Сооружения механической очистки.

Приемная камера.

Для приема сточных вод из напорного трубопровода устраивают приемную камеру перед очистными сооружениями. Размеры приемной камеры зависят от пропускной способности очистных сооружений.

В данном курсовом проекте приняты три типовые приемные камера для часового расхода 1600-2000 из сборного железобетона с габаритными размерами: А=2000 мм, В=2300 мм, Н=2000 мм, Н₁=1600 мм, h=750 мм, h₁=900 мм, b=800 мм, l=1000 мм, l₁=1200 мм. Диаметр напорного трубопровода при подаче стоков по одной нитке 700 мм и по двум ниткам 400 мм.

 

Расчет решёток

Решетки применяются для задержания из сточных вод крупных загрязнений и являются сооружениями, подготовляющими сточные воды к дальнейшей, более полной очистке. Решетки должны устанавливаться на всех очистных станциях независимо от способа подачи на них сточных вод — самотеком или под напором после насосной станции.

Размеры решетки определяют по расходу сточных вод, по принятой ширине прозоров между стержнями решетки и ширине собственно стержней, а также по средней скорости прохождения воды через решетку.

 

Для механической очистки сточных вод от отбросов, улавливания крупных нерастворенных загрязнений применяют решетки, выполняемые из круглых, прямоугольных или иной формы металлических стержней.

Скорость должна лежать в пределах 0,8 — 1,2 м/с, и определяется по формуле:

где, – максимальный секундный расход, м³/с

– суммарная площадь щелевых отверстий м².

n- число решеток.

 

В качестве решеток были выбраны Решетки-дробилки «РД-600» отечественного производства, предназначенные для измельчения крупных отбросов в производственных и хозяйственно-бытовых сточных водах.

 

Берём 1 решётку РД-600, F=0,455 м²

Скорость лежит в пределах 0,8 — 1,2, значит решётка выбрана верно. Принимаем 3 рабочих решётки и 1 резервную.

 

5.3. Расчет песколовок

 

 

Песколовки предназначаются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (главным образом песка) и устанавливаются перед отстойниками.

Применение песколовок обусловлено тем, что при совместном выделении в отстойниках минеральных и органических примесей возникают значительные затруднения при удалении осадка из отстойников и дальнейшем его сбраживании в метантенках. Работа песколовок основана на использовании гравитационных сил. 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.

 

Площадь песколовок находим по формуле:

где — количество песколовок, минимум 2;

— допустимая скорость движения в них равная 0.3 м/с.

Принимаю 2 песколовки, скорость движения воды в горизонтальной песколовке 0,3 м/с.

Длина песколовки определится по формуле:

 

 

где — коэффициент использования объема песколовки, 1,7,

— глубина песколовки принимаемая от 0,25 до 1м (0,7м);

— скорость движения воды в песколовке 0,3м/с;

— гидравлическая крупность песка (18,7 мм/с).

 

 

 

Количество песка, задержанного в песколовке, определяют по формуле:

где — количество песка, задерживаемого в песколовках, для бытовых сточных вод надлежит принимать 0,02 л/(чел×сут);

— приведенное количество жителей, определяемое по формуле:

где — число жителей канализованных районов чел.;

— число жителей, которые внесут такое же количество, чел. взвешенных веществ, которое вносит данное предприятие, рассчитано по формуле:

где — концентрация взвешенных веществ промышленных сточных вод;

— расчетный расход производственных сточных вод;

— количество загрязняющих веществ на одного жителя.

Определяю площадь песковых площадок по формуле:

где — нагрузка песка на дно песковых площадок, 3 м³/м² год;

365 — количество дней в году.

Принимаем 6 песковых площадок, площадь которых равна:

 

 

Принимаю размеры песковых площадок: м 10 x 10 м.

 

Дренажная вода перекачивается насосами в канал перед песколовкой. Для удаления песка из песколовки принимается гидроэлеватор. Для его подбора определяется объем песка с учетом того, что для работы гидроэлеватора необходима жидкость в объеме 20V на 1V песка.

Принимаем гидроэлеватор ГЭ 140/250 с производительностью по твердому до 10 .

 

Диаметр пульповода, Дп, мм	Диаметр горловины, Дг, мм	Крупность питания, не более, мм	Диаметр сменных насадок, мм
			30; 60

 

 

5.4. Расчет первичного отстойника.

 

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 его поверхность. В зависимости от назначения отстойников в технологической схеме очистной станции они подразделяются на первичные и вторичные.

Первичными называются отстойники перед сооружениями для биологической очистки сточных вод; вторичными — отстойники, устраиваемые для осветления сточных вод, прошедших биологическую очистку. 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.

 

 

Производим расчет горизонтальных отстойников по кинетике выпадения взвешенных веществ с учетом необходимого эффекта осветления, который рассчитывается по формуле:

где — концентрация взвешенных веществ на входе в отстойник;

— концентрация взвешенных веществ в очищенной воде.

Определяем время отстаивания в отстойнике по таблице 30 [1].

 

50%
53%
60%

Э=53%,

 

Гидравлическая крупность частиц, оседающих за время :

где — глубина проточной части в отстойнике, 3,4 м;

— коэффициент использования объема проточной части для радиального отстойника =0,45;

— продолжительность отстаивания, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое h;

α — коэффициент вязкости, при t=22° α = 1;

n — показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения, n=0,18.

Производительность одного отстойника q_set, м³/ч, следует определять исходя из заданных геометрических размеров сооружения и требуемого эффекта осветления сточных вод по формуле: для радиальных отстойников

q_set=2,8· K_set·(D_set² – d_en²)(U₀ - v)

где К_set - коэффициент использования объема, 0,45;

u ₀ - гидравлическая крупность задерживаемых частиц;

v -турбулентная составляющая равна нулю;

q_set = 2,8*0,45·(30² -1²)* =1970,9676 м³/ч.

Количество отстойников: N=4384/1970,9676=2,3=3 шт.

 

Принимаем 2 типовых радиальных отстойника D=30 м №902-2-85/75

Количество осадка по сухому веществу:

 

где, – концентрация взвеси на входе;

Э – эффект осветления;

– суточный расход.

Количество осадка учитывая влажность:

 

6. Сооружения биологической очистки

Расчет аэротенка

 

Эффективность процесса очистки в аэротенках, качественное состояние и окислительная способность активного ила определяются рядом условий, к которым относятся: состав и свойства сточных вод, гидродинамические условия перемешивания, соотношение количеств поданных загрязнений и жизнеспособного ила, кислородный режим в сооружении, температура и активная реакция среды, наличие элементов питания, присутствие активаторов или ингибиторов процесса и т.п.

Одной из основных характеристик состояния активного ила в аэротенке является до настоящего времени нагрузка загрязнений на ил.

Для расчета аэротенка необходимо знать следующие параметры: БПК на входе в аэротенк ()= , БПК на выходе из аэротенка

(), концентрацию кислорода в аэротенке (), концентрацию ила в аэротенке (), коэффициент рециркуляции ила ( =0,3).

 

Концентрация ила в регенераторе определяется по формуле:

 

= (г/л)

где - концентрация ила в аэротенке, 2 г/л;

- коэффициент рециркуляции ила 0,3.

 

 

Время сорбции определяется по формуле:

 

(ч)

 

где - БПК осветленное сточной воды на входе в аэротенк, мг/л;

- БПК сточной воды на выходе из аэротенка, мг/л;

- доза ила, г/л.

 

 

Удельная скорость окисления, мг БПК_полн на 1 г беззольного вещества ила в 1 ч, определяется по фор­муле:

 

, мг/(г×ч)

 

где r_max - максимальная скорость окисления, 85мг/(г×ч), принимаемая по табл. 40 СНиП 2.04.03-8;

- концентрация растворенного кислорода,2 мг/л;

- константа, характеризующая свойст­ва органических загрязняющих ве­ществ, 33мг БПК_полн/л, и принимаемая по табл. 40 СНиП 2.04.03-8;

- константа, характеризующая влияние кислорода, 0,652мг О₂/л, и принимаемая по табл. 40 СНиП 2.04.03-8;

j — коэффициент ингибирования продук­тами распада активного ила,

0,07 л/г, при­нимаемый по табл. 40 СНиП 2.04.03-8.

 

(мг/(г×ч))

 

= 26,875 мг/(г×ч)

 

При проектировании аэротенков с регене­раторами продолжительность окисления органических загрязняющих веществ определяется по формуле:

 

, (ч)

где s – зольность;

- доза ила в регенераторе, г/л.

 

(ч)

 

Время регенерации определяется по формуле:

(ч)

 

Время пребывания ила в системе определяется по формуле:

, (ч)

(ч)

 

В зависимости от выбираем максимальные расходы сточных вод.

, (м³/ч)

(м³/ч)

 

 

Вместимость аэротенка определяется по формуле:

, (м³)

где – средний из максимальных расходов за время пребывания ила в системе, м³/ч.

(м³)

 

Объем регенератора определяется по формуле:

, (м³)

(м³)

, (м³)

(м³)

 

Длина аэротенка определяется по формуле:

, (м)

где - количество секций в аэротенке, 2;

- ширина коридора аэротенка, 4 м;

- глубина аэротенка, 5м;

– количество коридоров в аэротенке 3шт.

(м)

Для проектирования принимаю 2-х секционный аэротенк, длиной 94 м.

Нагрузка на активный ил определяется по формуле:

, (мг/г)

где – средняя концентрация ила в системе, г/л.

(мг/г)

, (г/л)

(г/л)

После определения нагрузки на активный ил по табл. 41 СНиП 2.04.03-85 определяется иловый индекс, J = 107,53, см³/г.

Пересчитывается коэффициент рециркуляции:

Если пересчитанный коэффициент рециркуляции больше 0,3, то аэротенк необходимо пересчитать с новым коэффициентом рециркуляции.

Прирост активного ила определяется по формуле:

, (мг/л)

Где - концентрация взвешенных веществ на входе в аэротенк, мг/л.

(мг/л)

 

 

 

 

7. Расчет вторичного отстойника

Согласно, СНиП 2.04.03-85, п. 6.161. Вторичные отстойники всех типов после аэротенков надлежит рассчитывать по гидравлической нагрузке q_ssa, м³/(м²×ч), с учетом концентрации активного ила в аэротенке a_i=2 г/л, его индекса см³/г, и концентрации ила в осветленной воде a_t =12,5 мг/л.

Нагрузка на зеркало отстойника:

где — коэффициент использования объема зоны отстаивания, принимаемый для радиальных отстойников — 0,4

H_set=3,5 м, (при D=40м)

a_i – доза ила 2мг/л

a_t=12,5 мг/л.

Площадь зеркала отстойника определится по формуле:

где – максимальный часовой расход,

– нагрузка на зеркало отстойника

Диаметр отстойника определится по формуле:

где – площадь зеркала отстойника,

n – количество отстойноков принимаем 4.

 

Принимаю 4 радиальных отстойника диаметром 30 м.
Количество осадка во вторичном отстойнике:

 

=

где, – прирост активного ила равен ,

– суточный расход.

 

 

8.Сооружения по обработке осадка.

В процессе очистки сточных вод образуются осадки, который должен подвергаться обработке, обеспечивающей возможность его утилизации или складирования. При этом необходимо учитывать народнохозяйственную эффективность утилизации осадка и газа метана, организацию складирования неутилизируемых осадков и очистку сточных вод, образующихся при обработке осадка. 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.

 

Расчет илоуплотнителя

 

Площадь зеркала илоуплотнителя:

где V – часовой приток ила в илоуплотнитель,

q – нагрузка на зеркало.

Часовой приток ила определится по формуле:

где – суточный расход СВ,

– прирост активного ила 171,

– 1,2,

– доза ила в регенераторе,

Диаметр илоуплотнителя:

где F – Площадь зеркала илоуплотнителя,

n – кол-во илоуплотнителей 2 шт,

Т.к. , то принимаем типовой радиальный илоуплотнитель D_i=18м..

Он рассчитывается по скорости движения воды в подающем трубопроводе 0,1 м/с и скорости движения воды в илоуплотнителе 0,1 мм/с.

 

Площадь трубы определится по формуле:

где V – часовой приток ила,

– скорость движения воды в трубопроводе.

Площадь зоны отстаивания определится по формуле:

где Q_жид - кол-во жидкости отделяемое в процессе уплотнения,

V_ил – скорость движения воды в илоуплотнителе.

Кол-во жидкости отделяемое в процессе уплотнения определится по формуле:

где V – часовой приток ила.

 

 

Расчет метантенков.

 

В этих сооружениях происходит процесс обезвреживания осадков сточных вод, осуществляемый микроорганизмами, способными окислять органические ве­щества осадков.

Метантенк представляет собой цилиндрический железобетонный резервуар с коническим днищем и герметическим перекрытием, в верхней части которого имеется колпак для сбора газа, откуда газ отводится для дальнейшего использования.

В зависимости от температуры, при которой происходит брожение, различают два типа процесса – мезофильное сбраживание, происходящее при температуре 30-35˚ С, и термофильное сбраживание, происходящее при температуре 50-55˚ С.

Расчёт метантенков заключается в вычислении количества обра­зующихся на станциях осадков, выборе режима сбраживания, определении требуе­мого объёма сооружений и степени распада беззольного вещества осадков.

Количество сухого вещества осадка, образующегося на станции, определяют по формуле:

, (т/сут)

Где - коэффициент увеличения объема осадка за счет крупных фракций, не улавливаемых при отборе проб для анализа, равный 1,1;

- прирост активного ила, мг/л;

- суточный расход сточных вод, м³/сут.

(т/сут)

 

Учитывая влажность осадка, определяем его объем по формуле:

, (м³/сут)

Где 98 – влажность избыточного ила.

(м³/сут)

 

Общий расход осадка по объему смеси фактической влажности определяется по формуле:

, (т/сут)

(т/сут)

Количество беззольного вещества осадка, вычисляют по формуле:

, (т/сут)

Где В – гидроскопическая влажность сырого осадка, ориентировочно равная 5 %;

З – зольность осадка, равная 30 %.

(т/сут)

Количество беззольного ила определяется по аналочичной формуле:

, (т/сут)

где – масса сухого вещества активного ила, т/сут.

(т/сут)

Расчет метантенков производится по дозе загрузки, которая выбирается по СНиП 2.04.03-85 табл. 59 в зависимости от влажности смеси поступающих осадков.

Средняя влажность смеси опереляется по формуле:

, %

где - влажность осадка из первичного отстойника (;

- объем осадка из первичного отстойника, м³/сут;

- влажность ила, поступающего в метантенк (;

- объем ила, м³/сут.

П ри содержании в осадке СПАВ, превышающем 11-13 мг/г сухого вещества при сбраживании в мезофильных условиях и 6-7 мг/г в термофильных, доза загрузки метантенков определяется по формуле:

, %

где С_dt — содержание поверхностно-активных веществ (ПАВ) в осадке, мг/г сухого ве­щества осадка, принимаемое по экспе­риментальным данным или по табл. 60 СНиП 2.04.03-85;

P_mud — влажность загружаемого осадка, %;

Д_lim — предельно допустимая загрузка рабоче­го объема метантенка в сутки, прини­маемая, 65 г/м³ — для анионных ПАВ в бытовых сточных водах.

Содержание поверхностно-активных веществ (ПАВ) в осадке определяется по формуле:

(мг/л)

где , - содержание ПАВ в осадке из первичного отстойника и содержание ПАВ в избыточном активном иле соответственно, мг/л.

(мг/л)

Объем метантенка определяется по формуле:

, (м³)

(м³)

Принимаю 2 метантенка, диаметром 20 м, объемом одного резервуара 4000 м³. Высота верхнего конуса 2,5 м, цилиндрической части 8,5 м, нижнего конуса 3,05 м.

Для транспортирования газа из метантенков прокладывают специальную газовую сеть. Вследствие того, что газ поступает из сооружения неравномерно, целесообразно на тупиковых концах сети устраивать аккумулирующие газгольдеры, которые выравнивают давление газа и сети.

Количество газа, накапливаемое в газгольдерах определяется по формуле:

, (т/сут)

(т/сут)

Количество газа в, м³, определяется по формуле:

, (м³/сут)

(м³)

Для регулирования давления и хранения газа следует предусматривать мокрые газгольдеры, вместимость которых рассчитывается на 2 -4-х ча­совой выход газа, давление газа под колпаком 1,5—2,5 кПа (150 — 250 мм вод. ст.).

 

Объем газгольдера определяется по формуле:

, (м³)

где - время выхода газа, ч.

(м³)

Газ, получаемый в метантенках в результате процесса сбраживания осадка, используется на энергетические нужды канализационных станций: 1) непосредственно в качестве горючего в котлах с газовыми горелками, для обогрева метантенков и отопления зданий очистных станций и поселков при них; этот способ оспользования газа является самым распространенным; 2) в газовых двигателях, приводящих в движение генератор, насосы и воздуходувки; при этом расход газа на 735,5 Вт мощности двигателя составляет для дизелей 0,3-0,6м³, для карбюраторных, бензиновых или керосиновых двигателей 0,45-0,65 м³; 3) в качестве горючего для автомашин и бытового газоснабжения районов путем заполнения баллонов из газонаполнительной станции.

Метантенки и газгольдеры – сооружения взрывоопасные, поэтому их следует располагать на расстоянии не менее 40 м от основных сооружений станции, автомобильных и железных дорог и высоковольтных линий. На огражденной территории метантенков курить и разводить открытый огонь запрещается. Во всех помещениях пусковые и токоведущие устройства должны монтироваться во взрывобезопасном исполнении. Для проверки наличия газов необходимо пользоваться взрывобезопасной шахтерской лампой. Во избежание искрообразования в камерах нужно работать инструментом из цветного металла. Перед спуском в камеру необходимо ее проветрить в течение 10-15 мин ручным вентилятором или компрессором. Замерзшие участки газопроводов следует обогревать паром, горячим песком или горячей водой.

 

 

Обезвоживание осадка.

 

Удаление влаги из осадков механическм путем является наиболее экономичным и распространненым методами уменьшения их влажности, массы и объема. Для механического обезвоживания осадка был принят шнековый пресс RoS 3Q800 германской фирмы HUBER Technology c номинальная производительностью: 12 м³/ч (450 кг_СВ/ч) Мощность электроподключения: 3,0 кВт.

Особенности и преимущества:

 

- мало чувствителен к грубым загрязнениям осадка

- высокая производительность при низких оборотах шнека низкий расход - -промывной воды,

- низкие энергозатраты низкий износ и уровень шума за счет низкой скорости вращения шнека

- пресс-конус с пневмоуправлением

компактная закрытая система, полностью из пассивированной нержавеющей стали

 

Общая техническая информация:

 

-Подача осадка под напором (0 – 500 мбар)

- Высокая степень обезвоживания: с 97- 97,5 % (вход) до 75 % (выход) влажности Снижение объема осадка до 25 % от исходного

Объем отделяемой воды определится по формуле:

= = 624,7

 

9. Обеззараживание сточных вод

Осадок надлежит подвергать обеззаражи­ванию в жидком виде или после подсушки на ило­вых площадках, или после механического обезво­живания.

Установки «Хлорэфс» типа УГ предназначены для производства и дозирования дезинфектанта – раствора гипохлорита натрия, полученного на месте потребления путем электролиза раствора поваренной соли концентрацией 25 – 35 г/л.

Исходным продуктом для получения раствора гипохлорита натрия является водный раствор соли поваренной пищевой ГОСТ 51574-2000 и вода, прошедшая декарбонизацию.

Дозу гипохлорита натрия (по эквивалентному хлору) при предварительном (первичном) хлорировании поверхностных вод и для улучшения хода коагуляции и обесцвечивания воды, а также для поддержания сооружений водоочистки в надлежащем санитарном состоянии следует принимать на основании результатов химического технологического анализа хлорпоглащаемости воды по сезонам года (принимается максимальное значение). При отсутствии данных хлорпоглащаемости доза хлора принимается 3 – 10 мг/л (в соответствии с п.6.18 СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения).

Дозы активного хлора для первичного хлорирования при борьбе с энтеровирусами принимают 3 – 4 мг/л при контакте продолжительностью 30 мин., вторичного 1,5 – 2 мг/л при контакте 1,5 – 2 ч.

Суточная потребность в гипохлорите натрия (в эквиваленте активного хлора) определяется из выражения

(кг/сут)

где и – соответственно дозы хлора на первичное и вторичное хлорирование, мг/л;

– суточная производительность очистных сооружений, м³/сут.

По типовому ряду принимаем электролизный модуль «Хлорэфс» УГ-75 МК производительностью 75 кг/сут эквивалентного хлора. Число рабочих установок:

шт.

Принимаем 1 электролизный модуль «Хлорэфс» УГ-25 МК-75

 

Занимаемая площадь 30м². Энергопотребление 20кВт/ч.

 

 

10. ВОДОМЕРНЫЕ УСТРОЙСТВА НА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ:

10.1. Лоток Паршаля:

 

 

Рис.6. Лоток Паршаля для измерения расхода воды. 1 - подготовка из бетона марки 50-100; 2 - железобетонное днище; 3 - газовая труба;

 

Расходы сточных вод, поступающих на очистные сооружения или отдельные группы сооружений, а также расходы стоков, отводимых от этих сооружений, измеряют в напорных трубопроводах (в насосных станциях, дюкерах, подводящих или отводящих напорных участках коллекторов и т. п.). Измерение в напорных трубопроводах более точно и надежно, чем в безнапорных (открытых) каналах, и связано с меньшими потерями напора.

Для измерения расхода воды в открытых каналах на канализационных станциях применяют лотки Паршаля, работающие по принципу сжатия потока (рис. 6).

 

 

В таких лотках потери напора меньше, чем, например, в измерительных водосливах. Кроме того, они не создают препятствий для прохождения твердых частиц, которые могут быть в сточной воде. Конструкция лотка стандартная. Водомерный лоток этого типа состоит из следующих основных частей: подводящего раструба, горловины и отводящего раструба. Лоток устанавливают на канале прямоугольного сечения шириной не менее 40 см.

Расход воды, проходящей через лоток, определяют из гидравлических зависимостей между расходом Q и изменением уровня, вызываемым сужением потока, а также изменением скорости в лотке. В средней части (горловине) боковые стенки лотка строго вертикальны и параллельны, а дну придан уклон 0,375 в сторону движения воды. К горловине с обеих сторон примыкают подводящий и отводящий раструбы с расходящимися к концам лотка стенками. От ширины горловины лотка зависят длина подводящего раструба и ширина входа и выхода лотка.

 

Таблица 5 - Размеры лотка Паршаля.

 

11. Требования по компоновке очистных сооружений.

Выбор площадки для строительства очистных станций необходимо произ­водить в увязке с проектом планировки и застройки канализируемых объектов с учётом решений внешних коммуникаций (ж/д, автомобильных дорог, водо-, газо-, тепло- и электроснабжения) и общими требованиями проектирования генпланов, а также рекомендаций.

Площадка очистных сооружений, как правило, располагается с подветрен­ной стороны для господствующих летних ветров по отношению к жилой застройке и ниже населённого пункта по течению реки. Площадка должна иметь уклон, обес­печивающий самотёчное движение воды по сооружениям и отвод поверхностных вод.

Компоновка и взаимное расположение очистных сооружений должны отве­чать следующим требованиям:

- возможность строительства по очередям и расширение в связи с увеличением притока сточных вод (25...50 %);

- минимальная протяжённо

⇐ Предыдущая123

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: