Пример 2 Аэрируемая песколовка

Определить параметры аэрируемой песколовки для очистки сточных вод города при q=0,75 м³/сек. Содержание в исходной сточной воде взвешенных веществ C_en = 482,5мг/л. Степнь очистки 60%. В песколовке должны быть задержаны частицы песка диаметром D=0,15 мм. Их гидравлическая крупность по таблице2: U₀=0,0132 м/сек. Глубина песколовки-0,8м, ширина–0,5м., скорость движения воды в песколовкеn=0.1 м/сек, рас-четная глубина равна половине общей глубины, т.е. 0,4 м.

Расчет: Длина песколовки определяется по формуле:

L=Н∙n×К_s/U₀,

где Н- глубина проточной части песколовки;

n-скорость движения сточных вод;

К_s – коэффициент, принимаемый по таблице 2 равный 2,50;

U₀–гидравлическая крупность песка: L=0,1·0,4×2,50/0,0132=7,939м.

Аэраторы принимаем из перфорированных труб установленных вдоль одной из продольных стен над лотком для сбора песка на глубине 0,7×Н=0,28м.

Интенсивность аэрации принимаем согласно СНиП 2.04.03-85 – 4м³/м²×час,

объем возуха для аэрации составит:

q=4×В×L=4×0,8×7,93 =25,405м³/час.

При заданной степени очистки 60% на выходе из песколовки в сточной воде будет содержаться C_ex =193,2 мг/л взвешенных веществ.

Принимаем плотность садка - g_mud=2500кг/м³,

его влажность p_mud= 20%,

тогда количество образующегося осадка составит:

Q_mud = q(C_en–C_ex)/(100-p_mud) =

0,75(482,5–193,2)/(100-20)= = 2,712 ×10^-3 м³/час

Усреднители

Усреднители служат для сглаживания залповых выбросов, усреднения состава и расхода сточных вод.

Тип усреднителя (барботажный, с механическим переме-шиваниием, многоканальный) выбирают с учетом характера колебаний концентрации загрязняющих веществ (циклические, произвольные колебания и залповые сбросы), а также вида и количества взвешенных веществ. Число секций усреднителей принимают не менее двух, причем обе рабочие. При наличии в сточных водах взвешенных веществ следует предусматривают барботирование или механическое перемешивание. При наличии в стоках легколетучих ядовитых веществ устраивают перекрытие и вентиляционную систему.

Рис.7 Прямоугольный (а) и круглый (б) усреднители концентрации сточных вод.

1-водоподающий канал; 2-распределительный лоток; 3-глухая перегородка; 4-сборные лотки; 5-продольные перегородки; 6-водоотводящий лоток.

Рис.8 Аэрируемый усреднитель

Усреднитель барботажного типа применяют для усреднения состава сточных вод с содержанием взвешенных веществ до 500 мг/л гидравлической крупностью до 10 мм/с - при любом режиме их поступления.

Объем усреднителя W_z, м³, при залповом сбросе рассчитывают по формулам:

W_z=1,3 q_w t_z/ ln[K_av /(K_av-1)] при K_avдо5;

W_z=1,3q_wt_zK_av при K_av=5 и более,

где q_w - расход сточных вод, м³/ч;

t_z - длительность залпового сброса, ч;

K_av -требуемый коэффициент усреднения, равный:

K_av=(С_max-C_mid)/(C_adm-C_mid),

где С_max – концентрация загрязнений в залповом сбросе;

C_mid - средняя концентрация загрязнений в сточных водах;

C_adm - концентрация, допустимая по условиям работы последую-щих сооружений.

Объем усреднителя W_cir,м³, при циклических колебаниях рассчитывают по формулам:

W_cir = 0,21 q_w t_cir (K²_av -1)^0,5 при K_av до 5 и

W_cir = 0,21 q_w t_cir K_av при K_av = 5 и более,

где t_cir - период цикла колебаний, ч;

К_av - коэффициент усреднения.

Распределение сточных вод по площади усреднителя барботаж-ного типа должно быть максимально равномерным с использо-ванием системы каналов и подающих лотков с придонными отверстиями или треугольными водосливами при скорости течения в лотке не менее 0,4 м/с.

Барботирование осуществляют через перфорированные трубы, укладываемые строго горизонтально вдоль резервуара. Усреднитель с механическим перемешиванием применяют для усреднения состава сточных вод с содержанием взвешенных веществ свыше 500 мг/л при любом режиме поступления.

Подача осуществляется периферийным желобом равномерно по периметру усреднителя.

Объем усреднителя с механическим перемешиванием рассчи-тывается аналогично объему усреднителя барботажного типа. Многоканальные усреднители с заданным распределением сточных вод по каналам применяют для выравнивания залповых сбросов сточных вод с содержанием взвешенных веществ гидравлической крупностью до 5 мм/с при концент-рации до 500 мг/л.

Объем W_av, м³, многоканальных усреднителей при залповых сбросах высококонцентрированных сточных вод расчитывают по формуле:

W_av = q_w t_z K_av /2,

где q_w - расход сточных вод, м³/ч;

t_z - длительность залпового сброса, ч;

K_av – коэффициент усреднения.

Для снижения расчетных расходов сточных вод, поступающих на очистные сооружения, допускается устройство регулирующих резервуаров.

Конструкцию регулирующих резервуаров принимают анало-гичной первичным отстойникам с соответствующими устрой-ствами для удаления осадка и перекачкой осветленной воды на последующие сооружения для ее очистки в часы минимального притока.

Оптимальную величину зарегулированного расчетного расхода определяют технико-экономическим расчетом, подбирая последовательно ряд значений коэффициентов неравномерности после регулирования K_reg, объемов регулирующего резервуара и объемов сооружений для очистки сточных вод и вспомо-гательных сооружений (воздуходувной и насосных станций и т. д.).

Подбор значений коэффициентов неравномерности после регулирования K_reg, объемов регулирующего резервуара W_reg выполняют по соотношениям:

g_reg=K_reg/K_gen и

t_reg=W_reg/ q_mid,

где K_gen - общий коэффициент неравномерности поступления сточных вод;

q_mid - среднечасовой расход сточных вод.

Зависимость между g_reg и t_reg принимают по данным табл.4.

Таблица 4

greg		0,95	0,9	0,85		0,75	0,67	0,65
treg		0,24	0,5	0,9	1,5	2,15	3,3	4,4

Отстойники

Отстойники – устройства, в которых под действием грави-тации происходит отделение от сточных вод грубодисперсных примесей.

Отстойники бывают следующих видов: вертикальный, ради-альный, с вращающимся сборно-распределительным устройством, горизонтальный, горизонтальный оборудованный тонкослойными блоками, двухъярусный, осветлитель - перегниватель и др.

Рис. 9 Виды отстойников

Рис.10 Горизонтальный отстойник, оборудованный тонкослойными блоками

1 - подача исходной воды; 2 - камера хлопьеобразования; 3 – тонко-слойные блоки; 4 - сборные желоба; 5 - карман сбора осветленной воды; 6 - отвод осветленной воды; 7 - зона распределения воды; 8 - зона накопления осадка; 9 - удаление осадка

На малых очистных сооружениях ис­пользуют преимущественно вертикальные отстойники, двухъярусные от­стойники и освет-лители-перегниватели.

Два последних типа отстойников предназначены для осветления сточной воды и сбраживания образующегося осадка.

Вертикальный отстойник рис.9(б) применяют обычно при низком уровне грунто­вых вод и пропускной способности очистных сооружений до 1000 м³/сут. Он представляет собой круглый в плане резервуар с коническим днищем. Сточная вода по центральной трубе спускается вниз и при выходе меняет направление движения на противоположное. При медленном движе­нии вверх из стоков выпадает основная масса грубодисперсных примесей. Осадок удаляется под гидростатическим давлением через иловую трубу. Эффект осветления в вертикальном отстойнике не превышает 50%. Ско­рость движения сточных вод в центральной трубе должна быть не более 30 мм/с. Рабочая глубина отстойника 2,7…3,8 м. К преимуществам вертикальных отстойников относят удобство удаления осадка, к недостаткам - ограниченную пропу­скную способность и большую глубину.

