Расчет сооружений по очистки сточных вод

Исходные данные для расчета

На основании ранее проведенных расчетов по определение расходов сточных вод, содержания взвешенных веществ и биохимической потребности в кислороде (БПК₂₀), а также с у четом климатических условий выбрана технологическая схема очистки стоков и обработка осадков (рис. 6.1) Расчетные и исходные данные приведены в табл. 6.1.

Выбранная технологическая схема подробно описана выше. Она включает в себя узел механической очистки (приемная камера, решетки, песколовки, первичные радиальные отстойники, а также дробилки и песковые площадки); узел биохимической очистки (аэротенки - вытеснители, насосно-воздуходувную станцию, вторичные ради­кальные отстойники); узел дезинфекции воды перед сбросом в водоем (хлораторная, смеситель, контактные резервуары); узел обработки осадка (радиальные илоуплотнители, метантенки, вакуумные фильтры, резервные иловые площадки, газгольдер, котельная, площадки складирования).

 

Таблица 6.1

Исходные данные и расчетные параметры качества и расхода воды от населенного пункта

№ п/п	Показатель	Ед. изм.	Числовое значение
Исходная величина	Расчетный параметр
	Расчетное число жителей	чел	160 000	—
	Норма водоотведения	л/сут.чел		—
	Расход производственных сточных вод	м3/сут.		—
	а) содержание взвешенных веществ в сточной воде	мг/л		—
	б) концентрация органических загрязнении по БПК20	мг/л		—
4.	Среднесуточный расход бытовых сточных вод	м3 /сут	—
	Коэффициент суточной неравномерности	—	1,2	—
	Максимальный суточный расход бытовых сточных вод	м3 /сут	—
	Суммарный среднесуточный расход от населенного пункта	м3/сут	—
	Максимальный суммарный суточный расход от населенного пункта	м3/сут	—
	Максимальный общий коэффициент неравномерности притока сточных вод	—	1,48	—
	Минимальный общий коэффи­циент неравномерности притока сточных вод	—	0,68	—
	Количество загрязняющих веществ на одного жителя	г/сут		—
	БПКполн осветленной жидкости на одного чел.	г/сут		—
	Среднечасовой расход сточных вод	м3/ч	—	2589,8
	Максимальный часовой расход	м3/ч	—	3833,2
	Минимальный часовой расход	м3/ч	—	1761,1
	Средний секундный расход	л/с	—	719,4
	Максимальный секундный расход	л/с	—	1064,8
	Минимальный секундный расход	л/с	—	489,2
	Среднее содержание взвешенных веществ	мг/л	—	190,4
	Средняя концентрация загрязнений по БПК20	мг/л	—	136,5
	Приведенное число жите­лей по взвешенным веществам	чал.	—
	Приведенное число жите­лей по БПК20	чел.	—

 

3 5 6 12 10

 

 

К1 1 2 4 7 8 9 11 21

 

 

18 17 16 14 13

ввод 22

реагента

15 19

 

 

20 утилизация

осадка

Рис. 6.1. Схема полной биохимической очистки. Производительность 62160 м³/сут

БПК_исх = 136,5 мг/л; БПК_кон = 15 мг/л; С_ср.исх = 190,4 мг/л; С_кон = 15 мг/л.

1 приемная камера; 2 – решетки; 3 - дробилки; 4 – песколовки; 5 - песковые площадки; 6 - утилизация песка; 7 - первичныеотстойники; 8 - аэротенки; 9 - вторичные отстойники; 10 - хлораторная; 11 - контактные резервуары; 12 - воздуходувная станция; 13 - насосная станция; 14 - илоуплотнители; 15 - резервные иловые площадки; 16 - метантанки; I7 -- газгольдеры; 18 - котельная; 19 - механическое обезвоживание осадка; 20 - площадки складирования; 21 - выпуск в водоем; 22 – забор воды на собственные нужды станции.

 

Приемная камера

Сточные воды с расчетным расходом q = 1,065 м³/с поступают на очистную станцию по самотечному коллектору D = 1200 мм с уклоном I = 0,001; h / D= 0,75; V = 1,16 м/с. В этом случае [5, табл.5.1.] принимаем приемную камеру марки ПК-1-1200 с размерами А = 2000 мм. B = 2000 мм. Н = 2000 мм.

 

Расчет решеток

В составе очистных сооружений предусмотрены решетки с прозорами 16 мм. Расчетная схема решетки представлена на рис. 6.2.

Рис. 6.2. Расчетная схема решетки

 

Площадь живого сечения рабочих решеток составит:

где:

V – скорость протока в прозорах решетки 0,8-1,0 м/с

q – максимальный секундный расход, м³ /с (табл. 6.1)

Для максимального суточного расхода 72400м³/сутки принимаем решетки марки МГ ЗТ (площадь прохода F_реш = 1,25 м²) [5]. Тогда число рабочих решеток составит

Количество резервных решеток – 1 [1].

Основные показатели принятых решеток:

- пропускная способность решетки - 110 тыс. м³ /сут;

- площадь прохода решетки - F_реш = 1,25 м²;

- ширина прозоров - b = 0,016 м;

- толщина стержней решетки - s = 0,008 м;

- ширина решетки - b_p = I,955 м;

- ширина канала перед решеткой - b_k = 1,400 м;

- глубина канала перед решеткой - H = 2,000 м.

Число прозоров в решетке (n):

Расчетное наполнение канала перед решеткой

где: k = 1,05 - коэффициент, учитывающий стеснение потока граблями;

q – максимальный секундный расход, м³ /с (табл. 6.1);

b – ширина прозоров, м;

N – количество решеток.

Используя [8] производим гидравлический расчет подводящего канала перед решеткой. Результаты расчета приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2

Расчетные данные	Расход, л/с
qmin = 489,2	qmax = 1065	qср = 719,4
Уклон	0,0008	0,0008	0,0008
Ширина канала bk, м	1,4	1,4	1,4
Наполнение h/d	0,43	0,76	0,57
Скорость	0,80	1,00	0,90

Скорость в уширенной части канала перед решеткой при минимальном притоке сточных вод желательна не менее 0,4 м/с во избежание заиливания канала.

 

Нормативная скорость выдерживается.

Потери напора в решетке h_p при коэффициенте местного сопротивления решетки – η

,

где β – коэффициент, равный 2,42 для прямоугольных и 1,72 для круглых стержней;

α – угол наклона решетки к горизонту 60⁰

cоставят:

,

где p – коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в решетке в следствии засорения ее отбросами - 3.

На величину потерь напора следует понизить дно камеры за решеткой.

Определим размеры камеры решетки в плане (рис. 6.2.).

Общая строительная длина камеры решеток

 

L = l₁ + l₂ + l_p = 2,12 + 1,06 + 1,5 =4,68 м.

Строительная глубина канала перед решеткой Н_к = 2 м [5, табл. 5.2].

Пол здания решеток должен возвышаться над расчетным уровнем сточной воды в канале ΔZ не менее чем на 0,5 м.

- условие выполняется

Суточный расход отбросов, снимаемых с решеток, составит

,

где: N_прив - приведенное число жителей по взвешенным веществам;

8 – количество отбросов снимаемых с решеток, имеющих ширину прозоров;

b =16 мм, л/год.

Отбросы, снятые с решетки, имеют следующие характеристики:

- плотность, ρ - 750 кг/м³;

- влажность - 80%;

- зольность - 7÷8 %;

- коэффициент часовой неравномерности поступления K_ч.н - 2

Масса отбросов, снимаемая с решеток за сутки

 

или

Для дробления извлеченных отбросов применяют дробилки молоткового типа [5,7]. Предусматриваем дробилку типа Д-3 производительностью 300-600 кг/ч (одна рабочая и одна резервная).

Расход жидкости, подаваемой к дробилке, определяем из расчета 40 м³ на 1 т отбросов.

Измельченная масса сбрасывается в сточную воду перед решетками.

 

Расчет решеток-дробилок

На станции очистки (как альтернативный вариант) возможно проектирование решеток-дробилок. По расчетному расходу q_max = 1,065 м³/с подбираем по приложению 1 табл.2 решетки-дробилки марки РД-600 (три рабочих и одна резервная). Нормативная скорость течения сточной жидкости через щели барабана решетки - V_н = 0,79 м/с [5].

Определяем скорость течения сточной жидкости через щели барабана решетки

 

,

 

где: N - число рабочих решеток-дробилок;

F - суммарная площадь щелей в барабане решетки-дробилки 0,455 м² [5].

Расчетная скорость течения сточной жидкости через щели барабана решетки близка к нормативной и решетка РД-600 принимается к установке.

Расчет песколовок

Расчет песколовок ведется на максимальный приток сточных вод. Длину песколовок (L_s, м) следует определять по формуле [1]:

 

L_s = 1000 ∙ k_s ∙ H_s ∙ V_s/ u_0,

 

где k_s – коэффициент, принимаемый по [1, табл.27], k_s = 1,7;

H_s – расчетная глубина песколовки, м, H_s = 0,58м;

V_s - скорость движения сточных вод, м/с, [1, табл.28],

принимаем V_s = 0,225м/с;

u₀ – гидравлическая крупность песка, мм/с, принимаемая в зависимости от требуемого диаметра задерживаемых частиц, для горизонтальных песколовок и диаметра частиц песка 0,2мм u₀ = 18,7мм/с [1, табл.28].

 

L_s = 1000 ∙ 1,7 ∙ 0,58 ∙ 0,225/ 18,7 = 11,86м < 18м _,

 

Дальнейший расчет песколовок основан на проверке принятой типовой конструкции. При расходе сточных вод 72400 м³/ сут принимаем горизонтальную песколовку с прямолинейным движением воды и механизированным удалением осадка, состоящую из n = 2 рабочих и одного резервного отделений. Длина песколовки 18 м, что соответствует расчету, ширина отделений b = 3 м, глубина проточной части (наполнение) h = 0,58 – 0,6м (приложение 1 табл.5).

Определяем размеры подводящего канала [8]. Согласно пункту 6.14 [1] каналы и лотки очистных сооружений следует рассчитывать на расчетный расход с коэффициентом 1,4

 

I = 0,008; B = 1400; H = 1 м; V = 1,08 м/с

Определяем скорость потока сточных вод в песколовке при максимальном (q_max) и минимальном (q_min) секундном расходе [5]:

V_max = q_max / b ∙ h ∙ n = 1,065/3 ∙ 0,58 ∙ 2 = 0,3 м/с,

При минимальном притоке в работе находится одно отделение.

V_min = q_min/ b ∙ h ∙ n = 0,489/3 ∙ 0,58 ∙ 1 = 0,28 м/с,

Нормативные величины скорости протока 0,15-0,3м/с выдерживаются.

Определяем продолжительность протока сточных вод в песколовке при максимальном притоке. Она должна быть не менее 30 с.

T = L / V_max = 18/0,3 = 60 с > 30c

Определяем количество песка, задерживаемого в песколовке:

W_n = p ∙ N_прив/1000 = 0,02 ∙ 173538/1000 = 3,47 м³/сут,

где: p – норма песка на одного человека в сутки 0,02 л [1].

Удаление песка из песколовки предусматривается при помощи скребковых механизмов (сдвиг песка в приямок) и гидроэлеваторов (подача пульпы на просушивание).

Для поддержания в горизонтальной песколовке постоянной скорости движения сточных вод на выходе из нее предусматривается водослив с широким порогом. При близких скоростях водослив можно не предусматривать.

В других случаях расчет водослива сводится к определению перепада между дном песколовки и порогом водослива P и ширины водослива b.

Определить величину перепада P можно, зная величину K_s — отношение максимального и минимального расходов и h_min - глубина воды в песколовке при минимальном расходе:

K_s = q_max / q_min;

 

h_min = q_min/n ∙ B ∙ V, м,

 

P = (h_max - k_q^2/3 h_min)/ (k_q^2/3 - 1);

 

Задавшись коэффициентом расхода m = 0,35 ширина водослива b

 

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: