Реконструкция существующих канализационных сооружений

генплан.dwg

1- приемная камераn2- здание решетокn3- песколовкиn4- песковые площадкиn5- лоток Паршаляn6- распределительная чашаn7- насосная станция сырого осадкаn8- первичные радиальные отстойникиn9- аэротенк двухкоридорныйn10- вторичные радиальные отстойникиn11- контактный резервуарn12- цех механического обезвоживанияn13- площадка для кекаn14- насосно-воздуходувная станцияn15- илоуплотнителиn16- местная КНСn17- хлораторнаяn18- мастерскиеn19- гаражn20- административный корпусn21- резервные иловые площадкиn22- колодец
Экспликация зданий и сооружений
- трубопровод песчаной пульпы.n2- трубопровод дренажный .n3- трубопровод активного ила.n4- трубопровод циркуляционного ила.n5- трубопровод избыточного активного ила.n6- уплотненный активный ил.n7- трубопровод сырого осадка.n8- трубопровод смеси сырого осадка и уплотненного активного ила.n9 - сброс перед первичными отстойниками дренажных вод с иловых площадокфильтрата с цеха обезвоживания и иловой воды с илоуплотнителей.nn
n10- трубопровод технической воды.n11- трубопровод подачи воздуха.n12- аварийный трубопровод.n13- трубопровод иловой воды.n14- трубопровод канализации.n15- трубопровод питьевой воды.n16- трубопровод дробленных отходов.n17- трубопровод дренажной иловой воды.n18- трубопровод хлорной воды.n19- трубопровод переброса канализациооных вод от КНС в голову сооружений.nn
Генплан канализационной очистной станции

Реконструкция.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет энергетического строительства
Кафедра «Водоснабжение и водоотведение»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
«Реконструкция существующих канализационных сооружений»
Специальность: 1-70 04 03 «Водоснабжение водоотведение и охрана водных ресурсов»
пояснительная записка – 51 страниц;
графическая часть – 1 лист.
Курсовой проект: 51с; 5 рисунка; 2 таблица; 5 источников.
ГЛУБОКАЯ ОЧИСТКА (ДООЧИСТКА) ДЕНИТРИФИКАТОР НИТРИФИКАТОР ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ДЕНИТРИФИКАЦИЯ
Объектом разработки является реконструкция канализационных очистных сооружений.
Цель проекта: Реконструкция очистных сооружений. Студент подтверждает что приведенный в курсовом проекте расчет на аналитический материал объективно отражает состояние исследуемого процесса все заимствованные из литературных и других источников теоретические и методологические положения и концепции сопровождаются ссылкой на их авторов.
20715-45720000ОГЛАВЛЕНИЕ
Анализ исходных данных и требования нормативных документов по сбросу очищенных сточных вод в водоем .
Определение расчетных расходов сточных вод
Определение концентраций загрязнения сточных вод .
Определение концентраций хозяйственно-бытового стока
Определение концентраций загрязнений общего стока
Определение эквивалентного числа жителей
Определение требуемой степени очистки и выбор схемы реконструкции сооружений
Выбор и реконструкция сооружений механической очистки .
Расчет песковых площадок ..
Расчет первичных отстойников ..
Выбор и реконструкция сооружений биологической очистки с глубоким удалением азота и фосфора
Определение частей аэротенка
Потребность в кислороде при очистке в сооружениях с активным илом
Подбор оборудования для аэротенков
Расчет вторичных отстойников
Выбор и реконструкция сооружений по обработке осадка ..
Определение расхода и влажности осадка образующегося на очистных сооружениях
Расчет иловых площадок
Расчет илоуплотнителей
Обезвоживание сырых осадков
Подбор центрипрессов ..
Выбор и реконструкция сооружений по обеззараживанию сточных вод
Расчет хлораторных ..
Расчет контактных резервуаров
Анализ полученных результатов по реконструкции очистных сооружений
Список используемых источников .
В данном курсовом проекте производится реконструкция уже существующих канализационных сооружений полной биологической очистки. Согласно заданию производительность станции увеличилась с 39000 м3сут до 59980 м3сут. Добавилось 2 промышленных предприятия с расходами сточных вод QпрII = 6тыс. м3сут QпрIII = 7тыс. м3сут. В соответствии с этим определены концентрации загрязнений хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод и их смеси поступающие на станцию. На основании расчетов требуемой степени очистки выполнены расчеты а также анализ возможности дальнейшего использования запроектированных канализационных очистных сооружений и при необходимости их реконструкция. Произведена компоновка генплана ( лист №1).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Расчетные параметры очистной станции являются:
Основные расчетные расходы сточных вод
Концентрация загрязнений сточных вод. Для этого определяется концентрация хозяйственно-бытового стока от населения а затем общая концентрация загрязнений поступающих на очистную станцию
Показатели требуемой степени очистки
На основании показателей требуемой степени очистки сточных вод производится выбор метода и схемы очистки сточных вод.
Определение расчетных расходов сточных вод
Первоначально канализационная очистная станция была запроектирована на расчетный расход сточных вод 39000 м3сут реконструкция станции предусматривает увеличение расхода бытовых и производственных вод до 59980 м3сут.
Производительность очистной станции Qw = 59980 м3сут. Из них расход производственный сточных вод составляет:
-го предприятия QрI = 16тыс. м3сут
-го предприятия QпрII = 6тыс. м3сут
-го предприятияQпрIII = 7тыс. м3сут
Следовательно расход хозяйственно-бытовых сточных вод от населений составит Qwх-б = 30980 м3сут
Определяется среднечасовой расход сточных вод Qh м3ч вычисляемый по формуле
где Qw – производительность очистной станции м3сут;
Qh=5998024 = 2499 м3 ч.
Определяется среднесекундный расход станции qwлс вычисляемый по формуле
В соответствии с таблицей 6.1[1] по значению qw= 694 лс определяется kgen max = 149 и kgen min = 067.
Определяется максимальный Qh max м3ч и минимальный Qh min м3ч часовые расходы вычисляемые
Qh max = Qh kgen max
Qh max = Qh kgen min
Qhmax = 2499 149 = 3724м3ч.
Qhmin = 2499 067 = 1674м3ч.
Определяем максимальный qw max лс и минимальный qw min лс секундные расходы вычисляемые по формулам (1.5) и (1.6) соответственно
qw max = qw kgen max
qw min = qw kgen min
qw max = 694 149 = 1034лс.
qw min = 694 067 = 465 лс.
Определение концентраций загрязнений
Для хозяйственно-бытовых сточных вод концентрации загрязнений определяются по их количеству приходящемуся на одного жителя и принимаются по таблице 4.1 [2].
В соответствии с таблицей 4.1[2]:
Nобщn = 99 г чел сут;
Pобщn = 18 г чел сут.
2.1 Определение концентраций хозяйственно-бытового стока
Концентрация взвешенных веществ bх-б мгл хозяйственно-бытового стока определяется по формуле
qn – среднесуточная норма водоотведения на 1 жителя лчел сут;
qn = 180 074 + 210 026 = 188 лчел сут
bх-б =65 1000188= 3457 мгл
Концентрацию загрязнений по БПК5 Lх-б мгл хозяйственно-бытового стока определяется по формуле
Lх-б =60 1000188 = 3191 мгл.
Концентрация аммонийного азота NH4х-б мгл хозяйственно-бытового стокаопределяется по формуле (1.9)
NH4х-б =NH4n 1000qn
NH4х-б =8 1000188 = 426 мгл.
Концентрация общего азотаNобщх-б мгл хозяйственно-бытового стока определяется по формуле (1.10)
Nобщх-б =Nобщn 1000qn
Nобщх-б =99 1000188 = 527 мгл.
Концентрация общего фосфора Робщх-б мгл хозяйственно-бытового стока определяется по формуле
Робщх-б =Робщn 1000qn
Робщх-б =18 1000188 = 96 мгл.
2.2 Определение концентраций загрязнений общего стока
В соответствии с заданием на проектирование концентрации загрязнений производственных сточных вод составляют:
Концентрации загрязнений ben мгл в общем стоке определяются по формуле
ben = bх-б Qwх-б + bпрI QпрI+ bпрII QпрII+ bпрIII QпрIIIQw
ben = 3457 30980 + 150 16000 + 230 6000 + 220 700059980 = 2929 мгл.
Концентрацию загрязнений по БПК5 Len мгл в общем стоке определяются по формуле
Len = Lх-б Qwх-б + LпрI QпрI + LпрII QпрII + LпрIII QпрIIIQw
Len = 3191 30980 + 267 16000 +2006000 + 210700059980 = 2806мгл.
Концентрация аммонийного азота NH4en мгл в общем стоке определяются по формуле
NH4en = NH4х-бQwх-б + NH4прIQпрI + NH4прIIQпрII + NH4прIIIQпрIIIQw
NH4en = 426 30980 + 34 16000 + 10 6000 + 8 700059980 = 33 мгл.
Концентрация общего азота Nобщ en мгл в общем стоке определяются по формуле
Nобщ en = Nобщх-бQwх-б + NобщпрIQпрI + NобщпрIIQпрII + NобщпрIIIQпрIIIQw
Nобщ en = 527 30980 + 36 16000 + 35 6000 + 30 700059980 = 438 мгл.
Концентрация общего фосфора Робщ en мгл в общем стоке определяются по формуле
Pобщ en = Pобщх-бQwх-б + PобщпрIQпрI + PобщпрIIQпрII + PобщпрIIIQпрIIIQw
Pобщ en = 96 30980 + 42 16000 + 6 6000 + 5 700059980 = 73 мгл.
Составим схему поступления различных загрязнений на очистную станцию.
674062865Qw = 59980 м3сут
674067310qw = 694 лс
674010160000615315148590ben = 2929мгл
5315165735Len = 2806мгл
674016573500289179067945Биологическая очистка
Биологическая очистка
5315182880NН4en = 33мгл
5315200025Nобщ en = 438 мгл
5315236220Pобщ en = 73 мгл
Рисунок 1.1 – Расчетная схема
2.3 Определение эквивалентного числа жителей
Эквивалентное число жителей характеризует население города которое вносит в состав сточных вод столько же загрязнений сколько действительное население и производство.
Эквивалентное число жителей Nэкв чел определяем в соответствии с п. 5.5 [2]
где Len– концентрация БПК5общего стока поступающего на станцию Len = 2806 мгл;
Qw – суточная производительность станции Qw = 59980 м3сут;
Ln – норма БПК5 на одного жителя гчел.сут Ln =60 гчел.сут;
Nэкв=2806 5998060 = 280507 чел.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ И ВЫБОР СХЕМЫ РЕКОНСТРУКЦИИ СООРУЖЕНИЙ
Требуемая степень очистки сточных вод в соответствии с пунктом 5.1 [3] определяется по таблице 5.1 в зависимости от эквивалентного числа жителей Nэкв = 280507 чел. Следовательно перед сбросом очищенных сточных вод в водоток показатели загрязнения должны быть:
В связи с этим в курсовом проекте принимаются сооружения полной биологической очистки сточных вод с технологическими емкостными сооружениями для удаления азота и фосфора.
В комплекс новой очистной станции входят следующие сооружения:
) Аэрируемые песколовки
) Первичные радиальные отстойники
) Вторичные радиальные отстойники
) Установки по обеззараживанию сточных вод
) Сооружения по обработке осадка
б) цех механического обезвоживания осадка
) Насосно-воздуходувная станция
) Вспомогательные здания и сооружения
ВЫБОР И РЕКОНСТРУКЦИЯ СООРУЖЕНИЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
К сооружениям механической очистки относятся: приемная камера решетки песколовки первичные отстойники.
На очистной станции сточная вода поступает от ГКНС по двум ниткам напорных водоводов.
Подбор напорных водоводов производится на пропуск максимального секундного расхода по таблице 4.4 [6] qmax w = 1034лс
При количестве ниток водовода n = 2 расход q1 лс на одну нитку составит
Для одного трубопровода диаметр d = 600 мм скорость составит v = 183 мс.
Так как скорость в напорном водоводе находится в допустимых пределах то увеличивать количество ниток или диаметр водовода не требуется.
По очистным сооружениям сточная вода двигается самотеком по открытым каналам со скоростью v 07 – 1 мс. Следовательно при поступлении сточных вод на очистную станцию необходимо понизить скорость напорных водоводов и произвести сопряжение закрытых трубопроводов с открытыми лотками для чего в головной части очистной станции и предусматривается приемная камера.
– приёмная камера; 2 – напорные водоводы от ГКНС; 3 – открытый лоток в здании решёток; 4 – насыпь.
Рисунок 3.1 – Схема приёмной камеры
Приемная камера предназначена для приема сточных вод поступающих на очистные сооружения гашения скорости и сопряжения трубопроводов с открытыми лотками.
Камеры могут предусматриваться на поступление сточных вод по одному или двум трубопроводам и располагаются в насыпи высотой до 5м.
На очистной станции ранее была запроектирована приемная камера марки ПК-2-60а размерами А×В×Н=1500×2000×1600 мм (рисунок 3.1).
При увеличенном расходе на одну нитку водовода q1 = 517 лс камера реконструируется на ПК-2-60б с размерами А×В×Н=1600×2500×1600 мм
В соответствии с пунктом 4.15 [2] каналы на КОС рассчитываются по пропуск максимального секундного расхода с коэффициентом 14 (с учетом принятия непредвиденных расходов)
Производим подбор канала после приемной камеры qк лс
qк =14 1034 = 1448 лс
Принимаем канал со следующими параметрами: ширина канала B = 1000 мм скорость v = 0927 мс потери напора h = 157 м гидравлический уклон i = 0006.
На данной очистной станции установлены решетки марки МГ9Т с площадью прохода 038м2 при реконструкции станции было принято решение оборудовать станцию новыми решетками эскалаторного типа фирмы “Риотек” марки РС-1000.
Рисунок 3.2 – Расчетная схема решетки
Характеристика решетки:
Ширина канала (бака) мм – 1060
Ширина фильтрующей части мм – 840
Общая высота мм – 2530
Высота выгрузки осадка мм – 1500
Максимальная глубина канала (бака) мм – 1500
Ширина прозоров мм – 2
Толщина фильтрующих пластин мм – 3
Номинальная производительность по сточной жидкости м3ч – 970
Номинальная производительность по чистой воде м3ч – 1455
Максимальный уровень жидкости перед решеткой мм – 1200
Мощность электродвигателя кВт – 15
Подводящие каналы к решеткам рассчитываются на половину расчетного расхода. Гидравлический расчет подводящего канала сведен в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Данные гидравлического расчета подводящего канала
Определяем количество отбросов Wmud м3сут снимаемых с решёток по формуле
Wmud=а Nэкв365 1000
где а – количество отбросов снимаемых с решёток на 1 человека в год а = 26 лчел год
Wmud=26 280507365 1000 = 20 м3сут
Объемный вес отбросов составляет 750 кгм3 влажность отбросов до обезвоживания 90 % (п 6.2.1 [1])
Определяем массу отбросов Mmud тсут снимаемых с решеток
Mmud = 750 201000 = 15 тсут
Принимаем длину решеток L = 6 м а ширину В = 12 м.
После решеток типа РС-1000 концентрация взвешенный веществе снижается на 10%. Следовательно ben’ = 2929 09 = 2636 мгл
Ранее были запроектированы аэрируемые песколовки со следующими параметрами:
число отделений n = 2;
размеры отделений: ширина B = 3 м глубина Н = 0475 м длина L = 12 м;
площадь живого сечения F = 284 м3.
Определяем расход воды приходящийся на 1 существующую песколовку qmax 1 лс по формуле
qmax 1 = qmaxстарыйn
где n – количество песколовок n = 2.
qmax 1 = 6812 = 341 лс
Количество отделений песколовок nтакого же размера с новым расходом воды определяется по формуле
Достраиваем ещё одну песколовку с 2-мя отделениями. Принимаем 4 отделения песколовки шириной В = 3 м длиной L = 12 м.
— отражательные щиты; 2 — воздуховод;3— трубопровод для гидросмыва;4 —смывной трубопровод со спрысками;5 — аэраторы 6 — песковой лоток; 7— песковой бункер;8— гидроэлеваторы; 9 — задвижки;10— отделение песколовки; 11 — щитовые затворы.
Рисунок 3.3 – Аэрируемая песколовкасгидромеханическим удалением песка.
Расчет подводящих каналов к каждому отделению песколовки производится на половинный расход (Таблица 3.2)
Таблица 3.2 – Данные гидравличекого расчета подводящих каналов к песколовке.
Определяется расход воздуха Qair м3ч подаваемого в песколовку
где j – интенсивность аэрации принимается по п. 6.3.3[2] j = 4 м3ч.
Qair = 4 3 3 12 = 432 м3ч
Определяется расход q м3с промывных вод подаваемых в гидромеханическую систему одной песколовки
q = vh F = vh lsc bsc
где vh – восходящая скорость промывной воды в лотке в соответствии с пунктом 6.3.7 [2] vh = 00065 мс.
lsc = 12 – 05 = 115 м
bsc – ширина пескового лотка bsc = 05 м;
q = 00065 115 05 = 0037 м3с
Определяется объем осадочной части песколовки Ws м3
где p – количество задерживаемого песка p = 003 лчел сут;
t – время нахождения песка в песколовки во избежание загнивания t = 2 сут.
Ws=003 280507 21000= 168 м3
4 Расчет песковых площадок
Обезвоживание песка предусматривается на песковых площадках. При проектировании песковых площадок отношение длины площадки к ширине принимается 2:1. В соответствии с пунктом 6.3.9 [2] нагрузкана площадку h = 3 м3 м2
Определяем полезную площадь площадки F м2
где p– норма песка; р = 003 лчелсут;
F=003 280507 3651000 3 = 1024 м2
Принимаем 2 площадки. Площадь одной составляет F1 м2
Принимаем две площадки соответственно площадь одной равна 512 м2. В соответствии с п 6.3.9 [2] высота оградительного валика принимается 2 м. Размеры площадки изменяем с 13х28 на 16x32 м.
5 Расчёт первичных отстойников
Первичные отстойники предназначены для удаления из сточных вод загрязнений удельный вес которых больше или меньше удельного веса воды.
При производительности станции 59980 м3сут к проектированию принимаются радиальные отстойники.
– устройство для сгребания с поверхности воды плавающих веществ;
– жиросборник; 3 – трубопровод для отвода плавающих веществ;
– трубопровод для подвода сточных вод на осветление; 5 – иловый приямок; 6 – ферма со скребками; 7 – трубопровод для отвода сырого осадка; 8 – канал отвода осветлённой воды.
Рисунок 3.4 – Схема первичного радиального отстойника
Определяем какое количество первичных отстойников будет при новой производительности станции.
Первичные отстойники имеют эффект очистки Э = 50 – 60%.
Определяет эффект очистки рассчитываем по формуле
Э = ben - bcdpben 100%
Э = 2636 - 1502636 100 = 43%
Определяется гидравлическая крупность частиц Uo ммс
U0=1000 Hset ksettset kset Hseth1n2
где kset – коэффициент использования объёма отстаивания определяется по таблице 6.8 [2] kset = 045;
Hset – глубина проточной части отстойника Нset = 31 м;
tset – продолжительность отстаивания в цилиндре в слое воды h1=05 м в соответствии с принятым эффектом осветления tset = 586 с;
n2 – показатель степени зависящий от эффекта осветления и исходной концентрации взвешенных веществ n2 = 03.
U0=1000 31 045586 045 310503= 18 ммс
Определяется производительность одного отстойника qset м3 ч
qset=28ksetD2-d2U0-vtb
где Dset – диаметр отстойника D=18 м;
dset – диаметр впускного устройстваdset=092 м;
vtb – турбулентная составляющая скорости движения воды в отстойнике vw принимаемой по таблице 6.8 [2] vw = 5 ммс vtb = 0 ммс.
qset=28045182-092218-0= 733 м3 ч
Определяется количество отстойников N
N=3724733 5 отстойника
Проверяем фактическую скорость в отстойнике vw ммс
vw=Qmaxh36 N R Hset
vw=372436 5 314 9 31 = 236 ммс
Принимаем к проектированию 5 отстойника D = 18 м
Определяем часовое количество осадка выделяемое в одном отстойнике Qmud м3ч
Qmud=Qср h (ben-bcdp)100-Pmud γ 104 N
где γ – плотность осадка γ = 1 тм3;
Pmud – влажность осадка. При удалении плунжерными насосами Pmud = 95% при удалении самотеком под гидростатическим давлением Pmud = 94%.
Qmud=2499 (2636 - 150)100-95 1 104 5 = 114 м3ч
Определяем объем иловой части отстойника Wmud м3
где Т – период между выпуском осадка Т = 8 ч.
Wmud = 114 8 = 912 м3
Выбор и реконструкция сооружений биологической очистки с глубоким удалением азота и фосфора
Биологическая очистка сточных вод осуществляется за счет жизнедеятельности простых микроорганизмов бактерий и грибов. К сооружениям биологической очистки относят: биологические пруды поля фильтрации поля орошения биофильтры аэротенки биореакторы циркуляционные очистные каналы. В курсовом проекте в качестве сооружений биологической очистки применяются аэротенки вытеснители по удалению азота и фосфора.
Необходимо определить часть аэротенка отводимую под определенные зоны то есть определяется длина коридора где будут происходить определенные процессы (регенерация денитрификация нитрификация). И отделить каждую зону перегородкой.
Биологическое удаление фосфора из сточных вод ведется параллельно с удалением азота денитрификации. Оно основано на выдерживании микроогранизмов активного ила со сточной водой в анаэробных условиях в которых происходит выделение фосфора из клеток микроогранизмов в сточную воду. Затем вода подается в аноксидную зону (денитрификатор) где происходит денитрификация. Далее иловая смесь обрабатывается в анаэробных условиях при интенсивности поглощения фосфора и органических загрязнений из сточной воды микроорганизмами с последующим частичным удалением соединений фосфора и избыточного активного ила.
Определение концентрации нитратного азота СNO3Д мгл подлежащего удалению по балансовому уравнению
СNO3Д=CNобщ-Cорг.ex-CNH4ex-CNO3ex-Xорг.вм
где CNобщ– содержание общего азота в воде поступающего на биологическую очистку CNHобщ = 39 мгл;
CNO3ex=CNобщех-CNH4ex
CNO3ex= 15 – 5 = 10 мгл
Xорг.вм– азот органических веществ поступающих в биомассу активного ила. В соответствие с п. 7.6.17.6 [2] мгл.
Xорг.вм = 005 2245 = 1123 мгл
СNO3Д= 39 – 2 – 5 – 10 – 1123 = 1077 мгл
Определяется соотношение концентраций CNO3DLen'=10772245= 0048. По этому соотношению по таблице 7.12 [2]определяется соотношение объема денитрификатора к общему объему сооружения. В соответствии с п. 7.6.17.5 принимается WDW = 02
Определяется общий объем технологической емкости сооружений V м3
tTS – возраст активного ила. Определяется в зависимости от цели обработки воды отношения WDW нагрузки по органическим загрязнениям и температуры сточных вод по таблицs 7.11 [2] для t = 12;
Нагрузку по органическим загрязнениям qорг кгсут по формуле
qорг=2245 599801000= 13466 кгсут
Принимаем t = 12 tTS = 83 сут.
Pi – прирост активного ила определяется по таблице 7.15 [2] в зависимости от возраста ила и соотношения
benLen'=1502245= 067 p’ = 085
Прирост активного ила определяется по п. 7.6.19 [2] Pi кгсут
где Рс – прирост а.и. получаемый в процессе биологической диструкции органических веществ кгсут;
Pc = 085 13466 = 11446 кгсут
Рр – прирост а.и. получаемый в процессе биологической удаления фосфора кгсут. Прирост ила получаемый в результате деструкции фосфора находится исходя из прироста 3 кг ила на 1 кг удаленного фосфора п. 7.6.19 [2];
где Руд – количество фосфора удаляемого в течении суток кгсут
Руд = (Срen- Ср) Qw1000
где Срen – количество фосфора приходящего на биологическую очистку
Руд = (65 - 2) 599801000 = 270 кгсут
Рр = 3 270 = 810 кгсут
Pi = 11446 + 810 = 12256 кгсут
V=83 122563 = 33908 м3
Определяется объем денитрификатора VD м3
VD = 02 33908 = 6782 м3
Определяем объем нитрификатора VN м3
VN = 33908 – 6782 = 27126 м3
Определяется нагрузка на ил Bts кгм3сут которая должно быть не более 015 кгм3сут расчет ведется по формуле
Bts=2245 5998033908 3 1000= 013 кгм3сут
Определяется требуемая степень рециркуляции активного ила из двух отстойников Ri по формуле
Определяем требуемую степень денитрификации RД по удаляемому азоту при предварительной денитрификации по формуле
Rд=CNH4en-CNO3exCNH4en
Определяем расход циркуляционного активного ила из вторичных отстойников Qi м3ч и расход иловой смеси Qсмеси м3ч по формулам
Qi= 2 3724 = 7448 м3ч
Qсмеси= 067 3724 = 2495 м3ч
Определяется объем анаэробной зоны VА м3 по удалению фосфора из воздуха который в соответствии с п. 7.6.18.2 принимается от времени контакта активного ила с водой Т = 05 ч. Объем анаэробной зоны рассчитывается по формуле
VА= 05 (3724 + 7448) = 5586 м3
Общий объем аэротенков составит V м3
V = 27126 + 6782 + 5586 = 39494 м3
Реконструкция не требуется остается принятый ранее аэротенк А-3-45-44; длиной L = 51 м
Определяется количество секций
К принятому ранее аэротенку А-3-45-44 длиной L = 51 м с 9 секциями добавляется ещё 4 секции. В итоге получаем аэротенк А-3-45-44 длиной L = 51 м с 13 секциями.
Определение частей аэротенка
В курсовом проекте принято 13 секций аэротенка А-3-45-44.
Определяем объем аэротенка
Vat = 3 45 44 51 = 30294 м3
Определяем объем каждой зоны в аэротенке
Объем зоны денитрификации VD' м3
Объем зоны нитрификации VN' м3
VN' =2712613 = 2087 м3
Объем анаэробной зоны VА' м3
Разбиваем коридоры аэротенка на зоны: аноксичную (денитрификатор) аэробную (нитрификатор) анаэробную.
Длина зоны денитрификации LD м
Длина зоны нитрификации LN м
LN=208745 44 = 105 м
Длина анаэробной зоны LA м
Определяем общую длину L м коридоров аэротенка необходимую для удаления азота и фосфора
L = 105 + 26 + 22 = 153 м
С учетом того что длину аэротенка мы реконструировать не может пересчитываем длину нитрификатора LN м
LN = 150 – 22 – 26 = 102 м
Потребность в кислороде при очистке в сооружениях с активным илом
Потребность в кислороде при очистке сточной воды OV кгсут определяю как сумму расхода кислорода на деструкцию органических веществ и нитрификацию с учетом снижения потребности в кислороде за счет окисления органических веществ при денитрификации.
OV = OVC + OVN – OVD
где OVC – расход кислорода на деструкцию органических веществ кгсут. Если отношение ХПКБПК5 ≤ 22 то удельный расход кислорода OVC кгсут на обработку сточной воды с целью деструкции органических веществ q OVс кгсут можно определить по таблице 7.16 [2]
OVC = q OVс Len'- Lex Qw1000
OVC = 103 2245- 15 599801000 = 12943 кгсут
OVN – расход кислорода на нитрификацию кгсут;
OVN = Qw 43 СNO3D- СNO3en+ СNO3ex1000
где СNO3D – концентрация нитратного азота подлежащего денитрификации гм3;
СNO3en – концентрация нитратного азота в сточных водах поступающих на сооружения биологической очистки гм3;
СNO3en = 005 CNобщ = 005 39 = 195 гм3
OVN = 59980 43 1077 - 195 + 101000 = 4854 кгсут
OVD – снижения потребности в кислороде за счет окисления органических веществ при денитрификации кгсут.
OVD = Qw 29 СNO3D 1000
OVD = 59980 29 1077 1000 = 1873 кгсут
OV = 12943 + 4854 – 1873 = 15924 кгсут
Определяем максимально часовую потребность в кислороде OVh кгч с учетом неравномерного потребления кислорода в течение суток.
OVh = kc OVc - OVD + kN OVN24
где kc – коэффициент часовой неравномерности потребления кислорода при обработке сточной воды с целью деструкции органических веществ kc = 125
kN - коэффициент часовой неравномерности потребления кислорода при обработке сточной воды при нитрификации kN = 2
Коэффициенты определяются по таблице 7.17 [2]
OVh = 125 12943 -1873 + 2 485424 = 981 кгч
Требуемую подачу кислорода q0 кгч в технологические емкости с активным илом при непрерывной аэрации определяют по формуле
где СТ – растворимость кислорода в воде в зависимости от температуры и давления мгдм3; СТ = 902 мгдм3 для t = 12 С;
С0 – концентрация кислорода в иловой смеси в технологической емкости мгдм3 ; С0 = 2 мгдм3.
q0 = 902902 - 2 981 = 1261 кгч
1.5 Подбор оборудования для аэротенка
Расход воздуха qair м3ч обеспечивающий поступление необходимого количества кислорода определяется по формуле
qair = q0 1000qуд hа
где qуд – удельная подача кислорода на 1 м3 воздуха и на 1 м погружения аэратора г О2 (м3м). Определяем из приложения Д таблицы Д1 [2] qуд = 10 г О2 (м3м);
hа – глубина погружения аэратора м.
ha = hтр – 05 = 44 – 05 = 39 м
qair = 1261 100010 39 = 32333 м3ч
Принимаем воздуходувку марки 2 ТВ – 300 – 16 производительностью 1 воздуходувки 18 м2ч давление 016 МПа мощность двигателя 350 кВт.
Для денитрификации и удаления фосфора необходимы мешалки.
Удельная мощность двигателя мешалки Wуд Втм3 определяется по формуле
где α – коэффициент учитывающий вязкость воды α = 1.
Wуд = 1 3024 = 13 Втм3
Мощность мешалок для денитрификации WD кВт
WD = 6782 1.31000 = 88 кВт
Мощность мешалок для удаления фосфора WP кВт
WP = 5586 1.31000 = 73 кВт
Принимаем 3 мешалки для денитрификации ХМ40В2Т с мощностью 33 кВт. Принимаем 3 мешалки для удаления фосфора ХМ30В2Т с мощностью 25 кВт.
2 Расчет вторичных отстойников
Вторичные отстойники относятся к сооружениям биологической очистки сточных вод и служат для отделения из иловой смеси активного или который в течении двух часов отстаивается накапливается и уплотняются в нижней части отстойника откуда илососами подается в иловые колодцы.
В курсовом проекте приняты радиальные отстойники.
На станции желательно принимать однотипные сооружения поэтому для начала расчета задаемся диаметром отстойника 18 м.
Определяется нагрузка на вторичный отстойник qssa м3(м2ч) по формуле
qssa=45 kss Hset08(01 ji ai')05 - 001 at
где kss – коэффициент использования объема зоны отстаивания в соответствии с п. 7.8.3для радиальных отстойников kset = 04;
Hset – глубина зоны отстаивания Hset = 31 м;
ji – иловый индекс определяется по таблице 7.7 [2] в зависимости от нагрузки на ил qi мг(г сут) по беззольному веществу которая определяется по формуле
где ai –доза ила в аэротенкеai = 3 гл.
qi=2245 599803 39494= 114 мг(г сут)
Тогда ji = 108 см3ч.
at – доза ила при удалении его из иловой смеси at = 10 мгл.
qssa=45 04 3108(01 108 15)05-00110=146 м3(м2 ч)
Определяется необходимая площадь зеркала отстаивания Fss м2 по формуле
Fss=3724146= 2551 м2
При принятом диаметре D = 18 м определяется площадь зеркала воды одного отстойника f м2 по формуле
Определяется количество отстойников N шт
Определяем продолжительность отстаивания ts ч во вторичных отстойниках которая должна быть не менее 15 ч по формуле
где Wз.о. – объем зоны отстаивания принятый в соответствии с п. 5.19 [5] Wз.о. = 788 м3ч.
ts=10 7883724= 212 ч
Определяется время пребывания осадка в иловой зоне ti ч которое должно быть не более 2 часов.
ti=Wi Nqцирк + qизб
qцирк – расход циркуляционного активного ила м3ч;
qцирк= 2 3724 = 7448 м3ч
qизб – расход избыточного активного ила м3ч;
C – концентрация активного ила C = 4000 мгл.
qизб=12256 24994000= 7657 м3ч
ti=10 1607448 + 7657= 011 ч
На суммарный расход циркуляционного и избыточного активного ила рассчитывается трубопровод подачи активного ила на насосную станцию. На циркуляционный расход рассчитывается трубопровод подачи активного ила в аэротенк а на расход избыточного активного ила – трубопровод подачи избыточного ила от насосной станции в илоуплотнители.
Расчет сооружений по обработке осадка сточных вод
Осадок образующийся в процессе очистки сточных вод (сырой избыточный активный ил и др.) должен подвергаться обработке обеспечивающей возможность его утилизации или складирования.
Выбор методов стабилизации обезвоживания и обезвреживания осадка должен определяться местными условиями (климатическими гидрогеологическими градостроительными агротехническими и пр.) его физико-химическими и теплофизическими характеристиками способностью к водоотдаче.
1 Определение расхода и влажности осадка образующегося на очистных сооружениях
Определяется расход сырого осадка Осух тсут по сухому веществу
Осух=ben Э k Qw1000 1000 100
где k – коэффициент учитывающий увеличение объёма за счёт крупных фракций k =12.
Осух=2636 43 12 599801000 1000 100= 82 тсут
Определяется расход избыточного активного ила iсух тсут по сухому веществу
где n – коэффициент учитывающий неравномерность прироста активного ила n =13;
Pi – прирост активного ила Pi= 12256 кгсут.
iсух=12256 131000= 159 тсут
Определяется объем сырого осадка Vос м3 и избыточного активного ила Vi м3
Vос=Осух 100100 -Pос ρос
Vi=iсух 100100 - Pi ρi
где Pос – влажность сырого осадка Pос = 95%
Pi – влажность уплотнённого ила определяемая по таблице 12.2 [2] и для радиальных илоуплотнителей Pi = 973%
ρ– плотность осадка и ила соответственноравная 1 т м3
Vос=82 100100 – 95 1=164 м3
Vi=159 100100 - 973 1= 589 м3
Определяется общий объем смеси осадков Vсм м3
Vсм= 164 + 589 = 753 м3
Определяется средняя влажность смеси Pсм %
Pсм=1001-Осух + iсухVсм
Pсм=1001-82 + 159753= 968 %
2 Расчет резервных иловых площадок
Принимаем иловые площадки на искусственном асфальтобетонном основании с дренажем. Для них по таблице 12.8 [2] нагрузка на площадку q0 = 25 м3 м2 год
Площадь площадок F м2 рассчитывается исходя из нагрузки по формуле
где n – климатический коэффициент n = 072.
F=753 365072 25 = 152692 м2
В соответствии с п. 12.9.3 [2] количество площадок принимается не менее 4. В курсовом проекте принимаем 20 площадок размерами 50х100
При производительности 59980 м3сут принимаются резервные иловые площадки на расчет 20% от количества годового осадка.
Площадь резервных иловых площадок Fил м2 определяется по формуле
Fил = 02 152692 = 305384 м2
Принимаем 6 площадок с размерами в плане B×L= 50×100 м
3 Расчет илоулотнителей
На илоуплотнители поступает избыточный активный ил из вторичных отстойников с влажностью 997% они уплотняют осадок до влажности 973%. В качестве илоуплотнителей как правило применяются радиальные отстойники.
В соответствии с таблицей 12.2 продолжительность уплотнения активного ила в радиальных илоуплотнителях принимается 10 ч.
Определяем объём илоуплотнителя W м3
где T – продолжительность уплотнения T = 10 ч.
W= 13 1225624 10 = 66387 м3
Задаемся минимальным диаметром радиального отстойника D = 18 м из таблицы 5.19 [4] объем зоны отстойника Wз.о = 788 м3
Определяем количество отстойников N шт
Нагрузка на зеркало илоуплотнителя должна быть в предела 02 – 05м3(м2ч).
Определяем нагрузку на зеркало q0 м3(м2ч)
q0=13 1225624 9 314 92 = 029 м3(м2ч)
Определяем расчётный расход уплотнённого активного ила qупл м3ч
qупл=13 Pi24100-P1100-P2
qупл=13 1225624 100-996100-973= 984 м3ч
Определяется расход отводимой жидкости q м3ч
q = 13 1225624 – 984 = 5655 м3ч
Иловая вода направляется в канал перед аэротенком а уплотненный активный ил совместно с сырым осадком из первичных отстойников на обезвоживание на центрипресс.
4 Обезвоживание сырых осадков
В качестве метода обезвоживания осадка применяется центрепресс в соответствии с п. 12.8.16 [2] доза высокомолекулярного флокулянта следует принимать от 2 до 7 кгт сухого осадка при этом большая величина принимается при центрифугировании активного ила а меньшая для сырого осадка. Принимается q0 = 5 кгт.
Расход общий расход смеси Qос тсут осадка по сухому веществу и избыточному а.и. составляет
Qос = 82 + 159 = 241 тсут
Определяем суточный расход флокулянта Q кгсут
Q = 5 241 = 1205 кгсут
Склад флокулянта рассчитан на 20-25 суток хранение флокулянта. Принимается Т= 25 суток
Определяется вместимость склада Wскл кг
Wскл= 25 1205 = 30125 кг
5 Подбор центрипрессов
На обезвоживание подается Vсм = 753 м3сут = 31 м3ч
Принимаем 3 рабочих и 1 резервный центрипресса HUMBOLDT CP1 – 1.1 с производительностью Q = 11 м3ч
Определяется расход КЕКа Wкек м3сут
Wкек=Vсм100- Рсм100- Ркек
Wкек=753 100- 968100- 65 = 69 м3сут
КЕК складируется на площадки в непосредственной близости от цеха механического обезвоживания.
Определяется площадь площадки Fпл м2 для складирования КЕКа. Для обезвоженного осадка в соответствии с п. 12.11.1 [2] предусматривается открытая площадка рассчитанная на 4 – 5 месяцев хранения при высоте слоя осадка 15 – 3 м
Fпл=69 4 302= 4140 м2
Конфигурация площадки будет выбрана при разработке генплана очистной станции
Расчёт сооружений по обеззараживанию сточных вод
Для обеззараживания сточных вод применяют следующие методы: хлорирование (путем введения газообразного хлора хлорной известью путем введения гипохлорита натрия) электролизом азонированием УФ – лучами УЗ – колебаниями.
В данном курсовом проекте применяется обеззараживания хлорированием. Количество остаточного хлора в водах сбрасываемых в водоем не должно превышать 15 мгл.
1 Расчет хлораторной
В соответствии с п. 8.3 [2] расчетная доза активного хлора для биологически очищенных сточных вод составляета 3 мгл. Удельный расход на приготовление хлорного раствора в соответствии с [2] 07 м3 воды на 1 кг хлора в час.
При расчете определяется количество активного хлора требуемого для обеззараживания при максимальном Vmax кгч и минимальном Vmin кгч расходах очищенных сточных вод
Vmax=3 37241000= 112 кгч
Vmin=3 16741000= 5 кгч
В соответствии с п. 8.4 [2]хлорное хозяйство станции должно обеспечивать увеличение расчетной дозы хлора без изменения вместимости склада.
Определяется производительность хлораторной Vпр кгч по формуле
Vпр=15 112 = 168 кгч
К проектированию принимаются 2 основные и 1 резервная хлораторные АХВ 1000 Р12.Хлораторные отдельно стоящие здания принимаются размером 12х24 м с отдельным входом в помещение хранения баллонов и хлораторного оборудования и обслуживающего персонала. Расстояние от хлораторной до близ стоящих сооружений не менее 40 м с подветренной стороны.
Определяется максимальный расход хлорной воды qmax м3ч
где q0 – удельный расход воды для приготовления хлорного раствора q0 = 07м3кг.
qmax= 112 07 = 784 м3ч
В качестве смесителя принимается лоток Паршаля длина которого принимается в зависимости от суточной производительности станции. Для производительности 59980 м3сут по таблице 5.23[5] подбираем лоток Паршаля длиной l = 65 м.
3 Расчет контактных резервуаров
В соответствии с п.8.6 [2] продолжительность контакт воды с хлором осуществляется на протяжении 30 минут после чего очищенная сточная вода сбрасывается в водоток.
Типовые контактные резервуары принимаются по таблице5.25 [5].
Определяется необходимый объем контактного резервуара W м3
где T – продолжительность контакта воды с хлором T = 05 ч.
W= 3724 05 = 1862 м3
Определяется длина контактного резервуара L м
где N – количество контактных резервуаров N = 3;
n – число секций в контактном резервуаре n = 2;
B – ширина секции B = 6 м;
H – глубина резервуара H = 32 м.
L=18623 2 6 32 = 16 м
Принимаем 2 типовых резервуара длиной 18 м 2 рабочих и 1 резервный
Определяется площадь поверхности воды F м2 в резервуаре
Определяется расход воздуха Qair м3 на продувку резервуара по формуле
Qair= 05 324 = 162 м3
Определяется расход осадка Wmud м3
Wmud=05 24991000 = 125 м3
Осадок из контактных резервуаров сбрасывается в сеть местной канализации.
При реконструкции размеры контактного резервуара остаются прежними но т.к расход увеличился то количество контактных резервуаров для данного расхода воды увеличивается до 3 шт.
Компоновка генплана очистных сооружений
Очистные сооружения размещены на плане в масштабе 1:500.
Основу генплана очистных сооружений составляют технологические схемы взаимного расположения и взаимодействия сооружений предназначенных для очистки воды и обработки осадков.
Сооружения располагаются компактно. Расстояние между однотипными сооружениями принято 3 – 5 м между разнотипными – 5 – 10 м.
В состав очистной станции входит:
ПК – 2 – 60б D = 600 мм
Здание решеток оборудовано 2 решетками РС - 1000 6х12 м
Горизонтальные аэрируемые песколовки 4 отделения 3х12 м
Песковые площадки 216х32
Первичные радиальные отстойники 5D =18 м
Аэротенк 13 секций А-3-45-44 L = 51 м
Вторичные радиальные отстойники 10D =18 м
Илоуплотнители 9D =18 м
Цех механического обезвоживания осадка оборудован 3рабочими и 1 резервным центрипрессами HUMBOLDTCP1 – 1.1 с производительностью Q = 11 м3ч
Площадка для складирования КЕКа S = 3480 м2(50х70 м)
Карты иловых площадок размером 50х100
Обеззараживание сточных вод принимаются 2основные и 1 резервная хлораторные АХВ 1000Р12 (12х24 м)
Вспомогательные здания и сооружения:
Административный корпус и лаборатория 18х30 м
Насосновоздуходуная станция 18х36
Иловая насосная станция
Насосная станция дренажной воды песковых площадок
В проекте произведена реконструкция существующих канализационных очистных сооружений. Был выполнен пересчет существующих сооружений на новую производительность и новые концентрации загрязняющих веществ. Произведено удаление азота и фосфора. Обеззараживание производится раствором хлора.
После реконструкции работа существующей канализационной станции станет более надежной стабильной и эффективной что подтверждено расчетами.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ
[1] ТКП 45-4.01-53-2012 «Системы канализации населенных пунктов. Основные положения и общие требования. Строительные нормы проектирования». Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь Минск 2012 г. 18 с.
[2] ТКП 45-4.01-202-2010 «Очистные сооружения сточных вод. Строительные нормы проектирования». Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь Минск 2011 г. 99 с.
[3] ТКП 17.06-08-2012 «Охрана окружающей среды и природопользование. Порядок установления нормативов допустимых сбросов химических и иных веществ в составе сточных вод». Минприроды Минск 2012 г. 69 с.
[4] Лапицкая М.П. и др. «Очистка сточных вод (примеры расчетов)» – Мн.: Выш. школа 1983 – 255 с. ил.
[5] А.А. Лукиных Н.А. Лукиных “Таблица для гидравлического расчёта канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского”. – М.: Стройиздат 1974.
[4] Шевелев Ф.А. Шевелев А.Ф. «Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб»: Справочное пособие. – М.: Стройиздат 1984.