Рис.11 Одиночный двухъярусный отстойник

1 - подводящий лоток, 2 - полупогружная доска, 3 - отводящий лоток, 4 - выпуск ила

Рис.12 Осветлитель-перегниватель

1 - подающий лоток, 2 - лоток для удаления корки, 3 - сборный лоток, 4 - илораспределительная труба, 5 - труба для удаления корки, 6 - подающая труба, 7 - отстойная камера, 8 -отражательный щит, 9 - камера флокуляции, 10 - иловая труба, 11 - труба для удаления сброженного осадка, 12 - камера для сбраживания осадка, 13 - лоток для удаления освет­ленной воды.

Двухъярусные отстойники (эмшерские колодцы) рис.11 применяют для отстаи­вания, сбраживания и уплотнения выпав-шего осадка на небольших и сред­них очистных сооружениях.

Отстойник представляет собой сооруже­ние цилиндрической или конической формы с коническим или пирамидаль­ным днищем, в верхней части отстойника находятся осадочные желоба, а нижняя служит иловой (гнилостной или септической) камерой. Освет-ление протекающей сточной воды происходит в осадочных жело­бах, особенностью конструкции которых является перекрытие одной нижней стенки другой не менее чем на 0,15м, чтобы всплывающие при перегнивании частицы ила и пузырьки газа не попадали в желоб. Сбраживание осадка про­исходит в две фазы: кислую и щелочную в иловой камере, откуда затем оса­док уда-ляется под гидростатическим давлением. Эффект очистки стоков в одиночных сооружениях составляет только 20...25%, в спарен-ных он увеличивается до 50...55%. Осадочные желоба про­ектируют из условия продолжительности отстаивания 1,5 ч. Вместимость септической камеры определяют в зависимости от среднезимней температу­ры.

Основными недостатками двухъярусного отстойника являются несовер­шенство конструкции горизонтального желоба, большой объем септической части и частое образование на поверхности воды корки, которая ухудшает качество очистки.

В осветлителях-перегнивателях рис.12 горизонтальный отстой-ник заменен осветлите­лем с естественной аэрацией и камерой флокуляции, обеспечивающим более высокий эффект очистки - до 70% по взвешенным веществам и 15% по БПК_ПОЛН. Камера брожения отделена от отстойника и расположена вокруг не­го, что способствует подогреву осадка поступающими сточными водами. В результате стало возможным осуществить механическое пере-мешивание осадка насосами, что предотвратило образование корки и чрезмерное уплот­нение осадка. Разность уровней воды в распределительной чаше и осветлителе должна быть 0,6м. Вместимость камеры флокуляции рассчитывают на продолжи­тельность пребывания в ней не более 20 минут. Вместительность камеры брожения (перегнивателя) определяют по суточной дозе загрузки, которая зависит от средней температуры и влажности осадка. В спаренных отстойниках следует обеспечивать возмож-ность изменения направления движения сточных вод в осадочных желобах. При проектировании двухъярусных отстойников принимают:

- свободную поверхность водного зеркала для всплывания осадка - не менее 20 % площади отстойника в плане;

- расстояние между стенками соседних осадочных желобов - не менее 0,5 м;

- наклон стенок осадочного желоба к горизонту - не менее 50°;

-стенки должны перекрывать одна другую не менее чем на 0,15 м;

- глубину осадочного желоба - 1,2-2,5 м;

- ширину щели осадочного желоба - 0,15 м;

- высоту нейтрального слоя от щели желоба до уровня осадка в септической камере - 0,5 м;

- уклон конического днища септической камеры - не менее 30°;

- влажность удаляемого осадка - 90 %;

- распад беззольного вещества осадка - 40 %;

- эффективность задержания взвешен-ных веществ - 40-50 %. Вместимость септической камеры двухъярусных отстойников надлежит определять по табл.5.

Таблица 5

Среднезимняя температура сточных вод, °С			8.5
Вместимость септической камеры, л/чел.-год

 

Примечания:

1. Вместимость септической камеры двухъярусных отстойников должна быть увеличена на 70 % при подаче в нее ила из аэро-тенков на полную очистку и высоконагружаемых биофильтров и на 30 % при подаче ила из отстойников после капельных биофильтров и аэротенков на неполую очистку. Впуск ила должен производиться на глубине 0,5 м ниже щели желобов.

2. Вместимость септической камеры двухъярусных отстой-ников для осветления сточной воды при подаче ее на поля фильтрации уменьшают не более чем на 20 %.

