса подающего ил на уплотнение. Расход ила
обрабатываемого ила. Производительность центробежного насоса
подающего ил на уплотнение определяется производительностью
установки. Напор развиваемый насосом должен быть не менее
-06 МПа (5-6 кгсм2).
Насос устанавливается под заливом гидростатический напор
перед насосом должен быть не более 0025-003 МПа (025- 03см).
Напорный бак (рис. 24) предназначенный для растворения
воздуха диспергированного в иловую жидкость эжектором
работает следующим образом.
Иловая жидкость с воздухом поступает в верхнюю часть бака
по перфорированной трубе с отверстиями 10 мм или соплами с
выходным отверстием 20-30 мм распыляется отражательным
щитом и орошает насадку из колец Рашига 50505 или 1010010
отверстиями 25-35 мм. При прохождении воздушной смеси через
загрузку из колец Рашига происходит растворение в иле воздуха.
Иловоздушная смесь отбирается при постоянном уровне ниже
ложного днища и поступает в дросселирующие устройства
флотореактора. Он оборудуется предохранительным клапаном
поддерживающим постоянное давление и стравливающим
излишек воздуха манометром и опорожнительным трубопроводом.
Напорный бак рассчитывают на время пребывания иловой
жидкости в нем (4-5 мин).
Рис. 24. Схема напорного бака
- опорожнение напорного бака; 2 - ложное перфорированное днище; 3 сопла; 4 - отражательный щит; 5 - манометр; 6 - предохранительный клапан; 7 подача ила с воздухом; 8 - насадка из колец Рашига; 9 - отвод иловоздушной
смеси во флотореактор
Принципы автоматизации производственного процесса
10. С целью обеспечения оптимального режима работы
насосов подающих избыточный активный ил необходимо чтобы
ил в сборном резервуаре находился на уровне 25-3 м.
На напорные линии подающих насосов устанавливаются
расходомеры для учета количества подаваемого на уплотнение
ила. Замер количества воздуха подсасываемого эжектором
рекомендуется производить ротаметром или газобарабанным
счетчиком подсоединенным к всасывающему патрубку эжектора.
Расход воздуха регулируется краном установленным на
Напорный бак оборудуется манометром для измерения
давления предохранительным клапаном срабатывающим при
превышении рабочего давления и датчиками уровня ила. Датчик
верхнего уровня устанавливается на 10 см ниже ложного днища.
На линиях подачи насыщенного воздухом ила в каждой секции
устанавливаются расходомеры. Регулировка подачи ила в секцию
производится задвижками. На линии сброса подиловой воды
устанавливается расходомер.
скорости движения скребкового транспортера от 03 до 06 ммин.
Замер количества воздуха подачи избыточного активного ила
распределения его по секциям и сброса подиловой воды должен
быть выведен на пульт управления работой флотационного
илоуплотнителя который располагается непосредственно у
установки. Оператор с пульта управления осуществляет
управление работой насосов подающих избыточный активный ил
на уплотнение и включение и выключение скребкового
Расчет горизонтального флотационного уплотнителя с
разбавлением уплотняемого ила подиловой водой
11. Исходными параметрами для расчета являются: начальная
концентрация ила Со (кгм3) иловый индекс при концентрации 1 г
л Ii (cм3г) расход ила Qi (мч). В результате расчета определяются
геометрические размеры уплотнителя. При расчете уплотнителя
принимают количество ступеней - 3. Расход ила на один
уплотнитель не должен превышать 100 м3ч. Высоту зоны
осветления Нр принимают равной 08-15 м высоту зоны
уплотнения: Ну = 08-15 м высоту нейтральной зоны: Нn = 04-05
м высоту борта: НB = 03-05 м.
Влажность уплотненного ила при времени пребывания его в зоне
уплотнения 2 ч принимают 955-96 % при времени пребывания
ч - 915-95 %. Концентрация твердой фазы в подиловой воде
примерно составляет 100 мгл при удельном расходе воздуха 7-8
лкг твердой фазы и 50 мгл при удельном расходе воздуха 10 л
кг. Скорость потока жидкости и зоне осветления составляет: vw =
-5 ммс. Расход ила на первую ступень уплотнения принимается
Длина уплотнителя рассчитывается по формуле
где lf - длина флотореактора
принимается равной 06 м; b - ширина сборного лотка 02 м
где Kset - коэффициент использования объема 08 при наличии
устройств для равномерного распределения и 05 при их
отсутствии; Kp - коэффициент принимаемый по табл. 50 в
составляющая скорости потока 001-005×10 мс; u - скорость
всплывания флотокомплексов принимается по табл. 51.
Концентрация ила поступающего на уплотнение кгм3
Удельный расход воздуха на уплотнение принимают 75 - 10 лкг
Скорость всплывания флотокомплексов а ммс при иловом
Расход жидкости Qs поступающей
флотационного уплотнителя равен м3ч:
где Qi - расход ила поступающего на уплотнение во вторую
ступень м3ч; Qnb - расход подиловой воды которая поступает из
- концентрация ила поступающего на уплотнение кгм3;
Су - концентрация уплотненного ила принимается 40-60 кгм3;
Сw - концентрация ила в подиловой воде кгм3.
Ширина первой B1 ступени уплотнителя определяется по
Ширина второй и третьей ступеней определяется с учетом
расхода поступающей на них жидкости. Общая высота
флотационного уплотнителя Н принимается конструктивно и
Пример расчета флотационного илоуплотнителя
горизонтального типа
12. На уплотнение подается избыточный активный ил объемом
Qi = 100 м3ч с концентрацией Со = 6 кгм3 и иловым индексом Ii
= 025 м3кг (250 cм3г).
Для расчета принимаем концентрацию уплотненного ила Су =
кгм3 удельный расход воздуха 10 лкг твердой фазы
концентрацию ила в подиловой воде 100 мгл скорость потока ила
в зоне осветления vw = 4 ммс.
Определяем расход ила на одну ступень уплотнителя
Qi = 1003 = 333 м3ч.
Длина флоторазделителя lр будет равна:
где Кр и и - принимаем по табл. 50 и 51.
Принимая длину флоторазделителя равную 5 м и подставив в
формулу получим рабочую длину флотоуплотнителя
Lbl = lp+lf+b = 5+06+02 = 58 м.
Определим производительность и ширину коридоров первой
второй и третьей ступеней флотатора. Для этого рассчитаем
расход подиловой воды. Расход подиловой воды из первой ступени
Общий расход поступающий на вторую ступень составит:
Ширина коридора первой ступени будет равна:
Ширина коридора второй ступени определяется с учетом расхода
жидкости поступающей на вторую ступень:
Расчет третьей ступени ведется аналогично расчету второй
ступени. Высота флотационного уплотнителя равна:
H = 15+08+05+03 = 31 м.
Круглый флотационный илоуплотнитель
13. Необходимость и экономическая целесообразность
уплотнения избыточного ила при любых методах его дальнейшей
обработки очевидна. Преимущества флотационного уплотнения
ила в случае наиболее распространенного этапа обработки осадка
производительности метантенков; снижении расхода тепла
сокращении объема иловой жидкости которая вновь возвращается
на станцию; уменьшении площади иловых площадок; снижении
эксплуатационных расходов связанных с перекачкой ила; полном
исключении сброса осветленной воды после илоуплотнителей;
устранении антисанитарных условий связанных с эксплуатацией
септические условия особенно в летнее время когда сильно
развиты процессы денитрификации.
Общий вид круглого флотатора представлен на рис. 25. Флотатор
включает цилиндроконический корпус с полупогруженной
перегородкой и вращающееся водораспределительное устройство.
Глубина отстойной зоны Нset =Тqms м. Глубина зоны уплотнения
(выше водораспределителя) принимается Ну = 2 - 25 м.
Продолжительность пребывания иловой смеси в сатураторе 2 - 4
мин при давлении 4-5 атм. Предусматривается установка вантуза
для сброса нерастворившегося воздуха. Удельный расход
растворенного воздуха 5 - 7 л на 1 кг взвешенных веществ
активного ила. Расход воды подаваемой на эжектор принимают
равным 2 - 4 % расхода обрабатываемых сточных вод.
Для стабилизации работы эжектора и надежности работы
установки необходимо предусмотреть установку двух эжекторов с
фильтрами предотвращающими засорение и забивание эжектора.
Фильтр выполняется в виде установленной в подающей трубе
перфорированной трубы с размером отверстий на 20 % меньше
диаметра сопла эжектора.
Эжектор устанавливают рядом с подающим насосом который
устанавливается под заливом; гидростатический напор перед
насосом должен быть не более 25-3 м забор воды осуществляется
непосредственно перед аэротенком.
Разность отметок водосливов водосборного и пеносборного
лотков должна составлять 40 - 50 мм; предусматривается
регулировка положения отметин пеносборного лотка. Уклон дна
пеносборного лотка 01 - 015.
Расстояние между стенками цилиндрических колец флотатора
выполняются из синтетической ткани.
рассчитывается таким образом чтобы площадь нижнего
основания усеченного конуса была на 20 % больше площади
верхнего его основания. Флотационный илоуплотнитель состоит
из пеносгонного механизма 4 коаксиальных перегородок 5 и
конических перегородок 6.
Работает флотатор следующим образом: иловая смесь
насыщенная растворенными газами подается насосами через
вращающееся водораспределительное устройство 3 во внутреннюю
полость корпуса 1 где при снижении давления до атмосферного
происходит интенсивное выделение пузырьков газа адсорбция их
на поверхности частиц дисперсной фазы и всплывание на
поверхность воды. Образующаяся при этом пена удаляется с
помощью пеносгонного механизма 4 в пеносборный лоток 7.
Осветленная вода направляется вниз между погруженными в воду
коническими расширяющимися книзу перегородками 6 (см. рис.
Рис. 25. Флотационный илоотделитель с цилиндрическими насадками и
вращающимся водораспределителем
- цилиндроконический корпус; 2 - полупогружная перегородка; 3 вращающееся водораспределительное устройство; 4 - конические
погруженные в воду перегородки; 5 - коаксиальные перегородки; 6 пеносгонный механизм; 7 - пеносборный лоток
При движении воды вниз вследствие увеличивающейся площади
кольцевых участков скорость нисходящего движения воды
постепенно снижается в результате чего вода освобождается от
мельчайших частиц аэрофлокул попавших в нисходящий поток.
Затем огибая полупогруженную перегородку 2 осветленная вода
погруженные в воду перегородки улучшают гидродинамику и
способствуют более полному использованию рабочего объема
При проектировании флотационные илоуплотнители рационально
размещать непосредственно около аэротенка. На уплотнители
должна непрерывно подаваться иловая смесь из аэротенка
содержащая сточную жидкость и активный ил с максимально
возможным количеством сорбированных на его хлопьях
загрязнений. Для этого конец всасывающей трубы насоса должен
находиться от начала аэротенка на расстоянии соответствующем
времени прохождения иловой смеси в течение 10-40 мин.
Осветленная во флотаторе жидкость содержащая активный ил
самотеком сбрасывается в аэротенк в место сбора избыточного
Исходными данными для расчета являются концентрации
активного ила в аэротенках (аi гл) иловой индекс (Ii см3г) и
количество избыточного ила (G кгсут).
Гидравлическая нагрузка на флотационный илоуплотнитель
принимается по табл. 52 в зависимости от безразмерного
Расход иловой смеси подаваемого на флотатор определяется по
Площадь флотационной камеры м2:
Продолжительность пребывания ила в зоне уплотнения
принимается 2-3 ч осветленной воды в зоне осветления 025-033
ч. Концентрация ait гл уплотненного ила определяется по
Значения «с» и «b» приведены в табл. 53 в зависимости от
продолжительности уплотнения
цилиндрическими насадками расстояние между которыми
выбирается конструктивно (по возможности наименьшим).
периферии составляет 5-7 смс.
Скорость выхода жидкости из отверстий водораспределителя
-02 мс. Скорость движения пеногонного скребка на периферии
Дросселирующее устройство перед флотатором выполняется в
виде диафрагмы с расширяющимися по ходу движения воды
конусом. Скорость движения донных скребков на периферии 3 - 5
При отсутствии данных о величине илового индекса следует
воспользоваться следующими ориентировочными его значениями
для различных категорий сточных вод:
Заводы синтетического
Комбинаты искусственного
Пример расчета флотационных илоуплотнителей
14. Исходные данные: концентрация ила в аэротенках ai =
гл; иловой индекс I принимаем количество
избыточного ила 3290 кгсут = 329 тсут.
Гидравлическая нагрузка на илоуплотнитель при aiIi = 0367
составляет 8 м3(м2×ч)
Количество иловой смеси подаваемой на флотатор:
V = 329036 = 910 м3сут.
Площадь зоны флотации
Р = 91024.8 = 48 м2.
Принимаем 2 флотатора с диаметром зоны флотации равным 25
м (оба рабочие); продолжительностью уплотнения ила 3 ч. Время
пребывания воды в зоне осветления 025 ч при высоте зоны
осветления Н = 8.025 = 2 м.
Высота зоны уплотнения определяется в зависимости от степени
уплотнения ила. При 3-часовом уплотнении ила концентрация
уплотненного осадка Су составит
Су = 16(0011+0000198.102) = 51 гл.
При уплотнении активного ила с 36 до 51 гл расход
уплотненного осадка составит (36×100)51 = 7 % расхода
поданной на флотацию иловой смеси (или 250 м3сут). Высота зоны
уплотнения (от распределителя до отметки пеносборного лотка)
составляет 8 (7100)3 = 168 м. С поправкой на неравномерность
распределения концентрации ила по высоте зоны уплотнения
следует увеличить ее высоту на 40 % расчетной т.е. до 168.14 =
1. На отечественных очистных станциях обеззараживание
гипохлоритом получаемым электрохимическим путем прямым
электролизом. Расчетные дозы активного хлора в зависимости от
степени очистки сточных вод регламентируются СНиП 2.04.03-85.
сточных вод жидким хлором
2. Установки состоят из следующих узлов: склада хлора;
устройств для испарения жидкого хлора; дозирования в воду
газообразного хлора и получения хлорной воды; насосной для
повышения напора воды подаваемой в эжектор; электрощитовой и
помещения КИП; вентиляционных и дегазационных устройств.
Проектирование установок с применением жидкого хлора
следует вести с учетом правил безопасности для производства
хранения и транспортировки хлора.
Изложим основные принципы расчета устройств для испарения
хлора и системы обезвреживания вентиляционного воздуха и
соответствующие примеры расчетов.
Устройства для испарения жидкого хлора
3. Для хлораторных на водопроводно-канализационных
сооружениях коммунального хозяйства целесообразно применять
испарители-теплообменники змеевикового самокомпенсирующего
типа. При этом хлор проходит по трубам а нагревающая вода
- через межтрубное пространство. Испарители такого типа
наиболее просты по конструкции надежны в эксплуатации легко
В зависимости от условий эксплуатации и инженерного
обеспечения хлораторной следует предусмотреть две схемы
подачи воды к испарителю: замкнутую - при которой вода
циркулирует в замкнутом цикле и последовательно проходит через
подогреватель испаритель насос и снова через подогреватель
и прямоточную - при которой вода проходит подогреватель и
испаритель после чего сбрасывается в канализацию или
используется повторно.
По замкнутой схеме работают и емкостные испарители в
которых нагрев воды производится непосредственно в сосуде где
размещается змеевик с хлором.
Замкнутую схему целесообразно применять при остром
дефиците воды. Температура воды принимается максимально
возможной (70 °С) при которой давление газа достигает
расчетного значения (по прочности сосуда). Поэтому необходимо
параметров воды и хлора. Следует отметить что датчики давления
и температуры рассчитанные пна работу в хлорсодержащей среде
дефицитны а их обслуживание требует высокой квалификации
Прямоточная схема предназначена для работы при низких
параметрах теплообмена в испарителе. Она не требует автоматики
с целью обеспечения безопасности работы. Однако в этой схеме
площадь поверхности теплообмена и расход воды оказываются
значительно выше чем в замкнутой схеме.
Хлоропровод в испарителе целесообразно выполнять в виде
спирали при этом хлор должен перемещаться снизу вверх.
Спираль крепится входным и выходным патрубками к крышке
корпуса. Таким образом обеспечивается самокомпенсация
При расчете испарителей принимают следующие расчетные
qхл - производительность по хлору кгч;
rхл - скрытая теплота парообразования хлора 260 кДжкг;
tисп - температура испарения хлора при давлении 005- 01 МПа
Схл - удельная теплоемкость хлора 0838 кДж(кг.°С);
СB - удельная теплоёмкость воды 419 кДж(кг.°С);
К - общий коэффициент теплопередачи воды через стальную
стенку к хлору 146 кДж(м2×ч×°С).
Площадь поверхности теплообмена в испарителе определяется
где Qт-количество тепла передаваемое в испаритель
В формулах (144) (145) и (146) перепады температуры
определяются следующим образом. В качестве исходных
параметров принимается температура:
хлора на входе в испаритель
принимаемая равной температуре воздуха в зимнее время в
помещении где хранится хлор;
хлора на выходе из испарителя
воды на входе в испаритель
воды на выходе из испарителя
Вначале определяют среднюю температуру хлора в процессе
Далее определяют перепад температуры хлора в испарителе
затем рассчитывают среднюю температуру воды в испарителе
Тогда перепад температуры воды и хлора в испарителе составит
Перепад температуры воды в испарителе
Примеры расчета испарителей хлораторной
производительностью 25 кгч
4. Замкнутая схема испарителя:
Исходные данные: температура хлора на входе в испаритель
принимается равной температуре воздуха в зимнее время в
помещении где хранится хлор
= 5 °С; температура хлора на выходе из испарителя
= 60 °С; температура воды на входе в испаритель
= 70 °C; температура воды на выходе из испарителя
принимается в среднем на 5 °С ниже температуры на выходе
Подставляя исходные данные в формулу (147) рассчитаем
среднюю температуру хлора в процессе испарения
Затем определим среднюю температуру воды в испарителе по
Тогда перепад температур хлора и воды в испарителе составит
Перепад температуры воды в испарителе составит
Рассчитаем по формуле (145) количество тепла передаваемого в
Затем определим расход воды
который уточняется по фактической производительности
циркуляционного насоса и должен быть не менее полученного при
в формулу (144) получим площадью
м2 поверхности теплообмена
На основе расчета принимаем диаметр труб хлоропровода 50
мм а длину 7 м. Для емкостных испарителей величина qВ не
определяется. Мощность подогревателя (греющего элемента)
определяется равной величине
с коэффициентом запаса 13-14.
Прямоточная схема испарителя.
Расчетные величины определялись по аналогии с замкнутой
= 8228 кДжч; qw = 490кгч = 05м3ч;
Диаметр труб хлоропровода 50 мм длина 152 м.
5. Система обезвреживания вентиляционного воздуха
предназначена для очистки вентиляционного воздуха складов
хлора в двух случаях: при нормальном режиме хранения хлора
когда отсутствуют аварийные утечки хлора и при аварийном
режиме когда утечка хлора из контейнера в помещение не может
При нормальном режиме хранения хлора обеспечивается
-кратный воздухообмен при этом концентрация хлора в воздухе
помещения не превышает предельно допустимую концентрацию
(ПДК) в рабочей зоне (1 мгм3).
срабатывания сигнализатора содержания хлора необходимо
допускать присутствие хлора с концентрацией выше чем ПДК. Как
правило газоанализатор настраивается на концентрацию 3-5 мг
м3 которая и является исходной при проведении расчетов условий
рассеивания хлора в атмосфере при нормальном режиме работы.
Для определения необходимости очистки выбрасываемого
вентиляционного воздуха следует произвести расчет условий
рассеивания загрязнений в атмосфере по характерной точкегранице ближайшего населенного места.
Расчетную концентрацию хлора в воздухе в указанной точке
следует принять не выше ПДК для населенных мест (01 мгм 3).
Расчет следует производить согласно «Методике расчета
концентрации в атмосферном воздухе в выбросах предприятий»
(М.: Метеоиздат 1987).
воздухообмен а концентрация хлора в выбрасываемом воздухе
определяется по конкретным условиям компоновки склада.
Максимально возможное количество хлора поступающего из
неисправного контейнера в воздух помещения определяется для
случая когда контейнер полностью разрушен и хлор растекается
по полу склада. При этом происходит его интенсивное испарение
скорость которого ограничена притоком тепла из воздуха
помещения и площадью растекания.
Количество тепла поступающего в помещение склада с
- температура поступающего воздуха (принимается равной
расчетной летней температуре но не выше 30 °С);
- температура выбрасываемого воздуха (принимается условно
равной температуре испарения -30°С);
- удельная теплоемкость воздуха 10 кДжкг.°С;
- удельная плотность воздуха 13 кгм3; V - объем помещения
Площадь испарения (растекания) хлора принимается равной
площади наибольшего участка пола склада ограниченного
конструкциями препятствующими растеканию реагента.
Скорость испарения хлора с открытой поверхности следует
принимать Sих = 6 кг(м2.ч) что соответствует многочисленным
вентиляционном воздухе определяют по следующим формулам:
количество хлора qхл. испаряющегося с поверхности пола
где Fхл - площадь растекания хлора;
требуемого для испарения хлора
поступающего с приточным вентиляционным воздухом
следует сопоставить величины
количество испаренного хлора принять
Концентрация хлора в выбрасываемом воздухе
Для обезвреживания хлора в вентиляционном воздухе
допускается применение различных устройств. Одним из наиболее
надежных устройств является скруббер с насадкой из
керамических колец типа Рашига с восходящим потоком воздуха
и орошением нейтрализующим раствором. Для обеспечения
надежности удаления хлора скорость потока воздуха в скруббере
Vвоз не должна превышать 15 мс при высоте не менее 3 м
(продолжительность контакта не менее 2 с) при орошении
раствором гипосульфита натрия или кальцинированной соды или
Количество нейтрализующих реагентов в соответствии с полным
гипосульфита натрия Na2S2O3 - l кг и кальцинированной соды
Na2CO3 - 2 кг на 1 кг хлора (в смеси реагентов) или 3 кг Na2CО3 на
Концентрацию раствора смеси этих реагентов Ссм следует
принимать равной 10-15 %. Интенсивность орошения раствором
реагентов принимается из условия обеспечения соотношения
между количеством смеси реагентов в орошающем растворе и
хлора в потоке воздуха и принимается не менее n = 3.
Целесообразно также обеспечить коэффициент запаса расхода
реагента (Кр) не менее 15.
Нейтрализующие реагенты следует хранить в виде раствора в
резервуаре. При этом общее количество реагентов должно
содержащегося в одном контейнере.
Пример расчета хлораторной производительностью 25 кгч
6. Исходные данные: объем помещения склада V = 2000 м3
площадь участка пола ограниченного двумя стенами и каналами
составляет: Fхд = 100 м2.
Результаты расчетов: qхл = 600 кгч;
Сопоставление величин
показывает что расчетное количество хлора не следует
снижать поэтому концентрацию хлора определим по формуле
Расход кальционированной соды при хранении хлора в
контейнерах вместимостью 1000 кг составляет 3 т на одну аварию.
Расчетный объем раствора смеси реагентов при суммарной
концентрации Ссm = 10 % составит 30 м3.
Расхода раствора Qоp при орошении скруббера
Требуемая Fcкp площадь сечения скруббера
Интенсивность орошения Iор
Предусматриваются два скруббера круглые в плане диаметром 2
м выполняемые из сборных элементов колодцев. Высота загрузки
(керамические кольца Рашига 2525 или 5050) Нскр = 3 м.
Фактическое время контакта воздуха с раствором составит
способом выпускаются заводом «Коммунмаш» МЖКХ РСФСР.
Электролизные установки типа «ЭН» предназначены для
получения обеззараживающего реагента - гипрохлорита натрия
путем электролиза раствора поваренной соли.
Установки могут применяться не только для обеззараживания
питьевой воды но и промышленных и бытовых сточных вод для
обработки воды плавательных бассейнов и т.п.
электролизные установки производительностью 12; 5; 25 кгсут
активного хлора (индекс ЭН-12; ЭН-5; ЭН-25 соответственно). В
состав электролизной установки входят: узел для растворения
поваренной соли электролизер с зонтом вытяжной вентиляции
бак-накопитель готового раствора выпрямительный агрегат для
питания электролизера вентилятор шкаф управления и запорная
поставляется заводом-изготовителем в комплекте.
Электролизные установки типа «ЭН» работают по следующей
схеме. В растворный бак загружают поваренную соль заливают
водопроводную воду и с помощью насоса осуществляют
перемешивание воды с поваренной солью до получения ее
насыщенного раствора (280-310 гл NaCl). Приготовленный
раствор насосом по трубопроводу подают в электролизер где
разбавляют водой до рабочей концентрации 100-120 гл NaCl.
Затем включают выпрямительный агрегат. Процесс электролиза
ведут до получения требуемой концентрации активного хлора в
растворе после чего готовый раствор сливают в бак-накопитель
и весь цикл повторяют. Техническая характеристика установок
приведена в табл. 54.
Характеристика узла или установки
Производительность активного хлора кгсут
Удельный расход соли на 1 кг активного хлора кг
Рекомендуемое число циклов сут
Рабочее напряжение на ванне В
Удельный расход электроэнергии на 1 кг активного
На каждом объекте целесообразно устанавливать не более двухтрех параллельно работающих установок из которых одна должна
При проектировании электролизной хлораторной рекомендуется
использовать типовые и индивидуальные проекты электролизных
хлораторных выполненные ЦНИИЭП инженерного оборудования
очистных сооружений с расходом хлора 1- 50 кгсут.
Установки с комплектом технологического оборудования
размещаются в здании в котором предусмотрено помещение для
насосно-дозировочное
электрощитовая вентиляционная камера и служебное помещение.
В помещении электролизеров располагаются электролизные
установки с системой вытяжной вентиляции в насоснодозировочном
дозирующими устройствами и насосное оборудование. Помещение
электрохозяйства предназначается для систем управления и
контроля за работой электролизеров и насосов.
Допускается располагать установки на свободных площадях
существующих помещений. В этом случае растворный узел
предпочтительно размещать на первом этаже здания или в
помещении. Возможно совместное расположение в одном
помещении растворного узла электролизера и бака-накопителя
гипохлорита натрия. Раствор гипохлорита натрия должен
поступать в бак-накопитель самотеком. Перепад высоты между
сливным вентилем электролизера и входным патрубком баканакопителя должен быть не менее 03 м.
В помещение должна быть проведена вода для приготовления
раствора поваренной соли и промывки растворного бака
электролизера бака-накопителя и соединяющих их магистралей
после окончания их работы. Соответственно должен быть
обеспечен слив промывной воды в систему водоотведения.
Выпрямительный агрегат устройство для смены полярности
электродов шкаф управления и систему аварийной сигнализации
целесообразно устанавливать на диспетчерском пункте. Шкаф
управления рекомендуется крепить на стенке в зависимости от
планировки помещения и размещения оборудования.
Монтаж электрооборудования следует проводить согласно
электрической схеме установки и «Правил эксплуатации
электрических установок».
Разводку трубопроводов нужно выполнять из антикоррозионного
материала разрешенного Министерством здравоохранения СССР
к применению в хозяйственно-питьевом водоснабжении.
8. Обеззараживание воды прямым электролизом является
разновидностью хлорирования. Сущность метода обеззараживания
воды прямым электролизом состоит в том что под действием
электрического тока из хлоридов находящихся в самой
обрабатываемой воде образуется в основном «активный хлор»
который и обеззараживает воду непосредственно в потоке.
Установки типа «Каскад» предназначены для обеззараживания
очищенных сточных вод. Она представляет собой открытую
электролитическую ванну с расположенным в ней пакетом
электродов. Ванна установлена на подставке. Пакет электродов
состоит из чередующихся окисно-рутениевых анодов и титановых
Сточная вода поступает в установку через патрубок протекает в
межэлектродном пространстве и отводится. Для предупреждения
поступления в электролизер активного ила или других крупных
частиц загрязнений выносимых иногда потоком воды из очистных
сооружений на входе рекомендуется устанавливать сетку с
размерами ячеек 2-3 мм.
При обрастании катодов отложениями солей жесткости пакет
электродов опускается на 15-20 мм в бачок с 3-5 %-ным раствором
соляной кислоты. Допускается залив кислоты непосредственно в
электролизер после его опорожнения через сливной патрубок.
В тех случаях когда очищенная сточная вода отводится не по
трубопроводу а по какому-либо специальному лотку или каналу
пакет электродов может устанавливаться непосредственно в нем.
Пакет электродов должен быть погружен выводу на глубину 200
мм. Не допускается контакт пакета с лотком изготовленным из
следующую характеристику:
выпрямителя переменного
Установка выпускается
заводом «Коммунмаш».
Монтаж блока электропитания следует производить в
помещении согласно электрической схеме и «Правилам
устройства электроустановок».-М.: Атомиздат 1980 г.
С целью снижения падения напряжения в соединительных
кабелях расстояние между выпрямителем переменного тока и
электролизером должно быть по возможности минимальным.
Место расположения установок обусловлено сущностью метода.
Они должны всегда располагаться перед контактными емкостями
которые так же как и в случае обычного хлорирования позволяют
обеспечивать необходимое время контакта обеззараживающих
реагентов с обрабатываемой водой. Возможные варианты
«Гипрокоммунводоканал».
СОВМЕСТНАЯ ОБРАБОТКА
СТОЧНЫХ ВОД И ОСАДКОВ
Сброс осадков водопроводных станций в городскую канализацию
1. Сброс водопроводного осадка включает: мероприятия по
усреднению водопроводного осадка на водопроводных станциях
проверку пропускной способности канализационных сетей
проверочные расчеты сооружений и систем канализационных
Мероприятия по усреднению водопроводного осадка на
водопроводных станциях
2. Для усреднения сброса водопроводного осадка в городскую
канализацию на водопроводных очистных сооружениях следует
предусмотреть непрерывное удаление осадка из отстойников или
резервуар-усреднитель для равномерного сброса осадка в течение
суток на канализационные очистные сооружения или их
сочетания. Емкость резервуара-усреднителя рассчитывается в
каждом конкретном случае в зависимости от сезонного режима
образования водопроводного осадка.
Проверка пропускной способности канализационных сетей
3. Осадок водопроводных станций может транспортироваться
автотранспортом по самостоятельному трубопроводу или по
канализационным сетям на очистные сооружения канализации.
Канализационные сети должны быть рассчитаны с учетом
транспортирования по ним водопроводного осадка. На основании
прохождении водопроводного осадка по канализационным сетям
не происходит его осаждение в трубопроводах если скорость
движения сточных вод в них равна или выше самоочищающей.
Проверочные расчеты сооружений и систем канализации
4. Добавление водопроводного осадка с дозой до 100 мгл не
требует изменений или дополнений в схеме механической и
биологической очистки сточных вод для следующих сооружений:
приемная камера решетки песколовки первичные и вторичные
отстойники контактные резервуары.
Проверочному расчету подлежат: аэротенки; уплотнители
избыточного активного ила; метантенки; иловые площадки или
комплекс сооружений по механическому обезвоживанию и
термической сушки осадка; системы транспортирования сырого
осадка первичных отстойников (трубопроводы насосные станции);
системы транспортирования активного ила (трубопроводы
насосные станции); системы транспортирования сброженного
осадка на иловые карты (трубопроводы насосные станции);
сооружений по механическому обезвоживанию и термической
При сбросе осадка водопроводных станций в городскую
канализацию за величину дозы водопроводного осадка (Дво г
м3 мгл) принимается отношение количества сбрасываемого
производительности канализационных очистных сооружений
5. Период аэрации taim ч в аэротенках прирост активного
ила Pi мгл удельный расход воздуха qair м3м3 определяются по
где К - коэффициент снижения БПК в первичных отстойниках
принимается для высокоцветных маломутных вод (Ц = 60° ±10 %;
М = 4 мгл ±10%) - 029*; для малоцветных средней мутности вод
(Ц = 16° ±10%; М = 12 мгл ±10%) - 0043*;
* Во всех остальных случаях коэффициент снижения БПК в первичных
отстойниках определяется экспериментально.
Дво - доза водопроводного осадка мгл; 02 - количество
водопроводного осадка выносимого из первичных отстойников
Уплотнители избыточного ила
6. 20 % добавляемого водопроводного осадка (по сухой массе)
переходит в активный ил аэротенков соответственно этому
распределению увеличивается количество активного ила
направляемого в илоуплотнители. Расчет илоуплотнителей
следует проводить в соответствии с указаниями СНиП 2.04.03-85.
7. В процессе очистки сточных вод 80 % сухой массы
водопроводного осадка трансформируется в сырой осадок
первичных отстойников и 20 % в избыточный активный ил
аэротенков без изменения их влажности. При этом зольность
сырого осадка возрастает пропорционально дозе и зольности
водопроводного осадка зольность активного ила практически не
меняется. При таком распределении осадков расчет метантенков
проводится в соответствии с СНиП 2.04.03-85 для условий
термофильного процесса. При увеличении объема метантенков на
величину добавляемой дозы водопроводного осадка процент
распада беззольного вещества и выход газа (м3кг) загруженного
беззольного вещества практически не изменяется.
При совместной обработке осадков в метантенках. щелочная
среда необходимая для процесса термофильного сбраживания не
нарушается удельное сопротивление (производительность вакуумфильтров) сброженных осадков не изменяется.
Иловые площадки или комплекс сооружений по механическому
обезвоживанию и термической сушке осадков
8. Расчет площади иловых карт проводится в соответствии с
Добавление водопроводного осадка не требует изменений или
дополнений в схеме комплекса сооружений по механическому
обезвоживанию и термической сушке осадков. Проверочному
расчету подлежат следующие сооружения: камера промывки
уплотненного сброженного осадка уплотнители промытого
центрифуги реагентное хозяйство сооружения по термической
Объем камеры промывки уплотненного сброженного осадка и
уплотнителей промытого осадка рассчитывается в соответствии
с СНиП 2.04.03-85 с учетом увеличения количества сброженного
центрифуг и сушилок рассчитывается согласно СНиП 2.04.03-85 с
учетом сухой массы добавленного водопроводного осадка.
9. Расчет трубопроводов сырого осадка избыточного
активного ила сброженного осадка и насосных станций перекачки
производится с учетом добавления водопроводного осадка.
маломутных вод (Ц = 60° ±10 %; М = 4 мгл ±10 %) могут
быть использованы в качестве реагентов для удаления из сточных
вод соединений фосфора. Для достижения 90 %-ного эффекта
удаления (при начальной концентрации фосфатов РО
равной 65 мгл) доза водопроводного осадка должна быть не
менее 100 мгл по сухой массе на один литр сточной воды. Во
всех остальных случаях эффект удаления фосфатов из сточных вод
определяется экспериментально.
ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА С
1. При проектировании систем дождевой канализации
возможность ликвидации или уменьшение выноса вредных
веществ поверхностным стоком с территории предприятия;
возможность использования поверхностного стока в системах
промводоснабжения; целесообразность самостоятельной или
совместной со сточными водами очистки перед сбросом в водные
2. С целью уменьшения выноса загрязнений поверхностным
предусматриваться осуществление следующих мероприятий:
исключение сброса в дождевую канализацию отработанных
веществ в том числе нефтепродуктов;
ограждение зон озеленения бордюрами исключающими смыв
грунта во время ливневых дождей на дорожные покрытия;
повышение эффективности работы пыле- и газоочистных
установок и доведение концентрации пыли и вредных веществ в
атмосфере до допустимых нормативных пределов;
ограждение строительных площадок с упорядочением отвода
поверхностного стока по временной системе открытых каналов и
отстаиванием его в земляных отстойниках;
локализация участков территории где неизбежны аварийные
просыпи и проливы сырья и промежуточных продуктов с
отведением поверхностного стока в систему производственной
упорядочение складирования и транспортирования сыпучих и
3. Выбор схемы отведения и очистки поверхностного стока
характеристиками и осуществляется на основании оценки
технической возможности реализации того или иного варианта и
сравнения технико-экономических показателей разрабатываемых
Степень очистки поверхностного стока в зависимости от схемы
отведения его определяется требованиями к качеству воды
используемой для производственных целей или условиями спуска
в городской коллектор дождевой канализации или в водные
4. В зависимости от химического состава примесей
накапливающихся на территории промплощадок и смываемых
поверхностным стоком промышленные предприятия и отдельные
его участки можно разделить на две группы.
К первой группе относятся предприятия и участки сток с
которых при выполнении требований по упорядочению источников
его загрязнения по химическому составу близок к поверхностному
стоку с селитебных зон и не содержит специфических веществ с
токсическими свойствами.
Основными примесями содержащимися в стоке с территории
предприятий первой группы являются грубодиспергированные
примеси нефтепродукты сорбированные главным образом на
взвешенных веществах минеральные соли и органические
примеси естественного происхождения.
Ко второй группе относятся предприятия и участки на которых
представляется возможным в полной мере исключить поступление
в сток специфических веществ с токсичными свойствами или
значительных количеств органических веществ обусловливающих
высокое значение показателей ХПК и БПК сточных вод.
К первой группе относятся предприятия черной металлургии
коксохимпроизводств)
приборостроительной электротехнической угольной нефтяной
легкой хлебопродуктовой молочной пищевой промышленностей
серной и содовой подотраслей химической промышленности
энергетики автотранспортные предприятия речные порты автои судоремонтные заводы а также участки территорий
нефтеперерабатывающих
целлюлозно-бумажных предприятий на которые не попадают
специфические загрязнения.
Средние концентрации основных примесей в стоке дождевых вод
на этих предприятиях могут быть приняты:
по взвешенным веществам 500-2000 мгл при этом более
высокие значения относятся к предприятиям с интенсивным
движением автотранспорта;
по нефтепродуктам 30-70 мгл для предприятий с интенсивным
движением автотранспорта и значительным потреблением
горючесмазочных материалов и 10-30 мгл для остальных
(исключение составляют предприятия нефтяной промышленности
где содержание нефтепродуктов в поверхностном стоке может
достигать 05 гл за счет сброса совместно с атмосферными водами
некоторых видов производственных сточных вод; по ХПК и БПК
0-150 и 20-30 мгл соответственно в пересчете на растворенные
примеси а с учетом диспергированных примесей эти показатели
увеличиваются в 2-3 раза по общему солесодержанию в основном
-05 гл а на предприятиях химической промышленности
(содовых и серных) 05-3 гл.
Ко второй группе относятся предприятия цветной металлургии
коксохимии химической лесохимической целлюлозно-бумажной
нефтеперерабатывающей
кожевенные заводы мясокомбинаты шпалопропиточные заводы.
В поверхностном стоке предприятий второй группы помимо
загрязнения специфические для данного производства.
Поверхностный сток предприятий цветной металлургии в
зависимости от характера производства может содержать
различные тяжелые металлы (медь до 100 мгл цинк до 15 мгл
кадмий до 40 мгл алюминий до 5 мгл титан до 3 мгл свинец
до 3 мгл и др. мышьяк до 75 мгл фтор до 200 мгл) и другие
примеси. В поверхностном стоке коксохимзаводов присутствуют
фенолы до 3 мгл роданиды до 5 мгл аммиак до 20 мгл масла и
смолы до 200 мгл. В стоке предприятий нефтехимии присутствуют
поверхностно-активные
синтеза могут присутствовать тяжелые металлы. В зависимости
от состава производств характер примесей и их концентрация на
предприятиях этой отрасли могут существенно отличаться. В стоке
заводов фосфорных удобрений в значительных концентрациях
могут присутствовать соединения азота до 200 мгл в пересчете на
NH4 фосфора до 100 мгл и более в пересчете на Р2О5 фтора 10
Поверхностный сток лесохимических производств отличается
высокими значениями показателей ХПК (средние значения 7001400 мгл) БПК (1500-400 мгл) в нем могут присутствовать смолы
до 300 мгл фенол до 30 мгл терпинсол до 30 мгл скипидар до
мгл. Сток с территории мясокомбината имеет высокие БПК до
0 мгл и содержит жиры до 200 мгл. В стоке шпало-пропиточных
заводов могут содержаться фенолы до 10 мгл. Поверхностный сток
с территории предприятий по производству белково-витаминных
концентратов (БВК) содержит дрожжи белки углеводороды. На
автотранспорта речных портов и некоторых других поверхностный
сток может иметь микробное загрязнение.
5. При разработке схемы отведения и очистки поверхностного
стока в зависимости от конкретных условий (источников
загрязнений территории размеров конфигурации и рельефа
водосборного бассейна наличия свободных площадей для
строительства очистных сооружений и др.) должна учитываться
необходимость локализации отдельных участков производственной
территории с отводом стока в производственную канализацию или
после предварительной очистки в дождевую канализацию а также
оцениваться целесообразность раздельного отведения на очистку
стока с водосборных площадей отличающихся по характеру и
степени загрязнения территории. Схема отведения должна
предусматривать по возможности самотечную подачу стока на
очистные сооружения.
Для очистки поверхностного стока с территории промышленных
предприятий первой группы может предусматриваться устройство
самостоятельных сооружений или отведение на городские или
заводские очистные сооружения для очистки совместно с
промбытовыми или производственными сточными водами. Очистку
поверхностного стока с территории промышленных предприятий
второй группы которые содержат специфические примеси с
токсичными свойствами следует предусматривать как правило
совместно с производственными или промбытовыми сточными
Применение самостоятельной очистки такого стока должно быть
ограничено из-за значительных затрат на очистку и технических
специфических примесей.
6. В схемах отведения и очистки поверхностного стока с
территории промышленных предприятий первой группы в
большинстве случаев следует предусматривать разделение стока
перед очисткой с целью уменьшения размеров очистных
сооружений и подачи на очистку наиболее загрязненной части
При отведении на очистку поверхностного стока с территории
промышленных предприятий второй группы предварительное
разделение стока не допускается из-за необходимости очистки
всего его количества. Для уменьшения потребной мощности
очистных сооружений в таких случаях как правило следует
регулирующей емкости при этом принимается из условия
минимальных общих затрат на обезвреживание стока.
разделения и регулирования для очистки совместно с
использования может приниматься на предприятиях как первой
так и второй группы с водоемкими производствами и оборотным
флотационного обогащения руд и угля нефтепромыслах
нефтехимических и нефтеперерабатывающих заводах) при
наличии в системах водоснабжения значительных по объему
накопительных емкостей.
В таких случаях баланс водного хозяйства предприятия
составляется с учетом полного использования дождевого и
полного или частичного использования талого стока.
При регулировании дождевого стока с территории предприятий
первой группы расчетный расход дождевых вод направляемых на
очистку может быть определен по следующим формулам: если
расчетные расходы для сети определены для Р = 1 г
и для других значений P.
Значения коэффициентов K1 и K2 в зависимости от величины
С и п для различных условий расчета очистных сооружений и
сети дождевой канализации приведены в табл. 55 и 56 а величин
параметра «n» и коэффициента «С» на рис. 26 27.
Коэффициент К1 при значениях С
Значение Роч принятое
при расчете очистных
Рис. 26. Карта значений величин коэффициента - а
Рис. 27. Карта значений величин коэффициента С
Коэффициент К2 при значении С
Значение Р принятое при расчете
Дождевые воды с территории предприятий первой группы могут
направляться непосредственно на очистные сооружения с
расходом qw а в случае необходимости уменьшения расхода через регулирующую емкость перед очистными сооружениями.
Полезный объем емкости для вторичного регулирования Wreg
может быть определен по формуле
Значения Тд средней продолжительности дождя приведены в
табл. 57. При регулировании с помощью разделительной камеры
дождевых вод с территории промпредприятий второй группы
распределение стока между очистными сооружениями и
регулирующей емкостью производится из условия минимальной
суммарной стоимости очистных сооружений и регулирующего
резервуара путем сравнения возможных вариантов.
Полезный объем регулирующей емкости Wreg рассчитывается по
При определении полезного объема регулирующего резервуара
задаются рядом значений qоч и соответственно коэффициента
. Затем определяют предельный коэффициент регулирования
в зависимости от значений географического параметра n в
отношении Тtг (табл. 58). Здесь
- значение коэффициента регулирования для случая когда qw
равен расходу стока в момент прекращения дождя.
Коэффициент K = f( ) для значений
находят по табл. 59 а для значений
рассчитывают по формуле
Значение КI принимается по табл.
а КII -определяется по формуле
Населенный пункт ТД ч
Европейская территория СССР
Средняя Азия и Казахстан
Красноармейский прииск
Петропавловск-Камчатский
при значениях параметра n
После определения величины Wp для принятого ряда значений
qоч и a выполняют ориентировочный расчет системы для
отведения и очистки поверхностного стока и выбирают вариант
исходя из технико-экономических показателей.
При проектировании регулирующих резервуаров необходимо
предусмотреть поддержание в них в сухую погоду некоторого
постоянного уровня заполнения (на глубину 08-1 м) и
возможность периодического полного опорожнения и очистки от
осадка а также аварийный сброс воды для предотвращения
переполнения резервуара при выпадении значительных по слою
осадков редкой повторяемости.
К при значениях параметра п
На случай аварийного сброса из регулирующих резервуаров в
водный объект необходимо предусматривать мероприятия по
исключению сброса в рыбохозяйственные водоемы.
поверхностного стока в случае такой необходимости может быть
применено фильтрование через различные загрузки из природных
и синтетических материалов (кварцевый песок керамзит
пенополистирол пенополиуретан торф) обработка коагулянтами
предварительной реагентной обработкой стока.
поступления стока и наиболее целесообразно при совместной
очистке его с производственными сточными водами.
поверхностного стока следует предусматривать установку решеток
для задержания мусора с прозорами 10-20 мм. При этом для
промпредприятий с площадью водосбора до 100 га допускается
применение решеток с ручной очисткой. Очистку решеток следует
производить после каждого дождя. Для очистки решеток должны
быть предусмотрены площадка обслуживания и контейнер для
Для регулирования расхода поверхностного стока с территории
промпредприятий во многих случаях более предпочтительно
устройством регулирующих резервуаров.
При накоплении стока в аккумулирующей емкости происходит
усреднение его состава а при последующем выдерживании перед
опорожнением удаление из стока основной массы нерастворенных
Рабочий объем аккумулирующей емкости 117 м определяется
прямоугольными в плане и разделенными на 2-4 секции. Полезный
объем секции следует рассчитывать на прием стока от слоя
атмосферных осадков 25-5 мм.
последовательное заполнение свободных секций и отведение
стока поступающего после заполнения всех секций в сбросной
предусмотреть установку щитовых затворов для отключения
секций на отстаивание стока удаление осадка или ремонт.
Конструкция выпускных устройств должна исключать попадание
Высоту зоны отстаивания в емкости следует принимать в
пределах 15-4 м высоту свободной зоны над уровнем воды 03- 05
м высоту нейтральной зоны над уровнем осадка 04-05 м.
Секции аккумулирующей емкости должны быть оборудованы
нефтепродуктов и осадка. При проектировании нефтегонных и
нефтесборных устройств следует учитывать периодическое
колебание уровня заполнения секций ниже расчетного. Иловые
приямки в аккумулирующей емкости рекомендуется располагать
в средней части. Уклон днища к приямкам и поперечный уклон
дна следует принимать не менее 005 а уклон стенок приямка
не менее 45°. Для удаления осадка с площади днища в приямок
следует предусматривать гидросмыв. Объем иловой части емкости
определяется исходя из заданной периодичности удаления осадка.
Для периодического удаления накапливающегося осадка из
аккумулирующей емкости следует предусмотреть устройство
содержанием механических примесей.
выдерживание его на иловых площадках или на площадкахуплотнителях нагрузка на площадки обезвоживания может быть
принята равной 3 м3 на 1 м2 в год. Площадки следует разделять
на карты оборудованные выпускными устройствами для отвода
Продолжительность выдерживания поверхностного стока в
аккумулирующей емкости и последующего опорожнения емкости
принимается из условия обеспеченности приема всего или части
стока от каждого дождя (в зависимости от количества выпадающих
осадков и принятой величины h) достижения высокого эффекта
удаления основных примесей из поверхностного стока и
необходимой степени регулирования расхода стока с целью
снижения пропускной способности сооружений для его доочистки.
На основании данных о средней продолжительности периодов
отстаивания стока в аккумулирующей емкости может быть
принята равной 1-2 сут. В таких же пределах может быть принята
и продолжительность отвода осветленной воды.
При продолжительности отстаивания 1-2 сут эффект снижения
аккумулирующей емкости колеблется в основном в пределах 80-90
% а показатели БПК в пределах 60-80 %. Остаточное содержание
взвешенных веществ в отстоянной воде ориентировочно могут быть
приняты в пределах 50-200 мгл нефтепродуктов 05-5 мгл
органических примесей 50-100 мгл в пересчете на ХПК и 20-3 мг
л в пересчете на БПК.
фильтрованием следует применять фильтрующие загрузки
отличающиеся простотой регенерации: например загрузки из
синтетических материалов эластичного пенополиуретана и
вспененного полистирола. Повышение эффекта фильтрационного
осветления достигается при обработке стока флокулянтами
(полиакриламидом). Доза флокулянта составляет 1-2 мгл.
При использовании загрузки из эластичного пенополиуретана
марок 35-08; 40-08; 40-12 в измельченном виде (крошка с
размером сторон 1-2 см) технологические параметры фильтров
следующими: высота слоя загрузки 1-15 м; плотность загрузки
-70 кгм3; скорость фильтрования 20-25 мч; эффект осветления
-95 %; грязеемкость загрузки 50 кгм3; потери напора в начале
фильтроциклона 5-6 кПа в конце фильтроцикла 10-20 кПа.
При безреагентном фильтровании на пенополиуретановых
фильтрах скорость фильтрования следует принимать в пределах
-30 мч эффект осветления соответственно при высоте слоя
загрузки 1 и 15 м 85-60 % и 90-75 %. Также рекомендуется
применять загрузку из вспененных гранул полистирола марок ПСВ
и ПСВ-С диаметром 2-5 мм с кажущееся плотностью 01-02 г
см3. Технологические параме1ры пенополистирольных фильтров
при флокуляционной обработке стока принимаются следующими:
высота слоя загрузки 2-25 м; скорость фильтрования 30-40 мч;
эффект осветления 90 % грязеемкость загрузки 30- 50 гм3; потерн
напора в начале фильтроцикла 4-30 кПа в конце фильтроцикла
до 100 кПа регенерация осуществляется за счет обратной
водовоздушной промывки (расход воды 30 л(с.м2) расход воздуха
-12 л(с.м2) время обработки 15-20 мин).
При безреагентном фильтровании на пенополистирольных
-30 мч эффект осветления 90-60 %.
После отстаивания поверхностный сток может доочищаться на
флотационных установках предназначенных для совместной
очистки дождевых и сточных вод. В этих случаях применяются
преимущественно установки напорной флотации. Флотацию
проводят как правило с рециркуляцией сточных вод и реагентной
обработкой. Расход рециркуляционной воды составляет около 50
% расхода очищенной воды. В качестве коагулянта рекомендуется
применять серно-кислый алюминии при дозе 50-100 мгл в
пересчете на безводный продукт. Насыщение воды воздухом
осуществляется в напорных баках рассчитанных во время
пребывания 1-2 мин при давлении 04-05 МПа (4-5 атм). Расчетное
время пребывания воды во флотаторе-отстойнике принимается в
пределах 20-30 мин. Для удаления осадка с днища флотатора в
камеру для осадка и образующейся на поверхности флотатора
пены в пеносборный лоток предусматриваются скребковые
механизмы (желательно с отдельными приводами). Осадок и
нефтешлам образующийся при разрушении пены направляются
в шламонакопитель и перерабатываются по схеме принимаемой в
технологии очистки нефтесодержащих производственных сточных
вод в зависимости от конкретных условий.
В отдельных случаях для частичной механической очистки
поверхностного стока могут применяться проточные отстойники.
Расчет отстойников надлежит производить по СНиП 2.04.03-85 по
кинетике выпадения взвешенных веществ из дождевых вод с
учетом необходимого эффекта осветления. Данные по кинетике
выпадения взвешенных веществ из дождевого стока следует
экспериментальных данных для ориентировочных расчетов можно
принимать следующие значения гидравлической
частиц взвеси для высоты зоны отстаивания 2 м:
Повышение эффективности работы отстойников достигается
путем предварительной обработки сточных вод коагулянтами.
Эффект осветления 94-95 % может быть достигнут при
применении в качестве коагулянта серно-кислого алюминия.
Корректировка показателя рН при этом не требуется если его
значение в исходной воде находится в пределах 6-8.
Рекомендуемая доза коагулянта-50 мгл в пересчете на Al2(SO4)3.
Доза коагулянта может быть снижена на 10-20 мгл в случае
дополнительного введения в воду флокулянтов в количестве 05- 2
Значительный эффект осветления (94-99 %) достигается при
самостоятельном применении катионных полиэлектролитов и
полиакриламида. Рекомендуемая доза - 1-3 мгл в пересчете на
Расчетную скорость осаждения взвесей U0 при отстаивании
поверхностного стока обработанного коагулянтами следует
принимать в пределах 05-06 ммс среднюю концентрацию
твердой фазы в уплотненном осадке - 150 кгм3.