При среднегодовой температуре воздуха до 3,5 °С двухъярусные отстойники с пропускной способностью до 500 м³/сут разме-щают в отапливаемых помещениях, при среднегодовой темпе-ратуре воздуха от 3,5 до 6 °С и пропускной способности до 100 м³/сут - в неотапливаемых помещениях.

При проектировании осветлителей принимают:

- диаметр осветлителя - не более 9 м, разность уровней воды в распределительной чаше и осветлителе - 0,6 м без учета потерь напора в коммуникациях;

- вместимость камеры флокуляции - на пребывание в ней сточных вод не более 20 мин;

- глубину камеры флокуляции -4-5 м;

- скорость движения воды в зоне отстаивания - 0,8-1,5 мм/с;

- в центральной трубе - 0,5-0,7 м/с;

- диаметр нижнего сечения камеры флокуляции - исходя из средней скорости 8-10 мм/с;

- расстояние между нижним краем камеры флокуляции и поверхностью осадка в иловой части - не менее 0,6 м;

- уклон днища осветлителя - не менее 50°;

- снижение концентрации загрязняющих веществ по взвешенным веществам - до 70 % и по БПК_полн - до 15%.

При проектировании перегнивателей принимают:

- вместимость перегнивателя по суточной дозе загрузки осадка - в зависимости от влажности осадка и среднезимней температуры сточных вод;

- суточную дозу загрузки осадка по табл. 6;

Таблица 6

Средняя темпе-ратура сточных вод или осадка, ° С			8,5
Суточная доза загрузки осадка, %	0,72	0,85	1.02	1.28	1,7	2.57

Примечания: 1.Суточная доза загрузки указана для осадка влажностью 95 %. При влажности r_mud, отличающейся от 95 %, суточная доза загрузки уточняется умножением табличного значения на отношение: 5/(100-r_mud).

2. Суточные дозы загрузки осадка производственных сточных вод устанавливаются экспериментально. Ширину кольцевого пространства между наружной поверхностью стен освет-лителя и внутренней поверхностью стен перегнивателя - не менее 0.7 м; уклон днища - не менее 30°; разрушение корки гидро-механическим способом - путем подачи осадка в кольцевой трубопровод под давлением через сопла, наклоненные под углом 45° к поверхности осадка.

 

Радиальные отстойники

Рис.13 Радиальный отстойник

1 — центральная распределительная труба; 2 — круговой жёлоб; 3 — труба; 4 — скребки; 5 — движущаяся ферма; 6 — приямок; 7 — иловая труба.

По сравнению с горизонтальными радиальные отстойники имеют ряд преимуществ: простота и надежность эксплуатации, эконо-мичность, возможность строительства сооружений большой производительности. Недостаток: наличие фермы со скребками.

Все радиальные отстойники оборудованы илоскребками, сдви-гающими выпадающий осадок к приемнику, расположенному в центре. Из него осадок удаляют насосами. Частота вращения скребков 0,8÷3 оборота в час. Диаметр отстойника определяют по формуле:

D=[4×q_max/n×k×p×(U₀-w)]^½,

где k - коэффициент использования объема (0,45 - 0,5);

Для радиальных отстойников обязательно соблюдение соотношения D/H = 6 ÷ 12. Скорость движения воды на половине радиуса n=3,3 мм/с. Так как диаметр отстойника определяется без учета глубины, то при расчете вначале принимают глубину H, а затем определяют U₀ и D. Если при этом D/H будет отличаться от рекомендуемых, то расчет повторяют при другом Н. Типовые размеры радиальных отстойников:18, 24, 30, 40 м.

Расчет отстойников, кроме вторичных после биологи-ческой очистки, производят по кинетике выпадения взве-шенных веществ с учетом необходимого эффекта осветления (рис.14).

Рис.14 Кинетика осаждения сточной воды

При проведении анализа через некоторый промежуток времени образуются области: 1- осветлённой воды; 2 – свободного осаждения; 3 - стесненного осаждения; 4 - осадка.

Отстаивание заканчивается, когда 2-ая и 3-я области исчезают и завершается уплотнение осадка, что соответствует полному разде-лению исходной жидкости на осадок и осветленную жидкость. В результате получается графическая зависимость эффективности осаждения от продолжительности t (час) или от гидравлической крупности U₀.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: